CN103325584A - 耐电弧主电流触头装置及开关设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐电弧主电流触头装置及开关设备。该触头装置包括静触头和动触头。该静触头包括一触座、一骨架、多个触片和一螺旋弹簧，该骨架呈圆环状且其内孔能配合动触头，触座和骨架固定装接在一起且形成有一开口朝向内孔的安装槽，该安装槽两相面向侧都设凹槽;该触片具有两端部和一接触部，该接触部的部分和两端部布置成三角状；该两端部适配连接在两凹槽并使得触片能径向移动，该螺旋弹簧弯成或连接成环状、适配装接在安装槽内且顶抵触片，通过螺旋弹簧弹力使接触部至少部分凸出安装槽开口且能接触在动触头，使触头装置的电流路径为动触头、触片、螺旋弹簧和触座。它具有如下优点：具有高的可靠性，更少的材料耗费，更加稳定的制造工艺，更加简单的装配工艺和更低的成本。

Description

耐电弧主电流触头装置及开关设备

技术领域

本发明涉及一种耐电弧主电流触头装置及开关设备，尤其涉及一种用于断路器、隔离开关和接地开关的耐电弧主电流触头装置及开关设备。

背景技术

用于断路器、隔离开关和接地开关的耐电弧主电流触头装置，它通常具有两种工况：1.触头装置闭合，即合闸时，起导通电流作用，此时触头装置只需耐受电流引起的发热；2.触头装置断开或关合电流的瞬间，此时触头装置需耐受触头装置间产生的电弧的烧蚀。开关的主电流触头装置应能在以上两种工况下正常工作，并保证一定的电寿命。现有的触头装置有以下几种：

公开号为CN97249042.6的“自动复位捆簧式梅花触头”，它具有动触头导电联接杆，动触头触片，位于触片内侧的环形支架，触片外侧捆有拉力弹簧，动触头触片端部有一个与之配合的静触头。该专利的优点在于，当静触头拔出后，可实现动触头触片的自动复位，确保手车式高压开关柜的安全运行，但拉力弹簧捆在触片外侧面，在操作过程中容易导致弹簧断裂，且一旦弹簧发生断裂，则整个触头就失效，可靠性较差。

公开号为CN200944352的“大电流接地开关静触头装置”，该专利中提出的触头结构，可用于断路器、隔离开关和接地开关的主电流触头，以及导体间的活动电连接；该主电流连接触头包括触座导体、触指（触片）、用于触指限位的骨架以及提供触指接触压力的片弹簧这四个主要部件。活动触头与触指接触或分离，会产生力的效应和电弧的烧蚀效应。该触头较好的解决了电弧烧蚀的问题以及触头操作力的问题，但在径向厚度尺寸方面不够小，片弹簧的制造工艺性较差以及弹力的一致性较差，另外触片的材料耗费较大。

发明内容

本发明提供了耐电弧主电流触头装置及开关设备，其克服了背景技术中耐电弧主电流触头装置及开关设备所存在的不足。

本发明解决其技术问题的所采用的技术方案是：

耐电弧主电流触头装置，包括静触头（10）和动触头（20），该静触头（10）包括一触座（13）、一骨架（14）、多个触片（30）和一螺旋弹簧（40），该骨架（14）呈圆环状且形成有内孔（11）以能配合动触头（20），该触座（13）和骨架（14）固定装接在一起且形成有一开口朝向内孔（11）的安装槽（12），该安装槽（12）两相面向侧都设凹槽（121）;该触片（30）具有两端部（31）和一接触部（32），该接触部（32）的部分和两端部（31）布置成三角状；该触片（30）装入安装槽（12）内，且两端部（31）适配连接在两凹槽（121）并使得触片（30）能径向移动，该螺旋弹簧（40）成环状、适配装接在安装槽（12）内且顶抵触片（30），通过螺旋弹簧（40）弹力使接触部（32）至少部分凸出安装槽（12）开口且能接触在动触头（20）。

