CN102280296A - 一种具有触指功能的高压隔离开关及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种具有触指功能的高压隔离开关，由紧固部分、主体部分和导入部分组成，其特征在于：所述的导入部分，由触指座、触指和触头构成，触指座与触指通过螺钉连接，导入部分是一段圆弧形结构，上下触指与触头之间为过盈配合，触指与触头不闭合；所述的紧固部分与触指座配合的面是平面，紧固部分和触指座用焊接的方法固定；所述的主体部分的截面为W形，W形的截面上是为触指散热的散热槽。本发明的自立型触指通流能力和承受短路电流能力高；触头、触指之间具有自洁能力，减少维护次数，提高了触指的防腐性能，减少了导电回路发热，增加了散热能力；成本低，安全可靠。

Description

一种具有触指功能的高压隔离开关及其制备方法

 

技术领域

本发明涉及一种高压隔离开关，特别是高压隔离开关自力型触指的结构及成形方法。

背景技术

触指零件是高压隔离开关设备中的核心部件，其使用性能的好坏决定着高压电网的稳定和安全。传统高压隔离开关触指通过弹簧提供压紧力与触头紧密连接；自力型触指通过自身变形产生的变形力提供压紧力，与传统触指结构相比，自力型触指据有结构简单，通流能力强，操作简单等优点。目前，我国使用的自力型触指大都模仿国外类似产品，设计中模拟计算能力不足，生产上技术落后，产品质量差，主要表现在自立型触指零件刚度低，在使用的过程中零件发生疲劳失效，致使触指与触头之间的压紧力减小，接触电阻升高，发热严重，散热困难，给高压隔离开关的安全运行埋下隐患。

发明内容

本发明的目的旨在解决现有技术中的不足，提供一种高压隔离开关自力型触指的结构及制备方法。

本发明采用的技术方案是：

一种高压隔离开关自立型触指或触头的导入部分，由触指座、触指和触头构成，触指座和触指通过螺钉连接。

工作原理是：触头直径大于上下两片触指间距，触头和触指在外力的作用下运动，彼此接触后，触指因弹性变形而产生压紧力，实现触指和触头的紧密连接，进而导通电流。设计和制备自立型触指的关键技术是使自立型触指具有较高的强度、刚度和良好的导电性。具体来说，就是要求自立型触指结构的设计要有利于提高其刚度；自立型触指的制备工艺要有利于提高其强度和导电率。

本发明，一种具有触指功能的高压隔离开关，所述的自立型触指，由紧固部分、主体部分和导入部分的三个部分组成。

所述的紧固部分，主要起连接触指座的作用。

所述的主题部分，起提供压紧力的作用。

所述的导入部分，则是起到使触头顺利与触指配合的作用。

紧固部分与触指座配合的面是平面，紧固部分和触指座通过焊接的方法固定；也可在平面打两个两个圆孔，使用螺钉与触指座固定。

自立型触指，使用工况要求零件自身具有较高的刚度。触指零件主体部分的截面形状是影响刚度的重要因素；同时，该部分截面形状也是影响触指与触头接触形式（点接触，线接触或面接触）和散热状况的重要因素。

本发明提供的自立型触指，主体部分截面为“W”形，具有该截面形状的触指零件较矩形截面形状的触指具有更高的刚度；同时，“W”形截面形式也为触指散热提供了散热槽，保证触指温升不致于过高。

