[发明专利]杯状横向磁场与纵向磁场结合真空灭弧室触头

说明书

技术领域：

本发明属于电器技术领域，具体涉及一种杯状横向磁场与纵向磁场结合真空灭弧室触头。

背景技术：

由于真空开关一系列独特的优点，使其在中压领域占据了主导地位。随着生产水平的进步和用户要求的提高，产品竞争越来越激烈，开发产品性能好、结构简单、生产成本低的真空灭弧室是提高产品竞争力的迫切需求。为了提高真空灭弧室的开断容量和开断性能，横磁触头和纵磁触头被应用于真空灭弧室；其中，横磁触头主要是利用触头开槽控制电流路径以产生横向磁场，它能驱动电弧在触头表面运动，进而减轻触头的烧蚀，它在小开距和长燃弧时间情况下开断能力更强；纵磁触头主要是利用特定的触头结构或外加线圈在极间产生纵向磁场，它能有效抑制大电流下真空电弧的集聚并减少电弧引起的液滴喷溅，起到保护触头和屏蔽罩的作用，有利于提高灭弧室的开断容量和确保多次成功开断。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种结构简单、成本更低的横向磁场与纵向磁场结合真空灭弧室触头，其能将横向磁场和纵向磁场的作用结合，使真空灭弧室的控弧能力更强。

为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案予以实现：

杯状横向磁场与纵向磁场结合真空灭弧室触头，包括一对导电杆、一对触头杯和一对触头片；其中，两个触头杯的杯口相对设置，一个导电杆的一端与一触头片分别连接于对应触头杯的杯底和杯口。

本发明进一步的改进在于：每个触头杯的杯底均开若干螺旋状分布的槽，并且两触头杯杯底开槽的螺旋方向相反；每个触头杯的杯壁开若干斜槽以使触头杯杯壁上的电流密度具有环向分量，并且两触头杯杯壁的开槽方向相同。

本发明进一步的改进在于：螺旋状分布的槽是螺旋槽、万字槽或直槽。

本发明进一步的改进在于：两触头杯杯底开槽螺旋方向相同且两触头杯杯壁开槽倾斜方向相反。

本发明进一步的改进在于：每个触头片的形状为圆形或环形。

本发明进一步的改进在于：每个触头片的径向设有开槽。

本发明进一步的改进在于：每个触头杯中放置有铁芯，或者放置用于支撑对应触头片的支架。

与现有技术相比，本发明具有如下的优点：

1、本发明中的真空灭弧室触头控弧能力更强。本发明中的真空灭弧室触头能够同时产生较强的横向磁场与纵向磁场，通过调节两者的比例可以更有效地调控电弧特性。

2、本发明中的真空灭弧室触头结构简单。本发明中的真空灭弧室触头仅靠一对触头杯就可以同时产生较强的横向磁场与纵向磁场。

附图说明：

图1为本发明一种真空灭弧室触头的整体结构示意图；

图中各符号为：1、导电杆，2、触头杯，3、触头片。

图2为本发明真空灭弧室触头一个实例中触头杯的结构示意图。

其中：201为有螺旋状开槽的触头杯杯底，202为开有斜槽的触头杯杯壁。

图3为本发明真空灭弧室触头一个实例触头杯中相反方向螺旋开槽杯底示意图。

图4为本发明真空灭弧室触头一个实例产生横向磁场与纵向磁场能力随开距变化的仿真结果。

图中两条曲线Bz和Br分别是弧柱中的平均纵向磁场和平均径向磁场。

具体实施方式：

以下结合附图和实例对本发明作进一步的详细描述。

如图1至4所示，本发明提供的杯状横向磁场与纵向磁场结合真空灭弧室触头，包括一对导电杆1、一对触头杯2和一对触头片3。其中，导电杆1与触头片3分别连接于对应触头杯2的杯底和杯口。具体是，一对触头杯2的杯口相对放置，一对触头片3分别连接于两个触头杯2的杯口，一对导电杆1分别连接于两个触头杯2的杯底外侧并向相反方向延伸。触头杯2的杯底开螺旋状分布的槽，使之能控制杯底的电流螺旋分布，杯壁上开斜槽控制杯壁上的电流密度具有环向分量；触头片3为片状，作为起弧与燃弧承载部件，可以是圆形或环形，也可以径向开槽。

触头杯壁和杯底的开槽方向决定了两触头杯产生横向磁场与纵向磁场的相互叠加效果，即相互增强或相互减弱。

对于权利要求2和3描述的触头杯底和杯壁的开槽方向，该真空灭弧室触头在分断电流时，通过两触头杯2杯底螺旋状电流分布产生的纵向磁场，在触头片3间(燃弧区)相互叠加增强；通过两触头杯2杯壁上环向电流分布产生的横向磁场，在触头片2间(燃弧区)相互叠加增强。