[发明专利]带有阴极斑点陷阱结构触头片的触头及直流真空灭弧室及直流真空接触器

说明书

一种带有阴极斑点陷阱结构触头片的触头及直流真空灭弧室及直流真空接触器，该触头包括动侧触头组合结构和静侧触头组合结构；动侧触头组合结构焊接在动侧导电杆一端的动侧触头结构以及焊接在动侧触头结构端部的动侧触头片；静侧触头组合结构包括焊接在静侧导电杆一端的静侧触头结构以及焊接在静侧触头结构端部的静侧触头片；在动侧触头片和静侧触头片上分别带有阴极斑点陷阱结构；该阴极斑点陷阱结构为在环形触头片上的多个开孔；本发明通过阴极斑点陷阱结构的设置，有利于阴极斑点在触头片表面的波动，加速阴极斑点的熄灭，有效提高真空电弧电压，本发明还提供了采用该带有阴极斑点陷阱结构触头片的触头的直流真空灭弧室和直流真空接触器。

技术领域

本发明属于真空断路器和真空直流开断技术领域，具体涉及一种带有阴极斑点陷阱结构触头片的触头及直流真空灭弧室及直流真空接触器。

背景技术

伴随着国内外直流电领域相关研究和应用的迅猛发展，对于中、低压直流断路器提出了巨大的市场需求。相较于交流供电系统，直流输电技术在大容量、远距离输配电领域，具有独特的技术优势。虽然直流输电理论已经比较成熟，但是相对于交流输电系统灵活多样的方式，直流输电技术的发展受到了很大的局限和制约，其主要原因就是缺乏实用、便捷、可靠的中高压直流断路器。如何制造和完善以获得实用的直流断路器,是整个开关行业面临的一个技术难题。真空断路器凭借其可靠性高、维护简单、开断能力强等优势，在中压的断路器领域占据了绝对的优势，但是，考虑到直流系统中没有自然过零点，其真空断路器在直流系统的应用还面临巨大的挑战。随着真空断路器的快速发展，以及对于真空电弧理论及其应用研究的深入，为真空断路器在直流开断中的应用提出了新的契机和可能。

现有真空断路器主要应用于交流电流回路系统中，此外，真空开关在直流电流开断的拓扑结构中也有一定的应用，但是目前还没有实现真空断路器对于直流电流的直接开断。目前，真空断路器在电流的开断过程中主要是通过触头结构产生的磁场实现对于真空电弧的控制。根据磁场方向的不同，主要分为了横向磁场触头结构和纵向磁场触头结构，这两种主要的磁场作用类型。其中横向磁场触头结构主要是利用触头开槽结构控制电流的流通路径，以此产生与触头表面平行相切方向的横向磁场来驱动电弧在触头表面运动。在横向磁场的作用下，可以较大程度地减轻触头的烧蚀，并且横向磁场作用下，真空电弧具有较高的电弧电压。

传统直流回路系统的电流开断方式是当断路器在开断过程中的电弧电压高于系统电压，那么直流电流开断；或者是通过此种人工过零的方式实现直流电流开断，即在直流系统中增加反向放电回路，当需要开断直流回路时，反向放电回路闭合，直流系统电流过零。基于上述开断原理，目前已经提出了多种拓扑结构。

对于真空电弧的灭弧原理而言，如何大幅提高真空电弧的电压是实现其在直流系统开断中应用的关键。基于前期大量的研究和试验，结果表明阴极斑点的波动，可以有效提高真空电弧电压。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，结合前期大量的研究和试验积累，本发明的目的在于提出一种带有阴极斑点陷阱结构触头片的触头及直流真空灭弧室及直流真空接触器，本发明为了能够使得真空灭弧室具有直流电流开断能力，需要依据真空电弧的燃弧特性，通过巧妙的触头片结构设计，加剧阴极斑点的波动，加速阴极斑点的熄灭，有效提高真空电弧的电弧电压，以达到直流电流开断的需求；本发明通过阴极斑点陷阱结构的设计，有效地提出了真空电弧的直流开断方案。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案：