[發明專利]開關用弧觸頭和斷路器

在審

• 申請號: 202111572396.3
• 申請日: 2021-12-21
• 公開（公告）號: CN114628190A
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 苗曉軍;郝留成;李凱;龐亞娟;范艷艷;韓麗娟;鄭延召;員飛;苑國旗;王增剛;李亞斐;楊子奇
• 申請（專利權）人: 平高集團有限公司
• 主分類號: H01H33/12
• 分類號: H01H33/12;H01H33/72
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 胡偉華

本發明涉及電開關設備技術領域，具體涉及開關用弧觸頭。本發明提供開關用弧觸頭和斷路器，斷路器包括開關用弧觸頭，開關用弧觸頭包括固定導電段、耐磨接觸段和引弧段，固定導電段用于固定開關用弧觸頭，耐磨接觸段用于與適配的弧觸頭導電接觸，耐磨接觸段和引弧段均由銅鎢合金材料制成，耐磨接觸段中鎢的質量百分比小于引弧段中鎢的質量百分比，利用鎢較高的熔點和硬度，提高引弧段的耐燒蝕性能和耐磨接觸段的導電性能，耐磨接觸段中還含有質量百分比為0.01％?0.02％的石墨烯，利用石墨烯的自潤滑特性提高耐磨接觸段的耐磨性能，以同時滿足開關用弧觸頭耐燒蝕、耐磨和導電性的需求，延長開關用弧觸頭的使用壽命，提高斷路器運行的安全穩定性。

技術領域

本發明涉及電開關設備技術領域，具體涉及開關用弧觸頭。

背景技術

隨著電網負荷的不斷增長，短路電流超標問題日益嚴重，為保證電網的可靠運行，需要更高開斷容量的斷路器。

申請公布號為CN108091517A的發明專利申請文件中公開了一種滅弧室，該滅弧室包括噴口、動主觸頭、動弧觸頭、靜主觸頭和靜弧觸頭。滅弧室合閘過程中，起弧后，動靜弧觸頭首先需要承受較高能量的電弧燒蝕，在動靜弧觸頭接觸到合閘完成后，動靜弧觸頭又需要承受高溫摩擦磨損，在分閘過程中，從分閘開始到動、靜弧觸頭分開位置，動弧觸頭或靜弧觸頭需要承受自身抱緊力產生的開關用弧觸頭之間的磨損，動靜弧觸頭分開開始產生電弧，動靜弧觸頭又需要承受電弧燒蝕。上述在滅弧室分合閘過程中，動弧觸頭與靜弧觸頭既要承受高溫電弧的燒蝕，又要承受兩弧觸頭之間的磨損。

現有的CuW電觸頭具有較高的熔點、硬度，同時具有較好的導電率，基本可以滿足常規電壓等級斷路器電觸頭的要求，但是對于550kV80kA大容量斷路器而言，對弧觸頭的耐燒蝕性能和耐磨性能要求更高，現有的CuW80電觸頭應用在大容量斷路器中壽命短且易損壞，影響斷路器的正常工作。

發明內容

本發明的目的在于提供一種開關用弧觸頭，以解決現有技術中開關用弧觸頭應用在大容量斷路器中壽命短且易損壞的技術問題；相應地，本發明的目的還在于提供一種斷路器，以解決現有技術中開關用弧觸頭應用在大容量斷路器中壽命短、易損壞進而影響斷路器正常工作的技術問題。

本發明的開關用弧觸頭采用如下技術方案：

開關用弧觸頭包括固定導電段、耐磨接觸段和引弧段，固定導電段用于固定開關用弧觸頭，耐磨接觸段處于固定導電段與引弧段之間，耐磨接觸段用于與適配的弧觸頭導電接觸，固定導電段的導電率大于耐磨接觸段的導電率，耐磨接觸段和引弧段均由銅鎢合金材料制成，耐磨接觸段中鎢的質量百分比小于引弧段中鎢的質量百分比，耐磨接觸段中還含有質量百分比為0.01％-0.02％的石墨烯。

本發明的有益效果是：本發明中，將開關用弧觸頭分成固定導電段、耐磨接觸段和引弧段，利用起弧后引弧段首先需要承受較高能量電弧燒蝕的需求、耐磨接觸段主要承受高溫摩擦磨損的需求，以及固定導電段僅起到固定連接和導電連通的需求，設置各部分的材料，使固定導電段的導電率大于耐磨接觸段的導電率，滿足固定導電段具有較好的導流性能，使耐磨接觸段和引弧段均由銅鎢合金材料制成，且使耐磨接觸段中鎢的質量百分比小于引弧段中鎢的質量百分比，利用鎢較高的熔點和硬度，提高引弧段的耐燒蝕性能，同時相對引弧段來說降低耐磨接觸段中鎢的質量百分比，相對來說提高耐磨接觸段的導電性能，并且在耐磨接觸段添加0.01％-0.02％的石墨烯，利用石墨烯的自潤滑特性提高耐磨接觸段的耐磨性能，以同時滿足開關用弧觸頭耐燒蝕、耐磨和導電性的需求，提高開關用弧觸頭的使用壽命。

進一步地，所述引弧段中鎢的質量百分比為85％-90％。

其有益效果是：設置引弧段中鎢的質量百分比大于等于85％，利用鎢較高的熔點和硬度的特性，提高引弧段的耐燒蝕性能，同時使引弧段中鎢的質量百分比小于等于90％，以減小引弧段炸裂的幾率。

進一步地，所述引弧段中鎢的質量百分比為88％。