專利名稱：用于真空斷續器的觸點的制作方法
技術領域：
本發明涉及真空斷續器，其是真空斷路器(下文中，簡稱為VCB)的核心觸點機構，并且尤其涉及具有快速滅弧性能和 作為對于當活動觸點和固定觸點彼此接觸時施加在電極上的機械應力的耐受性的良好機械強度的真空斷續器的觸點。
背景技術：
將參照圖I描述典型真空斷續器的配置的示例。如圖I所示，通常地，真空斷續器可以包括絕緣容器9，其由例如具有良好的電絕緣特性和優良的耐熱性的陶瓷等陶瓷類材料制成，絕緣容器9的上部和下部分別是打開的；固定電極4，其插入絕緣容器9中，并且其一端部設置有固定觸點3而另一端部電連接有例如電源側等；以及活動電極1，其插入絕緣容器9中，并且其一端部設置有活動觸點2而另一端部點連接有例如電負載側等。附圖標記5可以表示可活動地支撐活動電極I的金屬密封膜盒(bellow)，以及附圖標記6可以表示安裝在活動電極I上從而以保護方式遮蔽膜盒5免受弧的遮蔽板。附圖標記7可以表示第一密封杯狀物，其以固定方式焊接設置至絕緣容器9以在絕緣容器9的下開口部和活動電極I之間密封；以及附圖標記8可以表示第二密封杯狀物，其焊接設置成固定至絕緣容器9以在絕緣容器9的上開口部和固定電極4之間密封。附圖標記10可以表示安裝在絕緣容器9的中心上以保護絕緣容器9的內壁表面免受弧的中心遮蔽板。典型的真空斷續器具有上述配置，當圖I中的活動電極I通過傳遞自具有例如彈簧或者電機和鏈桿等未示出的驅動源的致動器的驅動力向上移動時，設置在活動電極I的一個端部上的活動觸點2可以與固定觸點3相接觸。因此,使得電連接至活動電極I的電負載側和電連接至固定電極4的電源側相互電連接，并且因此操作狀態變成了閉合電路狀態。當活動電極I通過傳遞自具有未示出的驅動源的致動器的驅動力向下移動時，設置在活動電極I的一個端部上的活動觸點2與固定觸點3相分離。因此，使得電連接至活動電極I的電負載側和電連接至固定電極4的電源側相互電分離，并且因此操作狀態變成了斷開電路狀態。同時，當電路斷開時，如圖2所示，在活動觸點2和固定觸點3之間發生電弧㈧，并且弧電流(IaJ通過電弧㈧流動，并且在弧電流(IaJ周圍形成有由弧電流(IaJ產生的磁場⑶。然后，根據活動觸點2和固定觸點3之間的距離(L)和磁場⑶，電弧㈧受到水平力，即，所謂的洛倫茲力。因此，由洛倫茲力向外推動弧沿著導電路徑的形狀(稱為如圖3所示的活動觸點2和固定觸點3上的多個瓣)在觸點表面上旋轉。同時，將參照圖4至圖7描述根據現有技術中的兩個示例的真空斷續器的觸點的配置。圖4至圖7中的真空斷續器的觸點可以具有如圖3所示的水平磁場型觸點配置。水平磁場型觸點配置可以指因為電流的方向具有如使用箭頭在“a — b — c — d — e”的路徑中所示的軸向(即，垂直方向)所以垂直于電流的磁場形成在水平方向上。圖4至圖7中的真空斷續器的觸點具有下文將描述的水平磁場型觸點配置。在具有水平磁場型觸點配置的真空斷續器的情形中，觸點之間的絕緣狀態，S卩，觸點之間的空間被完全斷開(broken)的狀態，可以根據弧是否通過金屬蒸氣快速旋轉而被熄滅立即達到，所述金屬蒸汽在由于例如電路上的短路電流等故障電流在觸點表面上打開以及相互分離的觸點之間產生的弧中，從而確定有效的電路斷開的成功或者失敗。因此，為了增強用于使得弧中的金屬蒸氣旋轉的旋轉力，根據如圖4和圖5所示的現有技術的示例執行了增加觸點2、3的瓣2a、3a的長度的方案。