触头支撑组件、真空灭弧组件和真空断路器的制作方法

1.本实用新型涉及电气设备的控制和保护技术领域，尤其涉及触头支撑组件、真空灭弧组件和真空断路器。


背景技术：

2.真空灭弧室又名真空开关管，其是中高压电力开关的核心部件，主要作用是通过管内真空优良的绝缘性使中高压电路切断电源后能迅速熄弧并抑制电流，避免事故和意外的发生。真空灭弧室内的动、静触头在分断与闭合过程中，在触头之间的间隙处会产生金属液桥、电弧和火花放电等各种现象，引起触头材料的金属转移、喷溅和汽化，造成触头材料损耗和触头变形，这统称为触头的磨损。触头磨损直接影响电气设备的使用寿命，甚至影响电气设备的安全。因此，需要一种有效的手段能及时向操作人员传递触头磨损信息。
3.已知的一种解决方案是在动触头上形成磨损指示标识，通过触头合闸后磨损指示标识的移位来提示操作人员触头磨损情况。但这种方案的缺点在于，真空灭弧室需要构造成封闭的组件，在实际使用过程中一般不允许操作人员直接观察到动触头，因而无法检查触头的磨损情况。为此，可能还需要配备传感器等一系列配套部件，这增加了断路器的结构复杂性，也不利于设备的安装和维护。因此，行业内对能直接检查触头磨损情况且结构简化的方案存在需求。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在提供一种至少能解决上述部分技术问题的触头支撑组件。
5.本实用新型还旨在提供一种应用上述改进的触头支撑组件的真空灭弧组件。
6.本实用新型又旨在提供一种应用上述改进的真空灭弧组件的真空断路器。
7.根据本实用新型的一个方面，提供一种触头支撑组件，包括：支架；触头弹簧，其由所述支架支撑；活动件，其随动接合至所述触头弹簧并具有磨损指示部；连杆，其连接至所述活动件并具有触头连接端；其中，所述活动件与所述连杆的相对位置布置成当触头达到磨损厚度预定值时，在触头合闸期间所述磨损指示部的位置变化能被识别。
8.在一些实施例中，所述连杆穿过所述活动件，所述活动件相对于所述连杆沿其轴线方向位置可调地安装在所述连杆上。
9.在一些实施例中，所述连杆穿过所述支架和触头弹簧并连接至所述活动件，所述连杆的一端在所述支架的背向所述触头弹簧的一侧形成有凸缘，所述连杆的另一端伸出所述活动件并作为所述触头连接端。
10.在一些实施例中，在所述连杆上套设有绝缘套，所述绝缘套穿过所述触头弹簧和所述支架。
11.在一些实施例中，在所述连杆上套设有第一绝缘垫，所述第一绝缘垫位于所述支架与所述凸缘之间；和/或在所述连杆上套设有第二绝缘垫，所述第二绝缘垫安置在所述活动件的背向所述支架的侧面上。
12.在一些实施例中，所述触头弹簧容纳在由所述支架支撑的套筒中，所述磨损指示部布置成在触头合闸期间当触头达到磨损厚度预定值时所述磨损指示部能移动到所述套筒外以被识别。
13.在一些实施例中，所述活动件由所述触头弹簧支撑，所述磨损指示部为形成在所述活动件的外周面上的指示线。
14.在一些实施例中，所述活动件还具有安装指示部，所述安装指示部相对于所述磨损指示部远离所述支架。
15.根据本实用新型的另一个方面，提供一种真空灭弧组件，包括：真空灭弧室，具有能相对运动的动触头和静触头；触头支撑组件，连接至所述动触头；其中，所述触头支撑组件为前述的触头支撑组件，其中所述连杆的所述触头连接端连接至所述动触头。
16.根据本实用新型的又一个方面，提供一种真空断路器，包括：外壳；真空灭弧组件，容纳在所述外壳中；操作机构，连接至所述真空灭弧组件；其中，所述真空灭弧组件为前述的真空灭弧组件，其中所述操作机构连接至所述触头支撑组件的所述支架。
17.本实用新型的其它特征和优点的一部分将会是本领域技术人员在阅读本技术后显见的，另一部分将在下文的具体实施方式中结合附图描述。
附图说明
18.以下，结合附图来详细说明本实用新型的实施例，其中：
19.图1是根据本实用新型的实施例的真空断路器的局部示意图；
20.图2是根据本实用新型的实施例的触头支撑组件的示意图；
21.图3是根据本实用新型的实施例的触头支撑组件的分解示意图；
22.图4是根据本实用新型的实施例的触头支撑组件的剖视图，示出触头合闸状态下活动件的安装指示部能被识别而磨损指示部尚不能被识别；
23.图5是根据本实用新型的实施例的触头支撑组件的剖视图，示出触头合闸状态下活动件的磨损指示部能被识别。
24.附图标记说明：
