一种开关单元及旋转开关的制作方法

1.本发明涉及电气设备技术领域，具体而言，涉及一种开关单元及旋转开关。


背景技术：

2.开关的词语解释为开启和关闭。它是指一个可以使电路开路、使电流中断或使其流到其他电路的元件。最常见的开关是让人操作的机电设备，其中有一个或数个接点。接点的“闭合”(closed)表示接点导通，允许电流流过；开关的“开路”(open)表示接点不导通形成开路，不允许电流流过。开关的发展历史从原始的需要人工手动操作的闸刀开关，发展到现在的在各种大型电气控制设备中应用的智能化开关，开关的功能越来越多，安全性也越来越高。
3.随着技术的发展，尤其是在光伏系统中，随着“平价上网”的趋势越来越突出，逆变器的功率越来越大，这就对逆变器中大规模使用的旋转开关提出了更大的性能。
4.现有技术中，越来越多的使用场景需要旋转开关能够分断更大功率的电流，并且具有更小的占用空间，而电流的功率越大时，分断时就会产生更大的电弧，电弧喷出旋转开关的壳体后与导线接触就会造成短路，造成设备损坏甚至危及人员生命安全。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种开关单元及旋转开关，能够在相同分断性能下，减小占用空间，并提升使用时的安全性。
6.本发明的实施例是这样实现的：
7.本技术实施例的一方面，提供一种开关单元，包括壳体，以及设置在所述壳体内的至少一个第一静触头，所述第一静触头包括相互连接的接触部和接线部，所述壳体至少一侧面上设置有喷弧口，所述接线部和所述喷弧口分别位于所述壳体的不同侧面。
8.可选地，所述第一静触头还包括连接部，所述接线部通过所述连接部延伸至所述壳体外侧，所述接线部朝向所在所述壳体侧面的中心方向延伸。
9.可选地，所述接线部上设置有紧固件，以使导线通过所述紧固件与所述接线部连接。
10.可选地，所述壳体上设置所述紧固件的一侧边设置有第一挡板，所述第一挡板所在平面与所述壳体层叠的方向垂直。
11.可选地，相邻开关单元的第一挡板与所述侧边围合成u型空间，所述导线能够设置在所述u型空间中。
12.可选地，相邻所述壳体的所述第一挡板之间的间距大于或等于所述紧固件的宽度。
13.可选地，所述壳体上还设置有第二挡板，所述第二挡板所在平面与所述壳体的层叠方向平行。
14.可选地，所述静触头在所述开关单元内呈对角布置，所述第二挡板位于所述壳体
靠近相邻所述开关单元喷弧口的一侧。
15.可选地，所述壳体上相对设置有一卡口和一凸起，相邻所述壳体之间通过所述卡口和所述凸起连接。
16.可选地，所述开关单元还包括第二静触头，所述第二静触头包括相互连接的触头本体和焊接引脚，所述焊接引脚用于和电路板焊接连接。
17.所述开关单元还包括辅助引脚，所述辅助引脚的一端与所述第一静触头或所述第二静触头连接，另一端和电路板焊接，所述壳体上对应设置有容置所述辅助引脚的u型槽。
18.本技术实施例的另一方面，提供一种旋转开关，包括如上所述任意一项所述的开关单元，所述开关单元通过壳体层叠设置，且每个所述开关单元的接线部所在平面与所述旋转开关一侧面平行。
19.本发明实施例的有益效果包括：
20.本技术实施例提供的开关单元及旋转开关，通过设置在壳体内的至少一个第一静触头，第一静触头包括相互连接的接触部和接线部，当需要将开关单元闭合时，可通过旋转动触头，使动触头与第一静触头的接触部连通，从而实现电连接的导通。当动触头与第一静触头分离时，会产生电弧。产生的电弧能够从喷弧口喷出，从而实现快速的灭弧效果。接线部和喷弧口分别位于壳体的不同侧面处，这样一来，在保证接线部与喷弧口的安全距离，防止发生短路的情况下，在接线部和喷弧口位于开关单元的不同侧面上时，无需增加开关单元的厚度以增加安全距离，能够在相同分断性能下，减小占用空间，并提升使用时的安全性。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
22.图1为本发明实施例提供的开关单元的结构示意图之一；
23.图2为本发明实施例提供的第一静触头的结构示意图之一；
24.图3为本发明实施例提供的第一静触头的结构示意图之二；
25.图4为本发明实施例提供的开关单元的结构示意图之二；
26.图5为本发明实施例提供的开关单元的结构示意图之三；
27.图6为本发明实施例提供的开关单元的结构示意图之四；
28.图7为本发明实施例提供的开关单元的结构示意图之五；