在現有技術的示例的情形中，通過增加瓣2a、3a的長度使得弧中的金屬蒸氣快 速旋轉可以是有效的，但是也可能具有以下缺陷真空斷續器的直徑隨著觸點2、3的直徑(Φ)的增加而增加，并且此外，采用真空斷續器的真空斷路器的大小增加。此外，如圖4所示，瓣2a、3a的彎曲部的寬度(W)如圖4所示那樣的狹窄，并且因此由于在真空斷續器的觸點閉合操作期間的機械沖擊，可能發生觸點的變形和損壞，從而造成了大幅減少觸點轉換特性的問題。同時，在如圖6和圖7所示的現有技術的另一個示例的情形中，其具有以下特征當增加瓣2a、3a的長度⑴時，觸點2、3的直徑不增加。在如圖6和圖7所示的現有技術的另一個示例的情形中，由于通過增加瓣2a、3a的長度(I)而有效地使得弧中的金屬蒸氣快速旋轉，所以可以具有不增加真空斷續器和真空斷路器的大小以及其長度的效果。然而，如圖6所示，瓣2a、3a的啟動部的寬度(Ws)如圖6所示那樣的狹窄，并且因此由于真空斷續器的觸點閉合操作期間的機械沖擊，可能發生觸點的變形和損壞，從而造成了大幅減少觸點轉換特性的問題。
發明內容
因此，將本發明設計成解決現有技術中的問題，并且本發明的目的在于提供這樣一種真空斷續器的觸點其中，瓣的長度是長的以獲得良好的滅弧性能，并且觸點的直徑不大，即使當在打開或者閉合觸點的時候施加機械沖擊時能夠防止機械變形和損壞，從而保持其機械強度。本發明的目的可以通過提供這樣一種用于真空斷續器的觸點來達到其具有活動觸點和固定觸點，其中，所述活動觸點和所述固定觸點分別包括分別于從觸點表面間隔開的多個位置朝向外周表面以延伸的方式形成的多個槽部；以及形成在一對鄰近的槽部之間的瓣部；并且使得瓣部中具有狹窄寬度的機械脆性部分最小同時引起弧的旋轉運動，每個槽部包括第一端部，其閉合并且鄰近于所述中心；第二端部，其打開并且鄰近于所述外周表面；所述第一槽部從所述第一端部線性地延伸出，并且所述第二槽部通過以預定角度從所述第一槽部彎曲而線性延伸至所述第二端部。根據本發明的用于真空斷續器的觸點可以進一步包括從所述觸點的中心以預定的直徑凹入形成的中心觸點凹槽部，并且可能更加有效的是從所述中心觸點凹槽部的外周表面至所述第一槽部的距離具有預定的第一距離以引起弧的旋轉運動。
在根據本發明的用于真空斷續器的觸點中，可能更加有效的是所述預定的第一距離可以大于零并且小于或者等于5mm。在根據本發明的用于真空斷續器的觸點中，可能更加有效的是預定角度可以大于或者等于30度并且小于或者等于60度。在根據本發明的用于真空斷續器的觸點中，對于每個槽部，可能更加有效的是至槽部的鄰近于其第一端部的第二槽部的距離具有預定的第二距離以引起弧的旋轉運動。在根據本發明的用于真空斷續器的觸點中，可能更加有效的是所述第二距離大于或者等于O. 8倍觸點厚度并且小于或者等于2倍觸點厚度。
被包括以提供對本發明的進一步理解的附圖示出了示例性實施例，附圖被并入并構成本說明書的一部分，其與說明書一起用于解釋本發明的原理。在附圖中圖I是圖示出典型的真空斷續器的配置的剖視圖；圖2是圖示出在觸點之間的打開并分離時產生的弧被圖I的真空斷續器中的洛倫茲力向外推動的說明性視圖；圖3是圖示出在圖I中的真空斷續器中觸點相互接觸時的電流流動圖形的運行狀態圖；圖4是圖示出根據現有技術的示例的真空斷續器的觸點配置的觸點的平面圖；圖5是圖4的縱向剖視圖；圖6是圖示出根據現有技術的另一個示例的真空斷續器的觸點配置的觸點的平面圖；圖7是圖6的縱向剖視圖；圖8是圖示出根據本發明的優選實施例的真空斷續器的觸點配置的觸點(活動觸