触指导入部分，是一段圆弧形结构，由于上下触指与触头之间为过盈配合，触指与触头不易闭合，导入部分的设置使它们之间的闭合变得容易。

本发明的制备方法：

自立型触指，采用高强高导CuCr合金制作，合金Cr的质量份数为0.6－0.8%，其余为Cu。

具体工艺为：

下料－→热锻－→固溶－→初轧－→时效－→精轧－→弯曲压筋复合成形－→弯曲冲孔复合成形。

1、下料，采用棒材或铸锭下料；

2、热锻，初锻温度900℃，终锻温度700℃，采用自由锻工艺，把坯料锻成横截面为矩形的棒料；

3、固溶，固溶温度900℃－1050℃，固溶方式为水淬；

4、初轧，把矩形截面棒料通过冷轧方式，轧制成带状坯料，轧

制变形量为30％－80％，要求轧制后的带材表面无夹杂和裂纹等缺陷；

5、时效，时效温度450℃，时效时间3－6h，时效后空冷；或采用时效温度380℃，时效时间12－16h，时效后空冷；

6、精轧，在初轧基础上二次轧制，轧制变形量5％－20％，要求轧制后的带材表面无夹杂和裂纹等缺陷，且表面粗糙度Ra≤3.2；

7、弯曲压筋复合成形，弯曲采用专用的成型模具制得；

8、弯曲冲孔复合成形，二次弯曲的同时实现冲孔，弯曲冲孔复合成形采用专用的模具制得。

本发明所述的弯曲压筋复合成形采用专用成型模具，包括下模座、螺钉、凹模垫板、凹模、导柱、导套、上模座、螺钉a、螺钉b、模柄、凸模垫板、凸模固定板和凸模。

上模座与下模座之间设有一个凹模垫板，在凹模垫板上设有凸模，凸模通过凸模固定板与上模座连接。

本发明所述的弯曲冲孔复合成形，采用专用成型模具，包括下模座、下垫板、凹模垫板、冲孔凸模固定板、弯曲凹模、凹模板、导柱、导套、凸模、上垫板、上模座、螺钉a、模柄、打料杆、顶件块、螺

钉、卸料杆、冲孔凸模、弹簧、螺钉b和螺钉c。

    在上模座与下模座之间设有下垫板、凹模垫板、冲孔凸模固定板、弯曲凹模、凹模板、凸模和上垫板；在凹模垫板上设有卸料杆，卸料杆的一端与顶件块连接，顶件块的另一个平面与打料杆连接；冲孔凸模设置在凹模板上，其底面通过螺钉和弹簧与凹模板连接，上端面由螺钉与凸模连接。

有益效果：

本发明给出的自立型触指通流能力、承受短路电流能力高；

触头、触指之间具有自洁能力，减少维护次数；

提高了触指的防腐性能，减少了导电回路发热，增加了散热能力；保证了高压隔离开关的安全可靠运行；成本低，安全可靠。

附图说明

图1为高压隔离开关自立型触指/触头导电部分的示意图；

图2为高压隔离开关自立型触指的结构示意图；

图3为图2的俯视图；

图4为图3的B-B向剖视图；

图5为图3的A-A向剖视图；

图6为自立型触指弯曲压筋复合成形模具的示意图；

图7为自立型触指弯曲冲孔复合成形模具的示意图。

   图中标记：1、触头座，2、螺钉a，3、触指，4、触头，5、下模

座b，6、螺钉b，7、凹模垫板，8、凹模，9、导柱A，10、上模座a，11、螺钉c、12、螺钉d，13、模柄，14、凸模垫板，15、凸模固定板，16、凸模a，17、下模座d，18、下垫板，19、凹模垫板，20、冲孔凸模固定板，21、弯曲凹模，22、凹模板，23、导柱B，24、凸模，25、上垫板，26、上模座c，27、螺钉e，28、模柄b，29、打料杆，30、顶件块，31、螺钉f，32、卸料杆，33、冲孔凸模，34、弹簧，35、螺钉g，36、螺钉h。

具体实施方式

由图1可知，高压隔离开关自立型触指/触头导电部分，主要由触指座1、触指3和触头4构成。触指座1和触指3通过螺钉2连接固定。

工作原理是：触头直径大于上下两片触指间距，触头和触指在外力的作用下运动，彼此接触后，触指因弹性变形而产生压紧力，实现触指和触头的紧密连接，进而导通电流。设计和制备自立型触指的关键技术是使自立型触指具有较高的强度、刚度和良好的导电性。具体来说，就是要求自立型触指外形的设计要有利于提高其刚度；自立型触指的制备工艺要有利于提高其强度和导电率。

由图2和图3可知，自立型触指零件，由三个部分组成，依次是：紧固部分，主体部分和导入部分。

紧固部分，主要起连接触指座的作用；紧固部分与触指座配合的面是平面，截面形状如附图2 B—B所示；紧固部分和触指座通过焊接的方法固定；也可在平面打两个两个圆孔，使用螺钉与触指座固定。自立型触指使用工况要求零件自身具有较高的刚度。

主题部分，起提供压紧力的作用；触指零件主体部分的截面形状是影响刚度的重要因素；同时，该部分截面形状也是影响触指与触头接触形式（点接触，线接触或面接触）和散热状况的重要因素。

本发明提供的自立型触指主体部分截面为“W”形，具有该截面形状的触指零件较矩形截面形状的触指具有更高的刚度；同时，“W”形截面形式也为触指散热提供了散热槽，保证触指温升不致于过高。

导入部分，则是起到使触头顺利与触指配合的作用。触指导入部分是一段圆弧形结，由于上下触指与触头之间为过盈配合，触指与触头不易闭合，导入部分的设置使它们之间的闭合变得容易。