29.图8为本发明实施例提供的开关单元的结构示意图之六；
30.图9为本发明实施例提供的旋转开关的结构示意图之一；
31.图10为本发明实施例提供的旋转开关的结构示意图之二。
32.图标：100－开关单元；105－导线；110－壳体；111－u型槽；112－喷弧口；113－燃弧空间；114－第一挡板；115－永磁体；116－第二挡板；117－凸台；118－卡口；119－凸起；120－第一静触头；122－接触部；124－连接部；126－接线部；130－紧固件；200－旋转开关。
具体实施方式
33.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
34.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
36.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
37.请参照图1和图2，本实施例提供一种开关单元100，包括壳体110，以及设置在壳体110内的至少一个第一静触头120，第一静触头120包括相互连接的接触部122和接线部126，壳体110至少一侧面上设置有喷弧口112，接线部126和喷弧口112分别位于壳体110的不同侧面。
38.具体的，如图2所示，第一静触头120的接触部122位于壳体110的内部，在壳体110内的动触头转动时，动触头能够与第一静触头120的接触部122连接形成电连接关系，并通过接线部126与导线连接。可以理解的，通过将接线部126和喷弧口112分别设置在壳体110的不同侧面，可以增加接线部126与喷弧口112之间的距离，在动触头与第一静触头120之间分离产生带电粒子时，避免带电粒子通过喷弧口112喷溅到接线部126上，使第一静触头120发生短路，有利于提升电连接的稳定性。示例的，接线部126和喷弧口112可分别设置在壳体110的相邻侧面处，也可以位于不相邻的侧面处。
39.本技术实施例提供的开关单元100，通过设置在壳体110内的至少一个第一静触头120，第一静触头120包括相互连接的接触部122和接线部126，当需要将开关单元100闭合时，可通过旋转动触头，使动触头与第一静触头120的接触部122连通，从而实现电连接的导通。当动触头与第一静触头120分离时，会产生电弧。产生的电弧能够从喷弧口112喷出，从而实现快速的灭弧效果。接线部126和喷弧口112分别位于壳体110的不同侧面，这样一来，在保证接线部126与喷弧口112的安全距离，防止发生短路的情况下，在接线部126和喷弧口112位于开关单元100的不同侧面上时，无需增加开关单元100的厚度以增加安全距离，能够在相同分断性能下，减小占用空间，并提升使用时的安全性。
40.如图1和图3所示，第一静触头120还包括连接部124，接线部126通过连接部124延伸至壳体110外侧，接线部126朝向所在壳体110侧面的中心方向延伸。
41.具体的，连接部124为连接接触部122与接线部126的桥梁，起到连接支撑的作用，
连接部124从壳体110的内侧穿过壳体110侧壁延伸至壳体110的外侧，方便导线与第一静触头120的接线部126连接。请参考图1中虚线所示，图1中虚线表示壳体110侧面的中心位置处，通过将接线部126按照图1中箭头所示的方向延伸，可以使接线部126靠近壳体110所在侧边的中心位置处。这样一来，可以使得接线位置处与喷弧口112之间具有更大的距离，从而保证电连接的安全性。
42.如图4所示，接线部126上设置有紧固件130，以使导线105通过紧固件130与接线部126连接。
43.具体的，紧固件130用于对导线105和接线部126的连接起到固定的作用，以形成稳定的电连接通路。其中，紧固件130可采用螺钉与方形瓦垫配合的形式，以保证连接部124分的稳定接触。
44.如图4所示，开关单元100还包括设置在壳体110内的永磁体115，动触头静触头断开时形成灭弧区域，永磁体115与灭弧区域相对应。
45.采用上述形式，在磁吹力的作用下，使得电弧沿着磁吹力的方向被拉伸，电弧受到的磁吹力所在直线与该直线在动触头的运动平面上的正投影的夹角大于等于45度且小于等于135度时，其拉弧的空间更大，有利于加快电弧熄灭的速度。也可以避免被壳体内其它部件阻挡，有利于提升灭弧的效果。