點或者固定觸點)的平面圖；圖9是圖示出當觸點沿著圖8的線A-A被縱向截取時的根據本發明的優選實施例的真空斷續器的觸點的形狀的縱向剖視圖；圖10是圖示出根據本發明的優選實施例的真空斷續器的觸點配置的觸點(活動觸點或者固定觸點)的立體圖；圖11是圖示出在根據本發明的優選實施例的真空斷續器的觸點中的觸點被打開以及相互分離時弧的推進移動狀態的運行狀態圖；以及圖12是圖示出當根據本發明的優選實施例的真空斷續器的觸點中的觸點被打開以及相互分離時弧的電壓波形的波形圖。
具體實施例方式通過參照附圖對本公開的優選實施例的以下說明，將清楚地理解本發明的目的，以及為了達到上述目的的配置及其作用效果。 根據本發明的優選實施例的真空斷續器的觸點2、3可以包括如圖10所示的活動觸點2和固定觸點3。在圖10中，附圖標記3al、2al表示槽部，并且附圖標記I和4分別表示活動電極和固定電極。上文描述了真空斷續器的整體配置，因此將省略其除了根據本發明的觸點的配置以外的部分的說明和圖示以避免重復。根據本發明的優選實施例的真空斷續器的觸點2、3具有水平磁場型觸點配置，其中電流是垂直方向的并且磁場垂直于電流形成，因此形成了水平磁場。參照圖8和圖9，在根據本發明的優選實施例的真空斷續器中，活動觸點2和固定觸點3可以分別包括多個槽部，即，活動觸點2的槽部2al、2a2或者固定觸點3的槽部3al、3a2 ;以及瓣部，即，活動觸點2的瓣部2a或者固定觸點3的瓣部3a。多個槽部2al、2a2或者3al、3a2可以分 別從多個(優選實施例中為三個)位置朝向外周表面以延伸的方式形成，分別從活動觸點2和固定觸點3中的觸點表面的中心(C)間隔開。三個瓣部2a、3a可以分別根據參照圖8和圖10的本發明的優選實施例設置。并且每個瓣部2a、3a可以形成在一對相鄰槽部2al、2a2或者3al、3a2之間，并且具有翼狀的形狀，而且由具有傳導性的材料制成。為了在引起弧的旋轉運動的同時使得在瓣部2a、3a中具有狹窄寬度的機械脆性部分最小，槽部2al、2a2或者3al、3a2的每個可以包括第一端部2a3、3a3，其閉合并且鄰近于中心(C);第二端部2a4、3a4,其打開并且鄰近于活動觸點2或者固定觸點3的外周表面；第一槽部2al、3al從第一端部2a3、3a3線性地延伸出，并且第二槽部2a2、3a2通過以預定的角度從第一槽部2al、3al彎曲來線性地延伸至第二端部2a4、3a4。也即是說，根據本發明的特征，槽部2al、2a2或者3al、3a2可以包括線性延伸的槽部分，以及通過以預定的角度(Θ)從所述槽部分彎曲而延伸的另一個槽部分，因此由一對鄰近的槽部2al、2a2或者3al、3a2形成的多個瓣部2a、3a可以形成旋轉翼形以引起弧的旋轉，并且通過其中槽部被線性延伸和彎曲的配置，能夠使得在瓣部2a、3a中具有狹窄寬度的機械脆性部分最小。這里，預定角度(Θ)可以優選地大于或者等于30度并且小于或者等于60度。參照圖8和圖9，根據本發明的優選實施例的真空斷續器可以包括從觸點的中心(C)以預定的直徑(d)凹入形成的中心觸點凹槽部(Cl)。為了在打開或者閉合觸點時保持機械強度，從中心觸點凹槽部(Cl)的外周表面至第一槽部2al、3al的距離具有預定的第一距離(Wl)。優選地，預定的第一距離(Wl)可以大于零并且小于或者等于5mm。將在以下等式(I)中描述上述特征。