真空滅弧室和線圈式觸頭組件及其電流線圈的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種真空滅弧室和線圈式觸頭組件及其電流線圈。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，高壓和超高壓斷路器中六氟化硫斷路器占主要地位，六氟化硫氣體具有良好的絕緣性能和優(yōu)異的滅弧性能，其耐壓強(qiáng)度為同一壓力下氮?dú)獾?.5倍。但是六氟化硫氣體是一種溫室氣體，其單分子的溫室效應(yīng)是二氧化碳的2.2萬倍，是《京都協(xié)議書》中被禁止排放的6種溫室氣體之一，并建議于2030年全面禁用六氟化硫氣體。因此，真空斷路器以其環(huán)境污染小、維護(hù)工作量小、性能穩(wěn)定性高的優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為斷路器未來發(fā)展方向。目前的真空斷路器主要用于中壓等級，為擴(kuò)大真空斷路器應(yīng)用范圍，使得可以應(yīng)用于高壓領(lǐng)域，必須進(jìn)行高壓真空滅弧室的研究開發(fā)，特別是真空滅弧室中作為核心部件的觸頭結(jié)構(gòu)，更是研發(fā)工作中的重中之重。
[0003]真空滅弧室中設(shè)有相對布置的動、靜觸頭組件，兩觸頭組件的結(jié)構(gòu)通常相同，均分別包括導(dǎo)電桿和與導(dǎo)電桿導(dǎo)電固連的觸頭，目前常用的電觸頭組件主要包括圓盤形觸頭、磁吹線圈觸頭等形式，圓盤式觸頭是將觸頭材料制成整體的圓盤形形狀，其結(jié)構(gòu)簡單，主要適用于低電壓、小電流的控制。目前在中壓和高壓領(lǐng)域主要采用的磁吹線圈觸頭，這種觸頭主要包括到導(dǎo)電桿、電流線圈和觸頭片，電流線圈布置在導(dǎo)電桿和觸頭片之間，電流線圈主要有四分之一線圈、二分之一線圈及單匝線圈等形式，在四分之一線圈、二分之一線圈結(jié)構(gòu)中，觸頭片上開設(shè)有防渦流槽以將觸頭片制成多瓣形狀，電流線圈的中心線位置的連接部與導(dǎo)電桿導(dǎo)電固連，每條四分之一線圈或二分之一線圈的末端分別與觸頭片的各瓣的背面導(dǎo)電固連。在電路上，導(dǎo)電桿、電流線圈、觸頭片是按順序串聯(lián)連接，電流線圈上的每套四分之一線圈或二分之一線圈是并聯(lián)連接的。工作時，電流經(jīng)導(dǎo)電桿、電流線圈流向觸頭片，電流產(chǎn)生的磁場方向沿整個電觸頭的縱向方向，即與電弧方向一致。
[0004]但常用的四分之一線圈或二分之一線圈的電流路徑短、磁場強(qiáng)度弱，且電流線圈產(chǎn)生的磁場分布極不均勻，滅弧效果較差。在授權(quán)公告號為CN201508802U的中國實(shí)用新型專利中公開了一種真空滅弧室一匝線圈觸頭結(jié)構(gòu)，觸頭結(jié)構(gòu)包括導(dǎo)電桿、線圈及觸頭片，線圈為在一個導(dǎo)電杯體上對應(yīng)開設(shè)有多個槽以使得線圈呈兩瓣結(jié)構(gòu)，兩瓣結(jié)構(gòu)的線圈具有第一分線圈和第二分線圈，將導(dǎo)電桿延伸方向定義為上下方向，導(dǎo)電桿位于觸頭片上方，兩分線圈分別包括串聯(lián)的上二分之一線圈段和下二分之一線圈段，第一分線圈的下二分之一線圈間隔布置在第二分線圈的上二分之一線圈的下方，第二分線圈的下二分之一線圈段間隔布置在第一分線圈的下方，且兩個上二分之一線圈段的相對周向兩端之間分別設(shè)有間隙，兩個下二分之一線圈段的相對周向兩端分別設(shè)有間隙。兩分線圈的兩個上二分之一線圈與導(dǎo)電桿導(dǎo)電連接，兩分線圈的兩個下二分之一線圈與觸頭片導(dǎo)電連接，從導(dǎo)電桿流向觸頭片的電流在流經(jīng)線圈時被分成兩并聯(lián)的兩部分。這種一匝線圈觸頭結(jié)構(gòu)相對于常用的四分之一線圈及二分之一線圈來講，增加了導(dǎo)電路徑，提高了磁場強(qiáng)度。但這種上、下才層均布置二分之一線圈的電流線圈的導(dǎo)電路徑過長，整體電阻較大，且整體磁場分布也不均勻，影響觸頭結(jié)構(gòu)在真空滅弧室中的開斷能力。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型提供一種磁場強(qiáng)度高、磁場分布更加均勻的線圈式觸頭組件用電流線圈；同時，本實(shí)用新型還提供一種使用該電流線圈的線圈式觸頭組件和真空滅弧室。
