[发明专利]真空断路器中的电极,以及制造真空断路器中的电极的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种真空断路器中的电极，和制造这种真空断路器中的电极的方法。尤其是，本发明涉及这样一种电极，该电极大致被加工成杯状物，并且具有一个纵向磁场。

技术背景

在电路断开的过程中，电极之间会产生电弧。为了提高真空断路器的断路能力，各个电极的整个表面均会经受电弧所致的损坏。换句话说，必须防止电弧在所述表面的某一位置上集中发生。为了在整个表面上承受所述损坏(由电弧所致)，正如在附图7和8中所示出的那样，可以采用带有一个纵向磁场电极(轴向磁场电极)的结构。

正如在附图7中所示出的那样，在这里提供了一种具有一个电极01(固定电极)和一个电极02(可动电极)的纵向磁场电极结构。电极01由一个触头01a和一个绕组电极01b构成，其中绕组电极01b被置于一个与触头01a的接触表面相对的侧面上。可动电极02由一个触头02a和一个绕组电极02b构成，其中绕组电极02b被置于一个与触头02a的接触表面相对的侧面上。各个绕组电极01b和绕组电极02b均具有一根支臂，该支臂从所述电极的中心轴处径向向外延伸。支臂具有一个尖端部，在该尖端部上装配有周向延伸的绕组。通过电流在周向绕组中流动，产生一个与电弧(纵向磁场)平行的磁场。施加于电弧上的该纵向磁场能够阻止带电离子发生径向散布，从而对电弧起到稳定作用。由此得以稳定的电弧能够减少损耗，从而可以对电极的温度升高进行控制。利用这种方式，可以提高真空断路器的断路能力。

但是，就总体结构而言，所述纵向磁场电极仍然是复杂的。另外，就结构(整体结构)而言，用于该纵向磁场电极中的各个组件也是比较复杂的。从而，这种纵向磁场电极的制造成本也较昂贵。为了降低制造成本，必须从结构上简化所述纵向磁场电极，并且减少其中组件的数目。

正如在附图8中所示出的那样，在这里提供了一种带有一个电极011和一个与电极011相对的电极012的纵向磁场电极结构。在电极011中的一个杯状元件的圆周上，成形有一条槽缝011a(倾斜的)，来形成一个绕组区域011b。在电极012中的一个杯状元件的圆周上，成形有一条槽缝012a(倾斜的)，来形成一个绕组区域012b。另外，电极011中的杯状元件上具有一个开口，该开口由一个触头011c进行封闭，而电极012中的杯状元件上也具有一个开口，该开口由一个触头012c进行封闭。

正如在附图9中所示出的那样(附图8中的纵向磁场电极的横剖图)，除了所述杯状元件(绕组区域011b)和触头011c之外，电极011还具有一个补强管筒011d，而电极012除了所述杯状元件(绕组区域012b)和触头012c之外，还具有一个补强管筒012d。各个补强管筒011d和补强管筒012d在杯状元件的中空区域内相匹配，以便对(纵向磁场电极的)稳定性进行补强，来在闭合所述真空断路器时，抵抗由于触头011c在触头012c上发生接触所产生的机械冲击。

与附图7中的纵向磁场电极相比，附图8和9中的纵向磁场电极(带有杯状元件)中的组件数目较少。但是，必须将附图8和9中的杯状元件制成带有槽缝011a和槽缝012a，以便分别形成绕组区域011b和绕组区域012b。

因此，正如在附图10中所示出的那样，在这里提供了一个大体上被加工成一圆盘的回转刀片013。为了对杯状元件(铜质)进行机械加工来成形槽缝011a和槽缝012a，回转刀片013相对于该杯状元件以预定的倾斜角度发生回转。按照惯例，这是一种传统的机械加工(开槽)方法。

正如在附图10中所示出的那样，利用回转刀片013进行机械加工具有某些优点，比如简单易行和成本较低。但是，利用回转刀片013进行机械加工将难以确保槽缝011a和槽缝012a的狭长周向尺寸。如果回转刀片013的倾斜角度更小(相对于杯状元件来说)，那么将使得机械加工更为困难。

电极011与电极012之间的纵向磁场与电流(在各个绕组区域011b和绕组区域012b中流动的电流)和回转角度的乘积成正比例关系。所述乘积被定义为“ampere·turn＝i·n”。换句话说，各个槽缝011a和槽缝012a的周向长度是决定电流回转角度(匝数n)的关键因素。周向长度越长，纵向磁场越强。

前面概括了根据相关现有技术利用电极011(具有杯状元件)和电极012(具有杯状元件)来形成纵向磁场在获得强磁场方面具有困难，并且从而并不足以应用于需要断开较高电压和较大电流的真空断路器中。