25.1、真空断路器；2、线圈；3、真空灭弧室；31、第一接线端子；32、第二接线端子；33、软连接；4、触头支撑组件；40、连接轴；41、支架；42、连杆；421、触头连接端；422、凸缘；43、第一绝缘垫；44、绝缘套；45、触头弹簧；451、弹簧片；46、套筒；47、活动件；471、安装指示部；472、磨损指示部；48、第二绝缘垫；5、连杆组件。
具体实施方式
26.现参考附图，详细说明本实用新型所公开的触头支撑组件、真空灭弧组件和真空断路器的示意性方案。尽管提供附图是为了呈现本实用新型的一些实施方式，但附图不必按具体实施方案的尺寸绘制，并且某些特征可被放大、移除或局剖以更好地示出和解释本实用新型的公开内容。附图中的部分构件可在不影响技术效果的前提下根据实际需求进行位置调整。在说明书中出现的短语“在附图中”或类似用语不必参考所有附图或示例。
27.在下文中被用于描述附图的某些方向性术语，例如“内”、“外”、“上方”、“下方”和其它方向性术语，将被理解为具有其正常含义并且指正常看附图时所涉及的那些方向。除
另有指明，本说明书所述方向性术语基本按照本领域技术人员所理解的常规方向。
28.本实用新型中所使用的术语“第一”、“第一个”、“第二”、“第二个”及其类似术语，在本实用新型中并不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于将一个部件与其它部件进行区分。
29.图1示出了根据本实用新型的真空断路器1的实施例的示意图。如图所示，真空断路器1的真空灭弧室3内的静触头(未示出)连接第一接线端子31，而真空灭弧室3内的动触头(未示出)通过软连接33连接第二接线端子32。在第一接线端子31处设置有线圈2，例如ct线圈。触头支撑组件4连接真空灭弧室3的动触头。真空断路器1的分合闸操作机构(未示出)通过连杆组件5连接并控制触头支撑组件4运动，进而驱动动触头与静触头接合或分离。真空灭弧室3及触头支撑组件4可以置于例如一件式的外壳(未示出)中。
30.图2和图3示出了触头支撑组件4的一个示例。如图所示，触头支撑组件4中，连接轴40安装在支架41上。支架41示出为倒置的u形，连接轴40穿设在支架41的两个相对的侧壁中。连接轴40用于枢转连接连杆组件5的拉杆。在其他未示出的实施例中，支架41可以有其他的构型，例如省去与支架分体的连接轴，并且支架自身一体形成有突出的圆柱轴，用于连接连杆组件5的拉杆。
31.套筒46支撑在支架41上，在套筒46内布置有触头弹簧45。触头弹簧45支撑着活动件47，并向活动件47提供背向支架41方向(即指向真空灭弧室内的动触头的方向)的推力。连杆42穿过支架41、触头弹簧45和活动件47，并且连杆42与活动件47连接，在组装后，连杆42与活动件47不可相对于运动，或者至少活动件47不能沿连杆42的轴向运动，使得活动件47(在触头弹簧45的推力作用下)的运动带动连杆42同步运动。图中示出了触头弹簧45由多个沿套筒46的轴向叠置的弹簧片451组成。在其他未示出的实施例中，触头弹簧可选用螺旋弹簧，或者可以选用其他构型的弹簧元件。连杆42的一端伸出支架41的背向套筒46的一侧，并在该端设有凸缘422。凸缘422的尺寸大于支架41的供连杆42穿过的开孔，可以防止连杆42运动过程中从支架41脱出。连杆42的另一端从活动件47的背向支架41的一侧伸出，作为触头连接端421用于连接至真空灭弧室内的动触头。
32.在一个实施例中，连杆42选用螺杆，而凸缘422选用螺纹接合在连杆42上的螺母。活动件47适应性地具有与螺杆的外螺纹配合的内螺纹，这样组装过程中，活动件可以沿连杆42的轴向调整位置，而且这种调整是连续的，并在调整到合适位置后相对于连杆定位。在另一个实施例中，连杆42沿轴向布置有多个定位部，例如多个周向槽，这些周向槽之间借助沿连杆轴向延伸的一个或多个槽连通，而活动件47的内壁形成有配合的定位突起，通过使定位突起沿轴向槽运动至对应的一个周向槽，并移动进该周向槽中，实现对活动件沿连杆的轴向位置的调整。在又一个实施例中，连杆沿轴向布置有多个定位孔，活动件具有相应的孔口，在将活动件沿杆件的轴向调整到合位置后，将定位销或钉插入孔口以及对准的一个定位孔中，也可以实现活动件相对于连杆的定位。在又一个实施例中，活动件可以是紧配合地套设在连杆上。在其他实施例中，活动件也可以相对于连杆位置不可调整地设置，例如焊接或粘接在连杆上。
33.活动件47的外周形成有安装指示部471和磨损指示部472。在所示出的实施例中，安装指示部471和磨损指示部472各自被构造成沿活动件47周向延伸的指示线。安装指示部471相比于磨损指示部472更靠近连杆42的触头连接端421。在其他实施例中，安装指示部
