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一种开关系统的制作方法

2022-10-29 00:19:55 来源:中国专利 TAG:


1.本公开内容涉及一种开关系统。


背景技术:

2.插入式触头结构在低压开关领域是一种常见的触头形式。在现有的双断口的低压开关中,其触头弹簧作用力(合力)与触头转动中心同心,以保证两个断口处的触头压力基本相等。开关闭合时,动触头两端分别夹紧第一静触头和第二静触头。
3.这种开关在分断时,电弧在断口之间燃烧直至熄灭,电弧燃烧产生的高温会熔化触头表面材料。当开关反复分断多次后,动触头与静触头接触的表面会变得凹凸不平,使得开关关合、分断的阻力变大,影响开关性能。
4.为了解决上述的技术问题,一种尝试是提供一种电气开关,其包括第一固定触头和第二固定触头以及可移动刀式触头,该可移动刀式触头包括至少一对纵向刀片,所述至少一对纵向刀片挠性地连接至彼此,由此刀片在切换事件中形成与第一固定触头和/或第二固定触头的接触部分的接触。第一固定触头和第二固定触头的接触部分的相反表面包括粗糙区域,而每个刀片的内表面包括突出区域或者第一固定触头和第二固定触头的接触部分的相反表面包括突出区域,而每个刀片的内表面包括粗糙区域。但是,这种解决方案仍存在着结构复杂、灭弧效果不理想的问题。


技术实现要素:

5.为了解决现有技术中的一个或多个缺陷,根据本公开内容的一个方面提出一种开关系统,其特征在于,所述开关系统包括两个静触头和一个动触头。
6.所述动触头在所述两个静触头之间切换。
7.在所述动触头上设置有能够与所述静触头接触的所述触点区域。
8.在所述触点区域中设置有储油槽。
9.根据本公开内容的上述一个方面,所述动触头包括呈夹持式结构的第一动触头支架和第二动触头支架。
10.所述触点区域设置在所述第一动触头支架和所述第二动触头支架的其中一端上。
11.在所述第一动触头支架和所述第二动触头支架的所述其中一端上的所述触点区域中分别设置有动触头弧触点,第一动触头主触点和第二动触头主触点。
12.在所述第一动触头支架和所述第二动触头支架的另一端上分别设置有负载侧凸包。
13.根据本公开内容的上述一个方面,在所述第一动触头支架和所述第二动触头支架的宽度方向(横向方向)上,所述第一动触头主触点和所述第二动触头主触点并排设置。
14.在所述第一动触头支架和所述第二动触头支架的纵向方向上,所述动触头弧触点设置成邻近所述第一动触头主触点和所述第二动触头主触点并且相较于所述第一动触头主触点和所述第二动触头主触点更靠近所述第一动触头支架和所述第二动触头支架的所
述其中一端的外边缘。
15.根据本公开内容的上述一个方面,在所述第一动触头主触点和所述第二动触头主触点之间设置有储油槽。
16.在所述动触头弧触点和所述第一动触头主触点之间以及在所述动触头弧触点所述第二动触头主触点之间设置有储油槽。
17.根据本公开内容的上述一个方面,所述动触头弧触点具有平坦的弧触点接触表面以及位于所述弧触点接触表面两侧的弧触点倒角部。
18.根据本公开内容的上述一个方面,所述第一动触头主触点,所述第二动触头主触点和所述负载侧凸包均具有弧形外表面。
19.所述动触头弧触点的弧触点接触表面的高度要低于所述第一动触头主触点,所述第二动触头主触点和所述负载侧凸包的弧形外表面的最高点,即所述动触头弧触点的弧触点接触表面与所述第一动触头主触点,所述第二动触头主触点和所述负载侧凸包的弧形外表面的最高点之间存在高度差h。
20.所述高度差h例如介于0.1毫米至0.5毫米之间,优选地是0.3毫米。
21.所述第一动触头主触点的弧形外表面的最高点、所述第二动触头主触点的弧形外表面的最高点和所述负载侧凸包的弧形外表面的最高点具有相同的高度。
22.根据本公开内容的上述一个方面,所述第一动触头主触点和所述第二动触头主触点的弧形外表面的最高点与相对应的所述动触头弧触点的相对应的弧触点边缘具有位置差s。
23.根据本公开内容的上述一个方面,所述位置差s介于1毫米至6毫米之间,优选地是4毫米。
24.所述弧触点边缘形成在所述弧触点接触表面和所述弧触点倒角部的连接处。
25.根据本公开内容的上述一个方面,所述第一动触头支架和所述第二动触头支架的另一端经由所述负载侧凸包枢转地连接到出线端子。
26.根据本公开内容的上述一个方面,所述动触头还包括动触头套筒、压力弹簧和压力弹簧保持架。
27.在所述动触头套筒、所述压力弹簧和所述压力弹簧保持架的共同作用下,所述第一动触头支架和所述第二动触头支架被保持在所述动触头套筒中。
28.所述压力弹簧保持架呈矩形状环形并且被保持在所述动触头套筒中,所述第一动触头支架、所述第二动触头支架和所述压力弹簧穿过所述压力弹簧保持架。
29.所述压力弹簧作用在所述压力弹簧保持架和所述第一动触头支架之间并且作用在所述压力弹簧保持架和所述第二动触头支架之间,从而将所述第一动触头支架和所述第二动触头支架压向彼此。
30.所述第一动触头支架和所述第二动触头支架的所述其中一端从所述动触头套筒伸出。
31.根据本公开内容的上述一个方面,在所述动触头套筒的内部设置有套筒隔板。
