静触头组件和相应的开关触头的制作方法

本公开涉及用于电力开关设备的触头，更具体地，涉及用于电力开关设备的包括导弧件的静触头组件以及相应的开关触头。
背景技术：
：接触器、断路器等电力开关设备在进行分断时，被分离的动触点和静触点之间会产生电弧。直到所产生的电弧熄灭，开关设备才真正完成分断操作。传统上，熄灭电弧的手段是利用电磁力驱动电弧离开触点以逐渐熄灭电弧。通常在触点周围可以设置有灭弧装置和导弧部件。特别地，导弧部件可以被设置在触点和灭弧装置之间，从而开关设备分断时产生的电弧沿着导弧部件离开触点，并且使得电弧最终进入到灭弧装置而被熄灭。动静触头上的触点通常采用耐烧蚀的合金材料制成，例如铜、银合金。但是，如果导弧部件设置不当，电弧可能长时间的停留在静触点上，仍然会导致严重烧蚀触点，进而减少触点的使用寿命。此外，由于导弧部件与静触头通过例如螺丝固定等连接方式被机械连接在一起，如果导弧部件与静触头的机械连接不合理，将会使触头在使用过程中发生变形，导致触头性能的劣化。同时，由于触点被设置在触头上，触头的变形还会导致触点位置的移动，这进一步影响了电弧离开触点的速度，以及电弧停留时间以及灭弧的时间变长，进而降低开关设备的分断效率和使用性能，甚至导致开关设备不能被继续使用。技术实现要素：为了引导电弧快速离开触点、加强静触头的机械强度以及降低触头的生产成本，本公开的实施例提供了一种静触头组件，该静触头组件包括改进的导弧件，可以用于电力开关设备。根据本公开的一方面，提供了一种静触头组件。该静触头组件包括：静触头本体；静触点，其被放置在静触头本体上；以及导弧件，其被固定在静触头本体上并且包括导弧部分，导弧部分具有相对的第一端和第二端，第一端靠近静触点，第一端到第二端的方向限定电弧主移动方向，导弧件的导弧部分在第一端处具有引弧部，其适于引导电弧离开静触点进入导弧部分，并且静触点在电弧主移动方向上靠近或者接触引弧部。通过设置引弧部，并且设置静触点在电弧主移动方向上靠近或者接触引弧部，使得电弧能够在电弧的主移动方向上迅速离开触点进入导弧件，这加快了电弧离开触点的速度，减少了电弧对静触点的烧蚀，延长了触点的寿命。在本公开的某些实施例中，导弧件通过焊接固定到所述静触头本体上。通过这种方式，简化了导弧件的结构并相应简化了制造和安装，降低了开关触头和导弧件的成本。在本公开的某些实施例中，导弧件在导弧部分的第一端处形成有夹持片，导弧件通过弯折夹持片而卡扣固定到静触头本体上。该实施例中，导弧件具有沿着电弧主移动方向的更大的引弧部，这有利于电弧移动离开静触点，此外还简化了导弧件的结构并相应简化了制造和安装，降低了开关触头和导弧件的生产成本。在本公开的某些实施例中，导弧件还包括安装部分，适于将导弧件固定到静触头本体上；安装部分与导弧部分连接，在安装部分与导弧部分的连接处形成有开口，开口适于静触头本体穿过，以使静触点在开口处靠近引弧部。通过设置安装部分，能够将导弧件更稳定地固定在静触头本体上，加强导弧件和静触头本体的机械连接。在本公开的某些实施例中，安装部分在邻近开口的一侧形成有支撑台，支撑台在开口处支撑静触头本体。通过支撑台，能够有效支撑静触头本体，防止静触头的变形，同时还减少了静触头本体和导弧件的支撑长度，降低了生产成本。在本公开的某些实施例中，安装部分至少在形成支撑台的部分处由导磁材料构成。形成支撑台的部分有利于增强驱动电弧移动的电磁力，这进一步加快了电弧离开静触点的速度。在本公开的某些实施例中，静触头本体穿过开口的一端位于引弧部的下方，以便被夹持在引弧部和支撑台之间。通过将静触头本体的悬空端夹持在引弧部和支撑台之间，进一步抑制了烧蚀过程中触头可能发生的变形。在本公开的某些实施例中，安装部分上形成有安装孔，用于通过螺丝将导弧件固定到静触头本体上。通过安装孔，能够利用螺丝将导弧件固定到静触头本体上。在本公开的某些实施例中，安装部分的安装孔为圆形孔或U形孔。其中，形成为U形孔更有利于螺丝零件被移入安装孔中。在本公开的某些实施例中，引弧部是从导弧部分延伸出的突出部，突出部沿与电弧主移动方向相反的方向延伸。