[发明专利]在每一侧具有双共轴触头布置的真空断路器

说明书

技术领域

本发明涉及真空断路器，其在每一侧(即，根据权利要求1的前序部分所述，在静止触头布置侧以及在可动触头布置侧)具有位于同心地布置的触头部件内部的双触头布置。

背景技术

对于被设计用于高电流中断和作为成本有效的真空断路器的双触头真空断路器概念的多个结构的有着不断的改进。双触头组件最吸引人的特征是标称电流传导元件(其意指内部触头)与电流断路元件(其意指外部触头)之间的分离功能。以这种方式，每个元件能够依赖其最佳形状来进行设计，并且能够由其最佳的材料来进行制造。

这种双触头布置从EP2434513A1是已知的。内部触头担负标称电流传导，并且因此应当具有非常小的总电阻(接触电阻和体积电阻)。出于这个原因，内部触头是TMF状的触头或对接触头(Butt contact)，并且由高导电材料制成，像铜或CuCr。内部触头，遵循现有技术描述，在电弧交换至外部触头之前保持电弧最初的阶段。

外部触头，仅担负AMF场产生，因此可被设计成具有由硬导电材料(像不锈钢)制成的薄的杯形层。该选择与常规的AMF触头相比提供了导致更低的材料成本和非常鲁棒的触头组件的很多有益效果。这些有益效果是：

1.高机械强度

2.更低成本的材料(取代铜或CuCr的不锈钢)

3.更小质量的触头-降低驱动触头断开力

4.大而有效的AMF面积导致更大的分散真空电孤分布

发明内容

因此，本发明的一个目标是，进一步增强该特定结构，以导致高导电性和低电阻。

通过本发明可导致该结果，在本发明中，外部杯形触头由单层、双层或多层布置构成，其中，至少一层由硬钢或钢合金制成，并且，在多层布置的情况下，至少第二层由具有高导热性的材料制成。

有益的是，高导热性的材料是铜。

在进一步有益的实施例中，硬钢或钢合金是不锈钢。

在进一步的有益的实施例中，双层或多层触头布置的内部层由不锈钢或具有相同刚性的另外的材料制成，并且外部层由铜制成。

在进一步的有益的实施例中，在杯形触头布置的情况下，触头布置的内部层由铜制成，而另一层或外部层(在杯形布置的情况下)由不锈钢制成。

在进一步的有益的实施例中，触头部件像这样定位，以使得当真空断路器处于闭合位置时仅内部触头相接触，并且全部标称电流经内部触头流过。

在进一步的实施例中，在真空断路器的断开位置处，内部触头与外部触头之间的间隙距离保持相同。但在闭合位置处，准全部的标称电流经内部触头流过。

最后的有益的实施例是，在真空断路器的断开位置处，外部触头之间的间隙距离小于内部触头之间的间隙距离。但在闭合位置处，标称电流的大部分经内部触头流过。

为避免术语触头与电极之间的混淆，指定电极是整个移动或静止的部件。在这种情况下，电极包括内部和外部触头的组合。首先，内部和/或外部触头的相对位置能够根据以下的变形被分类：

为认识到这一点的详细版本在以下的说明中公开。

具体实施方式

就双触头系统真空断路器的触头元件布置来说，存在多种可行的触头元件相互之间的布置。双触头的内部部件被设计用于标称电流路径，因此接触电阻应当尽可能小。这通过施加大闭合力以最小化接触电阻来实现。通常，接触电阻Rc与闭合力的平方成反比，即，随闭合力增大而降低。

Rc∝1Fc---(1)]]>

该变化能够通过以下的图1来说明，其以示出了带有Cu-Cr触头的真空断路器的总阻抗(R_T＝R_B+R_C)作为接触负载的函数的变化。

在双触头电极的情况下，每个触头(内部或外部)的接触电阻能够通过改变接触力分布来调整。这是涉及如请求保护的结构特征的本发明的基础功能特征。