[發明專利]以氫氣作為滅弧介質的滅弧室

無效

• 申請號: 201310567678.3
• 申請日: 2013-11-15
• 公開（公告）號: CN103560045A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 邵冬陽
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十研究所
• 主分類號: H01H33/664
• 分類號: H01H33/664
• 代理公司: 蚌埠鼎力專利商標事務所有限公司 34102
• 代理人: 王琪

技術領域

本發明屬于電器開關領域，具體涉及一種接觸器用以氫氣作為滅弧介質的滅弧室。

背景技術

真空接觸器主要由真空滅弧室和操作機構組成：真空滅弧室具有通過正常工作電流和頻繁切斷工作電流時可靠滅弧兩個作用，但不能切斷過負荷電流和短路電流；操作機構由帶鐵芯的吸持線圈和銜鐵構成。線圈通電，吸引銜鐵，接觸器閉合；線圈失電，接觸器斷開。隨著科學技術的發展，接觸器切換的功率要求越來越大，提高切換功率、減小體積是電器廠追求的目標。

真空滅弧室，又名真空開關管，其主要作用是，通過管內真空優良的絕緣性使中高壓電路切斷電源后能迅速熄弧并抑制電流，避免事故和意外的發生。目前市場上所見到的真空滅弧室均為80年代初產品，如用于cKJ5、cKGI-3系列高低壓真空交流接觸器上的真空滅弧室，它包括相對配置的動觸頭和靜觸頭、與所述動觸頭相連的動導電桿、與所述靜觸頭相連的靜導電桿和波紋管，上述元件封裝在外殼內固定，并抽成真空狀態。所述外殼的主體是由陶瓷或玻璃材料制成，內設有一層屏蔽罩，該屏蔽罩的作用是吸收電弧產生的金屬顆粒，避免所述金屬顆粒進入到絕緣外殼上，以保證絕緣外殼的絕緣性能。由于真空是絕熱的，即散熱性差，這就需要增大外殼的表面積，從而需要增大滅弧室體積，這與減小接觸器體積的需求是不相符的。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于提供一種以氫氣作為滅弧介質的滅弧室，該滅弧室采用氣密封結構，以高壓氫氣作為介質，解決了普通介質散熱差的難題，適用于作為分斷直流大電流接觸器的接觸系統。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種以氫氣作為滅弧介質的滅弧室，包括相對配置的動觸頭和靜觸頭，所述動觸頭套接在動觸桿上端，動觸桿下端固定在銜鐵上，所述動觸頭和靜觸頭封裝在密封腔內，所述密封腔內填充3～4個大氣壓的氫氣。

為簡潔說明問題起見，以下對本發明所述以氫氣作為滅弧介質的滅弧室均簡稱為本滅弧室。

本滅弧室用氫氣作為滅弧介質，氫氣是最輕的氣體，在0?℃和一個標準大氣壓下，每升氫氣只有0.09?g，僅相當于同體積空氣重量的十四點五分之一。同時氫氣具有較好的導熱性能，0?℃時，熱導率為0.1745K?W·m^-1·k^-1（數據來自《真空設計手冊》第三版第53頁，達道安著）。根據氣體的巴申曲線，較高壓力的氣體是提高電氣絕緣的途徑，但考慮到工藝性，對滅弧室填充3～4個大氣壓的氫氣，可同時滿足工藝性和設計的要求。

所述密封腔由陶瓷外殼、可伐環和金屬密封體圍成。為了有良好的絕緣介電性能，密封腔采用陶瓷外殼與金屬密封體封接的形式，采用真空釬焊技術，陶瓷外殼采用95氧化鋁陶瓷材料，金屬密封體采用與陶瓷外殼材料膨脹系數相接近的4J33高鎳合金材料，克服了不同材料熱膨脹系數不同而產生應力的問題，密封指標可達到1×10^-4?Pa·cm³/s。

可伐環上有用于填充氫氣的封排管。封排銅管是用來抽氣和充氣的，待充氣完成后，用冷壓焊的方法截斷密封，從而增加密封腔的密封性，降低漏率。

所述靜觸頭通過過渡環固定在陶瓷外殼上，靜觸頭材料是銅，銅與陶瓷外殼焊接后易開焊，而在銅質靜觸頭和陶瓷外殼之間增加過渡環可以使靜觸頭更加牢固地固定在陶瓷外殼上。

銜鐵外有導向套，導向套與金屬密封體固定連接，銜鐵與金屬密封體間有間隙，該間隙大于動觸頭與靜觸頭之間的距離。當接觸器的吸持線圈通電后，產生磁場，銜鐵沿導向套移動，由于銜鐵上固定有動觸桿，動觸桿也同步向上移動，從而使動觸頭和靜觸頭接通。?

動觸頭上端有一個上擋圈，動觸頭下端有一個下擋圈，上擋圈和下擋圈都固定在動觸桿上，下擋圈與動觸頭間有彈簧。擋圈是為了限制動觸頭在動觸桿上的活動范圍，彈簧可將動觸頭壓緊在靜觸頭上。當動觸頭與靜觸頭接觸后，由于銜鐵與金屬密封體間仍有間隙，銜鐵繼續移動，此時，動觸頭已與靜觸頭緊密接觸，所以，動觸頭位置不變，而動觸桿會繼續上移，擠壓彈簧，從而將動觸頭壓緊上靜觸頭上，保證電路接通。

本滅弧室采用了先進的激光封焊工藝，封焊時熱影響區小，傳入接觸器的熱量少，可消除封焊對陶瓷-金屬封結的不利影響，可在任何保護氣氛中進行焊接，保證了焊接的工藝性和可行性，滿足密封性的要求。