[0006]本實(shí)用新型所提供的線圈式觸頭組件用電流線圈的技術(shù)方案是:一種線圈式觸頭組件用電流線圈，包括繞圓周方向延伸且并聯(lián)布置的兩分線圈，各分線圈均包括在上下方向上錯開分布且串聯(lián)導(dǎo)電連接的用于與觸頭組件的導(dǎo)電桿導(dǎo)電連接的上線圈段和用于與觸頭組件的觸頭片導(dǎo)電連接的下線圈段，兩個上線圈段為關(guān)于電流線圈的中心線對稱布置的兩個二分之一匝線圈段，所述的兩分線圈的兩個下線圈段為關(guān)于所述電流線圈的中心線對稱布置的兩個四分之一匝線圈段，所述兩分線圈均為由四分之一匝線圈段加上二分之一匝線圈段所形成的四分之三匝線圈段。
[0007]所述的兩分線圈的兩個上線圈段的相對周向兩端之間分別設(shè)有上周向間隙，兩分線圈的兩個下線圈段的相對周向兩端之間分別設(shè)有下周向間隙，每個分線圈的上、下線圈段之間的過渡連接段均沿上下方向豎直延伸。
[0008]所述的電流線圈具有用于與觸頭組件的導(dǎo)電桿導(dǎo)電連接的導(dǎo)電環(huán)，在導(dǎo)電環(huán)和兩分線圈的兩上線圈段之間分別設(shè)有沿電流線圈徑向延伸的導(dǎo)電連接臂，兩分線圈的兩上線圈段通過相應(yīng)的導(dǎo)電連接臂及導(dǎo)電環(huán)與所述觸頭組件的導(dǎo)電桿導(dǎo)電連接。
[0009]本實(shí)用新型所提供的使用上述電流線圈的線圈式觸頭組件的技術(shù)方案是:一種線圈式觸頭組件，包括沿上下方向依次布置的導(dǎo)電桿、電流線圈及觸頭片，電流線圈包括繞圓周方向延伸且并聯(lián)布置的兩分線圈，各分線圈均包括在上下方向上錯開分布且串聯(lián)導(dǎo)電連接的與所述導(dǎo)電桿導(dǎo)電連接的上線圈段和與所述觸頭片導(dǎo)電連接的下線圈段，兩個上線圈段為關(guān)于電流線圈的中心線對稱布置的兩個二分之一匝線圈段，所述的兩分線圈的兩個下線圈段為關(guān)于所述電流線圈的中心線對稱布置的兩個四分之一匝線圈段，所述兩分線圈均為由四分之一匝線圈段加上二分之一匝線圈段所形成的四分之三匝線圈段。
[0010]所述的兩分線圈的兩個上線圈段的相對周向兩端之間分別設(shè)有上周向間隙，兩分線圈的兩個下線圈段的相對周向兩端之間分別設(shè)有下周向間隙，每個分線圈的上、下線圈段之間的過渡連接段均沿上下方向豎直延伸。
[0011]所述的電流線圈具有與所述導(dǎo)電桿導(dǎo)電連接的導(dǎo)電環(huán)，在導(dǎo)電環(huán)和兩分線圈的兩上線圈段之間分別設(shè)有沿電流線圈徑向延伸的導(dǎo)電連接臂，兩分線圈的兩上線圈段通過相應(yīng)的導(dǎo)電連接臂及導(dǎo)電環(huán)與所述觸頭組件的導(dǎo)電桿導(dǎo)電連接。
[0012]所述的電流線圈外包絡(luò)有外屏蔽罩，外屏蔽罩的上部與導(dǎo)電桿導(dǎo)電封接。
[0013]所述的電流線圈和觸頭片之間還設(shè)有導(dǎo)流排，導(dǎo)流排與兩分線圈的兩個下線圈段導(dǎo)電連接，導(dǎo)流排與觸頭片封接。
[0014]本實(shí)用新型所提供的使用上述觸頭組件的真空滅弧室的技術(shù)方案是:一種真空滅弧室，包括相對間隔布置的兩觸頭組件，至少一個觸頭組件為線圈式觸頭組件，線圈式觸頭組件包括沿上下方向依次布置的導(dǎo)電桿、電流線圈及觸頭片，電流線圈包括繞圓周方向延伸且并聯(lián)布置的兩分線圈，各分線圈均包括在上下方向上錯開分布且串聯(lián)導(dǎo)電連接的與所述導(dǎo)電桿導(dǎo)電連接的上線圈段和與所述觸頭片導(dǎo)電連接的下線圈段，兩個上線圈段為關(guān)于電流線圈的中心線對稱布置的兩個二分之一匝線圈段，所述的兩分線圈的兩個下線圈段為關(guān)于所述電流線圈的中心線對稱布置的兩個四分之一匝線圈段，所述兩分線圈均為由四分之一匝線圈段加上二分之一匝線圈段所形成的四分之三匝線圈段。
