真空斷續器的觸頭的制作方法
【專利摘要】本發明公開一種真空斷續器的觸頭，其包括形成為圓片形的觸頭主體部，其一個表面上具有平坦形的接觸表面，并設有在徑向上從所述接觸表面的中心朝向外側形成為螺旋狀的多個切口部，并且在觸頭主體部的外周表面與所述接觸表面之間形成有傾斜區域。該真空斷續器的觸頭的特征在于，傾斜區域設置有多級傾斜部，每一個多級傾斜部均在徑向上沿觸頭主體部的外側形成多級傾斜。
【專利說明】
真空斷續器的觸頭
技術領域
[0001] 本發明涉及一種真空斷續器的觸頭，更具體地，涉及一種改善觸頭間滅弧及絕緣 能力的真空斷續器的觸頭。
【背景技術】
[0002] 真空斷續器是一種電力設備，通常用作真空斷路器或用于斷開和閉合高壓、超高 壓電力電路的開關設備的核心部件。真空斷續器設置有真空容器中的觸頭，并能夠以良好 的滅弧性能斷開和閉合超過1000伏特的高壓電路或幾萬伏特的超高壓電路。
[0003] 下文中，將參照圖1描述真空斷續器的一般結構及操作。
[0004] -般地，如圖1所示的真空斷續器，包括絕緣容器9,可動電極1，可動觸頭2,固定電 極4,固定觸頭3,固定側杯狀密封件8,可動側杯狀密封件7,波紋管5,波紋管護罩6,以及中 央護罩10。
[0005] 絕緣容器9指的是收納了真空斷續器的各部件的容器。絕緣容器9可以由作為電絕 緣材料的陶瓷制成，并形成為圓筒形且縱向雙側端部開口。
[0006] 可動電極1可實施為導電電極，其連接至驅動力傳遞構件，例如拉桿、操作桿，或連 桿(未表示），并能夠在通過驅動力傳遞構件從驅動力源傳遞的驅動力的帶動下作線性運 動，該驅動力源可以是電機或彈簧(未表示）。
[0007] 例如，可動電極1可以與電力電路的負載側電連接。
[0008] 可動觸頭2指的是附接在可動電極1的面向固定電極4 一側的表面的觸頭，從而可 動觸頭2能夠與可動電極1 一同進行線性運動。可動觸頭2由具有例如導電性、抗熔融性、電 流阻斷性、及高壓耐受性等特性的金屬制成。
[0009] 固定電極4指的是定位在固定位置處的電極，并可面向可動電極1布置。固定電極4 可以例如與電力電路的電源側電連接。
[0010] 固定觸頭3指的是附接至固定電極4的面向可動電極1 一側的表面的觸頭，并與固 定電極4固定在一起。固定觸頭3由具有例如導電性、抗熔融性、電流阻斷性、及高壓耐受性 等特性的金屬制成。
[0011] 固定側杯狀密封件8指的是高度較低的杯子形構件用以氣密地封閉陶瓷絕緣容器 9的兩端開口中的一個開口，即，布置了固定電極4的一個開口。固定側杯狀密封件8設置有 穿過其中心形成的通孔，使固定電極4穿過其而插入。
[0012] 固定側杯狀密封件8可氣密地焊接在陶瓷絕緣容器9和固定電極4上。
[0013] 可動側杯狀密封件7指的是高度較低的杯子形構件用以氣密地封閉陶瓷絕緣容器 9的兩端開口中的一個開口，即，布置了可動電極1的一個開口。可動側杯狀密封件7設置有 穿過其中心形成的通孔，使可動電極1穿過其而插入。
[0014] 可動側杯狀密封件7可氣密地焊接在陶瓷絕緣外殼9和波紋管5上。
[0015] 波紋管5實施為內側中空的金屬管以便可動電極1穿過其中而插入，波紋管帶有柔 韌且盤為多圈，從而允許可動電極1運動。
[0016] 波紋管5的一個端部可焊接在可動側杯狀密封件7上，另一個端部可焊接在波紋管 護罩6上。
[0017] 波紋管護罩6實施為包圍在波紋管5周圍的杯狀金屬構件，以保護波紋管5免于可 動觸頭2與固定觸頭3分離時產生的電弧及電弧產生的金屬蒸汽。
