专利名称：用于真空断续器的触点组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种真空断续器，并且尤其涉及一种用于真空断续器的触点组件，其具有防止随切换触点引起的触点的机械碰撞的良好机械公差。
背景技术：
真空断续器是一种用作例如真空断路器、真空开关、真空接触器等的电力设备的核心构件的切换触点和灭弧单元，以中断电力系统中的电负载电流或者故障电流。在真空断续器的这种应用设备中，真空断路器用于保护电力传输控制和电力系统中的电负载，并且由于真空断路器具有以下多种优势其具有大的断路能力(电压/电流) 以及高的操作可靠性和稳定性，并且能够安装在小的空间中，所以真空断路器被广泛地应用在从中压到高压的电压环境中。而且，真空断路器的断路能力随着工业设施的规模的增加而成比例地线性增加。将参照图1对真空断路器中的真空断续器的配置示例进行描述如下。如图1所示，通常地，真空断续器10包括绝缘容器9，其由具有良好的电绝缘特性和耐热性的陶瓷材料制成，并且具有上开口部和下开口部；固定电极4，其插入式地位于绝缘容器9中，并且具有固定触点3通过例如焊接联接到的一个端部以及电连接到例如电源的另一个端部；以及活动电极1，其插入式地位于绝缘容器9中，并且具有活动触点2通过例如焊接联接到的一个端部以及电连接到例如电负载的另一个端部。附图标记5表示由金属制成的并且可动地支撑活动电极1的气密性风箱(bellows)，而附图标记6表示安装在活动电极1处以遮蔽和保护气密性风箱5免受电弧影响的遮护板。附图标记7表示焊接至绝缘容器9以便被固定地安装从而密闭地闭合下开口部和活动电极1之间的间隙的第一密封罩。附图标记8表示焊接至绝缘容器9以便被固定地安装从而密闭地闭合上开口部和固定电极4之间的间隙的第二密封罩。附图标记10表示安装在绝缘容器9的中心处以保护绝缘容器9的内壁面免受电弧影响的中心遮护板。如上所述配置的普通真空断续器10可以连接至包括例如弹簧或者电机的驱动源 (未示出)和连杆机构13的致动器。活动电极1可以通过端子12与负载侧的电力线(电路)电连接，并且固定电极4可以通过端子11与电源侧的电力线(电路)电连接。在图1中，附图标记14表示真空断路器的外壳而附图标记15表示用于移动真空断路器的轮子。在图1中，当活动电极1根据来自致动器的连杆机构13的驱动力(或者动力)的传送而升高时，安装在活动电极1的一个端部处的活动触点2与固定触点3相接触，使得通过端子12电连接至活动电极1的电源和通过端子11电连接至固定电极4的负载被连接成电力电路为闭合电路的操作状态。在图1中，当活动电极1根据来自致动器(致动器包括诸如弹簧或者电机的驱动源(未示出)和连杆机构13)的驱动力的传递而降低时，安装在活动电极1的一个端部处的活动触点2与固定触点3分离，从而使得与活动电极1电连接的电负载和与固定电极电连接的电源电断开成电路为开路的操作状态。如图2所示，在闭合电路的操作中，电流I流动通过活动电极1、活动触点2、固定触点3和固定电极4。在图2中，附图标记3a和2a表示用于保护触点的背部免受触点断开时产生的电弧的金属蒸气影响的防溅板(splash shields)。在活动触点2和固定触点3具有螺旋形状的情形中，当活动触点2和固定触点3 断开时在活动触点2和固定触点3之间产生的电弧，在受到图2中的、由垂直方向上的电流和相应的水平磁场产生的、根据弗莱明左手定则被称为洛伦兹力的力(F)时被推至外侧， 旋转分散并且熄灭。同时，在如上文所述的现有技术的真空断续器的情形中，在断开和闭合操作中活动触点2和固定触点3都受到机械应力。特别是，如图3所示，在真空断续器采用螺旋形触点结构的情形中，在固定电极4处和支撑触点的下端部的活动电极1处的接触部分SA的水平截面积优选地需要小于活动触点2或固定触点3处的接触面积(即，与活动触点或者固定触点接触的接触部分的面积)，以获得更强的洛伦兹力(F)从而在切断(或者中断)故障电流的初始阶段在水平方向上驱动电弧，因而更有利于切断(或者中断)大电流。