CN103000437A - 合闸机构及包括该合闸机构的隔离开关 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种隔离开关的合闸机构以及包括该合闸机构的隔离开关，以减少动触头与静触头接触过程中的电腐蚀。该合闸机构包括：连杆、带有动触头的动触头支架、带有静触头的静触头支架、和位于隔离开关外壳上的支点、弹簧，以及滑槽单元；其中，连杆的一端穿过动触头支架上的安装孔位于滑槽中；所述动触头支架能以所述连杆的一端为轴进行旋转，其中，靠近所述动触头的第一端可与所述支点接触，远离所述动触头的第二端可与所述弹簧单元接触；支点位于动触头支架中靠近动触头的第一端向靠近静触头支架的方向运动的轨迹上；这样，合闸过程中利用支点可减缓动触头支架的第一端向静触头支架运动。

Description

合闸机构及包括该合闸机构的隔离开关

技术领域

本发明涉及电器开关领域，尤其涉及一种合闸机构及包括该合闸机构的隔离开关。

背景技术

隔离开关是开关电器中使用广泛的一种电器，在电路中起隔离作用。刀闸的主要特点是无灭弧能力，能在正常负荷电流的情况下分、合电路。隔离开关主要由绝缘部分、导电部分、支持底座或框架、合闸机构和操动机构(drive module)等几部分组成。其中，操动机构用于控制隔离开关的合闸、分闸及测试状态。合闸机构接受操动机构的力矩，将运动传递给动触头以完成隔离开关的分、合闸动作。

参见图1所示，合闸机构包括连杆101、带有动触头103的动触头支架102和带有静触头105的静触头支架104、弹簧单元107，以及滑槽单元108。连杆101的一端1011穿过动触头支架102上的安装孔1021位于滑槽单元108中，另一端1012连接操作结构。连杆101接受操动机构的力矩，连杆的一端1011在滑槽单元108中滑动，带动动触头支架102运动，使动触头103与静触头105接触。随着连杆101的进一步运动，使动触头103与静触头105压接。

动触头103与静触头105接触后，触头压力随着连杆101的运动缓慢增加，增加了触头在闭合过程中的电腐蚀。

发明内容

本发明的一个方面是提供一种隔离开关的合闸机构，以减少动触头与静触头接触过程中的电腐蚀。

本发明提供一种隔离开关的合闸机构，包括：连杆、带有动触头的动触头支架、带有静触头的静触头支架、和位于隔离开关外壳上的支点、弹簧单元，以及滑槽单元；其中，

连杆的一端穿过动触头支架上的安装孔，位于滑槽单元中；

所述动触头支架能以所述连杆的一端为轴进行旋转，其中，靠近所述动触头的第一端可与所述支点接触，远离所述动触头的第二端可与所述弹簧单元接触；

所述支点位于动触头支架的第一端向靠近静触头支架的方向运动的轨迹上。

根据本发明实施方式，由于在第一端的运动轨迹上设置了支点，因此动触头支架在向静触头支架的运动过程中一端与支点接触，减缓了合闸过程中动触头支架的第一端向静触头支架运动，并由于滑槽单元的导向作用，这样，动触头支架能逐渐滑离支点，当动触头支架完全滑离支点时，在弹簧单元的作用下，动触头迅速与静触头压接。因此，不存在触头压力随着连杆的运动缓慢增加的过程，减少了触头闭合时的电腐蚀。

滑槽单元包括：第一圆弧槽，第二圆弧槽，以及连接所述第一圆弧槽和所述第二圆弧槽的过渡槽，其中，

所述第一圆弧槽的半径大于所述第二圆弧槽的半径；

所述动触头支架的第一端与所述支点接触时，所述连杆的一端位于所述过渡槽中。

所述过渡槽的槽宽分别大于所述第一圆弧槽以及所述第二圆弧槽的槽宽。

较佳地，所述第一圆弧槽以及所述第二圆弧槽分别与所述连杆的一端紧密配合，从而能够更好地引导连杆以及动触头支架的运动。

这样分闸过程中，在弹簧单元的驱动下，通过动触头支架，连杆的一端沿着滑槽单元的第二侧壁运动，而滑槽单元的过渡槽的槽宽分别大于第一圆弧槽以及所述第二圆弧槽的槽宽，因此，动触头支架向远离静触头支架的方向运动的同时，能够错开支点，使得动触头支架的第一端不会与支点干涉，顺利地实现了分闸。

