[发明专利]一种真空灭弧室用铁心式纵向磁场电极结构及其装配方法

说明书

本发明公开了一种真空灭弧室用铁心式纵向磁场电极结构及其装配方法，该电极结构包括多片层叠在一起的马蹄形的磁极片，且相邻的二层磁极片中，处在上面一层的磁极片的开口角度大于下面一层的磁极片的开口角度；在每组相邻的二层磁极片中，设有至少二处相互匹配的凹凸结构，使相邻的二层磁极片通过凹凸结构相配合而固定在一起。本发明采用该结构后，一方面，能够保证各磁极片之间紧密配合，减小间隙；另一方面，具有高精度的自定位效果，同时起到防错、防呆的作用。

技术领域

本发明涉及真空开关技术领域，特别是涉及一种真空灭弧室用铁心式纵向磁场电极结构及其装配方法。

背景技术

陶瓷真空灭弧室，广泛应用于电力、冶金、矿山、石油、化工、铁路、广播、通讯、工业高频加热等配电系统，用作电力电路的通断控制及电路保护。由于真空开关具有一系列优良特性，现已逐步取代了传统油开关和六氟化硫开关，并且用量逐年递增，随着农网的改造、城市电网的扩容升级和新能源开发利用的不断深入，在今后几年我国真空开关行业将继续保持稳定增长态势，从而必然带来真空灭弧室市场的高速增长，具有非常乐观的市场开发前景。

真空灭弧室用铁心式纵向磁场电极结构，通常是在紧靠动触头和静触头的背面各装有一叠马蹄形的铁片(也称为磁极片)，当短路电流通过导电杆(多片马蹄形的铁片是叠套在导电杆上，叠在一起的马蹄形的铁片的外部还设有保护罩，也被称为磁极罩)时，在铁片中产生电磁感应，形成一个上下串联的闭合磁通回路，通过触头间隙部分的磁通呈纵向方向。这个纵向方向的磁通大小和分布状况与铁片的叠合数量、气隙大小、铁片形状和布置等有关。

现有技术的电极结构是将多片叠在一起的马蹄形的磁极片固定在一起，一种方式是通过销钉来固定磁极片，如美国专利US4636600所披露的，这种结构的特征是，在各片马蹄形的磁极片的相同位置处设有定位通孔，当将各片马蹄形的磁极片叠在一起时，各片马蹄形的磁极片的通孔对在一起，然后在通孔处插入销钉并通过铆接方式使各片马蹄形的磁极片固定在一起；这种结构的优点是方法简单，缺点是没有防错措施，多放、漏放磁极片再用销钉铆合后，易造成组件报废；另外，此方式易造成受力不均，导致通孔处可能铆紧，但开口处呈间隙状态(这是由于上面的磁极片相对于下面的磁极片所配置的开口要大，这就造成下面的磁极片的通孔位置距离开口处的两端较远，即对于下面的磁极片来说其固定位置距离开口处的两端较远，造成开口处没有固定)；由于磁极片之间开口存在间隙，根据使用ANSYS软件分析，磁场明显衰弱，而磁场是影响开断能力也就是产品性能的主要因素。另一种方式是通过焊接来固定磁极片，这种结构的特征是，磁极片叠加后，在其柱面通过焊接方式，实现多片磁极片组合；这种结构的优点是方法简单，缺点是焊接缝两边易起毛刺，真空灭弧室内部零件若有毛刺，则存在尖端效应，导致场强集中，容易产生击穿、打火等现象；而且高压烧毛刺过程中，易有杂质挥发，导致产品内部真空度下降，而真空度也是影响产品开断能力的影响因素之一；另外，因侧边为弧面，激光焊焦距不一，易造成焊接不牢靠，磁极片组件脱落等弊端，从而影响磁路使产品性能下降甚至失效；此外，这种方式也无防错措施。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种真空灭弧室用铁心式纵向磁场电极结构及其装配方法，一方面，能够保证各磁极片之间紧密配合，减小间隙；另一方面，具有高精度的自定位效果，同时起到防错、防呆的作用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种真空灭弧室用铁心式纵向磁场电极结构，包括多片层叠在一起的马蹄形的磁极片，且相邻的二层磁极片中，处在上面一层的磁极片的开口角度大于下面一层的磁极片的开口角度；在每组相邻的二层磁极片中，设有至少二处相互匹配的凹凸结构，使相邻的二层磁极片通过凹凸结构相配合而固定在一起。

所述至少二处相互匹配的凹凸结构包括设在相邻的二层磁极片的开口附近的两端。

所述相邻的二层磁极片中的凹凸结构为设置在上面一层的磁极片上的通孔和设置在下面一层的磁极片上的向上凸伸的凸苞。