32.在所述压力弹簧的作用下,所述第一动触头支架和所述第二动触头支架分别抵靠在所述套筒隔板的两侧。
33.根据本公开内容的另一个方面,所述动触头弧触点分别从所述第一动触头主触点
的最高点和所述第二动触头主触点的最高点呈倾斜斜面延伸。
34.根据本公开内容的上述另一个方面,所述储油槽延伸到呈倾斜斜面的所述动触头弧触点中。
35.根据本公开内容的上述另一个方面,所述第一动触头主触点,所述第二动触头主触点和所述负载侧凸包均具有弧形外表面。
36.根据本公开内容的上述另一个方面,呈倾斜斜面的所述动触头弧触点要低于所述第一动触头主触点,所述第二动触头主触点和所述负载侧凸包的弧形外表面的最高点。
37.所述第一动触头主触点和所述第二动触头主触点的最高点所处平面相对于呈倾斜斜面的所述动触头弧触点具有角度差α。
38.所述第一动触头主触点的弧形外表面的最高点、所述第二动触头主触点的弧形外表面的最高点和所述负载侧凸包的弧形外表面的最高点具有相同的高度。
39.根据本公开内容的上述另一个方面,所述角度差α介于1
°
至5
°
之间,优选地是3
°

40.根据本公开内容的上述另一个方面,所述第一动触头主触点和所述第二动触头主触点的弧形外表面的最高点与相对应的所述动触头弧触点的相对应的弧触点边缘具有位置差s。
41.所述弧触点边缘形成在所述弧触点接触表面和所述弧触点倒角部的连接处。
42.根据本公开内容的上述另一个方面,所述位置差s介于1毫米至6毫米之间,优选地是4毫米。
43.根据本公开内容的上述另一个方面,所述动触头弧触点、所述第一动触头主触点和所述第二动触头主触点均由导电金属材料制成并且通过焊接、电镀方法设置在所述第一动触头支架和所述第二动触头支架的所述其中一端上。
44.根据本公开内容的上述另一个方面,所述动触头弧触点由高熔点合金材料制成。
45.所述动触头弧触点的高熔点合金材料的熔点高于所述第一动触头主触点和所述第二动触头主触点的材料的熔点。
46.根据本公开内容的上述另一个方面,在呈倾斜斜面的所述动触头弧触点中可以设置多个储油槽。
47.所述多个储油槽沿着所述第一动触头支架和所述第二动触头支架的长度方向延伸。或者所述多个储油槽基本上沿着所述第一动触头支架和所述第二动触头支架的宽度方向延伸。
48.根据本公开内容的上述一个方面,在所述静触头的其中一端上设置有静触头引弧部、静触头弧触点和静触头缺口。
49.在所述静触头的所述其中一端上还设置有渐变的倒角部分,所述静触头弧触点设置在该渐变的倒角部分上并且与所述静触头引弧部相邻。
50.在所述静触头的所述其中一端上还设置有静触头主触点,所述静触头主触点位于所述静触头缺口和所述静触头弧触点的下方。
51.根据本公开内容的上述一个方面,在所述第一动触头支架的所述动触头弧触点、所述第一动触头主触点和所述第二动触头主触点和所述第二动触头支架的所述动触头弧触点、所述第一动触头主触点和所述第二动触头主触点之间分别存在触点间隙。
52.根据本公开内容的上述一个方面,当开关系统合闸时,所述静触头的渐变的倒角
部分便于插入到所述触点间隙中。
53.根据本公开内容的上述一个方面,所述静触头引弧部设置成用于电弧的燃烧,通过燃烧静触头引弧部保护静触头弧触点和静触头主触点。
54.根据本公开内容的上述一个方面,所述静触头弧触点位于所述静触头引弧部与所述静触头主触点之间的位置。
55.在所述静触头与所述动触头相配合的相对运动时,所述静触头弧触点与所述动触头上的所述动触头弧触点相接触,相对于所述静触头主触点与所述第一动触头主触点和所述第二动触头主触点的接触存在如下的时序关系:
56.在合闸操作时,由于存在所述位置差s,所述静触头弧触点与所述动触头弧触点的接触要早于所述静触头主触点与所述第一动触头主触点和所述第二动触头主触点的接触,并在完全闭合时,由于存在所述高度差h,仅有所述静触头主触点与所述第一动触头主触点和所述第二动触头主触点的至少其中之一接触,所述静触头弧触点与所述动触头弧触点是分开的。
57.在分闸操作时,由于存在所述位置差s和所述高度差h,所述静触头弧触点与所述动触头弧触点的分离要晚于所述静触头主触点与所述第一动触头主触点和所述第二动触头主触点的分离。
58.根据本公开内容的上述一个方面,所述静触头主触点位于所述静触头中最靠下的区域。
59.所述静触头缺口设置成使得在开关系统分断电流时,所述静触头的所述静触头弧触点与所述动触头弧触点之间的电弧能受到一个朝向所述灭弧栅片方向的磁吹力,从而将电弧迅速转移到所述灭弧栅片上,以减少所述动触头弧触点和所述静触头弧触点受到电弧的烧蚀。
60.根据本公开内容的上述一个方面,当开关系统处于合闸位置时,所述第一动触头主触点和所述第二动触头主触点的至少其中之一与所述静触头主触点保持接触,用于承载额定电流以及特殊工况的短路电流。
61.所述动触头弧触点和所述静触头弧触点则保持分离。
62.根据本公开内容的上述另一个方面,在所述静触头的其中一端上设置有静触头引弧部、静触头弧触点和静触头缺口。
63.在所述静触头的所述其中一端上还设置有渐变的倒角部分,所述静触头弧触点设置在该渐变的倒角部分上并且与所述静触头引弧部相邻。