46.请再参考图4，壳体110内对应设置有与喷弧口112连通的燃弧空间113；壳体110内还设有凸台117，凸台117位于燃弧空间113内，以使燃弧空间113形成由大变小再变大的通道。
47.具体的，采用上述形式，在灭弧过程中，通过将燃弧空间113形成有由大变小再变大的通道，利用拉瓦尔喷管原理，电弧速度因截面变化而变化(如图4中箭头方向所述)，窄部前端截面由大变小，流速由小变大，此时电弧流速超过了音速，窄部后端，开后由小变大，跨音速流体不再遵循截面小处流速大，截面大处流速小，而是恰恰相反，截面越大，流速越大，因此电弧流速整体都在加速，电弧尽快喷出燃弧空间113，使电弧熄灭，有利于提升开关单元100使用时的稳定性。
48.如图5所示，壳体110上设置紧固件130的一侧边设置有第一挡板114，第一挡板114所在平面与壳体110层叠的方向垂直。
49.具体的，第一挡板114所在平面与壳体110层叠的方向垂直，该垂直并不是绝对的垂直，也可以具有一定的倾角。壳体110上设置紧固件130的一侧边设置第一挡板114主要对紧固件130和接线部126起到保护的作用，还可以对导线进线方向进行导向和限制，同侧进线，相比双侧进线，可以减小50％整体工作体积，提高配电柜空间利用率。采用上述形式，不仅可以防止使用时对接线部126位的磕碰，也可以将相邻壳体110之间的接线部126与紧固件130隔开，以增大电气间隙和爬电距离。同时，也可以对相邻壳体110的喷弧口112起到隔离的作用，有利于提升使用时电连接的稳定性。
50.在本技术的可选实施例中，第一挡板114的长度小于或等于壳体110的宽度。当第一挡板114的长度小于壳体110的宽度时，主要对接线部126和紧固件130配合的区域起遮挡作用。当第一挡板114的长度等于壳体110的宽度时，不仅对接线部126和紧固件130配合的区域起遮挡作用，对其他区域也可以起到遮挡的作用，这样一来，就可以在相邻壳体110配合之间具有间隙时，可以防止间隙里喷出带电粒子，与接线部126和紧固件130处形成短路，
有利于提升开关单元100使用时的安全性。
51.如图5所示，相邻开关单元的第一挡板114与侧边围合成u型空间，导线能够设置在u型空间中。其中，接线部126和紧固件130位于上述的u型空间内，以增大相邻壳体110处接线部126的电气间隙和爬电距离。
52.请继续参考图5，相邻壳体110的第一挡板114之间的间距大于或等于紧固件130的宽度。
53.具体的，当紧固件130采用螺钉与方形瓦垫配合的形式时，在通过螺钉进行紧固时，可以通过第一挡板114对方形瓦垫起到限位的作用，防止瓦垫跟转，有利于更好的压紧导线105，有利于提升电连接的稳定性。其中，相邻壳体110的第一挡板114之间的间距可以略大于紧固件130的宽度，只要能够对紧固件130起到一定的限位作用即可。另外，相邻壳体110的第一挡板114之间的间距也可以等于紧固件130的宽度，使紧固件130卡接在相邻壳体110的第一挡板114之间，以对紧固件130进行更好的限位。
54.如图6所示，壳体110上还设置有第二挡板116，第二挡板116所在平面与壳体110的层叠方向(如图6中箭头所示方向)平行。
55.具体的，第二挡板116可设置在设置紧固件130的侧边上，由于单个开关单元100的壳体110的相邻侧壁上分别设置有喷弧口112和接线部126，以及与接线部126配合的紧固件130，为了进一步提升绝缘性，通过在壳体110上设置紧固件130的一侧边设置第二挡板116，以对接线位置处起到隔档的作用。
56.需要说明的是，第二挡板116主要是为了与第一挡板114相配合，以更好的起到围挡隔绝的作用。因此，第二挡板116所在平面与壳体110的层叠方向平行，并且可以与第一挡板114所在平面垂直，从而可以根据壳体110的外形更好的配合第一挡板114和第二挡板116之间的配合形式，有利于提升空间的利用率，并起到更好的隔档作用。
57.当采用图6中的设置形式时，在连接导线105时，可以采用单侧走线的形式，使导线105沿u型空间延伸出去。以使开关单元100与负载之间形成所需的连接通路。
58.如图1和图7所示，第一静触头120在开关单元100内呈对角布置，第二挡板116位于壳体110靠近第一静触头120的一侧。
59.具体的，当第一静触头120在开关单元100内呈对角布置时，本技术实施例对第一静触头120的设置形式不做具体限制，可根据实际需要灵活设置。示例的，两第一静触头120可采用相同的设置形式，均采用导线105与接线部126连接的形式。
