改进灭弧性能的中压真空断路器触头及相关的真空断路器的制作方法

1.本发明涉及中压真空断路器(也称为真空断路器)的领域。它更具体地处理提高这种真空断路器的闭合性能。


背景技术：

2.真空断路器被用于中压(1至52kv)配电开关设备中，以切断若干ka的数量级，一般为25ka，电压为若干kv，一般为36kv的短路电流。
3.如已知的并且如图1所示，中压真空断路器1是电开关装置，其包括在纵向轴线y上延伸并且形成气密包围部的护套12，护套12中容置有开关触头2、3的对，开关触头2、3可以相对于彼此在断开位置(右边示出的部分)与闭合位置(左边示出的部分)之间通过借助于促动杆13的轴向移动而移动(通常存在一个移动触头2和一个固定触头3)。屏蔽件14也在包围部内围绕开关触头2、3布置，以保护护套12免受触头之间建立的电弧的影响。每个开关触头2、3都包括触头主体6、7，触头主体6、7由例如铜的具有高导电性的金属制成，并且同轴地安装在由例如铜的具有较好机械强度和较高导电性的材料制成的杆4、5上，较高的导电性即大于或等于98％iacs(国际退火铜标准)的导电性；两个杆4、5彼此延伸地布置。包围部旨在容纳绝缘气体并且被设置为真空。
4.为了确保其切换和闭合功能，开关触头的触头主体必须由满足耐电压、导热性和防焊接(以防止让触头对的触头主体被焊接到一起)等要求的材料制成。为了最好地满足所有这些要求，开关触头的触头主体的许多已知材料由两种或更多种金属的组合产生。
5.而且，已知的是，为了断开真空断路器中的短路电流，电弧触头必须被设计为使得彼此面对的触头的端部处产生强烈的轴向磁场(通常称为amf，“轴向磁场”的缩写)或径向磁场(通常称为rmf，“径向磁场”的缩写)，以便在触头互相分开时产生电弧的控制。对于amf，场平行于图1的真空断路器的纵向轴线y产生，而对rmf，场关于同一个轴线(即图1中的轴线x)径向地建立。
6.在本发明的情况中，发明人关注带有径向磁场的(即rmf种类的)开关触头，并且寻求提高这种触头的闭合性能。


