CN101908425B - 安全开关 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种安全开关，包括壳体和内部结构，所述的壳体包括定壳和转壳，且转壳中央具有突起的旋钮，所述的内部结构包括静触头、线圈芯、弹簧线圈、动触头，所述的线圈芯为一个铁磁质环形圈，所述的弹簧线圈套在线圈芯外表面，其一端设有所述的动触头，另一端为输出端，所述的静触头为圆弧状，与所述的线圈芯同心，其弧度满足如下关系：所述弹簧线圈从接近于自然状态的拉伸状态拉伸至极限位置时，所述动触头滑过的弧度即为静触头所在弧度，该静触头接输入端。该安全开关不仅可以在高压电路中防止电弧的产生、限制电流的冲击强度，安全可靠，而且结构简单、经济实用。
Description
技术领域
本发明涉及电力领域，尤其是一种能在通断电路时防止电流冲击、防止电弧的安全开关。
背景技术
在需要频繁通断的电路中，如电压较高，如380V，采用普通的开关作为通断装置是很不安全的，一方面在开关通断的瞬间，由于动触头和静触头之间的空隙很小，所以空气容易被电压击穿，从而产生电弧，引发电力事故，另一方面普通开关在通断电路时，电路中的电流往往瞬间增大，即电路的电流冲击性很强，这对电力设备的冲击较大，使电力设备的寿命缩短。
目前，为了保证操作人员的安全性，针对上述情况，在电路中常常配备使用的是继电器开关，它由操作人员控制低压开关，从而自动带动高压开关动作，以保证操作人员与高压开关的隔离，但是此类开关却仍不能使高压开关处不产生电弧，该电弧也可能会导致触头及各种周围设备烧坏，且不能降低电路的电流冲击，另外有些可以灭电弧的开关，需要设置旁路结构，其总体设计较为复杂，经济性不好。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种安全开关，该安全开关不仅可以在高压电路中防止电弧的产生、限制电流的冲击强度，安全可靠，而且结构简单、经济实用。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该安全开关包括壳体和内部结构，所述的壳体包括定壳和转壳，且转壳中央具有突起的旋钮，所述的内部结构包括静触头、线圈芯、弹簧线圈、动触头，所述的线圈芯为一个铁磁质环形圈，所述的弹簧线圈套在线圈芯外表面，其一端设有所述的动触头，另一端为输出端，所述的静触头为圆弧状，与所述的线圈芯同心，其弧度满足如下关系：所述弹簧线圈从接近于自然状态的拉伸状态拉伸至极限位置时，所述动触头滑过的弧度即为静触头所在弧度，该静触头接输入端。
作为优选，所述的线圈芯内部为一根不闭合的半环形铁磁质内芯，且从所述弹簧线圈的输出端处向其环向拉伸方向逐渐变细，所述线圈芯外部由绝缘材料裹成等截面圆环。
本发明有益效果是：上述的安全开关，当弹簧线圈处于自然状态下，动触头与静触头不相接处，电路断开，当动触头与静触头刚接触时，弹簧线圈内产生交变感应磁场，该交变感应磁场经线圈芯放大后产生较大的感应电动势，其方向与电源电动势相反，因此，扼制了电流，开关旋钮逐渐旋转，带动弹簧线圈逐渐拉伸时，由于弹簧线圈的变形，其内部的磁场逐渐不再局限于线圈芯内，到达极限位置时，线圈芯内磁场已经很弱，其反电动势可以忽略，在整个接通电路的过程中，弹簧线圈内的反电动势逐渐减小，流过本安全开关的电流逐渐增大，而在断开电路的过程中，其电力情况相反，综上，该安全开关不仅可以在高压电路中防止电弧的产生、限制电流的冲击强度，安全可靠，而且结构简单、经济实用。
附图说明
图1是本安全开关的外观图。
图2是本安全开关的内部结构图。
图1中：1，定壳；2，转壳；3，旋钮；4，定壳标识；5，转壳标线。
图2中：6，静触头；7，线圈芯；8，弹簧线圈；9，动触头；10，输入端；11，输出端。
具体实施方式
下面结合图1、图2和实施例对本发明进一步说明：
在图1、图2所示具体实施例中，该安全开关包括壳体和内部结构，所述的壳体包括定壳1和转壳2，且转壳2中央具有突起的旋钮3，所述的内部结构包括静触头6、线圈芯7、弹簧线圈8、动触头9，所述的线圈芯7为一个铁磁质环形圈，所述的弹簧线圈8套在线圈芯7外表面，其一端设有所述的动触头9，另一端为输出端11，所述的静触头6为圆弧状，与所述的线圈芯7同心，其弧度满足如下关系：所述弹簧线圈8从接近于自然状态的拉伸状态拉伸至极限位置时，所述动触头9滑过的弧度即为静触头6所在弧度，该静触头6接输入端10。
