CN102201303A

CN102201303A - 一种触头装置

Info

Publication number: CN102201303A
Application number: CN2010101309438A
Authority: CN
Inventors: 南寅
Original assignee: BEIJING CUIXIANG ELECTRIC APPLIANCE ELEMENT Co Ltd
Current assignee: BEIJING CUIXIANG ELECTRIC APPLIANCE ELEMENT Co Ltd
Priority date: 2010-03-22
Filing date: 2010-03-22
Publication date: 2011-09-28

Abstract

一种触头装置，包括动触头本体与导电触点，动触头本体为槽型结构，其槽型的两边侧壁向后延伸，延伸部位上开有轴孔；导电触点与动触头本体连接。本发明将原有的动触头一体结构改为由动触头本体与导电触点连接的组合式结构，导电触点采用电阻率低于触头本体的材料，触头本体采用价格低、电阻率高的导磁材料。其优点是：触头本体采用非有色金属材料，大幅降低了生产成本；同时，触头斥开时，动触头本体提高了电弧运动区域的自励磁场，有助于加强电弧的冷却，减小了电弧在触头的停滞时间，能够提高断路器的灭弧效果和分断性能；断路器通电时动触头本体与导电触点同时承载电流，保证了断路器良好的导电性能；动触头本体强度大于导电触点强度，能够避免由于动触头形变造成的断路器性能的降低。

Description

一种触头装置

技术领域

本发明涉及一种用于小型断路器的触头装置，更具体来讲，涉及一种用于小型断路器的动触头，该动触头通过结构上的改进能够大幅降低生产成本、提高断路器的分断能力。

背景技术

低压断路器作为一种量大面广的配电电器，在配电和保护线路中用于分配电能，保护电气配电网络及工业设备免受短路、过载、欠电压和接地故障电流的破坏。随着电力工业的发展和城乡电网的改造，在城市的智能建筑、乡村城镇化建设、工业自动化控制等方面的发展，都对我国低压断路器提出了更高的技术要求。小型断路器是建筑电气终端配电装置中使用最广泛的一种终端保护电器。目前我国小型低压断路器正向“小型化、模块化、多功能、附件模块化、高分断、低噪音、工作可靠、逐步实现智能化”要求的方向发展，为此提高小型断路器的性能已经成为电力发展的必然趋势。追求高性能的同时必然也会带来一定的负面影响，如结构复杂、成本提高等，对于量大面广的小型断路器来说此问题更加突出。因此，如何在性能与价格之间找到最佳的结合点已成为企业与电力行业发展的共同目标。

目前，一般断路器的动触头均为采用铜作为导电材料的一体结构，这主要是由于铜的导电和导热性能好(仅次于银)，强度、硬度、熔点高，易于加工。但是由于近年来原材料成本逐年上涨，如何在不降低性能的条件下减少生产成本已经成为发展的必然趋势。

发明内容

鉴于此，本发明的目的是提供一种能够降低生产成本、提高断路器分断性能的动触头装置，以解决目前小型断路器中动触头成本过高的问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种触头装置，包括动触头本体与导电触点，其特征在于：

所述动触头本体为槽型结构，其槽型的两边侧壁向后延伸出连接部，在该连接部上开有一对轴孔；

所述导电触点连接于动触头本体上，且导电触点的电阻率低于动触头本体的电阻率。

进一步地：

所述导电触点与所述动触头本体的前端连接。

所述动触头本体的前端由槽底向前延伸出舌部，所述导电触点与该舌部连接。

所述动触头本体为导磁材料。

所述导电触点的前端有一个圆弧状的凸起。

针对目前断路器的动触头结构，本发明将原有动触头一体的结构改为由动触头本体与导电触点连接在一起的组合式结构，其中导电触点采用电阻率相对于触头本体低的材料，触头本体采用价格相对低的、电阻率高的导磁材料。本发明的有益效果是：

1.由于动触头机构中80％以上的材料为非有色金属材料，因此节约了60％以上的生产成本；

2.由于动触头本体为导磁材料，提高了电弧运动区域的自励磁场，有助于加强电弧的冷却，减小电弧在触头的停滞时间，因此能够提高断路器的灭弧效果和分断性能；

3.由于动触头本体强度大于导电触点强度，因此能够减少由于动触头形变造成的断路器性能的降低。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中导电触点的结构示意图；

图3为本发明动触头装置区域磁场分布及电弧运动示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种能够大幅降低生产成本、提高断路器分断性能的动触头装置。技术方案如下：动触头由触头本体和导电触点两部分组合而成，其中动触头本体为价格相对低的、电阻率高的非有色金属导磁材料，导电触点为电阻率低的金属材料。导电触点通过焊接或铆接的方法与触头本体连接在一起，并通过有色金属丝与线圈连接。