技术实现要素：

7.对此，本发明的主题是具有用于在纵向轴线y上延伸的中压真空断路器的径向磁场的电开关触头，该电开关触头包括：
[0008]-机械连接和电流输入杆，其在纵向轴线y上延伸；以及
[0009]-触头主体，其与杆同轴并且包括圆盘和圆形元件，圆形元件与圆盘同心并且被布置为从圆盘的一个面上突出，圆盘的另一个面固定到杆；
[0010]
其特征在于，触头主体具有螺旋构造，圆盘包括以圆盘的厚度形成并且从圆盘的周缘朝向圆盘的中心延伸的狭缝，并且圆形元件的外直径小于圆盘的直径，并且特征在于，圆盘和圆形元件由铜合金制成，该铜合金具有从铬、钨和钼中选出的难熔金属，圆形元件的
合金包括的难熔金属的重量比例大于圆盘的合金包括的难熔金属的重量比例。
[0011]
优选地，圆盘和圆形元件由具有相同难熔金属的铜合金制成。
[0012]
因此，根据本发明，存在一种混合开关触头，其具有触头主体，该触头主体包括圆盘和由不同组成的铜合金制成的圆形元件，圆形元件的合金比圆盘的合金更加难熔。例如，如果合金是铜与铬的合金，圆形元件的合金包括铬的重量比例大于圆盘的合金的铬的重量比例。
[0013]
为了回顾，“螺旋”构造是具有径向磁场的电开关触头公知的特定构造。螺旋构造的典型示例在图2中示出。在具有径向磁场的电开关触头的其他已知构造中，还可以引用“横齿”构造(也称为“杯状触头设计”)。
[0014]
顾名思义，触头主体的圆盘是基本上平的元件，其周缘基本上是圆的。如已知的，在螺旋构造中，每个狭缝可以是直线的或弯曲的。
[0015]
根据第一实施例，圆盘和圆形元件是铜和铬的合金，圆形元件的合金包括铬的重量比例大于圆盘的合金的铬的重量比例，圆盘的合金中铜的重量比例在50％到95％之间，其余由铬组成，而圆形元件的合金中铜的重量比例在40％到80％之间，其余由铬组成。
[0016]
明确表示的是，在本解释中，“在...到...之间”的表达方式应当被理解为包括边界。
[0017]
优选地，圆盘和圆形元件由铜和铬的合金制成，圆形元件的合金包括至少50％重量的铜。优选地，圆盘的合金包括75％重量的铜和25％重量的铬，圆形元件的合金包括50％到60％重量的铜，其余由铬组成。作为示例，因此可以有触头，其具有由包含75％重量的铜和25％重量的铬的合金制成的圆盘，以及由包含50％重量的铜和50％重量的铬，或者甚至包含60％重量的铜和40％重量的铬的合金制成的圆形元件。
[0018]
根据第一变型例，圆形元件是实心元件。
[0019]
根据第二变型例，圆形元件是环。
[0020]
在圆形元件是实心圆盘的情况下，在真空断路器闭合时或者在短路事件中，可能在开关触头的对之间接近其中心处形成焊接。这些焊接在真空断路器断开时仍然难以断开。是环的圆形元件使得可以将焊接区域偏移到中间的直径，并且有助于去焊接，特别是通过在断开时的杠杆臂作用。
[0021]
本发明的另一个主题是包括至少一个上文所限定的电开关触头的中压真空断路器。
[0022]
有利地，真空断路器包括具有根据本发明的固定触头和根据本发明的移动触头的电开关触头的对。因此，触头对的所有组合都是可能的。例如，可以有具有环形圆形元件的移动触头和具有环形圆形元件的固定触头的触头对；具有实心圆形元件的移动触头和具有实心圆形元件的固定触头的触头对；具有环形圆形元件的移动触头和具有实心圆形元件的固定触头的触头对；具有实心圆形元件的移动触头和具有环形圆形元件的固定触头的触头对，元件被构造为使得允许两个触头的圆形元件(环/环、环/实心圆形元件、实心圆形元件/实心圆形元件)之间的物理接触。
附图说明
[0023]
在参考附图，阅读以下纯粹以指示性且非限制性方式给出的描述之后，本发明将
被更好地理解，在附图中：
[0024]
图1，已经被描述，是中压真空断路器的局部竖直横截面图；
[0025]
图2是根据本发明第一实施例的开关触头对的透视图；
[0026]
图3是根据本发明第二实施例的开关触头对的透视图；
具体实施方式
[0027]
根据本发明，电开关触头是具有径向磁场的触头，以及更具体地，是螺旋种类的触头。图2和图3中示出了这种特定的螺旋构造的示例。如已知地，这种螺旋构造的特征在于包括圆盘的触头主体，该圆盘设置有狭缝和圆形元件，该圆形元件在圆盘的一个面上突出，圆形元件的外直径小于圆盘的外直径。在图2和图3中，四个相同的狭缝11在圆盘中以螺旋的形式、沿着圆盘的周长彼此以90
°
分布并且从圆盘的内直径(其可以小于、等于或大于圆形元件的外直径)开始到周缘形成。完全可以具有不同数量的狭缝，例如沿着圆盘的周长彼此以120
°
分布的三个狭缝。狭缝可以是弯曲的(如图2和图3所示)或直线的。
[0028]
参考示出了根据本发明的电开关触头对的图2和图3，每个触头2、3都包括杆4、5，杆4、5的末端处布置有与杆4、5同轴的触头主体6、7。每个触头主体6、7都具有螺旋构造并设置有圆盘8、9，圆盘8、9的一个面固定到杆4、5，并且圆形元件10(仅有一个圆形元件可见)被布置为在圆盘8、9的另一个面上突出。
[0029]
如已知的(文献[1])，电开关触头可以通过不同的技术生产：通过烧结，通过真空电弧重熔(var方法)，通过真空铸造，通过真空诱导熔化，通过真空注入(真空注入工艺或vip方法)。
[0030]
触头的不同部分被分开生产(杆、圆盘和圆形元件)然后组装。
[0031]
在本发明的情况中，我们例如已经生产了具有两个触头的真空断路器，每个触头具有由cu
75
cr
25
合金(重量百分比)制成的圆盘和由cu
50
cr
50
合金(重量百分比)制成并通过var获得的(丸状或环状的)圆形元件。在另一个示例中，(丸状或环状的)圆形元件由cu
60
cr
40
合金(重量百分比)制成并通过烧结获得。
[0032]
引用文献
[0033]
[1]"cucr for vacuum interrupters production,properties and application",f.hauner et al.,international conference on electrical contacts,2008