本发明实施例中，支点可以发生柔性变形，支点包括：安装部分、连接部分和支点部分；安装部分用于固定支点；支点部分用于减缓动触头支架的第一端向静触头支架运动；连接部分为柔性材料，用于连接安装部分和支点部分，以及在动触头支架向远离静触头支架的方向运动时在第一端与支点部分接触的情况下发生形变，使动触头支架错开支点部分。支点包括的三部分结构既可以使支点位置固定，又可以通过发生的柔性形变，使动触头支架可以向远离静触头支架的方向运动，实现分闸。三部分结构可以一体成型，工艺简单。

较佳地，支点部分的长度大于安装部分的长度。该结构可以使支点与动触头支架的接触面仅位于支点部分上，避免支点对动触头支架的阻碍过大。

优选地，连接部分的材料为金属，连接部分的厚度为0.6±0.05mm。该厚度是个较佳的范围，如果超过该厚度，则连接部分不易产生形变，影响动触头支架的运动，如果小于该厚度，则连接部分容易断裂。

优选地，动触头支架第一端翘起，在动触头支架运动过程中该翘的第一端与支点接触。该结构有助于使动触头支架缓慢滑离支点。

较佳地，第一端与动触头支架形成的夹角为钝角，由支点的高度以及第一端的长度确定。

本发明的另一方面提供一种隔离开关，包括前述的合闸机构。在减少合闸机构中触头闭合时的电腐蚀的同时，减少了隔离开关合闸时的电腐蚀。

附图说明

下文将以明确易懂的方式通过对优选实施方式的说明并结合附图来对本发明上述特性、技术特征、优点及其实施方式予以进一步说明，其中：

图1为现有技术中隔离开关的合闸机构的结构图；

图2为根据本发明实施方式，隔离开关的合闸机构的结构图；

图3为根据本发明实施方式，滑槽单元的示意图；

图4为根据本发明另一实施方式，隔离开关的合闸机构的结构图；

图5为根据本发明实施方式，支点的结构图；

图6为根据本发明实施方式，动触头支架的结构图；

图7为根据本发明实施方式，合闸时支点与动触头支架的位置示意图；和

图8为根据本发明实施方式，分闸时支点与动触头支架的位置示意图。

参考符号表

101连杆  102动触头支架  103动触头  104静触头支架  105静触头

107弹簧单元  108滑槽单元  109外壳

1011连杆的一端  1012连杆的另一端  1021动触头支架的安装孔

201连杆  202动触头支架  203动触头  204静触头支架  205静触头

206支点  207弹簧单元

208滑槽单元

2081第一圆弧槽  2082第二圆弧槽  2083过渡槽

2084第一侧壁  2085第二侧壁

209外壳  220操作结构

2011连杆的一端  2012连杆的另一端

2021动触头支架的安装孔  2022动触头支架的第一端  2023动触头支架的第二端

2061安装部分  2062连接部分  2063支点部分

具体实施方式

为对本发明的技术特征，目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。为清楚表示各部件的结构及其相互关系，附图中各部件的比例关系仅为示意性的，并不表示实际结构的比例关系。另外，在说明书有关名称前所述“第一”、“第二”或“第三”等仅用于区分各部件，标识各部件的相对位置关系，并不表示部件的绝对位置、安装步骤及相对重要性。

图2为本发明的一种隔离开关的合闸机构，该合闸机构包括：连杆201、带有动触头203的动触头支架202、带有静触头205的静触头支架204、和位于隔离开关外壳209上的支点206、弹簧单元207，以及滑槽单元208。其中，连杆201的一端2011穿过动触头支架202上的安装孔2021，位于滑槽单元208的滑槽中。

动触头支架202能以连杆201的一端2011为轴进行旋转，其中，靠近动触头203的第一端2022可与支点206接触，远离动触头203的第二端2023可与弹簧单元207接触。

支点206位于动触头支架202的第一端2022向靠近静触头支架204的方向运动的轨迹上。

滑槽单元208用于引导连杆201的一端2011的运动，进而引导动触头支架202的运动。如图3中详细所示，滑槽单元208包括：第一圆弧槽2081，第二圆弧槽2082，以及连接第一圆弧槽2081和第二圆弧槽2082的过渡槽2083，其中，在本实施例中，如图3中所示，第一圆弧槽2081和第二圆弧槽2082同圆心，而第一圆弧槽2081的半径R1大于第二圆弧槽2082的半径R2，即第一圆弧槽2081的中心线与第二圆弧槽2082的中心线偏离，如图3中具体所示，本实施例中，第一圆弧槽2081的半径比第二圆弧槽2082的半径大0.7mm。