这是因为，由于活动触点2或者固定触点3处的接触面积和活动电极1或者固定电极4的水平截面积之间的差值增加，所以在断开触点的初始阶段上的洛伦兹力(F)也增加。然而，在触点的接触面积的情形中，存在增加接触面积的限制以保证与真空断续器的例如中心遮护板10等的内部构件的绝缘距离。而且，固定电极4和支撑触点下端部的活动电极1的截面积的增加也不可避免地受到限制。因为这些原因，当现有技术的真空断续器执行闭合操作时，根据触点之间的接触碰撞的机械应力被施加至活动触点2和固定触点3，使得触点机械地变形。当增加操作能量以中断大电流时，触点部分与闭合能量的增加成比例地严重变形，这导致了真空断续器的原始功能(绝缘、灭弧和电连接)可能会被损坏。因此，迫切需要根据真空断路器的能力的增加而增强真空断续器的触点部分的强度。
发明内容
本发明的一个方案提供了这样一种真空断续器的触点组件其能够防止真空断续器的触点部分因根据真空断路器尺寸的增加而增加的闭合能量而被施加至触点部分的巨大应力所削弱或者损坏。本发明的另一个方案提供了一种能够防止中断故障电流的性能降低的真空断续器的触点组件。根据本发明的方案，提供了一种用于真空断续器的触点组件，包括固定触点；固定电极，其联接至所述固定触点；活动触点，其能够移动至所述活动触点与所述固定触点接触的第一位置和所述活动触点与所述固定触点分离的第二位置；活动电极，其联接至所述活动触点并且能够与所述活动触点一起移动；以及安装成与所述活动电极外围上的所述活动触点相接触的触点支撑构件，所述触点支撑构件增加所述活动触点与所述活动电极接触的接触面积，以便当所述活动触点移动至第一位置时减小施加至所述活动触点和所述活动电极的应力。CN 102456505 A说明书3/5 页所述触点组件可以进一步包括安装成与所述固定电极外围上的所述固定触点相接触的触点支撑构件，其用于增加所述固定触点与所述固定电极接触的接触面积。所述触点支撑构件可以由与所述活动电极和所述固定电极的材料相比具有高电阻的材料制成。所述活动电极和所述固定电极可以由无氧铜制成，并且所述触点支撑构件可以由不锈钢制成。所述触点支撑构件可以被配置为中空的管状构件以允许所述活动电极或者所述固定电极穿过其中。当结合附图时，从本发明的以下详细描述中，本发明的上述和其他目的、特征、方案和优势将变得更加明显。
图1是示意性地示出根据现有技术的包括真空断续器的真空断路器的配置的真空断路器的垂直剖视图；图2是示出根据现有技术的电流方向和洛伦兹力的方向的真空断续器的触点组件的主要部分的视图；图3是示出根据现有技术的当触点相接触时产生应力的电极一部分的真空断续器的触点组件的主要部分的视图；图4是示出根据本发明的优选实施例的真空断续器的触点组件的配置的垂直剖视图；图5是示出根据本发明的实施例的、与现有技术相比在真空断续器的触点组件中显示产生应力的部分的面积增加的主要部分的视图；以及图6是示出根据本发明的实施例的、流动通过真空断续器的触点组件中的电极和触点支撑构件的流量比较的视图。
具体实施例方式当结合附图时，通过本发明的以下详细描述，本发明的上述和其他目的、特征、方案和优势将变得更加明显。如图4所示，根据本发明的优选实施例的用于真空断续器的触点组件包括固定触点3、固定电极4、活动触点2、活动电极1和触点支撑构件RMl和RM2。在图4中，附图标记3a和2a表示用于保护触点的背侧免受当触点断开时产生的电弧的金属蒸气影响的防溅板。固定触点3可以通过固定电极4电连接至电力电路的电源或者电负载。固定电极4通过焊接等联接至固定触点3，并且可以通过端子(图1中的11和12) 以及电缆(未示出)与电力电路的电源或者电负载电连接。