[其他]一种用于真空断路器的纵磁场触头

说明书

本发明的纵磁场触头属于高压电器中真空断路器的部件。

已有的纵磁场触头(如美国专利说明书3946179)的结构示于图1至图4，其中，图1为纵磁场触头的俯视图，图2为图1的侧视图，图3为图1的A-A剖视图，图4为图2的B-B剖视图。该纵磁场触头的要点是：在触头〔1〕的背面配置一个线圈电极〔2〕(见图2)。线圈电极〔2〕的中央有一导电柱〔21〕(见图3和图4〕。导电柱〔21〕的背向触头〔1〕的一面与导电杆〔3〕相连。线圈电极〔2〕的外周部是四个弧形线圈〔22〕。每一弧形线圈〔22〕的一端通过径向导体〔23〕与导电柱〔21〕的柱面相连，另一端通过导体〔24〕与触头〔1〕相连。动、静触头的结构相同。为了减小涡流，在触头〔1〕上开有一些径向槽〔11〕(图1)。

流过真空断路器的电流经导电杆〔3〕，导电柱〔21〕后，分成四路流过四个由径向导体〔23〕，弧形线圈〔22〕和导体〔24〕组成的并联支路进入触头〔1〕。当真空电弧在触头〔1〕上均匀分布或位于触头〔1〕的中心时，四个并联支路对电流的阻抗相等，流过各并联支路的电流也相等。这一电流在四个弧形线圈〔22〕中流过时，在触头〔1〕之间产生一均匀的单极性的纵向磁场，这一磁场使上述纵磁场触头具有大的开断电流的能力。

上述纵磁场触头的缺点是：真空电弧在触头〔1〕表面分布不均匀时，通过各弧形线圈〔22〕的电流就不相等。例如，当真空电弧位于图1的〔16〕处时，四个并联支路的电流将分别通过〔12〕-〔16〕，〔13〕-〔16〕，〔14〕-〔16〕和〔15〕-〔16〕间双点划线所示的路径，它们的长度不同，对电流的阻抗也不相等。这四个互不相等的阻抗分别串联在四个并联支路中，使流过各弧形线圈〔22〕的电流不再相等。由此导致触头间的纵向磁场分布不均匀，纵向磁场分布不均匀使纵磁场触头的电流开断能力减小，由于起弧点的位置是不稳定的，因而起弧瞬间真空电弧在触头〔1〕上的分布是随机变化的。这就使上述纵磁场触头的电流分断能力不稳定。纵向磁场分布不均匀能使真空电弧向触头〔1〕的某些区域集中，这使上述纵磁场触头表面出现局部严重烧损，从而使电寿命缩短。

本发明是为了克服上述缺点而作出的一种真空断路器用的纵磁场触头，它在开断电流的过程中，在触头间隙中产生单极性纵向磁场，这一纵向磁场的大小及其分布不随真空电弧在触头表面的分布的变化而变化。

本发明的纵磁场触头的结构示于图5至图8。其中，图5是发明的纵磁场触头的俯视图，图6是图5的侧视图，图7是图5上C-C剖视图，图8是图6上的D-D剖视图。

本发明的要点是：主触头〔4〕的正面〔41〕是燃弧表面。主触头〔4〕的背面〔42〕设置有用无氧铜制成的线圈电极〔5〕(见图6和图7〕。线圈电极〔5〕的中部有两个导电柱〔51〕和〔52〕(见图7和图8〕，外周上有几个弧形线圈〔54〕。弧形线圈〔54〕数为2个到4个，弧形线圈〔54〕数由所需的磁场确定(在图8中画了4个弧形线圈〔54〕)。弧形线圈〔54〕在园周上首尾相接地排列，组成一个有槽〔57〕分割开的园环，这一园环和导电柱〔51〕和〔52〕同心配置。每一弧形线圈〔54〕的一端和导电柱〔51〕的柱面之间用径向导体〔55〕连接，另一端和导电柱〔52〕的柱面之间用径向导体〔56〕连接。径向导体〔51〕的数目及径向导体〔52〕的数目和弧形线圈〔54〕数相同。导电柱〔51〕的上表面和主触头〔4〕的背面〔42〕之间用导体〔53〕相连。导电柱〔52〕远离主触头〔4〕的一端与导电杆〔7〕相连。导电柱〔51〕和导电柱〔52〕之间放有用氧化铝含量高于70％的高氧化铝瓷制成的绝缘片〔6〕。一对结构完全相同的上述纵磁场触头相对配置，可作真空断路器的动、静触头。