[0015]所述的電流線圈外包絡(luò)有外屏蔽罩，外屏蔽罩的上部與導(dǎo)電桿導(dǎo)電封接。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型所提供的觸頭組件用電流線圈中并聯(lián)布置的兩分線圈均為由上層的二分之一匝線圈段加上下層的四分之一匝線圈段所形成的四分之三匝線圈段，在電路流經(jīng)電流線圈時，先經(jīng)過二分之一匝線圈后流到下層的四分之一匝線圈段上，使得兩分線圈所形成的兩個并聯(lián)支路中的各并聯(lián)支路中的電流均走過四分之三匝線圈段的圓周路程，比現(xiàn)有技術(shù)中走二分之一匝或四分之一匝線圈段的電流路徑要長，增加了縱向磁場，比現(xiàn)有技術(shù)中走一整匝線圈段的電流路徑短，整體電路較小，并且，上、下線圈段均關(guān)于電流線圈的中心線呈中心對稱布置，使得電流線圈所產(chǎn)生的磁場分布較為均勻。在應(yīng)用使用上述電流線圈的觸頭組件時，這種觸頭組件在真空滅弧室中可有效改善兩觸頭組件的開斷性能，更適合在高電壓真空滅弧室中使用。
[0017]進(jìn)一步的，電流線圈上設(shè)置導(dǎo)電環(huán)以便于與導(dǎo)電桿導(dǎo)電連接，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電桿與兩上線圈段的導(dǎo)電連接，導(dǎo)電裝配結(jié)構(gòu)較為簡單。
[0018]進(jìn)一步的，在電流線圈外包絡(luò)外屏蔽罩，可以起到屏蔽電場的租用，這樣使得電流線圈所產(chǎn)生的電場強(qiáng)度更加均勻。
【附圖說明】
[0019]圖1是本實(shí)用新型所提供的線圈式觸頭組件用電流線圈的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是圖1所示電流線圈的立體圖；
[0021]圖3是現(xiàn)有技術(shù)中的二分之一線圈磁場分布不意圖；
[0022]圖4是圖1所示電流線圈的磁場分布示意圖；
[0023]圖5是本實(shí)用新型所提供的使用如圖1所示電流線圈的線圈式觸頭組件的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖6是圖5所示觸頭組件的分解示意圖；
[0025]圖7是圖6中導(dǎo)流排的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖8是圖6中觸頭片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖9是本實(shí)用新型所提供的使用如圖3所示線圈式觸頭組件的真空滅弧室的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]如圖1、圖2所示，一種線圈式觸頭組件用電流線圈的實(shí)施例，該實(shí)施例中的電流線圈包括繞圓周方向延伸且并聯(lián)布置的第一分線圈100和第二分線圈200，各分線圈均包括在上下方向上錯開分布且串聯(lián)導(dǎo)電連接的用于與觸頭組件的導(dǎo)電桿導(dǎo)電連接的上線圈段和用于與觸頭組件的觸頭片導(dǎo)電連接的下線圈段，第一分線圈100包括第一上線圈段101和第一下線圈段102，第二分線圈200包括第二上線圈段201和第二下線圈段202，其中，第一分線圈100的第一上線圈段101間隔設(shè)置于第二分線圈200的第二下線圈段202的上方，第二分線圈200的第二上線圈段201則間隔設(shè)置于第一分線圈100的第一上線圈段101的上方，且兩分線圈的兩個上線圈段的相對周向兩端之間分別設(shè)有上周向間隙600，兩分線圈的兩個下線圈