本发明所述CuCr合金材料可以自行熔炼制备，也可以直接从市场上购得合金铸锭。

实施例1

将市场购得的CuCr合金铸锭锯切下料，然后坯料在箱式电阻炉加热到850℃；把铸锭锻成截面为20×7mm的坯料；将坯料在980℃温度下进行固溶处理；然后进行初轧，把坯料轧成厚度为3.5mm的带材；初轧之后，对带材进行时效处理，时效温度450℃，时效时间6h，时效后的试样空冷；把带材精轧成3.0mm厚的薄带；把薄带锯切为长度180mm的坯料，经弯曲压筋复合成形和弯曲冲孔复合成形后，制备出自立型触指零件；该触指零件适用于10kV～500kV高压隔离开关设备。

实施例2

将市场购得的CuCr合金铸锭锯切下料，然后坯料在箱式电阻炉加热到850℃；把铸锭热轧成截面为20×7mm的坯料；将坯料在980℃温度下进行固溶处理；然后进行初轧，把坯料轧成厚度为3.5mm的带材；初轧之后，对带材进行时效处理，时效温度450℃，时效时间6h，时效后的试样空冷；把带材经拉拔制备成3.0mm厚的薄带；利用剪切模具把薄带剪切为长度180mm的坯料，经弯曲压筋复合成形和弯曲冲孔复合成形后，制备出自立型触指零件；该新型触指零件适用于10kV～500kV高压隔离开关设备。

实施例3

本发明所述的弯曲压筋复合成形采用专用成型模具，包括下模座b5、螺钉6、凹模垫板7、凹模8、导柱或导套9、上模座a10、螺钉c11、螺钉d12、模柄13、凸模垫板14、凸模固定板15和凸模16。

上模座c10与下模座d5之间设有一个凹模垫板7，在凹模垫板7上设有凸模16，凸模16通过凸模固定板15与上模座a10连接。

本发明所述的弯曲冲孔复合成形，采用专用成型模具，包括下模座d17、下垫板18、凹模垫板19、冲孔凸模固定板20、弯曲凹模21、凹模板22、导柱或导套23、凸模24、上垫板25、上模座c26、螺钉

e27、模柄28、打料杆29、顶件块30、螺钉f31、卸料杆32、冲孔凸模33、弹簧34、螺钉g35和螺钉h36。

    在上模座c26与下模座d17之间设有下垫板18、凹模垫板19、冲孔凸模固定板20、弯曲凹模21、凹模板22、凸模24和上垫板25；在凹模垫板19上设有卸料杆32，卸料杆32的一端与顶件块30连接，顶件块30的另一端平面与打料杆29连接；冲孔凸模33设置在凹模板22上，其底面通过螺钉g36和弹簧34与凹模板22连接，上端面由螺钉f31与凸模24连接。

Claims (2)

1.一种具有触指功能的高压隔离开关，由紧固部分、主体部分和导入部分组成，其特征在于：所述的导入部分，由触指座（1）、触指（3）和触头（4）构成，触指座（1）与触指（3）通过螺钉（2）连接，导入部分是一段圆弧形结构，上下触指（3）与触头（4）之间为过盈配合，触指（3）与触头（4）不闭合；所述的紧固部分与触指座（1）配合的面是平面，紧固部分和触指座（1）用焊接的方法固定；所述的主体部分的截面为W形，W形的截面上是为触指（3）散热的散热槽。

2.根据权利要求1所述的一种具有触指功能的高压隔离开关的制备方法，所述的触指（3），采用CuCr合金制作，合金Cr的质量份数为0.6－0.8%，其余为Cu，其特征在于步骤如下：

步骤一、下料，采用市售的CuCr合金铸锭，锯切成坯料I；

步骤二、热锻，将切好的坯料，送入箱式电阻炉，初锻温度900℃，终锻温度700℃，采用自由锻工艺，把坯料锻成横截面为矩形的棒料；

步骤三、固溶，固溶温度900℃－1050℃，固溶后，用水淬火；

步骤四、初轧，把矩形截面棒料用冷轧机，轧制成带状坯料Ⅱ，轧制变形量为30％－80％，要求轧制后的带材表面无夹杂和裂纹；

步骤五、时效处理，时效温度450℃，时效时间3－6h，时效后，在常温下空冷；

步骤六、精轧，在初轧基础上二次轧制，轧制变形量5％－20％，要求轧制后的带材表面无夹杂和裂纹，且表面粗糙度Ra≤3.2；

步骤七、将步骤五精轧后的带材，送入弯曲压筋复合成形模具中，复合成形；

步骤八、将步骤七复合成形后的材料送入弯曲冲孔复合成形模具中，进行弯曲冲孔复合成形，在二次弯曲的同时，实现冲孔，制得产品。

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