471和磨损指示部472可以有其他形态，例如图案标识、文字标识、刻度标识、颜色标识或这些形态中至少两者的组合等。在采用刻度标识的情况下，可能有利地对动、静触头磨损的情况进行实时的掌握。
34.在连杆42上还套设有绝缘套44。在所示出的实施例中，绝缘套44可选用热缩管套设在连杆上，并穿过支架41和触头弹簧45。在其他的实施例中，绝缘套可以套设在连杆上并在靠近一端的位置形成有径向延伸的凸缘，该绝缘套穿过支架和触头弹簧，并以径向延伸的凸缘落置在支架上，使得支架支撑该绝缘套。在支架41的背向套筒46的一侧与连杆42上的凸缘422之间还可以设有第一绝缘垫43，该第一绝缘垫43套设在连杆42上。另外，在活动件47的朝向连杆42的触头连接端421的侧面上可以布置有第二绝缘垫48，该第二绝缘垫48套设在连杆42上。
35.下面接合图4和图5详细描述本实用新型的触头支撑组件4的原理。
36.图4示出了在初始正常装配的情况下(真空灭弧室内的动、静触头未磨损)，真空灭弧室内的动触头与静触头闭合时，活动件47的安装指示部471露出在套筒46外，操作人员基于可看到或检测到安装指示部471而判断触头支撑组件4正确安装。此时，磨损指示部472因位于套筒46内而不能被操作人员看到或检测到。该安装指示部471相当于为触头支撑组件4与真空灭弧室的正确装配指定了基准位置，相当于基本上固定了触头弹簧的运动行程。当真空灭弧室内的动、静触头闭合后，在连杆组件5的操作下，触头弹簧45受到压缩，以保证动、静触头有足够的触头压力和超程。在此情况下，安装指示部47要求能露出套筒46外，例如可以刚好与套筒46的上边缘平齐或稍稍露出该上边缘，从而能为操作人员提供准确的安装指示。
37.而一旦动、静触头出现磨损，如图5所示，基于连杆组件5的相同操作，真空灭弧室内的动触头与静触头闭合时，活动件47因连杆42的更大的行程而使得安装指示部471远离套筒46的上边缘，同时磨损指示部472露出在套筒46外，操作人员基于磨损指示部472能够被看到或检测到而识别出磨损指示部(相对于套筒)的位置改变，从而可以判断动、静触头的磨损厚度已经达到预定值(例如3mm左右)。磨损指示部472例如可以刚好与套筒46的上边缘平齐或稍稍露出上边缘，从而能为操作人员提供准确的磨损指示。
38.在活动件47能够相对于连杆42运动以调整其在连杆上的位置的实施例中，例如连杆42与活动件47螺纹连接的情况下，当操作人员发现磨损指示部472的位置已经超出套筒46的时候，可以通过沿连杆42的轴向调整活动件47的位置而使得触头支撑组件4恢复到图4所示的初始正常装配的情况，即真空灭弧室内的动触头与静触头闭合时，活动件47的安装指示部471露出在套筒46外从而能够被操作人员直接识别，而磨损指示部472因位于套筒46内而不能被操作人员直接识别。这样，无需频繁更换磨损的动、静触头，也无需调整复杂的分合闸操作机构和连杆组件5，而只要调整活动件，就可以保证真空断路器的正常工作。
39.虽然图示实施例示出了连杆依次穿过支架、触头弹簧和活动件并与活动件连接，但是本领域技术人员可以考虑到其他变型，例如，触头弹簧坐落在支架上，并在触头弹簧的远离支架的端部设有连接部(例如带有凹槽或螺栓的连接件)，而连杆一端连接在该连接部上(例如插接在凹槽中或通过螺栓固定)，另一端连接至动触头，再将前述的活动件套接在连杆上。这样，也可以实现在真空灭弧室内的动触头与静触头闭合时，通过操作连杆组件而压缩触头弹簧，从而借助连杆将推力传递至动触头，确保动、静触头有足够的触头压力和超
程，同时活动件可以实现为操作人员提供准确的安装指示或磨损指示的功能。
40.此外，在其他未示出的实施例中，活动件的磨损指示部可以相对于安装指示部更靠近连杆的触头连接端。初始正常装配的情况下，真空灭弧室内的动触头与静触头闭合时，活动件的安装指示部和磨损指示部都能够被操作人员直接识别(看到或可以检测到)。随着真空灭弧室内动、静触头的磨损，当动触头与静触头闭合时，由于连杆增加的行程，磨损指示部没入真空灭弧室内(比如被真空灭弧室的下边缘遮挡)或被其他构件遮挡，操作人员可以依据无法看到或检测到磨损指示部而识别出磨损指示部的位置改变，从而判断动、静触头的磨损情况。
41.应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其它实施方式。
42.以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本实用新型保护的范围。