本發(fā)明專利技術(shù)的實(shí)施例描述了一種管狀觸頭(300)，所述管狀觸頭設(shè)置用于接收銷狀觸頭(401)，所述管狀觸頭(300)包括：設(shè)置用于與所述銷狀觸頭(401)建立電弧的頂部件(301)和從所述頂部件(301)基本上沿著所述管狀觸頭(300)的縱向延伸的底部件(302)，其特征在于，所述底部(302)是由楊氏模量為190GPa至220GPa的材料制成的高強(qiáng)度的部件。本發(fā)明專利技術(shù)的實(shí)施例進(jìn)一步描述了觸頭裝置(400)和包括所公開的管狀觸頭(300)和觸頭裝置(400)的斷路器(100)。觸頭(300)和觸頭裝置(400)的斷路器(100)。觸頭(300)和觸頭裝置(400)的斷路器(100)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】觸頭裝置
[0001]本公開的實(shí)施例總體上涉及觸頭裝置和用于斷路器的觸頭裝置。
[0002]斷路器100通常包括三個極柱101a、101b和101c，所述三個極柱如圖1所示地放置在共同的斷路器底座102上。三個極柱通過管路與氣室103連接。為了操作三個極，斷路器具有斷續(xù)器單元104和連接機(jī)構(gòu)。斷續(xù)器單元104具有兩部分、即主觸頭和弧觸頭。
[0003]在斷路器的斷開操作中，存在于觸點(diǎn)疊片和加熱筒之間的主觸頭將斷開。包括銷狀觸頭201和管狀觸頭202的弧觸頭保持閉合，結(jié)果是電流轉(zhuǎn)換到弧觸頭上。然而，由于短路電流很大，滅弧室中的銷狀觸頭周圍的滅弧氣體被電弧的能量加熱。弧觸頭斷開清除短路電流，并且所述弧觸頭在正常情況下如圖2所示那樣關(guān)閉。
[0004]在短路、承受峰值電流和中斷期間，管狀觸頭必須施加足夠的壓力從而以足夠的力保持銷狀觸頭。在現(xiàn)有的管狀觸頭裝置中，管狀觸頭的底部由CuCrZr材料構(gòu)成，這導(dǎo)致了管觸頭在高溫中失去其機(jī)械性能的問題。此外，底部的剛度應(yīng)足以保持銷狀觸頭完好無損。
[0005]可能有助于理解
的文件包括專利文獻(xiàn)EP 2797095A1。
[0006]本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題為克服上述問題。更具體地，本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題為提供一種改進(jìn)的機(jī)構(gòu)，所述機(jī)構(gòu)使用簡單并且成本低廉的器件在斷路器中提供高的電流耐受能力或者電弧中斷或者電弧建立。
[0007]按照本專利技術(shù)，上述技術(shù)問題通過獨(dú)立權(quán)利要求中公開的改進(jìn)的管狀觸頭、觸頭裝置和斷路器來實(shí)現(xiàn)。
[0008]按照本專利技術(shù)的第一方面，所述技術(shù)問題通過一種構(gòu)造用于接收銷狀觸頭的管狀觸頭來實(shí)現(xiàn)，所述管狀觸頭包括構(gòu)造用于與銷狀觸頭建立電弧的頂部件和從所述頂部件基本上沿著所述管狀觸頭的縱向延伸的底部件，其特征在于，所述底部件是由楊氏模量為190GPa至220GPa的材料制成的高強(qiáng)度的部件。通過為底部件選擇楊氏模量在190GPa到220Gpa范圍內(nèi)的材料使得與已知的斷路器接觸元件相比，管狀觸頭在高溫下表現(xiàn)出改善的機(jī)械性能，而且成本較低。在此，當(dāng)銷狀觸頭的頂部件在短路期間與管狀觸頭接合時，管狀觸頭產(chǎn)生力附加地將銷狀觸頭保持在適當(dāng)位置中。
[0009]在優(yōu)選的實(shí)施例中，管狀觸頭的底部件由至少包括鋼的材料構(gòu)成。
[0010]在另一優(yōu)選的實(shí)施例中，管狀觸頭的底部件由至少包含鋼合金的材料構(gòu)成，所述鋼合金的碳含量至少為0.002重量％至2.1325重量％。鋼和鋼合金的特性、如高導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、高反應(yīng)抗性、高熔點(diǎn)以及低材料成本和加工成本，使鋼和鋼合金成為制作接觸元件的理想材料。
[0011]在又一優(yōu)選的實(shí)施例中，底部件的剛度與材料的楊氏模量成正比。這使得可以減小管狀觸頭施加在銷狀觸頭上的用于獲得承受短路電流所需的接觸壓力的力。
[0012]根據(jù)本專利技術(shù)的第二方面，所述技術(shù)問題通過一種包括管狀觸頭和銷狀觸頭的觸頭裝置來實(shí)現(xiàn)。
[0013]在另一個優(yōu)選的實(shí)施例中，銷狀觸頭的底部件由高強(qiáng)度的材料制成，例如碳含量至少為0.002重量％至2.1325重量％并且楊氏模量為190GPa至220帕的鋼或者鋼合金。
[0014]按照本專利技術(shù)的第三方面，所述技術(shù)問題通過一種包括管狀觸頭和觸頭裝置的斷路
器實(shí)現(xiàn)。
[0015]盡管本專利技術(shù)在此被圖示和描述為管狀觸頭、觸頭裝置及其在斷路器中的使用，但并不意于將本專利技術(shù)局限于所示的細(xì)節(jié)，因?yàn)樵跈?quán)利要求的范圍和范疇內(nèi)可以在其中進(jìn)行各種變型。然而，本專利技術(shù)以及附加的技術(shù)問題和優(yōu)點(diǎn)將從以下描述并結(jié)合附圖得到最好的理解。
[0016]在下文中，本專利技術(shù)基于實(shí)施例在附圖中示出并描述如下：
[0017]圖1為描述根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的斷路器設(shè)計(jì)的示意圖，