[0018] 形成在波紋管護罩6中央的穿透部可焊接在從可動電極1的外周表面突出的凸緣 上，從而使波紋管護罩6能夠與可動電極1 一起線性運動。同時，波紋管5的另一個端部也可 以一起線性運動。
[0019] 中央護罩10可由護罩支撐軸11支撐，護罩支撐軸11插入陶瓷絕緣容器9中，同時保 護陶瓷絕緣容器9的內壁免于電弧及金屬蒸汽。
[0020] 下面，參照圖1對這樣構造的真空斷續器斷開及閉合電力電路的操作作簡要描述。
[0021] 首先描述閉合電力電路的操作。
[0022] 當電機或彈簧(未表示)等驅動力源產生的驅動力，經由拉桿、操作桿或連桿(未表 示)等驅動力傳動構件帶動圖1所示的可動電極1向上移動時，附接至可動電極1的可動觸頭 2與對應的固定電極4的固定觸頭3接觸。由此，與可動電極1連接的負載側和與固定電極4連 接的電源側相互連接。所以，電力電路閉合并且電流從電源側流向負載側。
[0023]下面描述斷開電力電路的操作。
[0024]當電機或彈簧(未表示)等驅動力源產生的驅動力，經由拉桿、操作桿、或連桿(未 表示)等驅動力傳動構件帶動圖1所示的可動電極1向下移動時，附接至可動電極1的可動觸 頭2從對應的固定電極4的固定觸頭3上分離。由此，與可動電極1連接的負載側和與固定電 極4連接的電源側相互分離。所以，電力電路斷開并且從電源側流向負載側的電流斷開。
[0025] 下面，參照2及圖3簡要描述相關技術中的真空斷續器的各觸頭(可動觸頭和固定 觸頭）。
[0026] 如圖2所示，相關技術中的真空斷續器的各觸頭為所謂的螺旋觸頭，其包括上文中 提到的可動觸頭2及固定觸頭3。可動觸頭2及固定觸頭3分別由可動電極1及固定電極4支 撐。
[0027] 此處，可動觸頭2與固定觸頭3具有相同結構。
[0028] 可動觸頭2可設置有多個切口部2c，其在徑向上從中心朝向外側螺旋地形成。通過 切口部2c的形成，在切口部2c之間形成多個螺旋花瓣狀部2b。
[0029] 與此相似，固定觸頭3可設置有多個切口部3c，其在徑向上從中心朝向外側螺旋地 形成。通過切口部3c的形成，在切口部3c之間形成多個螺旋花瓣狀部3b。
[0030] 螺旋狀的活動觸頭2與固定觸頭3在斷開操作時彼此分離，因此在可動觸頭2與固 定觸頭3之間會產生電弧。
[0031] 本實例中，沿著將可動觸頭2和固定觸頭3電連接的電弧流動的電弧電流和由電弧 電流產生的徑向磁場之間的相互作用產生的力使電弧沿著螺旋花瓣狀部2b和3b旋轉。因 此，電弧能夠在可動觸頭2和固定觸頭3的表面均勻地熄滅。
[0032] 同時，為了改善可動觸頭2和固定觸頭3之間的絕緣性，如圖2所示，固定觸頭3和可 動觸頭2的邊緣部分形成傾斜部S，從而使電場最大限度地集中在固定觸頭3和可動觸頭2 上。
[0033] 傾斜部S能增加電場最為集中的固定觸頭3邊緣和可動觸頭2邊緣之間的距離。這 可導致固定觸頭3和可動觸頭2之間的電場減弱，并由此改善可動觸頭2和固定觸頭3之間的 絕緣性。
[0034]然而，當傾斜部S的傾角大于預先設定的角度時，電弧遮斷中的電弧驅動力將降 低，這會導致電弧遮斷的次數減少，并導致電弧遮斷的成功率降低，因此降低滅弧效率。 [0035]表1顯示了相關技術中各觸頭的試驗結果，結果顯示了與傾斜部S的傾角的變化相 應的斷路的比率和損壞的程度。根據表1，當期望維持觸頭間的高斷路比率時，那么觸頭間 的絕緣能力就會降低，并且各觸頭也會因此被觸頭間產生的電弧所損壞。同理，當期望改善 該絕緣能力時就會降低滅弧的能力。
