具有加强元件的用于真空断路器的amf触头的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于真空断路器的AMF触头，其具有同心反向的接触片，其中该接触片由产生强的轴向磁场的线圈形状的外部电极和运载额定电流的内部的内部电极构成。
【背景技术】
[0002]在电流中断的情况中，断路器必须能够成功地通过O-C-O操作，即在故障电流下接通(C操作)并且仍然能够重新打开以用于第二次断路操作(第二次O操作)。真空断路器的实践显示出在接通操作期间电极可能会焊接。必须被中断以便成功地操作O-C-O的所述焊接力，对于CuCr 25...45触头来说可能高达4...15kN。
[0003]外部电极的机械强度的初步测试已经显示其是相当弱的。仅?400N的力便已经开始塑性变形，其意味着电极的永久变形。如果我们想要能够重复可靠地操作成功的O-C-O操作(开-关-开)，那么这就需要对外部电极进行机械加固。
[0004]FR 2 946 791-A1公开了一种安置在电极与“标准”AMF电极的底部支撑板之间的机械加固杆；“标准”意指单个电极触头。据此，该杆具有高电阻性，使得相比于流入线圈的电流来说，可忽略的电流流过该杆。在该现有文献的内容中进一步提及该杆可由填充有陶瓷材料的中空金属管构成。
[0005]另一方面，该杆用于机械加固电极，以便在闭合操作期间避免顶部的崩塌。该技术应用趋向于发电机电路或高压断路器，其中需要大直径的电极以中断故障电流。
【发明内容】
[0006]本发明的功能目的以及目标却相反，S卩，提供一种在焊接的打开和断路的情况下的机械加固方案。
[0007]因此，本发明的目标是设计外部电极，以便生成如应用所需的轴向磁场，相比竞争者具有潜在的更好性能。
[0008]因此，本发明所给出的方案是在顶部电极与底部板之间布置杆，该杆的一端固定在顶部电极的下侧并且该杆的另一端被导引穿过底部板的开口，其中在杆的那一端，该杆装配有延伸头部，这样，该杆的延伸头部将杆锁定或紧固在规定的轴向位置。
[0009]在进一步有利的实施例中，底部板的开口与杆的直径有关，该杆被制定尺寸以使得开口允许杆自由地滑过它。对顶部电极施加力是重要的，以便将压缩或拉伸力的力传送施加给顶部电极。
[0010]在进一步有利的实施例中，轴向位置是可变的，这样，预压缩或预拉伸力可以通过杆，特别是轴向杆位置，施加给顶部电极。
[0011]有利的是，该杆由绝缘材料或低电导率的材料制成。
[0012]一种有利的替换方式是，该杆由带有绝缘钝化表面的金属芯制成。
[0013]进一步有利的是，AMF或者还有TMF (尤其是杯形的)标准触头系统通过在接触部的上部板和底部板之间使用销来进行加固。
[0014]在进一步有利的实施例中，绝缘钝化表面由陶瓷制成。
[0015]因此，陶瓷绝缘材料可以由AL203，Zr02，Y203的基底制成是有利的。这些陶瓷具有高机械耐受力并且它们是非导电的。
[0016]使用金属杆的进一步有利的实施例是，杆的外径相对于底部板的开口的内径被制定尺寸，这样可以在杆的外部表面和开口的内部表面之间留出一绝缘环形空间，并且杆的头部通过绝缘材料制成的垫圈与底部板隔离。
[0017]对于有利的替换方式，在杆的延伸头部和绝缘垫圈之间布置弹簧。
[0018]使用金属杆的其它替换方式是底部板的开口的内部表面被由绝缘材料制成的通孔元件覆盖。
【附图说明】
[0019]在附图中示出了本发明的一些实施例，并如下所述。
[0020]图1:具有上部和下部的接触片
[0021]图2a:在上部接触部压缩的情况下，杆上具有内部视图的接触片
[0022]图2b:在上部接触部拉伸的情况下，杆上具有内部视图的接触片
[0023]图3:具有绝缘涂层的杆
[0024]图4:中空的杆
[0025]图5:具有绝缘垫圈的杆
[0026]图6:用于具有绝缘通孔的杆的开口
[0027]图7:具有绝缘垫圈和弹簧的杆
[0028]图8:其它绝缘替代方式
[0029]图9:其它绝缘替代方式
[0030]图10:其它绝缘替代方式
[0031]图11:其它绝缘替代方式
[0032]图12:其它绝缘替代方式
[0033]图13:其它替代方式
【具体实施方式】
[0034]因此，在本发明中使用了由绝缘或相对低电导率材料制成的螺杆或杆，其被固定(螺接或焊接)至顶部电极，并且当顶部电极被压缩时，螺杆或杆的头部能自由地滑入，但当顶部电极经受拉伸力时，例如像图2所示的焊接力，其作为反作用力。此外，金属销部可固定布置在接触系统的底部和接触板之间，但是由所述的陶瓷层涂覆或覆盖。
[0035]线圈材料涉及相对低电导率材料。
[0036]例如，对于铜线圈可使用不锈钢螺杆或杆。
[0037]典型的绝缘材料包括陶瓷材料，例如氧化铝，即Al2O3，其由于低排气性而足够用于真空应用，或者氧化锆，即ZrO2 (钇稳定的)，其具有高韧性特性以限制潜在的裂缝形成，Si3N4以及可行的其它绝缘材料。
[0038]图2在“A”中示出了压缩状态的系统。绝缘或相对低电导率螺杆/杆可垂直移动而无需机械应力，并且为了这样的设计，该行程最大为1mm。
[0039]图2在“B”中示出了拉伸状态的系统；陶瓷螺杆/杆阻止线圈伸长。
[0040]由绝缘或相对低电导率材料制成的螺杆或杆可由具有相同构思的“滑动穿过”以及拉伸时的反作用力的替代方案所替换。
[0041]因此，可替代方案是:
[0042]金属螺杆/杆涂覆有例如陶瓷之类的绝缘材料。该涂层必须实质上位于能够接触电极(螺杆头的区域)的底部板的每个部分上(参见图3)。该涂层必须厚于I微米。10微米是它的数量级。
[0043]该螺杆或杆应当由具有良好机械特性(屈服强度)的材料制成，例如诸如不锈钢之类。
[0044]典型的涂层绝缘材料可以是Al2O3, ZrO2 (纪稳定的)等。
[0045]该涂层可通过各种沉积技术施加在不锈钢杆/螺杆上或其它金属上来准备。典型的方法包括等离子喷涂，PVD, CVD, PECVD等。
[0046]其它替代方式是在中空金属螺杆/杆中填充陶瓷/相对低电导率材料，参见图4。这还可以是涂覆有几微米的如不锈钢的薄金属层的绝缘材料(陶瓷)。
[0047]其它替代方式是具有绝缘/相对低电导率材料垫圈的金属螺杆/杆。该垫圈可由涂覆有如陶瓷材料(Al2O3, ZrO2 (钇稳定的)，