当动触头支架202的第一端2022位于支点206的上方时，连杆201的一端2011位于第一圆弧槽2081中。当动触头支架202的第一端2022与支点206接触时，连杆201的一端2011位于过渡槽2083中，其中，一端2011的具体位置如图3虚线A所示，即抵靠第一侧壁2084。当动触头支架202的第一端2022位于支点206的下方时，连杆201的一端2011位于第二圆弧槽2082中。

上述隔离开关的合闸机构的合闸过程具体描述如下：

操作结构220与连杆201的另一端2012连接，这里操作结构220为手柄220，旋转手柄220，连杆201的一端2011沿着滑槽单元208的第一圆弧槽2081第一侧壁2084向下运动，这里，第一侧壁2084为左侧壁。这样，连杆201带动动触头支架202向靠近静触头支架204的方向运动，即向下运动，直至动触头支架202的第一端2022与支点206接触，此时，连杆201的一端2011处在滑槽单元208的过渡槽2083中。继续旋转手柄220，连杆201的一端2011继续沿着滑槽单元208的过渡槽2083的左侧壁2084向下运动，由于滑槽单元208的第一圆弧槽2081的半径大于第二圆弧槽的半径，通过过渡槽2083连接第一圆弧槽2081和第二圆弧槽2082，因此，连杆201带动动触头支架202向右和向下运动，这样，触头支架202的第一端2022逐渐脱离支点206。此时，由于动触头支架202向下运动的过程中，该动触头支架202的第二端2023已经与弹簧单元207抵接，使得动触头支架202绕连杆201的一端2011枢转，从而，在弹簧单元207的作用下，动触头支架202迅速向下，使得动触头203迅速与静触头205压接。

可见，由于在第一端2022向下的运动轨迹上设置了支点206，因此动触头支架202在向静触头支架204的运动过程中第一端2022与支点206接触，并在滑槽单元208的引导下，使得第一端2022与支点206逐渐滑离，并当动触头支架202完全滑离支点206时，通过弹簧单元207的驱动使得动触头203迅速与静触头205压接。因此，不存在触头压力随着连杆101的运动缓慢增加的过程，减少了触头闭合时的电腐蚀。

由于图2所示的隔离开关的合闸机构中，在动触头支架202的第一端2022向靠近静触头支架204的方向运动的轨迹上安装了支点206，为在分闸过程中，为使得动触头架202的第一端2022避开支点206，需将滑槽单元208的过渡槽2083的槽宽设计的比较大，分别大于第一圆弧槽2081以及第二圆弧槽2082的槽宽，从而使得在分闸过程中，连杆201的一端2011紧贴滑槽单元208的第二侧壁2085滑动，以使动触头支架202的第一端2022在分闸过程中错开支点206。第一圆弧槽2081以及第二圆弧槽2082与连杆201的一端2011紧密配合，即第一圆弧槽2081以及第二圆弧槽2082的槽宽大体等于连杆201在槽内的宽度，当连杆201为圆柱体时，第一圆弧槽2081以及第二圆弧槽2082的槽宽大体等于连杆201的直径。在图3所示的实施方式中，优选地，第一圆弧槽2081和第二圆弧槽2082的槽宽分别为2.2mm，而过渡槽2083的槽宽为3mm。

在如图2所示的隔离开关，其分闸过程包括：

操作结构220即手柄200使得连杆201刚转过弹簧单元207最大压缩位置后，由于弹簧单元207在合闸过程中被压缩，储存了能量，并且该弹簧单元207的压缩方向并不是完全垂直于触头支架202的第二端2023，即弹簧单元207的压缩方向与垂直向上的方向之间有一定的夹角，因此，该弹簧单元207释放能量时，对触头支架202产生一个向右且向上的力。并且，由于动触头支架202的第一端2022位于支点206的下方，连杆201的一端2011穿过动触头支架202上的安装孔2021，位于滑槽单元208的第二圆弧槽2082中，弹簧单元207在推动触头支架202的同时，驱动连杆201的一端2011沿着滑槽单元208的第二圆弧槽2082的第二侧壁2085向上运动，这里，第二侧壁2085为右侧壁。当连杆201的一端2011即将进入过渡槽2083时，与此对应，动触头支架202的第一端2022即将与支点206接触，由于过渡槽2083的槽宽大于连杆201的直径，这样，进入过渡槽2083后，由于连杆201的一端2011继续沿着滑槽单元208的过渡槽2083的右侧壁2085向上运动，如图3中虚线B所示。此时，动触头支架202的第一端2022并不是沿着合闸过程的轨迹向上运动了，而是向右错开一定距离后，再向上运动，这样，动触头支架202的第一端2022不会与支点206干涉，实现了分闸过程。