[0018]圖2為描述根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的斷路器的斷續(xù)器單元的操作的示意圖，
[0019]圖3為按照本專利技術(shù)的實(shí)施例的管狀觸頭的剖視圖，
[0020]圖4為按照本專利技術(shù)的另一實(shí)施例的觸頭裝置的剖視圖，
[0021]圖5為示出了按照本專利技術(shù)的另一實(shí)施例的具有觸頭裝置的斷路器的示意圖，
[0022]圖6為示出了彈性模量相對于按照本專利技術(shù)的實(shí)施例的底部件的剛度的變化的曲線圖。
[0023]現(xiàn)在將參照附圖詳細(xì)描述本公開的不同實(shí)施例。在以下描述中，具體細(xì)節(jié)、例如具體的構(gòu)造和組件僅提供用于幫助對本公開的這些實(shí)施例的整體理解。因此，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，在不脫離本公開的范圍和構(gòu)思的情況下，可以對在此描述的實(shí)施例進(jìn)行不同的改變和變型。此外，為了清楚簡要而省略了對眾所周知的功能和結(jié)構(gòu)的描述。
[0024]此外，這里描述的各種實(shí)施例并非一定是相互排斥的，因?yàn)橐恍?shí)施例可以與一個或多個其他實(shí)施例組合以形成新的實(shí)施例。
[0025]現(xiàn)在參考附圖，圖3是按照本專利技術(shù)的管狀觸頭300的剖視圖。管狀觸頭300包括頂部件301和底部件302。底部302從頂部301基本上沿著管狀觸頭300的縱向延伸。頂部件301例如可以由鎢銅、即WCu材料構(gòu)成，所述鎢銅材料的重量范圍為WCu 90/10、WCu 85/15、WCu 80/20、WCu 75/25、WCu 70/30、WCu 65/35、WCu 60/40、WCu 55/45、WCu 50/50，所述頂部件也可以由銀鎳(AgNi)材料或者銀鎢(AgW)材料構(gòu)成，從而將鎢的高熔點(diǎn)和抗電弧侵蝕性與銅的低熔點(diǎn)和良好的導(dǎo)電性或者銀的高導(dǎo)電性相結(jié)合。底部件302由楊氏模量為190GPa至220GPa的材料構(gòu)成。選擇具有規(guī)定范圍內(nèi)的楊氏模量的材料使底部件成為高強(qiáng)度的部件。頂部件301和底部件302在此通過焊接/釬焊連接。
[0026]根據(jù)所述實(shí)施例，選擇用于底部觸頭的材料的楊氏模量基于以下公式確定：
[0027]E＝P*L^3/3*I*δI
[0028]其中，E為材料的彈性模量，P為所施加的以單位為N的力，L為管狀觸頭施加在銷狀觸頭上的力的單位為mm的跨度(長度)，I是單位為mm3的慣性矩，并且δI是以單位為mm的撓度。在此，楊氏模量是材料的機(jī)械性能，用于衡量材料在沿著材料長度施加張力或壓縮時承受長度變化的能力。
[0029]按照所述實(shí)施例，底部件302或者高強(qiáng)度的部件由鋼或鋼合金構(gòu)成。鋼合金例如包含以下成分中的至少一種：0.1重量％至2.25重量％的鋁、0.5重量％至18重量％的鉻、0.1重量％至0.4重量％的銅、0.25重量％至13重量％的錳、0.25重量％至5重量％的鉬，0.2重量％至20重量％的鎳，0.2重量％至2重量％的硅，0.002重量％至2.14重量％的碳，0.08重量％至0.15重量％的硫，0.25重量％至2.60重量％的鈦，0.10重量％至1.50重量％的釩。此
外，鋼合金可以包含百分比非常低的硼、鈷、鈮、氮、磷、鋯和其他元素。上述重量百分比可以根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)而變化。
[0030]通過將鋼合金用于底部件302可以提供所需的抗拉強(qiáng)度。底部件302的抗拉強(qiáng)度例如可以處于470MPa至630Mpa的范圍內(nèi)。此外，鋼合金是高度可成型的，這減少了在本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】1.一種管狀觸頭(300)，所述管狀觸頭設(shè)置用于接收銷狀觸頭(401)，所述管狀觸頭(300)包括：設(shè)置用于與所述銷狀觸頭(401)建立電弧的頂部件(301)和從所述頂部件(301)基本上沿著所述管狀觸頭(300)的縱向延伸的底部件(302)，其特征在于，所述底部件(302)是由楊氏模量為190GPa至220GPa的材料制成的高強(qiáng)度的部件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管狀觸頭(300)，其特征在于，所述管狀觸頭(300)的底部件(302)由至少包括鋼的材料構(gòu)成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管狀觸頭(300)，其特征在于，所述管狀觸頭(300)的底部件(302)由至少包括鋼合金的材料構(gòu)成，所述鋼合金的碳含量為至少0.002重量％至2.1325重量％。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管狀接觸件(300)，其中，所述底部件(30...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：T貝加爾，S凱爾，N馬拉特，
申請(專利權(quán))人：西門子能源全球有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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