通过形成突出部，能够使得引弧部相对于导弧件的其它部分尽可能地更靠近静触点，更有利于电弧快速进入引弧部。在本公开的某些实施例中，所述突出部呈舌状。形成为舌状，使得引弧部更适配于静触点的形状，更有利于引弧部接近静触点。在本公开的某些实施例中，沿着电弧主移动方向，导弧部分在引弧部之后的区域相比于导弧部分的其它区域具有更厚的厚度。导弧部分在引弧部之后的区域由于电弧的烧蚀，容易发生损耗，可以加厚这些容易发生烧蚀损耗的区域从而进一步提高导弧件的寿命。在本公开的某些实施例中，导弧部分是一体形成的。通过一体形成导弧部分，能够使得导弧部分形成为连续的整体，方便了电弧在导弧件上的移动。在本公开的某些实施例中，导弧件是一体形成的。导弧件形成为一体，更有利于增强导弧件的机械强度，也有利于增强对静触头本体的支撑。在本公开的某些实施例中，导弧件形成为曲折形。曲折形的导弧件有利于与静触头本体的固定连接。在本公开的某些实施例中，静触头本体形成为一端较长而另一端较短的U形，静触点被放置在U形的较短的一端上，并且静触头本体的较短的一端穿过导弧件的开口。通过这种方式，既减少了静触头的材料成本，又能使得静触头本体较短的一端得到支撑台的有效支撑而避免变形。在本公开的另一方面，提供了一种开关触头。该开关触头包括静触头、动触头以及灭弧元件，该静触头包括如以上所描述的静触头组件。提供
实用新型内容部分是为了以简化的形式来介绍对概念的选择，它们在下文的具体实施方式中将被进一步描述。
实用新型内容部分无意标识本公开的关键特征或主要特征，也无意限制本公开的范围。附图说明通过结合附图对本公开示例性实施例进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中在本公开示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。图1示出传统开关触头结构的立体视图。图2示出根据本公开一个实施例的开关触头结构的立体视图。图3示出根据本公开一个实施例的导弧件的立体视图。图4a示出根据本公开另一实施例的静触头本体与导弧件固定连接后的立体视图。图4b示出根据本公开另一实施例的导弧件的立体视图。图5a示出根据本公开再一实施例的静触头本体与导弧件固定连接后的立体视图。图5b示出根据本公开再一实施例的导弧件的立体视图。图6示出根据本公开的开关触头与传统开关触头对比试验的数据曲线图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施例。虽然附图中显示了本公开的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。本领域的技术人员可以在不偏离本公开精神和保护范围的基础上从下述描述得到选替技术方案。在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。图1示出了传统接触器的开关触头100’，其包括静触头2’、动触头3’以及灭弧元件4’。其中，动触头3’包括动触头本体31’、动触点33’以及动触头支架35’，以及静触头2’包括静触头本体21’、静触点23’、导弧件25’以及静触头延伸段27’。如图1所示，动触点33’与静触点23’相对设置，当接触器闭合时，动触点33’与静触点23’相互接触在一起，以及当接触器分断时，动触点33’与静触点23’相互分离。静触点23’如图1所示被放置在静触头本体21’上，静触头本体21’被设置在静触头延伸段27’上，随后，d形的导弧件25’被固定在静触头本体21’上。静触点23’位于导弧件25’的V形的开口253’中。接触器分断时产生的电弧从静触点的两侧进入导弧件25’，随后转向向灭弧元件4’的方向移动，最后直到灭弧元件4’处以被熄灭。由此可见，离开触点的电弧先是向V形开口253’的两个侧边上移动，需要转弯后才向灭弧元件4’的方向移动，这样的转弯迟滞了电弧的移动。另外，由于导弧件25’的导弧段251’与其d形右侧的竖直段之间是卡接在一起的，这也会影响电弧移动经过此处的速度。