[0036](表1)
[0038]同時，作為本發明的在先技術，韓國注冊專利10-1085286號（2011年11月14日）已 經公開了"真空斷續器的觸頭"。

【發明內容】

[0039]因此，詳細描述的方案是提供一種能夠適當改善觸頭間的滅弧和絕緣效率的真空 斷續器。
[0040] 為實現與本說明書的目的、其中的實施例及概括描述所一致的這些有益效果并取 得其他有益效果，本發明提供了一種真空斷續器的觸頭，該觸頭包括形成為圓片形的觸頭 主體部，觸頭主體部一個表面上具有平坦形的接觸表面，并設有在徑向上從所述接觸表面 的中心朝向外側形成為螺旋狀的多個切口部，并且在所述接觸表面與觸頭主體部的外周表 面之間形成有傾斜區域。該真空斷續器的觸頭的特征在于，所述傾斜區域可設置有多級傾 斜部，每一個多級傾斜部均在徑向上沿觸頭主體部的外側形成多級傾斜。
[0041] 此處，每一個多級傾斜部可包括第一傾斜面和第二傾斜面，該第一傾斜面向下傾 斜并具有相對于所述接觸表面間的第一傾角，該第二傾斜面從第一傾斜面延伸出來并具有 相對于第一傾斜面的第二傾角。第二傾角比第一傾角更陡。
[0042] 更優選地，第一傾斜面和第二傾斜面可形成多級。
[0043] 更優選地，第一傾斜面可形成為弧形形狀，并且第二傾斜面可形成為線性形狀。
[0044] 更優選地，第一傾斜面和第二傾斜面具有不同的曲度。
[0045] 更優選地，第一傾斜面的曲度可大于第二傾斜面的曲度。
[0046] 更優選地，真空斷續器的觸頭還可包括輔助傾斜部，該輔助傾斜部形成于所述接 觸表面和由所述多個切口部限定的在觸頭主體部處形成的每個內壁之間，輔助傾斜部從所 述接觸表面向下傾斜為多級形。
[0047] 從下文給出的詳細描述中，本發明的適用性范圍將進一步清晰。然而，揭示本發明 的優選實施例的該詳細描述及具體例子，應理解為僅僅是一種說明方式，因為本領域技術 人員可以根據本發明的精神和范圍進行多種的變換及修改。
【附圖說明】
[0048]附圖為本發明提供進一步的理解，同時包含于并組成本說明書的一部分，說明優 選方案并與說明書一起用于發明原理的解釋。
[0049] 在各圖中，
[0050] 圖1是相關技術中的真空斷續器的視圖；
[0051 ]圖2是相關技術中真空斷續器的觸頭的側視圖；
[0052]圖3是相關技術中真空斷續器的觸頭的平面圖；
[0053]圖4是根據本發明的真空斷續器的結構圖；
[0054]圖5是根據本發明的真空斷續器的觸頭的側視圖；
[0055] 圖6是根據本發明的真空斷續器的觸頭的平面圖；及
[0056] 圖7是根據本發明的多級傾斜部的另一種實施例的說明圖。 具體實施例
[0057]參照附圖，現在給出本發明中的真空斷續器的觸頭的詳細描述。
[0058]圖4是本發明中真空斷續器的結構圖。
[0059] 如圖4所示，本發明中的真空斷續器，可包括絕緣容器9，可動電極1，可動觸頭100， 固定電極4，固定觸頭200，固定側杯狀密封件8，可動側杯狀密封件7，波紋管5，波紋管護罩 6,以及中央護罩10。
[0060] 絕緣容器9是收納了真空斷續器的各部件的容器，并可以由作為電絕緣材料的陶 瓷形成。絕緣容器9可形成圓筒形。
[0061] 可動電極1可連接至驅動力傳遞構件，例如拉桿、操作桿或連桿(未表示），從而能 夠在通過驅動力傳遞構件從驅動力源傳遞的驅動力的帶動下作線性運動。可動電極1可以 被構造為導電材料。
[0062]可動電極1可以與電力電路的負載側電連接。