可见，在分闸过程中可以通过滑槽单元208的导向作用，使得动触头支架202的第一端2022错开支点206，不产生干涉。

本发明实施例中，增加的支点206安装隔离开关外壳209上，可以是一个凸台。

当动触头支架202的第一端2022与支点206接触时，动触头支架202的第二端2023已经与弹簧207接触，因此，支点206的上端面不能超过弹簧207在自然状态下的上端面，即支点206上端面的高度小于弹簧207在自然状态下上端面的高度。当动触头支架202的第一端2022与支点206脱离时，该动触头支架202上的动触头203不能已与静触头支架204上的静触头205接触，还必须有一定的距离，这样，才能在弹簧207作用下使得动触头203迅速与静触头205压接。因此，支点206的下端面的高度要超过静触头205顶面的高度一定距离，如图2中所示3mm。本实施例中，支点206下端面与静触头205的上端面之间的距离大于动触头支架202的第一端2022的最高点与动触头203的下端面之间的距离。当然，该距离是个较佳的范围，可以使动触头支架202滑离支点206后迅速与静触头支架204压接，并且压力达到最大。如果大于该范围，则可能导致动触头支架202滑离支点206后与静触头支架204仅仅是接触，或者压力未达到最大，仍可增加了电腐蚀。如果小于该范围，则可能导致动触头支架202未滑离支点206便与静触头支架204接触，同样增加了电腐蚀。

本发明另一实施例中，支点206是可以发生柔性形变的。具体地，支点206包括：安装部分2061、连接部分2062和支点部分2063，参见图5所示。

安装部分2061用于固定支点206，将支点206固定在隔离开关外壳209上。支点部分2063可与动触头支架202的第一端2022接触，用于减缓动触头支架202的第一端2022向静触头支架204运动。连接部分2062为柔性材料，用于连接安装部分2061和支点部分2063，以及在动触头支架202向远离静触头支架204的方向运动时在第一端2022与支点部分2063接触的情况下发生形变，使动触头支架202越过接触位。支点206包括的三部分结构既可以使支点206位置固定，又可以通过发生的形变，使动触头支架202可以向远离静触头支架204的方向运动，实现分闸。三部分结构可以一体成型，工艺简单。

较佳地，支点部分2063的长度大于安装部分2061的长度。该结构可以使支点206与动触头支架202的接触面仅位于支点部分2063上，避免支点206对动触头支架202的阻碍过大。

优选地，连接部分2062的材料为金属，连接部分2062的厚度为0.6±0.05mm。该厚度是个较佳的范围，如果超过该厚度，则连接部分2062不易产生形变，影响动触头支架202的运动，如果小于该厚度，则连接部分2062容易断裂。

本实施例中，在隔离开关的合闸机构中只增加了支点206，滑槽单元208并不改变，该滑槽单元208为一个圆弧槽，参见图4的208所示。在本实施例中，隔离开关的合闸机构的合闸过程具体与上述实施例一致，如图7所示，动触头支架202在向静触头支架204的运动过程中第一端2022与支点206接触，并在滑槽单元208的引导下，使得第一端2022与支点206逐渐滑离，并当动触头支架202完全滑离支点206时，通过弹簧单元207的驱动使得动触头203迅速与静触头205压接。具体过程不再赘述。

该隔离开关的合闸机构的分闸过程包括：

在弹簧207通过动触头支架202驱动下，连杆201带动动触头支架202向远离静触头支架204的方向运动；这样，在运动过程中动触头支架202的第一端2022与支点206接触，如图8所示，在第一端2022与支点206接触时，第一端2022向上的挤压力使得支点206的连接部分2062发生柔性形变，带动与第一端2022接触的支点部分2063向左位移，从而，使得动触头支架202的第一端2022滑离支点部分2063，再向上运动，这样，动触头支架202的第一端2022不会与支点206干涉，实现了分闸过程。

可见，在分闸过程中通过支点206的柔性变形，使得动触头支架202的第一端2022逐渐滑离支点206，不产生干涉。

在本发明其它实施方式中，在支点206设计成可发生柔性形变的情况下，优选地，也可以将滑槽208设计成如图3所示，滑槽208的过渡槽2083的槽宽分别大于第一圆弧槽2081以及第二圆弧槽2082的宽度，这样，进一步确保动触头支架202可顺利地通过支点206对应的位置而不发生干涉，向远离静触头支架204的方向运动，实现分闸。