64.在所述静触头的所述其中一端上还设置有静触头主触点,所述静触头主触点位于所述静触头缺口和所述静触头弧触点的下方。
65.根据本公开内容的上述另一个方面,在所述第一动触头支架的所述动触头弧触点、所述第一动触头主触点和所述第二动触头主触点和所述第二动触头支架的所述动触头弧触点、所述第一动触头主触点和所述第二动触头主触点之间分别存在触点间隙。
66.根据本公开内容的上述另一个方面,当开关系统合闸时,所述静触头的渐变的倒角部分便于插入到所述触点间隙中。
67.根据本公开内容的上述另一个方面,所述静触头引弧部设置成用于电弧的燃烧,通过燃烧所述静触头引弧部保护所述静触头弧触点和所述静触头主触点。
68.根据本公开内容的上述另一个方面,所述静触头弧触点位于所述静触头引弧部与所述静触头主触点之间的位置。
69.在所述静触头与所述动触头相配合的相对运动时,所述静触头弧触点与所述动触头的动触头弧触点相接触,相对于所述静触头主触点与所述第一动触头主触点和所述第二动触头主触点的接触存在如下的时序关系:
70.在合闸操作时,由于存在所述位置差s,所述静触头弧触点与所述动触头弧触点的接触要早于所述静触头主触点与所述第一动触头主触点和所述第二动触头主触点的接触,并在完全闭合时,由于存在所述角度差α,仅有所述静触头主触点与所述第一动触头主触点和所述第二动触头主触点的至少其中之一接触,所述静触头弧触点与所述动触头弧触点是分开的。
71.在分闸操作时,由于存在位置差s和角度差α,所述静触头弧触点与所述动触头弧触点的分离要晚于所述静触头主触点与所述第一动触头主触点和所述第二动触头主触点至少其中之一的分离。
72.根据本公开内容的上述另一个方面,所述静触头主触点位于所述静触头中最靠下的区域。
73.所述静触头缺口设置成使得在开关系统分断电流时,所述静触头的所述静触头弧触点与所述动触头弧触点之间的电弧能受到一个朝向所述灭弧栅片方向的磁吹力,从而将电弧迅速转移到所述灭弧栅片上,以减少所述动触头弧触点和所述静触头弧触点受到电弧的烧蚀。
74.根据本公开内容的上述另一个方面,当开关系统处于合闸位置时,所述第一动触头主触点和所述第二动触头主触点的至少其中之一与所述静触头主触点保持接触,用于承载额定电流以及特殊工况的短路电流。
75.所述动触头弧触点和所述静触头弧触点则保持分离。
76.在根据本公开内容的技术方案中,动触头弧触点与动触头主触点所在的区域为触点区域,触点区域中设置有若干条储油槽,以使得其与静触头相接触时具有确定的接触点而确保开关的开合的电气性能。同时,所述储油槽能储存油脂,其用于动、静触点相对滑动时的润滑,即在开关每次合闸、分闸过程中,对动、静触头的接触部位补充油脂,从而减小触头的磨损。
77.在根据本公开内容的上述两种不同的动触头弧触点和动触头主触点的布局结构中,采用了不同于动触头主触点和静触头主触点材料的动触头弧触点和静触头弧触点材料并且镶嵌(例如焊接、粉末冶金等)于动触头和静触头中,动触头弧触点和静触头弧触点材料一般为高熔点合金材料(熔点分别高于动触头主触点和静触头主触点的材料),这样可以降低动触头弧触点和静触头弧触点的消耗速度,更好的保护动触头主触点和静触头主触点,进一步提高开关系统的电气性能。
78.在根据本公开内容的技术方案中,静触头引弧部设置成用于电弧的燃烧,通过燃烧静触头引弧部达到保护静触头弧触点和静触头主触点的目的。
79.在根据本公开内容的技术方案中,静触头主触点位于静触头中最靠下的区域。通过静触头弧触点及静触头引弧部的保护,使得开关在整个生命周期中免受或少受来自于电气操作的电磨损,从而始终呈现优秀的电流承载能力(较低的温升)。
80.在根据本公开内容的技术方案中,静触头缺口使得开关系统分断电流时,静触头的静触头弧触点与所述动触头弧触点之间的电弧能受到一个向灭弧栅片方向的磁吹力,从而将电弧迅速转移到灭弧栅片上,以保护动触头弧触点和静触头弧触点较少地受到电弧的烧蚀。
81.在根据本公开内容的技术方案中,当开关系统处于合闸位置时,所述第一动触头主触点和所述第二动触头主触点均与静触头主触点保持接触,用于承载额定电流以及特殊工况的短路电流,动触头弧触点和静触头弧触点则保持分离,以确保各主触点之间的良好接触,实现开关具有较低温升的优秀性能。
82.在根据本公开内容的技术方案中,由于上述位置差s和上述高度差h的存在,从而使得:在开关系统合闸过程中,动、静触头的各个相应的弧触点的导通总是早于动、静触头的各个相应的主触点的导通(如图2所示),直至动、静触头的各个相应的主触点完全接触后(如图3所示),因动触头主触点与动触头弧触点的高度差h的缘故,会将动触头弧触点抬起使之与静触头弧触点相分离。在开关系统分闸过程中,动触头的各个相应的主触点先在静触头的各个相应的主触点上滑动,此时,动触头弧触点与静触头弧触点是不接触的,直至动触头的各个相应的主触点滑入所述倒角部分,触点间隙开始变小,动触头弧触点与静触头弧触点相接触,各个相对应的主触点则相分离。继续滑动后,动触头弧触点与静触头弧触点分离,此时电弧在静触头弧触点和动触头弧触点之间燃烧并迅速转移至灭弧栅片与动触头弧触点之间燃烧直至熄灭。
