一种真空断路器的触头结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于高压真空断路器领域，具体为一种真空断路器的触头结构。动触头结构的动触头和动触头导电杆，均由立方体单元W棱和立方体单元Cu块组成的Cu/W立方体单元构成，立方体单元Cu块填充于立方体单元W棱中；静触头结构的静触头和静触头导电杆，均由立方体单元W棱和立方体单元Cu块组成的立方体单元构成，立方体单元Cu块填充于立方体单元W棱中。本实用新型使真空断路器在开断时，由于框架结构和Cu、W的并联作用，新的触头结构能够增大触头结构的热导率和电导率，增大触头表面散热，减小电弧对触头表面的烧蚀，从而减少金属蒸汽的产生，对电弧快速熄灭起到促进作用。
【专利说明】
一种真空断路器的触头结构
技术领域
[0001]本实用新型属于高压真空断路器领域，具体为一种真空断路器的触头结构。
【背景技术】
[0002]在电力系统中，高压开关设备起控制与保护作用。高压断路器是最为重要电气设备，主要用于关合、开断电路。随着我国电力工业迅猛发展，电器产品的运行性能、质量要求越来越高，国家环保意识越来越强，高压真空断路器作为高压开关的主导产品，在高压、超高压输电系统中起着重要的控制和保护作用。
[0003]触头是断路器等高压开关的关键部件，现在使用中的真空断路器触头结构主要采用杯状纵磁结构，以Cu、W金属作为制作材料，由于在断路器中，触头起着导通和开断的作用，这就要求其触头材料和触头结构应具有以下性能:1、大的分断电流的能力；2、高的导电和导热能力；3、优良的抗熔焊性能;4、优良的耐电弧烧损性能；5、高的耐压值和低的截流值。
[0004]由于触头结构在很大程度上决定了断路器的发展，因此设计新的触头结构，使新型触头结构可以提高触头的电导率和热导率、耐电弧烧损和抗熔焊性能，从而增大真空断路器的开断能力。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种真空断路器的触头结构，在改善现有触头结构，提升触头的开断能力，触头结构电导率和热导率高，使触头表面散热快，降低触头表面温度，电弧对触头表面的烧蚀小，减小金属蒸汽的产生，加快电弧的熄灭。
[0006]本实用新型的技术方案是:
[0007]—种真空断路器的触头结构，包括动触头结构和静触头结构，动触头结构的动触头和动触头导电杆，均由立方体单元W棱和立方体单元Cu块组成的Cu/W立方体单元构成，立方体单元Cu块填充于立方体单元W棱中；静触头结构的静触头和静触头导电杆，均由立方体单元W棱和立方体单元Cu块组成的立方体单元构成，立方体单元Cu块填充于立方体单元W棱中。
[0008]所述的真空断路器的触头结构，Cu/W立方体单元的六条棱为金属妈构成的一体结构，除立方体单元W棱外，剩余部分由立方体单元Cu块构成。
[0009]所述的真空断路器的触头结构，立方体单元Cu块为与立方体单元W棱紧密配合结构。
[0010]所述的真空断路器的触头结构，每个立方体单元W棱为1/4圆柱，相邻四个立方体单元之间的四条立方体单元W棱组合为一 W圆柱。
[0011]所述的真空断路器的触头结构，三个轴向X、Y、Z的W圆柱相连贯通、相互交织，形成立方体单元W棱构成的整体框架部分;每个立方体单元内的立方体单元Cu块相连贯通，形成立方体单元Cu块构成的整体填充部分。[0012 ]所述的真空断路器的触头结构，立方体单元W棱构成的整体框架部分、立方体单元Cu块构成的整体填充部分组合，形成Cu块填充部分和W框架构成的触头结构，该Cu块填充部分和W框架构成的触头结构为导电杆和触头两部分组成。
[0013]所述的真空断路器的触头结构，Z轴向的W圆柱与触头结构的纵向轴线平行，X轴向、Y轴向的W圆柱形成的平面，与触头结构的纵向轴线垂直。
[0014]所述的真空断路器的触头结构，Z轴向的W圆柱与触头结构导电杆夹角为0°，每个立方体单元的Χ、γ形成平面与触头结构导电杆夹角为90°。
[0015]本实用新型的优点及有益效果是:
