[发明专利]真空开关和用于其的混合开关组件

说明书

相关申请的交叉援引

本申请要求2011年9月28日提交的题为“真空开关和用于其的混合开关组件”的美国专利申请系列号No.13/247,238的权益，该申请在此通过引用结合于本文中。

技术领域

所公开的构思涉及真空开关装置，例如包括真空封壳的真空开关，如真空断流器。所公开的构思还涉及用于真空断流器的混合开关组件。

背景技术

真空断流器包括配置在绝缘的且气密密封的真空室内的可分离的主触头。真空室通常包括——例如而不限于——用于电气绝缘的一定数量的陶瓷部段（例如而不限于，一定数量的管状陶瓷部段），所述陶瓷部段被一定数量的端构件（例如而不限于，金属部件，如金属端板；端盖；密封罩）封盖而形成封壳，其中可抽吸成部分真空。示例性的陶瓷部段通常为圆柱形的；然而，可采用其它适当的截面形状。通常采用两个端构件。当存在多个陶瓷部段时，在示例性的各陶瓷部段之间配置有内部中心屏障。

两种类型的真空断流器例如包括径向磁场（RMF）真空断流器（也常称作横向磁场（TMF）真空断流器）和轴向磁场（AMF）真空断流器。RMF真空断流器通常包括诸如径向磁场产生机构，例如而不限于螺旋式触头（例如参见美国专利No.2,949,520;3,522,399;和3,809,836）或横齿杯（端面齿杯，contrate cup）（例如参见美国专利No.3,089,936;3,836,740;和4,390,762）。此结构设计成迫使中断高电流的一对电触头之间的电弧弧柱旋转，从而使起电弧负荷（arcing duty）散布在较宽的区域上。另一方面，AMF真空断流器通常构造成迫使电流经过具有比较显著的圆形旋转分量的长线圈形路径以便将电弧保持在扩散状态。例如，可参见美国专利No.5,804,788;6,080,952;和7,721,428。

RMF和AMF开关组件都具有若干缺点。例如，RMF设计的单个运行的柱状电弧仅将起电弧负荷散布在通常为圆形的触头表面的外部上。因此，在承载全部短路电流的单个柱状电弧的弧根处的重度烧蚀最终会限制触头间隙的介电恢复能力。至于AMF真空断流器，由于相对较长的电流路径和对电流的相应电阻，真空断流器的连续载流能力有限。

为了尝试解决上述缺点，例如美国专利No.RE32,116和4,636,600公开了这样的真空断流器，其中不是由长的圆形电流路径而是由铁磁性部件（例如，磁板的马蹄形组件）的策略性布置来产生轴向磁场。

例如，美国专利No.4,445,015;4,553,002;4,675,482和4,717,797公开了将轴向磁场产生结构添加到横齿杯型的RMF结构上以提供增强的高电流中断能力。然而，这种结构复杂且比较大（例如，在轴向上高）。此外，通过沿相对较长的路径操控电流来提供轴向磁场，从而导致真空断流器的大电阻。

因此，诸如真空断流器的真空开关和用于其的混合开关组件仍有改善空间。

发明内容

由所公开的构思的实施例来满足这些和其他需求，这些实施例涉及用于真空开关（如真空断流器）的混合开关组件。

作为所公开的构思的一个方面，为真空开关提供一种混合开关组件。真空开关包括真空封壳、部分地位于真空封壳内的静触头组件以及部分地位于真空封壳内并且能在与静触头组件电接触的闭合位置和与静触头组件隔开的打开位置之间移动的动触头组件。混合开关组件包括：至少一个径向磁场产生机构，其构造成配置在真空封壳内；和一定数量的轴向磁场产生机构，每个轴向磁场产生机构都包括构造成邻近所述至少一个径向磁场产生机构中相应的一个径向磁场产生机构配置在真空封壳内的铁磁性或亚铁磁性构件。

铁磁性或亚铁磁性构件可为马蹄板组件。径向磁场产生机构可为螺旋式触头，其中螺旋式触头包括大致平坦（平面形）的构件，该构件具有中心点、周缘和从周缘大致朝中心点向内延伸的多个槽。径向磁场产生机构可替代地为杯型构件，该杯型构件包括平坦部、从平坦部向外延伸的侧壁和配置在侧壁中的多个槽。

还公开了一种采用前述混合开关组件的真空开关。

附图说明

在结合附图阅读时从下面对优选实施例的描述可获得对所公开的构思的充分理解，在附图中：

图1为根据所公开的构思的一实施例的真空断流器和用于其的混合开关组件的局部剖视侧视图，其中竖直轴线左侧的部分示出闭合位置，竖直轴线右侧的部分示出打开位置；

图2为图1的用于混合开关组件的马蹄板组件和螺旋式触头的等轴测分解视图；

图3为图1的马蹄板组件的布置的等轴测分解视图；