此外，在导弧件25’的d形的右侧竖直部分中具有卡接孔255’，静触头本体21’的U形的另一端被插入到搭接孔255’中。如图1中所示，静触头本体21’的U形的一侧被放置在静触头延伸段27’上，但是，静触头本体21’的U形的另一侧的部分，除了支撑在搭接孔255’中的端部之外，均无支撑而处于悬空状态。这样的结构容易导致悬空部分的静触头本体在电弧的烧蚀过程中发生变形。本公开的实施方式主要涉及静触头组件并且特别是用于电力开关设备的包括导弧件的静触头组件。但应当理解的是，本公开并不限于仅仅用于电力开关设备的静触头组件，凡是以本公开所附权利要求精神和范围所限定的需要进行电流分断和闭合的设备中的触头均应被认为是属于本公开的保护范围。传统的开关触头中，导弧部件的结构虽然可以引导电弧离开触点，但是由于其固有的结构，电弧移动的速度会受到影响。另外，这样的导弧部件的结构还容易导致静触头在电弧的烧蚀过程中发生变形。本公开提出了包括改进的导弧件的静触头组件，以及相应的开关触头。本公开的静触头组件通过改进导弧件的结构，改善了开关触头分离时电弧的移动路径，电弧能够以更快的移动速度离开触点，这增加了触点的使用寿命，也减少了电弧燃烧的时间。此外，本公开的静触头组件还对导弧件与静触头本体之间的安装结构进行改进，这样的改进抑制了触头的变形，提高了开关设备的可靠性。图2示出了根据本公开一个实施例的开关触头结构的立体视图。如图所示，开关触头100可以包括静触头2、动触头3以及由多个灭弧片41组成的灭弧元件4。静触头2和动触头3相对设置以用于开关的分断和闭合，灭弧片41被设置于静触头2的导弧件25的末端以用于熄灭电弧，如图所示，灭弧片有5片，但是也可以根据开关设备的电压电流等级以及开关触头的具体结构设置其它数目的灭弧片，例如4、6或7片。其中动触头3可以包括动触头本体31、动触点33以及动触头支架35，动触点33被设置在动触头本体31上，动触头本体31被固定在动触头支架35上。如图2所示，静触头2可以包括静触头本体21、静触点23、导弧件25以及静触头延伸段27，其中静触头本体21可以被安装在静触头延伸段27上，静触点23被设置在静触头本体21上，以及导弧件25被固定在静触头本体21。如图2和图3所示，导弧件25可以分为导弧部分251和安装部分252，导弧部分251用于引导电弧从静触点23移动到灭弧片41，安装部分252用于将导弧件25固定到静触头本体21以及支撑静触头本体21。其中，安装部分252与导弧部分251相连接，在安装部分252与导弧部分251的连接处可以形成有开口253，以及静触头本体21穿过开口253，使得静触点23位于开口253中并且靠近导弧部分251。如图2和图3所示，导弧件25为曲折形。导弧件25的导弧部分251和安装部分252如图中所示可以均为L形，导弧部分251的下端部与安装部分252的上端部可以相连接，以形成曲折形的导弧件25。如图3所示，导弧部分251具有第一端A和第二端B，将从第一端A到第二端B的方向定义为方向F，该方向F实际上也是电弧在导弧件25上向灭弧片41移动的电弧主移动方向，电弧主移动方向指的是整体上的电弧移动的方向，而非局部的由于电磁力或其它因素的影响而导致的与方向F不同的其它移动方向。导弧部分251具有形成在第一端A处的引弧部2511。在图3中，引弧部2511可以是从导弧部分251向开口253中延伸出的舌片，并且舌片的延伸方向与电弧主移动方向F相反。舌状的引弧部2511直接面对开口253中的静触点23，并且尽可能地接近静触点23，使得电弧可以通过引弧部2511直接在电弧主移动方向F上离开静触点23进入导弧部分251。更具体地，引弧部2511可以靠近或者接触静触点23。备选地，引弧部2511也可以形成为从导弧部分251向开口253中延伸出的任何形状的突出部，突出部直接面对开口253中的静触点23，并且尽可能靠近静触点23，使得电弧可以通过突出部直接在电弧主移动方向F上离开静触点23进入导弧部分251。