[0016]1、本实用新型触头结构以许多微小立方体单元构成，其中每个立方体单元的六条棱由金属W构成，棱柱形状为1/4圆柱，相邻的四个立方体单元的棱柱共为一圆柱，三个轴向的圆柱棱相互交织构成许多微小立方体框架，这些立方体框架搭建成触头结构的整体框架部分，除W框架外，触头结构的其余部分由铜填充，铜块为一个有孔的整体。在高压断路器开断线路故障时会产生高温、发强光的电弧，高压断路器要在有效时间内开断故障电路，熄灭电弧。新触头结构能加快触头散热，降低触头表面温度，减小金属蒸汽的产生，加快电弧的熄灭。因此，可以有效的提高高压断路器开断性能，保障线路及重大设备的安全，维护电网稳定运行。
[0017]2、本实用新型采用的新型触头结构，由于每个小立方体采用W做六条棱框架，Cu对其余部分填充，当电流流过触头结构中每个微小立方体单元时，立方体单元电路模型中的电流变为三条支路的并联，即一条路径是沿平行于导电杆的纯钨圆柱棱支路，第二条是沿立方体单元中心的纯铜支路，第三条路径是沿铜-钨-铜的组合支路。根据电路并联原理，电路并联电阻减小，电导增大，假设每个立方体单元之间不存在缝隙，那么对于整个触头结构来说并联的结构使触头结构的电导率明显增大，导电性能改善。另外，由于W框架具有高的熔点，低的线膨胀系数和高的强度，并且Cu和W又具有极低的互溶度，所以新型触头结构可以充分发挥纯Cu好的导热性能，使其导热、导电性能均优于合金触头。
【附图说明】
[0018]图1为现有断路器动触头结构示意图；
[0019]图2为现有断路器静触头结构示意图；
[0020]图3为本实用新型构成触头和导电杆的立方体单元示意图；
[0021 ]图4为本实用新型立方体单元的W棱示意图；
[0022]图5为本实用新型立方体单元的Cu块示意图；
[0023]图6为本实用新型立方体单元的相邻四条W棱组成一圆柱示意图；
[0024]图7为本实用新型立方体单元的W棱构成的触头结构整体框架部分示意图；
[0025]图8为本实用新型填充触头结构整体框架部分(W框架)的有孔立方体单元的Cu块整体填充部分示意图；
[0026]图9为本实用新型触头结构整体示意图；
[0027]图10为本实用新型W框架与导电杆轴线的角度图；
[0028]图中:1、动触头片;2、动触头;3、动触头悬浮电极;4、波纹管;5、波纹管屏蔽罩;6、动触头导电杆;7、静触头片;8、静触头;9、静触头悬浮电极;1、静触头导电杆；11、立方体单元;12、立方体单元W棱；13、立方体单元Cu块；14、W圆柱；15、立方体单元W棱构成的整体框架部分；16、立方体单元Cu块构成的整体填充部分；17、Cu块填充部分和W框架构成的触头结构:18、导电杆;19、W框架;20、触头。
【具体实施方式】
[0029]如图1-图2所示，现有真空断路器的触头结构包括动触头结构和静触头结构，其中:动触头结构含有动触头片1、动触头2、动触头悬浮电极3、波纹管4、波纹管屏蔽罩5、动触头导电杆6，动触头导电杆6上设有动触头2、动触头悬浮电极3、波纹管4，动触头片I设置于动触头2外端，波纹管4的外侧设置波纹管屏蔽罩5;静触头结构含有静触头片7、静触头8、静触头悬浮电极9、静触头导电杆10，静触头导电杆10上设有静触头8、静触头悬浮电极9，静触头片7设置于静触头8外端。
[0030]如图3-图10所示，本实用新型中，动触头结构的动触头2和动触头导电杆6，均由许多微小的立方体单元W棱12和立方体单元Cu块13组成的Cu/W立方体单元11构成，立方体单元Cu块13(图5)填充于立方体单元W棱12(图4)中。同样，静触头结构的静触头8和静触头导电杆1，均由许多微小的立方体单元W棱12和立方体单元Cu块13 (Cu/W)组成的立方体单元11构成，立方体单元Cu块13 (图5)填充于立方体单元W棱12 (图4)中。
[0031]如图3所示，本实用新型Cu/W立方体单元11的六条立方体单元W棱12为金属妈构成的一体结构，除立方体单元W棱12外，剩余部分由立方体单元Cu块13构成。