O < Wl ^ 5mm-----(I)為了在打開或者閉合觸點時保持機械強度，對于每個槽部2al、2a2或者3al、3a2，從第一端部2a3、3a3至槽部的鄰近于其第一端部2a3、3a3的第二槽部2a3、3a2的距離具有預定的第二距離(W2)。這里，第二距離(W2)可以優選地大于或者等于O. 8倍觸點厚度(參照圖9中的附圖標記“t”)并且小于或者等于2倍觸點厚度(t)。將在以下等式(2)中描述上述特征。O. 8t ^ W2 ^ 2t-----(2)參照圖10，在根據本發明的優選實施例的真空斷續器中，活動觸點2和固定觸點3可以連接至待設置在如圖I所示的真空斷續器中的活動電極I和固定電極4。
同時，將主要參照圖11和圖12并且輔以參照圖8至圖10，描述具有根據本發明的上述配置的真空斷續器的操作。首先，將參照圖11和圖12描述以下操作的條件和效果其中根據本發明的真空斷續器的觸點被打開并相互分離以基于在連接至包括真空斷續器的真空斷路器的電源電路上發生例如短路電流等大電流而切斷電路。圖11中從(a)至(e)的推進圖示出其中觸點被打開并相互分離的操作的過程。在圖11的(a)中，在當活動觸點2和固定觸點3被打開并相互分離的早期階段，弧(A)發生在金屬蒸氣中同時切斷大電流，并且弧(A)被收縮為柱形同時被如上文參照圖2描述的活動觸點2和固定觸點3之間的洛倫茲力向外推動，從而具有如圖12所示大體恒定的電壓。隨后，由于如圖11中的(b)、(C)和⑷所示增加了活動觸點2和固定觸點3之間 的距離，如附圖所示弧(A)沿著觸點表面旋轉同時在弧旋轉周期期間具有波動電壓。隨后，在如圖12所示的完全分散期間弧(A)的電壓突然減小，并且如圖11的(e)所示被完全分散以消失。在根據本發明的活動觸點2和固定觸點3中，槽部2al、2a2或者3al、3a2可以包括線性延伸的槽部分，以及通過以預定的角度(Θ)從所述槽部分彎曲而從所述槽部分延伸出的另一個槽部分。因此，由一對鄰近的槽部2al、2a2或者3al、3a2形成的多個瓣部2a、3a可以形成旋轉翼形以引起弧的旋轉，從而減小打開并分離以及恢復絕緣的時間，S卩，完全切斷活動觸點2和固定觸點3之間的故障電流。此外，將參照圖11描述以下操作的條件和效果其中根據本發明的真空斷續器的觸點被閉合以在連接至包括真空斷續器的真空斷路器的電源電路上實施電路連接(閉合)。使得根據本發明的真空斷續器的觸點移動至閉合位置的操作使得活動觸點2和固定觸點3能夠移動至其相互接觸的位置，從而以如圖11的(a)至(e)所示的順序的打開并分離的操作的相反順序(以圖11的(e)至(a)的順序)進行操作。結果，在如圖11所示的閉合操作期間弧(A)不會發生。雖然在閉合操作期間大的接觸負載被施加在活動觸點2和固定觸點3上，但是根據本發明的活動觸點2和固定觸點3具有以下形狀以線性彎曲方式形成的槽部2al、2a2或者3al、3a2，并且在觸點表面上不具有在瓣部2a、3a中具有狹窄寬度的機械脆性部分，并且因此可以防止活動觸點2和固定觸點3的變形或者損壞，從而獲得保證轉換性能和操作可靠性以及真空斷續器的較長壽命的效果。此外，根據本發明的優選實施例的真空斷續器的活動觸點2和固定觸點3可以進一步包括從觸點的中心(C)以預定的直徑(圖9中的符號“d”)凹入形成的中心觸點凹槽部(Cl)，并且從中心觸點凹槽部(Cl)的外周表面至第一槽部2al、3al的距離可以具有預定的第一距離(Wl)，從而獲得在轉換觸點時保持相關部的機械強度的效果。在用于根據本發明的真空斷續器的觸點中，預定的第一距離(Wl)可以大于零并且小于或者等于5_，從而獲得在轉換觸點時保持相關部的機械強度的效果。