通过设置在导弧件25中设置引弧部2511，电弧直接在电弧主移动方向F上从静触点21进入导弧部分251，这样使得能够快速引导电弧离开静触点，减少了静触点的电弧烧蚀时间，延长了静触点的使用寿命，并且也减少了熄灭电弧所需要的总时间，明显提高了灭弧的效率。如图3所示，导弧件25还具有安装部分252和开口253。开口253可以位于安装部分252和导弧部分251的转折连接处，开口253用于容纳静触头本体21穿过，以及静触点23位于开口253中且靠近导弧部分251的引弧部2511。开口253如图中所示大体上呈矩形，但是备选地，开口253也可以是能够容纳静触头本体21穿过的其它形状的开口。其中，安装部分252在邻近开口253的一侧形成有支撑台2521，支撑台2521在开口253处支撑静触头本体21(见图2)。具体而言，如图2所示，静触头本体21形成为一端212较长而另一端211较短的U形，导弧件25的安装部分252被安装在U形的较长的一端212上，静触点23被放置在U形的较短的一端211上，并且静触头本体21的较短的一端211穿过导弧件的开口并由支撑台2521支撑。同时，静触头本体21穿过开口253的一端211位于引弧部2511的下方，使得这一端211的静触头本体被夹持在引弧部2511和支撑台2521之间。通过设置支撑台2521，传统静触头本体21’的悬空部分获得了支撑，并且不再需要图1中的卡接口255’，这减少了静触头本体的长度，进一步使得导弧件的结构相对于传统导弧部件的结构获得了简化。这种结构的简化减少了用于制造静触头本体和导弧件的材料，降低了成本。导弧件被减少的材料还可以被增加到导弧件的其它部分上，例如导弧件25的导弧部分251，尤其是导弧部分251沿着电弧主移动方向F在引弧部2511之后的区域2512。这些区域由于电弧的烧蚀，容易发生损耗，可以用节省的材料加厚这些容易发生烧蚀损耗的区域从而进一步提高导弧件的寿命。而且，由于静触头本体21在安装部分252的支撑台2521处获得支撑，以及静触头本体悬空的一侧的长度被缩短，静触头本体在电弧烧蚀过程中发生变形的可能性被极大的降低。因此，静触头本体变形所导致的静触点的移位也相应地被减小，进而减少了静触点移位导致的一系列触头性能的劣化。静触头本体21的一端211被夹持在引弧部2511和支撑台2521之间，这种夹持也进一步抑制了由于烧蚀导致的触头的变形。用于支撑静触头本体的支撑台2521还可以对驱动电弧移动的电磁力产生积极的影响。驱动电弧移动的电磁力来源于静触头本体中的电流感应出的磁场力，同时参照图1和图2，与图1中的U形静触头本体21’相比较，图2中的U形静触头本体21的内侧增加了用于形成支撑台2521的部分2523(其同时也是导弧件25的安装部分252的一部分)，作为导弧件25的一部分的2523通常可以由导电材料或导磁材料构成，优选地，2523由导磁材料构成。这相当于在U形静触头本体21的内侧增加了“铁芯”部分，从而进一步增强了静触头本体中的电流感应出的磁场力。由于驱动电弧移动的电磁力的增强，加快了电弧移动离开静触点的速度。如图2和图3所示，导弧件的安装部分252的底部还包括安装孔2522，通过在安装孔2522中设置螺丝而将导弧件25固定到静触头本体21上。安装孔2522可以是圆形孔，也可以是U形孔。优选为U形孔，U形孔更有利于螺丝零件被移入安装孔中。图2和图3中所示的导弧件可以一体制造形成，也可以将导弧部分和安装部分分别制造形成后再进行组装。其中，导弧件的导弧部分可以是一体制造形成的，或者虽然非一体制造形成，但是通过适当的工艺使得导弧部分形成为连续的整体。相比较于图1中导弧件25’的导弧段251’与其d形右侧的竖直段之间卡接在一起的方式，本公开的实施例极大方便了电弧在导弧件上的移动。图4a和图4b示出了本公开的另一实施例。图4a示出根据本公开另一实施例的静触头本体与导弧件固定连接后的结构。图4b示出根据本公开另一实施例的导弧件的结构。如图4a和图4b所示，导弧件25包括导弧部分251和作为安装部分的夹持片255。