[0063] 可動觸頭100可附接在可動電極1的面向固定電極4的上端。可動觸頭100可由具有 例如導電性、抗熔融性、電流阻斷性、及高壓耐受性等特性的金屬制成。
[0064] 定位在固定位置上的固定電極4可面向可動電極1布置，并例如與電力電路的電源 側電連接。
[0065]固定觸頭200可附接在固定電極4的面向可動電極1的下端。固定觸頭200的制作材 料及形狀可以與可動觸頭100的相同。
[0066] 以下給出本發明中的可動觸頭及固定觸頭的詳細說明。
[0067] 固定側杯狀密封件8指的是高度較低的杯子形構件用以氣密地封閉陶瓷絕緣容器 9的兩端開口中的一個開口，即，布置了固定電極4的一個開口。固定側杯狀密封件8可設置 有穿過其中心形成的通孔，使固定電極4穿過其而插入。
[0068] 固定側杯狀密封件8可氣密地焊接在陶瓷絕緣容器9和固定電極4上。
[0069] 可動側杯狀密封件7指的是高度較低的杯子形構件用以氣密地封閉陶瓷絕緣容器 9的兩端開口中的一個開口，即，布置了可動電極1的一個開口。可動側杯狀密封件7可設置 有穿過其中心形成的通孔，使可動電極1穿過其而插入。
[0070] 可動側杯狀密封件7可氣密地焊接在陶瓷絕緣容器9和波紋管5上。
[0071] 波紋管5可實施為內側中空的金屬管以便可動電極1穿過其中而插入，波紋管帶具 有柔韌且盤為多圈，從而允許可動電極1運動。
[0072] 波紋管5的一個端部可焊接在可動側杯狀密封件7上，另一個端部可焊接在波紋管 護罩6上。
[0073] 波紋管護罩6可實施為包圍在波紋管5周圍的杯狀金屬構件，以保護波紋管5免于 可動觸頭2與固定觸頭3分離時產生的電弧及電弧產生的金屬蒸汽。
[0074] 形成在波紋管護罩6中央的穿透部可焊接在從可動電極1的外周表面突出的凸緣 上，從而使波紋管護罩6能夠與可動電極1 一起線性運動。同時，波紋管5的另一個端部也可 以一起線性運動。
[0075] 中央護罩10可由護罩支撐軸11支撐，護罩支撐軸11插入陶瓷絕緣容器9中，同時保 護陶瓷絕緣容器9的內壁免于電弧及金屬蒸汽。
[0076] 下面，將描述布置在真空斷續器中的可動觸頭及固定觸頭。
[0077] 因為可動觸頭與固定觸頭具有相同的結構，下文僅對可動觸頭的結構進行代表性 描述。
[0078] 如圖5和圖6所示，根據本發明的可動觸頭100可具有觸頭主體部110,其上表面具 有接觸表面A。
[0079] 此處，如圖6所示，帶有預先設定的寬度的傾斜區域E可形成在觸頭主體部的外周 表面C與所述接觸表面A之間。
[0080] 觸頭主體部110通常可形成為圓片形。
[0081 ]觸頭主體部110可設置有多個切口部111，其在徑向上從中心朝向外側螺旋地形 成。通過切口部111的形成，在切口部111之間可形成多個螺旋花瓣狀部112。
[0082]此處，如圖4所示，可動觸頭100和固定觸頭200具有相同的形狀，并且兩者可布置 為在垂直方向上面對彼此。
[0083]可動觸頭100和固定觸頭200的接觸表面A可以在閉合操作時互相接觸，并可以在 斷開操作時互相分離。
[0084]除傾斜區域E以外，接觸表面A與其余部分相一致并形成平坦的形狀。
[0085]觸頭主體部110的傾斜區域E可具有多級傾斜部120。
[0086] 每一個多級傾斜部120可形成于觸頭主體部110上，并在傾斜區域E處具有在徑向 方向上朝向觸頭主體部11 〇外側b的多級傾斜。
[0087] 多級傾斜可以是兩級或更多級傾斜。
[0088]本發明示例性示出，每個多級傾斜部120形成兩級傾斜。
