[发明专利]一种真空灭弧室触头、真空灭弧室及真空断路器

说明书

本发明涉及一种真空灭弧室触头、真空灭弧室及真空断路器，属于真空开关技术领域。包括触头片、第一触头杯和第二触头杯，第一触头杯设置于第二触头杯内，第一触头杯至少有一个，第一触头杯的一端与第二触头杯连接，第一触头杯的另一端与触头片连接，触头片与第二触头杯连接。本技术方案将单一的纵向磁场分裂成多个独立的纵向磁场区域，多个线圈对电流分流，电流密度降低，真空灭弧室在通载大额定电流时温度升高较少，触头的发热将明显降低，解决了大短路电流开断和大额定电流温升的矛盾。且触头加工工艺简单，容易实现，降低生产成本。

技术领域

本发明属于真空开关技术领域，尤其涉及中、高压电气的真空灭弧室触头、真空灭弧室及真空断路器。

背景技术

在配电网中，开关设备起控制或保护功能。因此，开关设备是电路中必然应用的重要设备，它起着关合、开断电路的作用。近年来，由于真空断路器分断能力强、环保无爆炸危险、触头间隙小、极高的电寿命等优点非常明显，其在中压领域的应用中已占据压倒性的地位。

真空断路器的核心部件是绝缘壳内的真空灭弧室。真空灭弧室包括动触头、静触头、动导电杆和静导电杆，动触头和静触头的分断是通过操动机构操控动导电杆机械分开触头，断开时，触头的接触区域越来越小，直到接触点熔化、蒸发并电离，金属蒸汽使得真空中的放电得以维持，产生真空电弧，最后完成触头电气断开。触头上设置有用于产生磁场的系统，其作用是在真空灭弧室分断短路电流时，在触头间形成横向磁场或纵向磁场，从而限制触头表面的阳极斑点的形成，提高灭弧室的分断能力。

为了提高真空灭弧室的开断能力，需要给真空电弧施加纵向磁场，使得真空电弧保持在稳定且扩散的状态，这样电流能够较为均匀地分散在触头表面，同时也能够降低触头表面的温升，表面触头材料的大量蒸发，使电弧电压保持在较低的水平，降低触头的电磨损，因此，触头必须具备燃弧、导电、产生磁场的能力，技术参数须满足抗熔焊性好、耐压强度高、开断电流能力大、抗电弧烧蚀性能好、截流值低、气体含量低、导电率高以及几何尺寸小、可靠性高等方面的要求。

当前，随着经济不断发展，高压配电回路中对高额定电流（6300A以上）、大短路电流（80KA及以上）的真空断路器要求越发强烈。而真空灭弧室是真空断路器中至关重要的核心器件，直接决定了能否满足此电参数要求。在开断80KA以上短路电流时，真空灭弧室的触头常采用纵向磁场系统，需要触头产生很强的纵向磁场控制动静触头间隙产生的电弧，使其在足够大的触头表面燃烧，目前同时兼顾大额定短路电流和高短路开断电流性能的真空灭弧室仍然处于技术空白阶段，市场上还没有相应的触头制作的真空灭弧室能够满足需求。按照本领域常规的做法，若要拥有如此大的短路电流分断能力，需要增大形成纵向磁场的触头线圈的直径、增加线圈旋转长度，并增加触头的直径，但是，线圈直径的加大及线圈旋转长度增加，一方面，回路电阻必然大幅增加，由其制作的真空灭弧室在通载额定电流时，发热必然严重，不能满足型式试验要求；另一方面，随着线圈直径及旋转长度显著加大，其制作工艺会非常复杂，制作成本会大幅提高。

综上所述，现有技术不能提供同时兼顾开断大短路电流与长时间通载大额定电流的真空灭弧室。

发明内容

本发明的目的是解决现有真空灭弧室难以兼顾大短路电流开断及大额定电流温升的问题。提供一种兼顾大额定短路电流和高短路开断电流的真空灭弧室触头及真空灭弧室。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

真空灭弧室触头，包括触头片，第二触头杯、第一触头杯、加强筋、聚磁环，第二触头杯内设置有一个或两个或多个第一触头杯，第一触头杯一般数量在两个以上，当设置两个以上的第一触头杯时，它们均匀分布在第二触头杯内部，相邻两个触头之间存在间隙。