[0032]如图3、图4、图5、图6所示，本实用新型每个立方体单元W棱12为1/4圆柱，相邻四个立方体单元11之间的四条立方体单元W棱12组合为一 W圆柱14。立方体单元Cu块13为与立方体单元W棱12紧密配合结构，形成立方体单元11。
[0033]如图7所示，本实用新型三个轴向(X、Y、Z)的W圆柱14相连贯通、相互交织，形成立方体单元W棱构成的整体框架部分15。如图8所示，本实用新型每个立方体单元11 (正方体)内的立方体单元Cu块13相连贯通，每个立方体单元Cu块13上设有孔，形成立方体单元Cu块构成的整体填充部分16。
[0034]如图7、图8、图9所示，本实用新型立方体单元W棱构成的整体框架部分15、立方体单元Cu块构成的整体填充部分16组合，形成Cu块填充部分和W框架构成的触头结构17，该Cu块填充部分和W框架构成的触头结构17为导电杆18和触头20两部分组成。
[0035]如图6、图10所示，本实用新型Z轴向的W圆柱14与触头结构导电杆18(纵向轴线)平行，即Z轴向的W圆柱14与触头结构导电杆18夹角为0° ;Χ轴向、Y轴向的W圆柱14形成的平面，与触头结构W框架19的轴线垂直，即每个立方体单元11的Χ、Υ形成平面与触头结构导电杆18夹角为90°。
[0036]在高压断路器开断线路故障时会产生高温、发强光的电弧，高压断路器要在有效时间内开断故障电路，熄灭电弧。上述真空断路器的触头结构，在真空断路器开断时，由于框架结构和Cu、W的并联作用，能够增大触头结构的热导率和电导率，增大触头结构表面散热，减小电弧对触头结构表面的烧蚀，从而减少金属蒸汽的产生，对电弧快速熄灭起到促进作用。
【主权项】
1.一种真空断路器的触头结构，包括动触头结构和静触头结构，其特征在于，动触头结构的动触头和动触头导电杆，均由立方体单元W棱和立方体单元Cu块组成的Cu/W立方体单元构成，立方体单元Cu块填充于立方体单元W棱中；静触头结构的静触头和静触头导电杆，均由立方体单元W棱和立方体单元Cu块组成的立方体单元构成，立方体单元Cu块填充于立方体单元W棱中。2.根据权利要求1所述的真空断路器的触头结构，其特征在于，Cu/W立方体单元的六条棱为金属妈构成的一体结构，除立方体单元W棱外，剩余部分由立方体单元Cu块构成。3.根据权利要求1所述的真空断路器的触头结构，其特征在于，立方体单元Cu块为与立方体单元W棱紧密配合结构。4.根据权利要求1所述的真空断路器的触头结构，其特征在于，每个立方体单元W棱为1/4圆柱，相邻四个立方体单元之间的四条立方体单元W棱组合为一 W圆柱。5.根据权利要求4所述的真空断路器的触头结构，其特征在于，三个轴向X、Y、Z的W圆柱相连贯通、相互交织，形成立方体单元W棱构成的整体框架部分;每个立方体单元内的立方体单元Cu块相连贯通，形成立方体单元Cu块构成的整体填充部分。6.根据权利要求5所述的真空断路器的触头结构，其特征在于，立方体单元W棱构成的整体框架部分、立方体单元Cu块构成的整体填充部分组合，形成Cu块填充部分和W框架构成的触头结构，该Cu块填充部分和W框架构成的触头结构为导电杆和触头两部分组成。7.根据权利要求5所述的真空断路器的触头结构，其特征在于，Z轴向的W圆柱与触头结构的纵向轴线平行，X轴向、Y轴向的W圆柱形成的平面，与触头结构的纵向轴线垂直。8.根据权利要求7所述的真空断路器的触头结构，其特征在于，Z轴向的W圆柱与触头结构导电杆夹角为0°，每个立方体单元的Χ、Υ形成平面与触头结构导电杆夹角为90°。
【文档编号】H01H33/664GK205680612SQ201620618464
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月22日 公开号201620618464.3, CN 201620618464, CN 205680612 U, CN 205680612U, CN-U-205680612, CN201620618464, CN201620618464.3, CN205680612 U, CN205680612U
【发明人】韩颖, 尚文祥
【申请人】沈阳工业大学