83.动触头弧触点与静触头弧触点可以保护动、静触头的各个主触点不受电弧烧蚀,提高开关系统的寿命。在根据本公开内容的技术方案中,由于上述位置差s和角度差α的存在,从而使得:在开关系统合闸过程中,动、静触头的各个相应的弧触点的导通总是早于动、静触头的各个相应的主触点的导通(如图2所示),动触头与静触头的接触点先从b点向a点移动(如图13所示),当开关系统合闸到位后(如图3所示),因动触头主触点与动触头弧触点存在角度差α的缘故,动触头主触点与静触头主触点保持接触,动触头主触点向外延伸的所有区域(包括动触头弧触点)与静触头均保持分离。在开关系统分闸过程中,动触头主触点先在静触头主触点上滑动,此时,动触头主触点向外延伸的所有区域(包括动触头弧触点)与静触头是不接触的,直至动触头主触点滑入所述倒角部分,成对的动触头之间的触点间隙开始变小,动触头与静触头接触点从a点向b点移动直至最终在b点分开(如图13所示),此时,电弧在静触头弧触点和动触头弧触点之间燃烧并迅速转移至灭弧栅片与动触头弧触点之间燃烧直至熄灭。动触头弧触点与静触头弧触点可以保护动、静触头的各个相应的主触点不受电弧烧蚀,提高开关系统的寿命。
84.至此,为了本公开内容在此的详细描述可以得到更好的理解,以及为了本公开内容对现有技术的贡献可以更好地被认识到,本公开已经相当广泛地概述了本公开内容的内容。当然,本公开内容的实施方式将在下面进行描述并且将形成所附权利要求的主题。
85.同样地,本领域技术人员将认识到,本公开所基于的构思可以容易地用作设计其它结构、方法和系统的基础,用于实施本公开内容的数个目的。因此,重要的是,所附权利要求应当认为包括这样的等效结构,只要它们没有超出本公开内容的实质和范围。
附图说明
86.通过下面的附图本领域技术人员将对本公开内容有更好的理解,并且更能清楚地体现出本公开内容的优点。这里描述的附图仅为了所选实施例的说明目的,而不是全部可能的实施方式并且旨在不限定本公开内容的范围。
87.图1示出根据本公开内容的一个实施例的处于分闸状态(双分状态)的开关系统,
88.图2示出根据本公开内容的上述实施例的处于合闸状态的开关系统,其中静触头弧触点与动触头弧触点接触,静触头主触点与动触头主触点不接触;
89.图3示出根据本公开内容的上述实施例的处于合闸状态的开关系统,其中静触头主触点与动触头主触点接触,而静触头弧触点与动触头弧触点不接触;
90.图4示出根据本公开内容的静触头的立体示意图;
91.图5示出图4中的a-a剖面;
92.图6示出根据本公开内容的动触头的第一动触头支架和第二动触头支架的一个实施例的立体示意图;
93.图7示出根据本公开内容的动触头的第一动触头支架和第二动触头支架的一个实施例的侧视图;
94.图8示出根据本公开内容的动触头的第一动触头支架和第二动触头支架的一个实施例的俯视图;
95.图9示出图3中的b-b剖面;
96.图10示出图9的其中一部分的放大视图;
97.图11示出根据本公开内容的动触头的第一动触头支架和第二动触头支架的另一个实施例的立体示意图;
98.图12示出根据本公开内容的动触头的第一动触头支架和第二动触头支架的另一个实施例的侧视图;
99.图13示出根据本公开内容的动触头的第一动触头支架和第二动触头支架的另一个实施例的俯视图;
100.图14和图15分别示出根据本公开内容的第一动触头支架和第二动触头支架的呈倾斜斜面的动触头弧触点的两个端部处的剖面轮廓;
101.图16示出根据本公开内容的动触头的第一动触头支架和第二动触头支架的另一个实施例基于图3中的b-b剖面;
102.图17示出图16的其中一部分的放大视图;
103.图18示出多个储油槽基本上沿着第一动触头支架和第二动触头支架的长度方向延伸;
104.图19示出多个储油槽基本上沿着第一动触头支架和第二动触头支架的宽度方向延伸。
具体实施方式
105.下面结合各个附图,具体说明根据本公开内容的具体实施方式。
106.图1示出根据本公开内容的一个实施例的处于分闸状态的开关系统。图2和图3示出根据本公开内容的上述实施例的处于合闸状态的开关系统。在图2和图3中出于简化目的
省略了图1中的一个静触头1和灭弧栅片。
107.在图1中,所述开关系统包括两个静触头1和一个动触头2。所述静触头1的其中之一能够连接到第一供电电源(未示出),所述静触头1中的另一个能够连接到第二供电电源(未示出),所述动触头2能够连接到负载(未示出)。所述灭弧栅片设置在两个静触头1之间。
108.在图1中,所述动触头2处于双分位置(对于两个静触头1来说,所述动触头2处于分闸位置),从而所述动触头2不与各个所述静触头1接触导通。在图2和图3中,所述动触头2处于合闸位置,所述动触头2与所述静触头1的其中之一接触导通(对于另一静触头1来说,所述动触头2处于分闸位置),所述第一供电电源向所述负载供电。
109.所述动触头2可以在所述两个静触头1之间切换。
110.当所述动触头2与所述静触头1中的另一个接触时,所述第二供电电源向所述负载供电。
111.图4和图5示出根据本公开内容的一个实施例的静触头1。