此外，如圖8所示，在用于根據本發明的真空斷續器的觸點中，預定角度(Θ)可以大于或者等于30度并且小于或者等于60度，以引起弧的旋轉運動，從而獲得快速熄滅弧中的金屬蒸氣以及使得瓣部中具有狹窄寬度的機械脆性部分最小的效果。在用于根據本發明的真空斷續器的觸點中，對于每個槽部2al、2a2或者3al、3a2，從第一端部2a3、3a3至槽部的鄰近于其第一端部2a3、3a3的第二槽部2a3、3a2的距離可以具有預定的第二距離(W2)，從而可以使得瓣部2a、3a中具有狹窄寬度的機械脆性部分最小，并且可以防止由于在打開或閉合觸點時的沖擊引起的變形或損壞，從而獲得位置觸點的機械強度的效果。
在用于根據本發明的真空斷續器的觸點中，第二距離(W2)可以優選地大于或者等于O. 8倍觸點厚度(t)并且小于或者等于2倍觸點厚度(t)，并且因此可以使得瓣部2a、3a中具有狹窄寬度的機械脆性部分最小，以及可以防止由于在打開或者閉合觸點時的沖擊引起的變形或者損壞，從而獲得保持觸點的機械強度的優勢。
權利要求
1.一種用于具有活動觸點和固定觸點的真空斷續器的觸點，其特征在于，所述活動觸點和所述固定觸點分別包括 分別于從觸點表面的中心間隔開的多個位置朝向外周表面以延伸的方式形成的多個槽部；以及 形成在一對鄰近的槽部之間的瓣部； 其中，為了使得瓣部中具有狹窄寬度的機械脆性部分最小同時引起弧的旋轉運動， 每個槽部包括 第一端部，其閉合并且鄰近于所述中心； 第二端部，其打開并且鄰近于所述外周表面； 所述第一槽部從所述第一端部線性地延伸出，并且 所述第二槽部通過以預定角度從所述第一槽部彎曲而線性延伸至所述第二端部。
2.根據權利要求I所述的用于真空斷續器的觸點，進一步包括 從所述觸點的中心以預定的直徑凹入形成的中心觸點凹槽部， 其中，從所述中心觸點凹槽部的外周表面至所述第一槽部的距離具有預定的第一距離，以在打開或者閉合所述觸點時保持機械強度。
3.根據權利要求2所述的用于真空斷續器的觸點，其中，所述預定的第一距離大于零并且小于或者等于5mm。
4.根據權利要求I所述的用于真空斷續器的觸點，其中，預定角度大于或者等于30度并且小于或者等于60度。
5.根據權利要求I所述的用于真空斷續器的觸點，其中，對于每個槽部，從所述第一端部至槽部的鄰近于所述第一端部的第二槽部的距離具有預定的第二距離，以當打開或者閉合所述觸點時保持機械強度。
6.根據權利要求5所述的用于真空斷續器的觸點，其中，所述第二距離大于或者等于0.8倍觸點厚度并且小于或者等于2倍觸點厚度。
全文摘要
本發明的目的可以通過提供這樣一種用于真空斷續器的觸點來達到其具有活動觸點和固定觸點，其中，所述活動觸點和所述固定觸點分別包括分別于從觸點表面間隔開的多個位置朝向外周表面以延伸的方式形成的多個槽部；以及形成在一對鄰近的槽部之間的瓣部；并且使得瓣部中具有狹窄寬度的機械脆性部分最小同時引起弧的旋轉運動，每個槽部包括第一端部，其閉合并且鄰近于所述中心；第二端部，其打開并且鄰近于所述外周表面；所述第一槽部從所述第一端部線性地延伸出，并且所述第二槽部通過以預定角度從所述第一槽部彎曲而線性延伸至所述第二端部。
文檔編號H01H33/664GK102709105SQ20111031915
公開日2012年10月3日 申請日期2011年10月18日 優先權日2010年10月18日
發明者金成泰, 金秉徹 申請人:Ls產電株式會社