[0089]每個多級傾斜部120可設置有第一傾斜面121和第二傾斜面122。
[0090] 第一傾斜面121可在徑向方向上朝外側向下彎曲使其具有相對于接觸表面A的第 一傾角Θ1。
[0091] 同樣，第二傾斜面122可從第一傾斜面121延伸出來。此處，第二傾斜面122可在徑 向方向上朝外側向下彎曲以便具有相對于第一傾斜面121的第二傾角Θ2。第二傾角Θ2可以 大于第一傾角Θ1。
[0092]因此，以接觸表面A為基礎，第一傾角Θ1可比第二傾角Θ2形成得更平緩。
[0093] 即，從接觸表面A的邊緣朝向觸頭主體部110的外側，多級傾斜形成的傾角可逐步 變陡。
[0094] 下面，對布置了具有該種結構的觸頭的真空斷續器的操作進行描述。
[0095] 本發明中的固定觸頭200和可動觸頭100可形成為相同的結構。
[0096] 如圖4所示，固定觸頭200可固定在固定電極4的下端，且可動觸頭100可固定在可 動電極1的上端。
[0097] 固定觸頭200的接觸表面A和可動觸頭100的接觸表面A均可具有平坦的形狀，并且 兩者可布置為面對彼此。
[0098] 在這種狀態下，當可動電極1在動力傳動構件(未表示）的帶動下向下運動并斷開 閉合的真空斷路器時，可動觸頭100與固定觸頭200會相互分離，同時會產生電弧。
[0099] 在這種情況下，沿著將可動觸頭2和固定觸頭3電連接的電弧流動的電弧電流和由 電弧電流產生的徑向磁場之間的相互作用產生的力使電弧沿著螺旋花瓣狀部112旋轉，具 體為沿著第一傾斜面121旋轉。因此，電弧能夠在可動觸頭100和固定觸頭200的表面均勻地 熄滅。
[0100] 與圖1中所示的例子相比，本發明中的每個多級傾斜部120的第二傾斜面122可更 多地增加固定觸頭200與可動觸頭100之間的間距，這可減弱固定觸頭200與可動觸頭100之 間產生的電場，因而確保了絕緣能力。
[0101] 所以，根據本發明的第一傾斜面121通過引導電弧旋轉可提高滅弧的效率，同時第 二傾斜面122可改善固定觸頭200與可動觸頭100之間絕緣能力，從而防止固定觸頭200與可 動觸頭100受損。
[0102] 在如下的假定條件下對本發明進行了描述:第一傾斜面121的第一傾角Θ1設定在 10至15°的范圍內，第二傾斜面122的第二傾角Θ2設定在20至25°的范圍內。
[0103]如此設定第一傾斜面121的第一傾角Θ1和第二傾斜面122的第二傾角Θ2的原因可 以是如下理由。即，根據[表1]中示例的說明，第一傾斜面121的第一傾角Θ1可設定在10至 15°的范圍內來確保觸頭間的滅弧能力，第二傾斜面122的第二傾角Θ2可設定在20至25°的 范圍內來確保觸頭間的絕緣能力。
[0104] 圖7是本發明中多級傾斜部的另一個實施例說明視圖。
[0105] 如圖7所示，每個多級傾斜部120'可包括形成為弧形形狀的第一傾斜面121'和形 成為線性形狀的第二傾斜面122。
[0106] 當第一傾斜面121'像前文所述的那樣形成為弧形形狀時，第一傾斜面121'可以引 導電弧旋轉，使真空斷路器斷開操作中接觸表面A產生的電弧能夠被弧形的第一傾斜面 121'熄滅。
[0107] 同樣，第二傾斜面122可具有比第一傾斜面121'更陡的線性傾斜度。這可以充分增 加固定觸頭200與可動觸頭100各自的第二傾斜面122之間的距離，從而減弱電場，進而改善 固定觸頭200與可動觸頭100之間的絕緣能力。
[0108] 盡管未作說明，第一傾斜面和第二傾斜面也可以形成為具有不同的曲度。