112.在所述静触头1的其中一端上设置有静触头引弧部11、静触头弧触点12和静触头缺口13。在所述静触头1的所述其中一端上还设置有渐变的倒角部分14,所述静触头弧触点12设置在该渐变的倒角部分14上并且与所述静触头引弧部11相邻。在所述静触头1的所述其中一端上还设置有静触头主触点15,所述静触头主触点15位于所述静触头缺口13和所述静触头弧触点12的下方。
113.所述静触头1的另一端能够通过供电进线端子(未示出)与所述第一供电电源连接。
114.如图9和图16所示,所述动触头2呈夹持式结构,其包括第一动触头支架21和第二动触头支架22。
115.所述第一动触头支架21和所述第二动触头支架22相对于彼此面对面设置并且在它们的其中一端相对于彼此分开。
116.如图6至图8所示,在所述第一动触头支架21和所述第二动触头支架22的所述其中一端上分别设置有动触头弧触点211、221,第一动触头主触点212、222和第二动触头主触点213、223,在所述第一动触头支架21和所述第二动触头支架22的另一端上设置有负载侧凸包214、224。
117.在所述第一动触头支架21和所述第二动触头支架22的宽度方向(横向方向)上,所述第一动触头主触点212、222和所述第二动触头主触点213、223并排设置。
118.在所述第一动触头支架21和所述第二动触头支架22的纵向方向上,所述动触头弧触点211、221设置成邻近所述第一动触头主触点212、222和所述第二动触头主触点213、223并且相较于所述第一动触头主触点212、222和所述第二动触头主触点213、223更靠近所述第一动触头支架21和所述第二动触头支架22的所述其中一端的外边缘。
119.在图6中,对于所述第一动触头支架21和所述第二动触头支架22中的每一个来说,动触头弧触点为一个,但是也可以是二个或二个以上。在图6中,对于所述第一动触头支架21和所述第二动触头支架22中的每一个来说,所述第一动触头主触点和所述第二动触头主触点分别为一个,但是也可以分别是二个以上。
120.在所述第一动触头支架21的动触头弧触点211、第一动触头主触点212和第二动触头主触点213和所述第二动触头支架22的动触头弧触点221、第一动触头主触点222和第二
动触头主触点223之间分别存在触点间隙。
121.在所述第一动触头主触点212、222和所述第二动触头主触点213、223之间设置有储油槽217、227。
122.在所述动触头弧触点211、221和所述第一动触头主触点212、222之间以及在所述动触头弧触点211、221所述第二动触头主触点213、223之间设置有储油槽217、227。
123.如图6至图7所示,所述第一动触头主触点212、222,所述第二动触头主触点213、223和所述负载侧凸包214、224均具有弧形外表面,例如球形外表面。
124.所述动触头弧触点211、221具有平坦的弧触点接触表面215、225以及位于所述弧触点接触表面215、225两侧的弧触点倒角部216、226。
125.在图7中,所述动触头弧触点211、221的弧触点接触表面215、225的高度要低于所述第一动触头主触点212、222,所述第二动触头主触点213、223和所述负载侧凸包214、224的弧形外表面的最高点,例如低0.1毫米至0.5毫米,优选地是低0.3毫米。
126.所述第一动触头主触点212、222的弧形外表面的最高点、所述第二动触头主触点213、223的弧形外表面的最高点和所述负载侧凸包214、224的弧形外表面的最高点具有相同的高度。
127.如图7,对于所述第一动触头支架21来说,所述第一动触头主触点212和所述第二动触头主触点213的厚度大于所述弧触点211的厚度,即所述第一动触头主触点212和所述第二动触头主触点213高于所述动触头弧触点211,也就是说所述第一动触头主触点212和所述第二动触头主触点213相对于所述动触头弧触点211具有高度差h。所述第一动触头主触点212和所述第二动触头主触点213的厚度相等。
128.还是如图7所示,对于所述第二动触头支架22来说,所述第一动触头主触点222和第二动触头主触点223的厚度大于所述动触头弧触点221的厚度,即所述第一动触头主触点222和第二动触头主触点223高于所述动触头弧触点221,也就是说所述第一动触头主触点222和第二动触头主触点223相对于所述动触头弧触点221具有高度差h。所述第一动触头主触点222的厚度和所述第二动触头主触点223的厚度相等。
129.所述高度差h例如介于0.1毫米至0.5毫米之间,优选地是0.3毫米。
130.如图8所示,对于所述第一动触头支架21来说,所述第一动触头主触点212和所述第二动触头主触点213的弧形外表面的最高点与相对应的所述动触头弧触点211的相对应的弧触点边缘具有位置差s,所述弧触点边缘形成在所述弧触点接触表面215、225和所述弧触点倒角部216、226的连接处。
131.还是如图8所示,对于所述第二动触头支架22来说,所述第一动触头主触点222和所述第二动触头主触点223的弧形外表面的最高点与相对应的所述动触头弧触点221的相对应的弧触点边缘具有位置差s,所述弧触点边缘形成在所述弧触点接触表面215、225和所述弧触点倒角部216、226的连接处。