活动触点2可以移动至活动触点2与固定触点3接触的第一位置，或者移动至活动触点2与固定触点3分离的第二位置。活动触点2由导电材料制成。活动电极1通过焊接等联接至活动触点2，并且驱动活动触点以使其移动至第一位置或者第二位置。活动电极1的驱动力(或者动力)由例如驱动弹簧或者电机的驱动源(未示出)和例如连杆的动力传递机构(未示出)提供，以便将驱动力从驱动源传递至活动电极1。在触点支撑构件RMl和RM2中，第一触点支撑构件RMl安装在活动电极1的外围以增加活动触点2与活动电极1接触的接触面积，使得当活动触点2移动至第一位置时能够减小施加至活动触点2和活动电极1的应力。将第一触点支撑构件RMl安装在活动电极 1的外围以增加接触活动触点2的接触面积的原因是因为，应力与施加的负载(压力)成正比并且与接触面积成反比。即，当接触面积大时，负载(压力)同样多地被分散，从而减小
从承受负载(压力)的部分产生的应力。这可以由下面示出的等式(1)表示 fσ = — -.....(1)
A在等式(1)中，σ是应力，F是负载(压力)，而A是接触面积。如图5所示，在现有技术中，活动电极1和活动触点2之间的接触面积与第一接触面积Φ1 —样小，但是在根据本发明的实施例的真空断续器的触点组件中，由于安装在活动电极1的外围上的第一触点支撑构件RMl与和活动电极1 一起的活动触点2的下表面相接触，所以接触面积增加至Φ2。即，根据本发明，当活动触点2移动至第一位置时，如可参考等式1，在活动电极1和活动触点2处所产生的应力根据接触部分SA的接触面积的增加而成反比地减小。在如图4所示的根据本发明的实施例的真空断续器的触点组件中，在触点支撑构件RMl和RM2中，第二触点支撑构件RM2安装在固定电极4的外围，以增加固定触点3与固定电极4接触的接触面积。因而，根据本发明，当活动触点2移动至第一位置时，如可参考等式1，在固定电极4和固定触点3处产生的应力根据接触面积的增加而成反比地减小。触点支撑构件RMl和RM2可以被配置为短的、中空的管状构件以允许活动电极1 或者固定电极4穿过其中。由于触点支撑构件RMl和RM2被配置为中空的管状构件，所以其能够容易地安装在活动电极1或者固定电极4的外围上。同时，根据本发明的实施例的真空断续器的触点组件具有以下配置特征以防止中断故障电流的性能的降低。即，触点支撑构件RMl和RM2由与活动电极1和固定电极4的材料相比具有高电阻的材料制成。因而，如图6所示，由于触点支撑构件RMl和RM2的材料的电阻远大于活动电极1和固定电极4的电阻，因此与通过活动电极1流动通过活动触点 2的电流I1的量相比，流动通过第一触点支撑构件RMl的电流i2的量可以忽略，因此，由于触点之间的足够的电流“的量产生了足够的成比例的磁场和洛伦兹力。因此，在对于故障电流执行中断操作(换句话说，触点断开和分离操作)时，触点之间产生的电弧能够被推离触点并且旋转以便被足够的洛伦兹力快速熄灭。因此，根据本发明的用于真空断续器的触点组件还能够防止中断故障电流的性能的降低。在根据本发明的优选实施例的用于真空断续器的触点组件中，活动电极1和固定电极4可以由无氧铜制成，并且触点支撑构件RMl和RM2可以由不锈钢制成。将描述根据本发明的实施例的真空断续器的触点组件的闭合操作和断开操作 (触点断开和分离操作)。在闭合操作中，驱动力通过例如连杆(未示出)的动力传递机构(其传递来自例如驱动弹簧或者电机的驱动源的动力)被传递至活动电极1，活动电极1升高。然后，如图4所示，联接至活动电极1的上端部的活动触点2与被布置成面对活动触点2的固定触点3 相接触，从而形成了经由活动电极1、活动触点2、固定触点3和固定电极4的电路通道，以允许电流流过其中，从而完成闭合操作。在这种情形中，在如图4所示的根据本发明的用于真空断续器的触点组件中，触点支撑构件RMl和RM2安装在固定电极4和活动电极1的外围以增加固定触点3与固定电极4接触的接触面积和增加活动触点2与活动电极1接触的接触面积。