[发明专利]触头组件以及包括该触头组件的真空开关

说明书

相关申请的交叉援引

本申请要求于2012年8月20日提交的美国专利申请系列号No.13/589,687的优先权和益处，该申请在此通过引用结合于本文中。

技术领域

本申请公开的构思一般地涉及电路断流器，更具体地涉及采用真空封壳的电路断流器，例如真空断流器。本申请公开的构思更加具体地涉及用在真空断流器中的触头组件。

背景技术

电路断流器为电气系统提供保护使之免受诸如电流过载、短路和异常电压状况的电气故障状况的影响。通常，电路断流器包括弹簧动力式操作机构，其为响应异常状况打开电触头以中断流过电气系统的导体的电流。

诸如用于在约1000伏以上操作的系统的电力断路器的电路断流器通常使用真空断流器作为开关装置。对于更高的电压而言，或者对于更紧凑的布置而言，每个真空断流器容置在单独的盒中，所述盒由电绝缘材料(诸如苯乙烯玻璃)模制而成。这些模制盒又栓接至容纳有操作机构的金属箱中。该金属箱是接地的以使所述操作机构与电力电路的线电压隔离。用于所述操作机构的手动控制装置组装在所述金属箱的正面。例如，参见美国专利号No.6,373,358。

真空电路断流器装置包括设置在绝缘壳体内的可分离主触头。一般而言，触头中的一个触头相对于壳体和与由电路断流器控制的电路相互连接的外部导电体两者是固定的，而另一个触头是可动的。在真空电路断流器的情况下，动触头组件通常包括圆形截面的轴杆，该轴杆在一端具有包封在真空室内的触头，并且在另一端具有位于所述真空室外部的驱动机构。操作杆组件包括紧固至所述轴杆的与动触头对置的端部的推动杆，驱动机构提供了用于使所述动触头移动以与静触头接合或脱开的原动力。

通常，触头中的每一者都藉由轴杆上的毂和触头上的与所述毂紧密配合的相应的孔而固定至相关联的轴杆。设置在各触头与相关联的轴杆的配合部分之间的硬钎(钎焊，braze)垫圈在真空炉内的真空周期(真空工作循环，vacuum cycle)期间将各构件硬钎在一起。为了确保可靠的硬钎接合部，在硬钎操作期间施加配重(通常为1至2磅)以将触头与轴杆之间的接合部保持在一起。对于全炉负载的情况而言，这可相当于50至100磅的炉内额外重量。

电气开关装置(诸如真空断流器)存在改进的空间。

用于制造真空断流器的方法也存在改进的空间。

发明内容

这些和其它需求由涉及触头组件、包括触头组件的真空开关和组装触头组件的方法的本申请公开构思的实施例来满足。

根据本申请公开构思的一个方面，提供了一种供真空开关使用的触头组件。所述触头组件包括电极轴杆和藉由螺纹紧固件联接至所述电极轴杆的端部的触头，所述螺纹紧固件与所述电极轴杆的螺纹部螺纹接合。

所述触头可进一步藉由硬钎材料联接至所述电极轴杆。

所述螺纹紧固件可包括带肩螺钉。

所述螺纹紧固件可由热膨胀比制成所述电极轴杆或所述触头的多种材料小的材料制成，使得在硬钎工序期间所述接合部其自身变紧。

所述螺纹紧固件可由不锈钢材料或镍-铁材料中的一者制成。

根据本申请公开构思的另一方面，提供了一种真空开关。该真空开关包括真空封壳、部分地设置在所述真空封壳内的静触头组件、和动触头组件，该动触头组件部分地设置在所述真空封壳内，并且能在与所述静触头组件电接触的闭合位置和与该静触头组件分离的打开位置之间运动。所述静触头组件和所述动触头组件中的至少一者包括电极轴杆和藉由螺纹紧固件联接至所述电极轴杆的端部的触头，所述螺纹紧固件与所述电极轴杆的螺纹部螺纹接合。

所述触头可进一步藉由硬钎材料联接至所述电极轴杆。

所述螺纹紧固件可包括带肩螺钉。

所述螺纹紧固件可由热膨胀比制成所述电极轴杆或所述触头的多种材料小的材料制成，使得在硬钎工序期间所述接合部其自身变紧。

所述螺纹紧固件可由不锈钢材料或镍-铁材料中的一者制成。

所述真空开关可以是真空断流器。

所述静触头组件和所述动触头组件中的另一者可包括第二电级轴杆和藉由第二螺纹紧固件联接至所述第二电极轴杆的端部的第二触头，所述第二螺纹紧固件与所述第二电极轴杆的螺纹部螺纹接合。

所述第二螺纹紧固件可包括第二带肩螺钉。

根据本申请公开构思的另一方面，提供了一种组装供真空开关使用的具有电极轴杆和触头的触头组件的方法。该方法包括将所述触头设置在所述电极轴杆的一部分上，以及藉由螺纹紧固件将所述触头联接至所述电极轴杆。