132.所述位置差s介于1毫米至6毫米之间,优选地是4毫米。
133.所述动触头弧触点211、221、所述第一动触头主触点212、222和所述第二动触头主触点213、223均设置成用于电流的导通,其中当所述动触头2与所述静触头1的其中之一接触时,所述动触头弧触点211、221和所述第一动触头主触点212、222能够先后与所述静触头1的其中之一导通(如图2和图3所示)。此后,根据需要所述第二动触头主触点213、223也可
以与所述静触头1的其中之一导通或不导通。当所述动触头2与所述静触头1中的另一个接触时(未示出),所述动触头弧触点211、221和所述第二动触头主触点213、223能够先后与所述静触头1中的另一个导通。此后,根据需要所述第一动触头主触点212、222也可以与所述静触头1中的另一个导通或不导通。
134.所述动触头弧触点211、221、所述第一动触头主触点212、222和所述第二动触头主触点213、223均由导电金属材料制成并且通过焊接、电镀等方法设置在所述第一动触头支架21和所述第二动触头支架22的所述其中一端上。
135.如图1至图3所示,所述第一动触头支架21和所述第二动触头支架22的另一端经由所述负载侧凸包214、224枢转地连接到出线端子3。
136.所述出线端子3与所述负载电连接。
137.如图1至图3、图9和图10、图16和图17所示,所述动触头2还包括动触头套筒4、压力弹簧5和压力弹簧保持架6。
138.在所述动触头套筒4、所述压力弹簧5和所述压力弹簧保持架6的共同作用下,所述第一动触头支架21和所述第二动触头支架22被保持在所述动触头套筒4中。
139.所述压力弹簧保持架6呈矩形状环形并且被保持在所述动触头套筒4中,所述第一动触头支架21、所述第二动触头支架22和所述压力弹簧5穿过所述压力弹簧保持架6。
140.所述压力弹簧5作用在所述压力弹簧保持架6和所述第一动触头支架21之间并且作用在所述压力弹簧保持架6和所述第二动触头支架22之间,从而将所述第一动触头支架21和所述第二动触头支架22压向彼此。
141.所述第一动触头支架21和所述第二动触头支架22的所述其中一端从所述动触头套筒4伸出。
142.如图1至图3所示,在所述动触头套筒4的外部设置有套筒驱动部41。一动触头驱动机构(未示出)通过驱动所述套筒驱动部41致动所述第一动触头支架21和所述第二动触头支架22在分闸位置和合闸位置之间转动。
143.所述套筒驱动部41基本上呈扁圆柱形状。在所述套筒驱动部41的顶部表面的中心设置有呈花键形状的套筒凹陷412。
144.如图9示,在所述动触头套筒4的内部设置有套筒隔板42。在所述压力弹簧5的作用下,所述第一动触头支架21和所述第二动触头支架22分别抵靠在所述套筒隔板42的两侧。
145.如图11至图15所示,在所述第一动触头支架21和所述第二动触头支架22的所述其中一端上分别设置有第一动触头主触点212、222,第二动触头主触点213、223和呈倾斜斜面的动触头弧触点211、221。在所述第一动触头支架21和所述第二动触头支架22的另一端上设置有负载侧凸包214、224。
146.与图6至图8所示的动触头弧触点211、221不同的是,如图11至图15所示的动触头弧触点211、221分别从所述第一动触头主触点212、222的最高点(如图13中的圆点所示)和所述第二动触头主触点213、223的最高点(如图13中的圆点所示)呈倾斜斜面延伸。
147.图14和图15分别示出呈倾斜斜面的动触头弧触点211、221的两个端部处的剖面轮廓。
148.所述第一动触头主触点212、222和所述第二动触头主触点213、223并排设置。
149.在所述第一动触头支架21和所述第二动触头支架22的纵向方向上,呈倾斜斜面的
所述动触头弧触点211、221设置成邻近所述第一动触头主触点212、222和所述第二动触头主触点213、223并且相较于所述第一动触头主触点212、222和所述第二动触头主触点213、223更靠近所述第一动触头支架21和所述第二动触头支架22的所述其中一端的外边缘。
150.在图11中,对于所述第一动触头支架21和所述第二动触头支架22中的每一个来说,呈倾斜斜面的所述动触头弧触点为一个。在图11中,对于所述第一动触头支架21和所述第二动触头支架22中的每一个来说,所述第一动触头主触点和所述第二动触头主触点分别为一个,但是也可以分别是二个以上。
151.在所述第一动触头支架21的动触头弧触点211、第一动触头主触点212和第二动触头主触点213和所述第二动触头支架22的动触头弧触点221、第一动触头主触点222和第二动触头主触点223之间分别存在触点间隙。
152.在上述两种不同的动触头弧触点和动触头主触点的布局结构中,采用了不同于动触头主触点和静触头主触点材料的动触头弧触点和静触头弧触点材料并且镶嵌(例如焊接、粉末冶金等)于动触头和静触头中,动触头弧触点和静触头弧触点材料一般为高熔点合金材料(熔点高于动触头主触点和静触头主触点的材料),这样可以降低动触头弧触点和静触头弧触点的消耗速度,更好的保护动触头主触点和静触头主触点,进一步提高开关系统的电气性能。