因此，根据本实施例，当活动触点2移动至第一位置时，如参考上文所示的等式 1所表明的，在固定电极4、固定触点3、活动电极1和活动触点2处产生的应力能够成反比地减小。因此，能够同样地减小固定触点3和活动触点2变形和被损坏的可能。在断开操作中，驱动力通过例如连杆(未示出)的动力传递机构(其传递来自例如驱动弹簧或者电机的驱动源的驱动力)被传递至活动电极1，活动电极1降低。然后，如图4所示，联接至活动电极1的上端部的活动触点2与被布置成面对活动触点2的固定触点3相分离，从而断开了经由活动电极1、活动触点2、固定触点3和固定电极4的电路通道以防止电流流过其中，从而完成断开操作。在这种情形中，在根据本发明的真空断续器的触点组件中，由于触点支撑构件RMl和冊2由与固定电极4或者活动电极1的材料相比具有高电阻的材料制成，所以多数电流能够通过固定电极4或者活动电极1而朝向固定触点3 和活动触点2流动，而不是流动至触点支撑构件RMl和RM2。因此，由于触点之间的足够的电流量，产生了足够的成比例的磁场和洛伦兹力，因此，在对于故障电流执行断开操作(换句话说，触点断开和分离操作)时，触点之间产生的电弧能够被推离触点并且旋转以便被足够的洛伦兹力快速熄灭。由于本发明在不脱离其特性的情况下可具体化为多种形式，所以还应当理解的是，上述实施例不受前述说明书的任何细节所限制，除非另有说明，而是应当在所附权利要求所限定的范围内进行广泛地解释，因此，落在权利要求的精神和范围内或者这种精神和范围的等同布局内的所有修改和改进意图由所附的权利要求所包含。
权利要求
1.一种用于真空断续器的触点组件，其特征在于所述组件包括固定触点；固定电极，其联接至所述固定触点；活动触点，其能够移动至所述活动触点与所述固定触点接触的第一位置和所述活动触点与所述固定触点分离的第二位置；活动电极，其联接至所述活动触点并且能够与所述活动触点一起移动；以及安装成与所述活动电极外围上的所述活动触点相接触的触点支撑构件，所述触点支撑构件增加所述活动触点与所述活动电极接触的接触面积，以便当所述活动触点移动至所述第一位置时减小施加至所述活动触点和所述活动电极的应力。
2.根据权利要求1所述的触点组件，进一步包括安装成与所述固定电极外围上的所述固定触点相接触的触点支撑构件，其用于增加所述固定触点与所述固定电极接触的接触面积。
3.根据权利要求1或2所述的触点组件，其中，所述触点支撑构件由与所述活动电极和所述固定电极的材料相比具有高电阻的材料制成。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的触点组件，其中，所述活动电极和所述固定电极由无氧铜制成，所述触点支撑构件由不锈钢制成。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的触点组件，其中，所述触点支撑构件被配置为中空的管状构件以允许所述活动电极或者所述固定电极穿过其中。
全文摘要
在此公开了一种用于真空断续器的触点组件，包括固定触点；固定电极，其联接至所述固定触点；活动触点，其能够移动至所述活动触点与所述固定触点接触的第一位置和所述活动触点与所述固定触点分离的第二位置；活动电极，其联接至所述活动触点并且能够与所述活动触点一起移动；以及触点支撑构件，其被安装成与所述活动电极外围上的所述活动触点相接触并且增加所述活动触点与所述活动电极接触的接触面积，以便当所述活动触点移动至第一位置时减小施加至所述活动触点和所述活动电极的应力。
文档编号H01H33/664GK102456505SQ20111031915
公开日2012年5月16日 申请日期2011年10月18日 优先权日2010年10月18日
发明者金成泰 申请人:Ls产电株式会社