60.可选地，开关单元还包括第二静触头，第二静触头包括相互连接的触头本体和焊接引脚，焊接引脚用于和电路板焊接连接。通过连接引脚与电路板连接固定，第一静触头120采用接线的方式，可以减小常规连接方式中的人工接点数量，能够减少接点的连接，简化连接形式，从而减少接线人员的工作量，并提升接线方式的多样性，有利于提升开关单元100的适用性。
61.另外，壳体110内具有用于容纳动触头的容纳腔，在动触头与第一静触头120的接触部122断开连接时，产生的电弧可以沿壳体110内的喷弧喷弧通道并从壳体110上设置有喷弧口112喷出。在产生的电弧(带电粒子)从喷弧口112喷出后，为了防止带电粒子与第一静触头120形成短路，使第二挡板116位于壳体110靠近第一静触头120的一侧，以便于实现隔绝带电粒子的作用。此时，可以采用图7所示的双侧走线的形式，使导线105沿u型空间延
伸出去。以使开关单元100与负载之间形成所需的连接通路。
62.如图8所示，壳体110上相对设置有一卡口118和一凸起119，相邻壳体110之间通过卡口118和凸起119连接。
63.具体的，当相邻壳体110层叠设置时，为了保证连接的稳定性，可以采用卡口118和凸起119配合的形式，而采用这种配合形式，可能引起产生的电弧从卡口118与凸起119之间的缝隙喷出，从而影响电连接的稳定性。在本技术的实施例中，尽可能减少卡口118和凸起119的数量，因此，在本实施例中，优选仅采用一个卡口118和一个凸起119配合的形式。且卡口118和凸起119扣合处的位置远离紧固件130和接线部126所在的区域，以避免卡口118和凸起119的配合处影响接线的稳定性，同时，相邻层间卡口118和凸起119的配合处交错设置，以提升连接的稳定性。另外，本本技术实施例中，也可以采用两组或更多组卡口118和凸起119配合的形式，且卡口118和凸起119的配合处尽可能的远离接线部126所在位置。
64.如图5所示，开关单元100还包括辅助引脚，辅助引脚的一端与第一静触头120或第二静触头连接，另一端和电路板焊接，壳体110上对应设置有容置辅助引脚的u型槽111。
65.具体的，第一静触头120或第二静触头上设置辅助引脚，通过将辅助引脚与电路板焊接，以通过辅助引脚实现接地，在遭受雷击时，将电流引到地面，可以对开关单元100起到保护的作用，有利于提升产品使用时的稳定性。同时，通过在壳体110上对应设置u型槽111，在对辅助引脚进行限位时也可以起到绝缘和支撑保护的作用，有利于提升开关单元100使用时的稳定性。
66.如图9和图10所示所示，本技术实施例还提供一种旋转开关200，包括前述实施例中的开关单元100，开关单元100通过壳体110层叠设置，且每个开关单元100的接线部126所在平面与旋转开关200一侧面平行。
67.具体的，本技术实施例对开关单元100层叠设置的层数不做具体限制，可以根据实际需要进行灵活设置。示例的，开关单元100可以设置为6个、8个或10个等，具体可以根据接入线路的情况进行合理设置。本技术实施例提供的旋转开关200，包括前述实施例中开关单元100的结构及有益效果。均通过设置在壳体110内的至少一个第一静触头120，第一静触头120包括依次连接的接触部122、连接部124和接线部126，当需要将开关单元100闭合时，可通过旋转动触头，使动触头与第一静触头120的接触部122连通，从而实现电连接的导通。当动触头与第一静触头120分离时，会产生电弧。产生的电弧能够从喷弧口112喷出，从而实现快速的灭弧效果。为了方便开关单元100的接线操作，接线部126通过连接部124延伸至壳体110外侧，且连接部124和喷弧口112分别位于壳体110的相邻侧壁处。
68.这样一来，在保证接线部126与喷弧口112的安全距离，防止发生短路的情况下，可以使得接线部126和喷弧口112位于开关单元100的同一平面上，无需增加开关单元100的厚度以增加安全距离，能够在相同分断性能下，减小占用空间，并提升使用时的安全性。
69.同时，接线人员在对旋转开关200进行接线时，可以同一操作面内实现所需的接线操作，无需频繁改变操作位置，可以提升接线的正确率，并且减小接线难度，有利于提升接线效率。
70.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。