在本动触头装置中，动触头本体为价格较低的非有色金属材料，占整体结构的80％左右，因此能够节约一半以上的生产成本；除此之外，导电触点的电阻率小于触头本体的电阻率，断路器通电时导电触头承载大部分电流的同时，动触头本体也将承载部分电流，动触头本体与导电触点同时起到承载电流的作用。因此在满足载流量要求的前提下可适当减少导电触点的截面积，保证了断路器良好的导电性能，也可进一步节约生产材料，降低生产成本。同时，由于动触头本体材料强度高于导电触点材料，不易产生变形，能够避免断路器在长期操作过程中由于形变造成的断路器性能降低。

更进一步来讲，当触头斥开后，由于触头上霍姆力消失，动触头主要在洛伦兹力作用下迅速斥开，此洛伦兹力是磁场与流过动触头杆的电流相互作用产生的，此力愈大，触头斥开速度就愈大，电弧迅速拉长，有利于加速电弧电压的增长，因此自励磁场对断路器的开断性能有重要作用。在本动触头装置中，触头本体为非有色金属导磁材料，能够大幅增强触头区域的自励磁场大小，增大触头斥开后的电动力，这有利于提高断路器的灭弧效果和分断性能。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

如图1、2所示，本发明为一种动触头装置，包括动触头本体1与导电触点2，其中：动触头本体1为槽型结构，其槽型的两边侧壁向后延伸出连接部，在该连接部上开有一对轴孔，在断路器分、合闸过程中动触头本体以此为轴转动。导电触点2通过焊接或铆接的方法与动触头本体1的前端连接，导电触点2前端外侧有一个半径为1mm的圆弧状的凸起3，断路器闭合时此圆弧状的凸起与静触头线接触。此圆弧状的凸起3提高了断路器的接触性能。导电触点2的后端通过一根有色金属丝与线圈连接。

导电触点2除了通过与动触头本体1的前端直接连接外，还可从动触头本体1的前端由槽底向前延伸出宽度小于槽宽的舌部，导电触点2与该舌部连接。导电触点2的宽度小于动触头本体前端舌部的宽度，根据断路器内部结构的需要，动触头本体前端宽度为4mm，导电触点前端宽度为3.5mm。导电触点2的后部伸入到动触头本体1前端槽形结构内部，前部延伸到动触头本体1的前端的弯曲处。

如图3所示，图中实线箭头代表电流流向，虚线箭头代表电弧受力方向，“×”、“·”分别代表磁场的流入和流出方向。在触头斥开后，动触头①、②区域的磁场有利于电弧向灭弧室方向运动，由于动触头本体为导磁材料，能够加强①、②区域磁场大小，因此能够促进电弧迅速脱离触头区域，进入灭弧室，进而提高断路器的灭弧效果和分断性能。

导电触点伸入到本体槽形结构内部的部分连接有色金属丝，断路器接通时，电流通过该有色金属丝从线圈流到动触头装置。在此动触头装置中，动触头本体体积大概占整个动触头装置体积的1/10，目前来讲铜的价格大概为铁的8倍以上，因此，能够降低60％以上的成本；一般认为：铁的电阻率为9.78×10^-8Ω·m，比热为0.46×10³J/kg·℃；铜的电阻率为1.75×10^-8Ω·m，比热为0.39×10³J/kg·℃，因此导电触点承担大部分电流，动触头本体承担小部分电流，动触头本体与导电触点同时承载电流，在保证了断路器具有良好导电性能的同时，也可通过适当减小导电触点的截面积进一步降低生产成本；从另一方面来讲，由于铁的比热大于铜的比热，在断路器分断时(或通过大电流时)，触头本体可以迅速将导电触点产生的热量吸收到触头本体上，进一步降低了断路器的温升；进一步地，由于铁的强度大于铜的强度，确保了机构不易发生变形，进而保证了断路器触头系统的重要参数，如超程、终压力等。

此外，在本发明的其它实施例中：

触头本体与导电触点材料不局限于铁和铜，只要导电触点材料电阻率小于触头本体材料即可。如可采用银作为导电触点材料，也可采用绝缘材料作为触头本体材料；

动触头本体槽形结构向前延伸的距离和形状不确定，因而导电触点可连接于触头本体槽形结构或其向前延伸的部分；

导电触点与触头本体的连接方式有多种，可铆接或焊接；

导电触点上连接有色金属丝的位置不确定，只要导电触点作为电流的主要载体既可。

因此，针对上述实施例做出种种修改和变化均属于本发明保护范围内。

Claims

1.一种触头装置，包括动触头本体与导电触点，其特征在于：

2.如权利要求1所述的触头装置，其特征在于：

所述导电触点与所述动触头本体的前端连接。

3.如权利要求1所述的触头装置，其特征在于：

4.如权利要求1所述的触头装置，其特征在于：

所述动触头本体为导磁材料。

5.如权利要求1-4之一所述的触头装置，其特征在于：

所述导电触点的前端有一个圆弧状的凸起。