[發明專利]弧觸頭組件以及斷路器

在審

• 申請號: 202011154133.6
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN114496676A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 安德里亞斯·克魯斯;賈耿峰
• 申請（專利權）人: 西門子能源國際公司
• 主分類號: H01H73/04
• 分類號: H01H73/04;H01H73/18
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 趙冬梅

本發明提供了弧觸頭組件和斷路器。弧觸頭組件包括：基座；支撐桿，支撐桿下端部沿垂直于基座的第一方向立設在基座上，在支撐桿上端部處形成有螺紋部；弧觸頭主體400，包括：觸點和遠離觸點的底部，在底部開設有螺紋孔，其套設在支撐桿的螺紋部上；長度補償機構，包括：熱雙金屬彈簧構件、第一連接構件和第二連接構件，其中，熱雙金屬彈簧構件的彈簧上端部與第二連接構件連接，雙金屬彈簧的彈簧下端部與第一連接構件連接，使得熱雙金屬彈簧構件在根據溫度發生形變時，產生扭矩以使弧觸頭主體圍繞螺紋部轉動并通過螺紋配合的引導沿遠離基座的方向移動。由此，解決了現有技術中弧觸頭由于損耗而無法滿足較高的、尤其在20次以上的電壽命要求的問題。

技術領域

本發明涉及電氣設備領域，具體而言，涉及弧觸頭組件以及斷路器。

背景技術

在現有的斷路器中，在斷路器開斷短路電流時，電弧觸頭將由于電弧的作用而逐漸燒蝕進而產生損耗，弧觸頭的長度將因損耗而變短。當弧觸頭燒減到一定程度時，即當弧觸頭的長度縮減到無法滿足斷路器的開斷時，那么斷路器將達到電壽命的極限。根據目前市場的特殊需求，要求電壽命在開斷額定短路電流時大于20次。然而當前的滅弧裝置無法達到20次以上更多的壽命。

目前為止該問題未完全解決，而在正在開發的解決方案中，大多數可能會影響到其他的性能，而無法適應現有的標準。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種弧觸頭組件，以解決現有技術中弧觸頭由于損耗而無法滿足在延長電壽命方面的高要求的問題，尤其是無法滿足達到20次以上的電壽命要求的問題。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面提供了一種弧觸頭組件，其包括：基座；支撐桿，包括：支撐桿上端部和支撐桿下端部，其中，支撐桿下端部沿垂直于基座的第一方向立設在基座上，在支撐桿上端部處形成有螺紋部；弧觸頭主體，包括：觸點和遠離觸點的底部，在底部開設有螺紋孔，弧觸頭主體通過螺紋孔與螺紋部的螺紋配合套設在支撐桿的端部上；長度補償機構，包括：熱雙金屬彈簧構件、第一連接構件和第二連接構件，其中，熱雙金屬彈簧構件包括具有第一熱膨脹系數的第一簧體部件和具有第二熱膨脹系數的第二簧體部件，熱雙金屬彈簧構件的彈簧上端部與設置在基座處的第二連接構件連接，雙金屬彈簧的遠離基座的彈簧下端部通過與設置在弧觸頭主體處的第一連接構件連接，使得熱雙金屬彈簧構件在根據溫度發生形變時，產生沿螺紋部的螺紋盤旋上升的方向的扭矩，以使弧觸頭主體圍繞螺紋部轉動并通過螺紋配合的引導沿遠離基座的方向移動。

以這樣的方式，在斷路器開斷電流時，產生的電弧將使周圍溫度升高，熱雙金屬彈簧構件由于升溫而產生與螺紋盤旋上升的方向相同的扭矩。此時，彈簧下端部通過第二連接構件相對于基座靜止，而熱雙金屬彈簧構件的彈簧上端部由于扭矩而轉動，并通過第一連接構件將扭轉傳遞給弧觸頭主體，使得弧觸頭主體沿螺紋方向在螺紋配合的引導下旋轉升高。由此，弧觸頭主體的升高便補償了弧觸頭主體由于燒蝕而產生的損耗，進而延長了弧觸頭及斷路器的電壽命，從而滿足了在電壽命方面的要求。在此，熱雙金屬彈簧構件為熱敏雙金屬彈簧，其是由線膨脹系數不同的金屬構成的。當溫度改變時，由于兩種金屬的線膨脹不同，熱雙金屬彈簧構件產生扭矩。優選地，熱雙金屬彈簧構件為螺旋雙金屬彈簧，并且套設在支撐桿外側，使得結構緊湊。需要指出的是，彈簧在此的設計及運動與電弧產生的溫度有關，弧觸頭的抬升量則與電弧的持續時間及電弧能量有關。由此，能夠通過定量地設計彈簧的運動來實現精確的長度補償，并且不影響斷路器的正常運行。

進一步地，根據本發明的一個實施例，在弧觸頭主體的底部還開設有銷孔，第一連接構件包括：第一連接體，其具有朝向弧觸頭主體的第一面和朝向基座的第二面；銷柱，其立設在第一面上，并且能沿第一方向移動地插設在銷孔中；其中，彈簧上端部連接在第二面上。