导弧部分251具有第一端A和第二端B，将从第一端A到第二端B的方向定义为方向F，该方向F实际上也是电弧在导弧件25上向灭弧片41移动的电弧主移动方向，电弧主移动方向指的是整体上的电弧移动的方向，而非局部的由于电磁力或其它因素的影响而导致的与方向F不同的其它移动方向。导弧部分251具有形成在第一端A处的引弧部2511。引弧部2511直接面对静触点23，并且尽可能接近静触点23，使得电弧可以通过引弧部2511直接在电弧主移动方向F上离开静触点23进入导弧部分251。更具体地，引弧部2511可以靠近或者接触静触点23。与前一个实施例不同的地方在于，如图4b所示，引弧部2511是导弧件25自然延伸的一部分而并非是突起的形状，同时，导弧件25通过弯折夹持片255而卡扣固定到静触头本体21上。根据另一实施例，导弧件具有沿着电弧主移动方向的更大的引弧部，这有利于电弧移动离开静触点。该另一实施例还简化了导弧件的结构并相应简化了制造和安装，降低了开关触头和导弧件的生产成本。另一实施例的其它部分及其相应的技术效果与前一个实施例相同，不再赘述。图5a和图5b描述本公开的再一实施例。图5a示出根据本公开再一实施例的静触头本体与导弧件固定连接后的结构。图5b示出根据本公开再一实施例的导弧件的结构。如图5a和图5b所示，导弧件25仅包括导弧部分251。导弧部分251具有第一端A和第二端B，将从第一端A到第二端B的方向定义为方向F，该方向F实际上也是电弧在导弧件25上向灭弧片41移动的电弧主移动方向，电弧主移动方向指的是整体上的电弧移动的方向，而非局部的由于电磁力或其它因素的影响而导致的与方向F不同的其它移动方向。导弧部分251具有形成在第一端A处的引弧部2511。引弧部2511直接面对静触点23，并且尽可能地接近静触点23，使得电弧可以通过引弧部2511直接在电弧主移动方向F上离开静触点23进入导弧部分251。更具体地，引弧部2511可以靠近或者接触静触点23。再一实施例与前面实施例的不同之处在于，仅包括导弧部分251的导弧件25通过焊接直接被固定到静触头本体21上。这进一步简化了导弧件的结构并相应简化了制造和安装，降低了开关触头和导弧件的成本。再一实施例的其它部分及其相应的技术效果与前面实施例相同，不再赘述。图6示出了根据本公开的实施例的开关触头与传统开关触头对比试验的数据曲线图。图6中所示数据曲线图的试验为电气耐久力试验(Electricendurancetest)。对比试验对象是具有根据本公开的实施例的开关触头的三相交流接触器S1以及具有图1所示的传统开关触头的三相交流接触器S2。试验采用了三相电源进行测试，并将电压曲线以类似的分断相角进行比较。图6中分别示出了S1和S2的C相电压曲线，横轴为时间轴(单位为毫秒)，纵轴为电弧电压(单位为伏特)。从图6中明显可以看出，根据本公开的S1的电弧电压明显大于传统接触器S2的电弧电压，更高的电弧电压更有利于移动熄灭电弧。另外参见下面的表I，表I中的数据取自与图6中的试验。表IS1S2峰值电弧电压(V)40090电弧时间(ms)4.345.3从表I中可以看出，根据本公开的S1的电弧电压远大于传统接触器S2的电弧电压，电弧持续的时间也被明显缩短。由此可以看出，根据本公开的实施例的具有导弧件的开关触头，能够更快的引导电弧离开触点进入导弧件、能够避免触头的变形以及减少了触头支撑的长度从而降低了成本。通过以上描述和相关附图中所给出的教导，这里所给出的本公开的许多修改形式和其它实施方式将被本公开相关领域的技术人员所意识到。因此，所要理解的是，本公开的实施方式并不局限于所公开的具体实施方式，并且修改形式和其它实施方式意在包括在本公开的范围之内。此外，虽然以上描述和相关附图在部件和/或功能的某些示例组合形式的背景下对示例实施方式进行了描述，但是应当意识到的是，可以由备选实施方式提供部件和/或功能的不同组合形式而并不背离本公开的范围。就这点而言，例如，与以上明确描述的有所不同的部件和/或功能的其它组合形式也被预期处于本公开的范围之内。虽然这里采用了具体术语，但是它们仅以一般且描述性的含义所使用而并非意在进行限制。当前第1页1 2 3