153.如图11所示,在所述第一动触头主触点212、222和所述第二动触头主触点213、223之间设置有储油槽217、227。
154.如图11所示,所述储油槽217、227可以延伸到呈倾斜斜面的所述动触头弧触点211、221中。
155.如图11所示,所述第一动触头主触点212、222,所述第二动触头主触点213、223和所述负载侧凸包214、224均具有弧形外表面,例如球形外表面。
156.如图11所示,呈倾斜斜面的所述动触头弧触点211、221具有平坦的弧触点接触表面215、225以及位于所述弧触点接触表面215、225两侧的弧触点倒角部216、226。
157.在图12中,呈倾斜斜面的所述动触头弧触点211、221要低于所述第一动触头主触点212、222,所述第二动触头主触点213、223和所述负载侧凸包214、224的弧形外表面的最高点。
158.所述第一动触头主触点212、222的弧形外表面的最高点、所述第二动触头主触点213、223的弧形外表面的最高点和所述负载侧凸包214、224的弧形外表面的最高点具有相同的高度。
159.如图12所示,对于所述第一动触头支架21来说,所述第一动触头主触点212和所述第二动触头主触点213的最高点所处平面相对于呈倾斜斜面的所述动触头弧触点211具有角度差α。
160.还是如图12所示,对于所述第二动触头支架22来说,所述第一动触头主触点222和第二动触头主触点223的最高点所处平面相对于呈倾斜斜面的所述动触头弧触点221具有角度差α。
161.所述角度差α介于1
°
至5
°
之间,优选地是3
°

162.如图13所示,对于所述第一动触头支架21来说,所述第一动触头主触点212和所述第二动触头主触点213的弧形外表面的最高点与相对应的所述动触头弧触点211的相对应
的弧触点边缘具有位置差s,所述弧触点边缘形成在所述弧触点接触表面215、225和所述弧触点倒角部216、226的连接处。
163.还是如图13所示,对于所述第二动触头支架22来说,所述第一动触头主触点222和所述第二动触头主触点223的弧形外表面的最高点与相对应的所述动触头弧触点221的相对应的弧触点边缘具有位置差s,所述弧触点边缘形成在所述弧触点接触表面215、225和所述弧触点倒角部216、226的连接处。
164.所述位置差s介于1毫米至6毫米之间,优选地是4毫米。
165.在图13中,呈倾斜斜面的所述动触头弧触点211、221、所述第一动触头主触点212、222和所述第二动触头主触点213、223均设置成用于电流的导通,其中当所述动触头2与所述静触头1的其中之一接触时(如图2和图3所示),所述动触头弧触点211、221和所述第一动触头主触点212、222能够先后与所述静触头1的其中之一导通。此后,根据需要所述第二动触头主触点213、223也可以与所述静触头1的其中之一导通或不导通。当所述动触头2与所述静触头1中的另一个接触时(未示出),所述动触头弧触点211、221和所述第二动触头主触点213、223能够先后与所述静触头1中的另一个导通。此后,根据需要所述第一动触头主触点212、222也可以与所述静触头1中的另一个导通或不导通。
166.呈倾斜斜面的所述动触头弧触点211、221、所述第一动触头主触点212、222和所述第二动触头主触点213、223均由导电金属材料制成并且通过焊接、电镀等方法设置在所述第一动触头支架21和所述第二动触头支架22的所述其中一端上。
167.如图18和图19所示,在呈倾斜斜面的所述动触头弧触点211、221中可以设置多个储油槽217、227,其中在图18中多个储油槽217、227基本上沿着所述第一动触头支架21和所述第二动触头支架22的长度方向延伸;在图19中多个储油槽217、227基本上沿着所述第一动触头支架21和所述第二动触头支架22的宽度方向延伸。
168.下面以动触头2与两个静触头1的其中之一的合闸(接触)和分闸(脱离接触)为例说明根据本公开内容的开关系统的运行状态。
169.根据本公开内容的开关系统(例如双电源转换开关)的总体布局如图1所示。如图2和图3所示,当动触头2逆时针旋转,可实现与第一供电电源(未示出)导通。当动触头2顺时针旋转(未示出),可实现与第二供电电源导通。
170.如图6至图10所示,在所述第一动触头支架21和所述第二动触头支架22上,所述动触头弧触点211、221、所述第一动触头主触点212、222和所述第二动触头主触点213、223所在的区域为触点区域。所述触点区域中设置有若干条储油槽217、227,以使得所述动触头2与静触头1相接触时具有确定的接触点而确保开关系统的合闸和分闸的电气性能。同时,所述储油槽217、227能储存油脂用于动触头主触点、静触头主触点相对滑动时的润滑,即在开关系统每次合闸和分闸过程中,对动触头、静触头的接触部位补充油脂,从而减小触头的磨损、降低分闸合闸阻力,提高开关系统机械与电气寿命。
171.如图4和图5所示,所述静触头1的渐变的倒角部分14便于插入到动触头2的触点间隙中。所述静触头1还具有以下功能特征:
172.静触头引弧部11:其设置成用于电弧的燃烧,通过燃烧静触头引弧部11达到保护静触头弧触点12和静触头主触点15的目的。
173.静触头弧触点12:其位于静触头引弧部11与静触头主触点15之间的位置。在静触
头1与动触头2相配合的相对运动时,静触头弧触点12与动触头2上的动触头弧触点215、225相接触,相对于静触头主触点15的相接触存在时序关系:即在合闸操作时,静触头弧触点12与动触头弧触点215、225的接触要早于静触头主触点15与所述第一动触头主触点212、222和所述第二动触头主触点213、223的接触,并在完全闭合时,仅有静触头主触点15与所述第一动触头主触点212、222和所述第二动触头主触点213、223接触,静触头弧触点12与动触头弧触点215、225是分开的;在分闸操作时,静触头弧触点12与动触头弧触点215、225的分离要晚于静触头主触点15与所述第一动触头主触点212、222和所述第二动触头主触点213、223的分离。本方案的这种时序要求是通过动触头2上的高度差h和位置差s(角度差α和位置差s)来实现的。当然,也可以在静触头上设置弧触点的相应位置参数来实现。
174.静触头主触点15:其位于静触头1中最靠下的区域。通过静触头弧触点12及静触头引弧部11的保护,使得开关在整个生命周期中免受或少受来自于电气操作的电磨损,从而始终呈现优秀的电流承载能力(较低的温升)。
175.静触头缺口13:其使得开关系统分断电流时,静触头1的静触头弧触点12与所述动触头弧触点211、221之间的电弧能受到一个向灭弧栅片方向的磁吹力,从而将电弧迅速转移到灭弧栅片上,以保护动触头弧触点和静触头弧触点较少地受到电弧的烧蚀。
176.当开关系统处于分闸位置时,在压力弹簧5的作用下,所述第一动触头支架21的动触头弧触点211和所述第二动触头支架22的动触头弧触点221之间的触点间隙以及所述第一动触头支架21的动触头主触点212和所述第二动触头支架22的动触头主触点222之间的触点间隙均小于静触头1的厚度,如图9和图10所示,当开关系统合闸时,成对的所述第一动触头支架21和所述第二动触头支架22可以被静触头1撑开。
177.当开关系统处于合闸位置时,所述第一动触头主触点212、222和所述第二动触头主触点213、223均与静触头主触点15保持接触,用于承载额定电流以及特殊工况的短路电流,动触头弧触点215、225和静触头弧触点12则保持分离,以确保各主触点之间的良好接触,实现开关具有较低温升的优秀性能。
178.由于上述位置差s和上述高度差h的存在,从而使得:在开关系统合闸过程中,动、静触头的各个相应的弧触点的导通总是早于动、静触头的各个相应的主触点的导通(如图2所示),直至动、静触头的各个相应的主触点完全接触后(如图3所示),因动触头主触点与动触头弧触点215、225的高度差h的缘故,会将动触头弧触点215、225抬起使之与静触头弧触点12相分离。在开关系统分闸过程中,动触头2的各个相应的主触点先在静触头1的各个相应的主触点上滑动,此时,动触头弧触点215、225与静触头弧触点12是不接触的,直至动触头的各个相应的主触点滑入所述倒角部分14,触点间隙开始变小,动触头弧触点215、225与静触头弧触点12相接触,各个相对应的主触点则相分离。继续滑动后,动触头弧触点215、225与静触头弧触点12分离,此时电弧在静触头弧触点12和动触头弧触点215、225之间燃烧并迅速转移至灭弧栅片与动触头弧触点215、225之间燃烧直至熄灭。
179.动触头弧触点与静触头弧触点可以保护动、静触头的各个主触点不受电弧烧蚀,提高开关系统的寿命。
180.由于上述位置差s和角度差α的存在,从而使得:在开关系统合闸过程中,动、静触头的各个相应的弧触点的导通总是早于动、静触头的各个相应的主触点的导通(如图2所示),动触头2与静触头1的接触点先从b点向a点移动(如图13所示),当开关系统合闸到位后
(如图3所示),因动触头主触点与动触头弧触点215、225存在角度差α的缘故,动触头主触点与静触头主触点15保持接触,动触头主触点向外延伸的所有区域(包括动触头弧触点)与静触头均保持分离。在开关系统分闸过程中,动触头主触点先在静触头主触点15上滑动,此时,动触头主触点向外延伸的所有区域(包括动触头弧触点)与静触头1是不接触的,直至动触头主触点滑入所述倒角部分14,成对的动触头之间的触点间隙开始变小,动触头2与静触头1接触点从a点向b点移动直至最终在b点分开(如图13所示),此时,电弧在静触头弧触点12和动触头弧触点215、225之间燃烧并迅速转移至灭弧栅片与动触头弧触点215、225之间燃烧直至熄灭。
181.动触头弧触点与静触头弧触点可以保护动、静触头的各个相应的主触点不受电弧烧蚀,提高开关系统的寿命。
182.前述公开内容提供了说明和描述,但并不旨在穷举或将实施方式限制为所公开的精确形式。可以根据以上公开内容进行修改和变化,或者可以从实施方式的实践中获得修改和变化。
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