本发明实施例中，由于增加的支点206，动触头支架202也相应的进行了改变，其第一端2022翘起，参见图6所示，在动触头支架202运动过程中该翘起的第一端2022与支点206接触。该结构有助于使动触头支架202缓慢滑离支点206。较佳地，第一端2022与动触头支架202形成的夹角为钝角。该钝角的大小与支点206的高度，以及动触头支架202的第一端2022的长度有关。本实施例中该钝角为145度左右。

本实施例中由于在第一端2022的运动轨迹上设置了支点206，因此动触头支架202在向静触头支架204的运动过程中一端2022与支点206接触，减缓了合闸过程中动触头支架202的第一端2022向静触头支架204运动，并由于滑槽208的第一圆弧槽的半径大于第二圆弧槽的半径，这样，动触头支架202能逐渐滑离支点206，当动触头支架202完全滑离支点206时，在弹簧的作用下，动触头203迅速与静触头205压接。因此，不存在触头压力随着连杆101的运动缓慢增加的过程，减少了触头闭合时的电腐蚀。

并且，分闸过程中，在弹簧207的驱动下，通过动触头支架202，连杆201的一端2011沿着滑槽208的第二侧壁运动，而滑槽208的过渡槽的槽宽大于圆弧槽的槽宽，因此，动触头支架202向远离静触头支架204的方向运动的同时，能够错开支点206，使得动触头支架202的第一端2022不会与支点206干涉，顺利地实现了分闸。

另外，还可将支点206设计成可发生柔性形变，这样，在分闸过程中通过支点206的柔性变形，使得动触头支架202的第一端2022逐渐滑离支点206，不产生干涉，顺利地实现了分闸。

上文通过附图和优选实施方式对本发明进行了详细展示和说明，然而本发明不限于这些已揭示的实施方式，本领与技术人员从中推导出来的其它方案也在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种隔离开关的合闸机构，包括：连杆(201)、带有动触头(203)的动触头支架(202)、带有静触头(205)的静触头支架(204)、和位于隔离开关外壳(209)上的支点(206)、弹簧单元(207)，以及滑槽单元(208)；其中，

所述连杆(201)的一端(2011)穿过所述动触头支架(202)上的安装孔(2021)，位于所述滑槽单元(208)的滑槽中；

所述动触头支架(202)能以所述连杆(201)的一端(2011)为轴进行旋转，其中，靠近所述动触头(203)的第一端(2022)可与所述支点(206)接触，远离所述动触头(203)的第二端(2023)可与所述弹簧单元(207)接触；

所述支点(206)位于动触头支架(202)的第一端(2022)向靠近静触头支架(204)的方向运动的轨迹上。

2.如权利要求1所述的合闸机构，其特征在于，所述滑槽单元(208)进一步包括：第一圆弧槽(2081)，第二圆弧槽(2082)，以及连接所述第一圆弧槽(2081)和所述第二圆弧槽(2082)的过渡槽(2083)，其中，

所述第一圆弧槽(2081)的半径(R1)大于所述第二圆弧槽(2082)的半径(R2)；

所述动触头支架(202)的第一端(2022)与所述支点(206)接触时，所述连杆(201)的一端(2011)位于所述过渡槽(2083)中。

3.如权利要求2所述的合闸机构，其特征在于，所述过渡槽(2083)的槽宽分别大于所述第一圆弧槽(2081)以及所述第二圆弧槽(2082)的槽宽。

4.如权利要求2所述的合闸机构，其特征在于，所述第一圆弧槽(2081)以及所述第二圆弧槽(2082)分别与所述连杆(201)的一端(2011)紧密配合。

5.如权利要求1-4所述的任一合闸机构，其特征在于，所述支点(206)包括：安装部分(2061)、连接部分(2062)和支点部分(2063)；其中，

所述安装部分(2061)将所述支点(206)固定在隔离开关外壳(209)上；

支点部分(2063)可与所述动触头支架(202)的第一端(2022)接触；

连接部分(2062)连接安装部分(2061)和支点部分(2063)，并可发生柔性变形。

6.如权利要求5所述的合闸机构，其特征在于，所述支点部分(2063)的长度大于安装部分(2061)的长度。

7.如权利要求5所述的合闸机构，其特征在于，所述连接部分(2062)的材料为金属，连接部分(2062)的厚度为0.6±0.05mm。

8.如权利要求1所述的合闸机构，其特征在于，所述动触头支架(202)的第一端(2022)翘起，翘起的第一端(2022)可与支点(206)接触。

9.如权利要求8所述的合闸机构，其特征在于，所述第一端(2022)与动触头支架(202)形成的夹角为钝角，由支点206的高度以及第一端(2022)的长度确定。

10.一种隔离开关，包括权利要求1-9任一权利要求所述的合闸机构。

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