[0109 ]優選地，第一傾斜面的曲度可大于第二傾斜面的曲度。
[0110]因此，通過曲度與第二傾斜面不同的第一傾斜面，各觸頭分離時產生的電弧可被 分散，同時通過第二傾斜面能夠確保足夠的距離來減弱電場。
[0111] 同時，為了減弱電場，第二傾斜面最好可在寬度上寬于第一傾斜面。
[0112] 另外，盡管未作說明，但還可以在接觸表面A和由多個切口部111限定的在觸頭主 體部110處形成的每個內壁Illa(見圖6)之間進一步形成輔助彎曲部，該輔助彎曲部從接觸 表面A向下傾斜為多級。
[0113] 輔助彎曲部可以形成為與第一、第二傾斜面一樣的結構，所以此處略去對此的詳 細說明。
[0114] 根據本發明，通過多級傾斜部的形成能夠改善電弧分散，即滅弧效率，并且能夠通 過減弱花瓣狀部的電場確保絕緣性能。
[0115] 這將輕易地解決因在由多個切口部形成的多個花瓣狀部上電場集中造成的各觸 頭熔化或變形的問題。
[0116] 同時，文中提及復數形式的"各觸頭"時，應理解為可動觸頭和固定觸頭。另一方 面，文中提及單數形式的"觸頭"時，應理解為可動觸頭和固定觸頭中的一個。
[0117] 前文已經就有關真空斷續器的觸頭的具體實施例給出了描述，但是，不脫離本發 明范圍能夠做出的不同替換也可以是顯而易見的。
[0118] 因此，應理解為，上文描述的實施例不限于前述描述中的任何一個具體描述，除非 另作限定，而應在所附權利要求所限定的范圍內更寬泛地解釋上文描述的實施例。
[0119] 即，前述實施例僅僅是說明性的，且不應理解為對其的限定。同樣，所有落在權利 要求范圍內的變換和修改，或對該范圍的等效替換都因此包括在所附權利要求中。
【主權項】
1. 一種真空斷續器的觸頭，該觸頭包括形成為圓片形的觸頭主體部，其一個表面上具 有平坦形的接觸表面，并設有在徑上從所述接觸表面的中心朝向外側形成為螺旋狀的多個 切口部，并且在所述接觸表面與觸頭主體部的外周表面之間形成有傾斜區域， 其特征在于，所述傾斜區域設置有多級傾斜部，每一個多級傾斜部均在徑向上沿觸頭 主體部的外側形成多級傾斜。2. 根據權利要求1所述的觸頭，其中，每一個多級傾斜部包括第一傾斜面和第二傾斜 面，該第一傾斜面向下傾斜并具有相對于所述接觸表面的第一傾角，該第二傾斜面從第一 傾斜面延伸出來并具有相對于第一傾斜面的第二傾角，第二傾角比第一傾角更陡。3. 根據權利要求2所述的觸頭，其中，第一傾斜面和第二傾斜面形成多級。4. 根據權利要求2所述的觸頭，其中，第一傾斜面形成為弧形形狀，第二傾斜面形成為 線性形狀。5. 根據權利要求2所述的觸頭，其中，第一傾斜面和第二傾斜面具有不同的曲度，且第 一傾斜面的曲度大于第二傾斜面的曲度。6. 根據權利要求1所述的觸頭，還包括輔助傾斜部，該輔助傾斜部形成于所述接觸表面 和由所述多個切口部限定的在觸頭主體部處形成的每個內壁之間，輔助傾斜部從所述接觸 表面向下傾斜為多級形。
【文檔編號】H01H33/664GK106067405SQ201610252087
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年4月21日 公開號201610252087.0, CN 106067405 A, CN 106067405A, CN 201610252087, CN-A-106067405, CN106067405 A, CN106067405A, CN201610252087, CN201610252087.0
【發明人】金秉徹
【申請人】Ls產電株式會社