上述的安全开关，所述的线圈芯7内部为一根不闭合的半环形铁磁质内芯，且从所述弹簧线圈8的输出端11处向其环向拉伸方向逐渐变细，所述线圈芯7外部由绝缘材料裹成等截面圆环。
上述的安全开关，所述线圈芯7的铁磁质内芯材质采用坡莫合金，其相对磁导率μr 在150000左右。
上述的安全开关，所述的弹簧线圈8的输出端11与所述线圈芯7固结。
上述的安全开关，所述的定壳1与所述的动触头9固结，所述定壳1和转壳2表面都标有标记，分别为定壳标识4和转壳标线5，当所述弹簧线圈8处于自然状态时，所述转壳标线5对准所述定壳标识4的“off”标识，当所述弹簧线圈8处于极限拉伸状态时，所述转壳标线5对准所述定壳标识4的“max”标识。
上述的安全开关，所述弹簧线圈8的圈数可取30-50圈，所述线圈芯7的直径需保证如下关系：当所述弹簧线圈8被拉伸至极限状态时，弹簧线圈8的螺旋角须小于45°。
上述的安全开关，所述的弹簧线圈8在自然状态下，其电感L在20H以上，则其感抗XL≥2πfL=6280jΩ，在380V电压下，设用电器的电阻为2000Ω，空气隙电阻1000Ω，分压较小而电阻较大，无法击穿，从而无法产生电弧。
上述的安全开关，其工作原理如下：当弹簧线圈8处于自然状态下，动触头9与静触头6不相接处，电路断开，当动触头9与静触头6刚接触时（或者将近接触时），弹簧线圈8内产生交变感应磁场，该交变感应磁场经线圈芯7放大后产生较大的感应电动势，其方向与电源电动势相反，因此，扼制了电压与电流，开关旋钮逐渐旋转，带动弹簧线圈8逐渐拉伸时，由于弹簧线圈8的变形，其内部的磁场逐渐不再局限于线圈芯7内，到达极限位置时，线圈芯7内磁场已经很弱，其反电动势可以忽略，在整个接通电路的过程中，弹簧线圈8内的反电动势逐渐减小，流过本安全开关的电流逐渐增大，而在断开电路的过程中，其电力情况相反，综上，该安全开关不仅可以在高压电路中防止电弧的产生、限制电流的冲击强度，安全可靠，而且结构简单、经济实用。
Claims (7)
1.一种安全开关，包括壳体和内部结构，所述的壳体包括定壳（1）和转壳（2），且转壳（2）中央具有突起的旋钮（3），所述的内部结构包括静触头（6）、动触头（9），其特征在于：所述的内部结构还包括线圈芯（7）、弹簧线圈（8），所述的线圈芯（7）为一个铁磁质环形圈，所述的弹簧线圈（8）套在线圈芯（7）外表面，其一端设有所述的动触头（9），另一端为输出端（11），所述的静触头（6）为圆弧状，与所述的线圈芯（7）同心，其弧度满足如下关系：所述弹簧线圈（8）从接近于自然状态的拉伸状态拉伸至极限位置时，所述动触头（9）滑过的弧度即为静触头（6）所在弧度，该静触头（6）接输入端（10）。
2.根据权利要求1所述的安全开关，其特征在于：所述的线圈芯（7）内部为一根不闭合的半环形铁磁质内芯，且从所述弹簧线圈（8）的输出端（11）处向其环向拉伸方向逐渐变细，所述线圈芯（7）外部由绝缘材料裹成等截面圆环。
3.根据权利要求2所述的安全开关，其特征在于：所述线圈芯（7）的铁磁质内芯材质为坡莫合金。
4.根据权利要求1所述的安全开关，其特征在于：所述的弹簧线圈（8）的输出端（11）与所述线圈芯（7）固结。
5.根据权利要求1所述的安全开关，其特征在于：所述的定壳（1）与所述的动触头（9）固结，所述定壳（1）和转壳（2）表面都标有标记，分别为定壳标识（4）和转壳标线（5），当所述弹簧线圈（8）处于自然状态时，所述转壳标线（5）对准所述定壳标识（4）的“off”标识，当所述弹簧线圈（8）处于极限拉伸状态时，所述转壳标线（5）对准所述定壳标识（4）的“max”标识。
6.根据权利要求1所述的安全开关，其特征在于：所述弹簧线圈（8）的圈数可取30-50圈，所述线圈芯（7）的直径需保证如下关系：当所述弹簧线圈（8）被拉伸至极限状态时，弹簧线圈（8）的螺旋角须小于45°。
7.根据权利要求1所述的安全开关，其特征在于：所述的弹簧线圈（8）在自然状态下，其电感在20H以上。
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