一实施例之中：该凹槽（121）的内外间距大于触片（30）的端部（31）厚度，且小于端部（31）厚度的两倍。

一实施例之中：该螺旋弹簧（40）顶抵在触座（13）和触片（30）间，且该触片（30）和触座（13）间设定位螺旋弹簧（40）的结构。

一实施例之中：该接触部（32）凹设定位槽（321），该螺旋弹簧（40）定位连接在定位槽（321）内。

一实施例之中：该定位槽（321）为弧形槽、V形槽、矩形槽或

形槽。

一实施例之中：该螺旋弹簧（40）材料选用铜合金，该触片（30）材料选用导电材料。

一实施例之中：该骨架（14）的内孔（11）呈回转结构，该凹槽（121）为环形槽，该安装槽（12）为环形结构，且该安装槽（12）的两相面向侧轴向间隔。

一实施例之中：该多个触片（30）周向布置，该螺旋弹簧（40）首尾连接成环状。

一实施例之中：该螺旋弹簧（40）具有多圈螺旋圈，每个触片（30）都至少配合两圈螺旋圈。

一实施例之中：该触座（13）具有一端面，该端面凹设有上述的一凹槽（121）且凸设第一周壁（131）；该骨架（14）具有一环形壁和一凸设在环形壁的第二周壁（141），该环形壁凹设上述的另一凹槽（121）；该触座（13）和骨架（14）固接，该第二周壁（141）围靠在第一周壁（131）外，该触座（13）端面和环形壁间形成为上述的安装槽（12）。

一种应用所述的耐电弧主电流触头装置的开关设备，包括灭弧室，该触头装置装接在灭弧室；另设驱动机构，该驱动机构连接动触头（20），以通过驱动机构带动动触头（20）相对静触头（10）移动实现合闸和分闸操作。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

1.静触头包括触座、骨架、触片和螺旋弹簧，触座和骨架固定装接在一起且形成有安装槽，触片具有两端部和一接触部，接触部的部分和两端部布置成三角状，安装槽的凹槽和触片的端部配合，螺旋弹簧装接在安装槽内且顶抵触片使得接触部至少部分凸出安装槽开口且能接触在动触头，使得触头装置的电流路径为动触头、触片、螺旋弹簧和触座，则能产生如下技术效果：a.安装槽的凹槽和触片的端部配合使触片只能径向移动，无法沿轴向（动触头运动方向）移动，接触稳定，适用寿命长，具有高的可靠性，更少的材料耗费，更加稳定的制造工艺，更加简单的装配工艺和更低的成本，该结构应用在动静触头装置时，效果尤其突出；b.螺旋弹簧产生的弹力至少包括各螺旋圈径向变形而产生的弹力，则即使螺旋弹簧端部未连接或断裂也能提供足够弹力，接触稳定可靠；c.结构更加紧凑；d设触片，能够耐受电弧烧蚀。

2.凹槽的内外间距大于触片的端部厚度，小于端部厚度的两倍，避免触片在装配或操作过程中产生径向重叠，方便装配。

3.螺旋弹簧定位连接在定位槽内，定位弹簧，保证弹簧径向弹性变形。

4.该螺旋弹簧具有多圈螺旋圈，每个触片都至少配合两圈螺旋圈，保证触片与弹簧接触均匀可靠。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为实施例一的结构图。

图2a为实施例一中的触片的立体结构图。

图2b为实施例一中的触片的主视结构图。

图3a为实施例一中的螺旋弹簧的结构图。

图3b为图3的A-A剖面图。

图4为实施例二的结构图。

图5为实施例二中的触片结构图。

图6为实施例三的结构图。

图7为实施例三中的触片结构图。

图8为实施例四的结构图。

图9为实施例五的结构图。

图10为实施例六的结构图。

具体实施方式

实施例一

请查阅图1、图2和图3，耐电弧主电流触头装置，包括一个静触头10和一个动触头20。该静触头10包括一触座13、一骨架14、多个触片30和一个螺旋弹簧40，该骨架14呈圆环状且形成有回转结构的内孔11能配合动触头20，触座13和骨架14固定装接在一起且形成有一开口朝向内孔11的安装槽12。

该安装槽12具有两沿轴向间隔且面向的相面向侧，该两相面向侧都设凹槽121;该触片30具有两端部31和一接触部32，该接触部32的部分和两端部31布置成三角状，一优选方案中，该接触部32的中部为最凸伸部，该最凸伸部和两端部31布置成三角状。该两端部31适配连接在两凹槽121并使得触片30只能径向移动，即限制了触片的轴向移动，限制了触片的径向移动范围，该多个触片周向布置。开关合闸或分闸时，动触头20与触片30在接触或分离过程中，由于摩擦力作用，会对触片30产生轴向力，当合闸或分闸速度较大时，该问题尤为明显，通过两凹槽121的设置，可以吸收触片30上的轴向力，同时对触片30进行轴向限位，避免触片30的轴向移动对螺旋弹簧40造成破坏。

该螺旋弹簧40弯成环状（即首尾不相连）或首尾相连成环状、适配装接在安装槽12内且顶抵在触片30和触座13间，通过螺旋弹簧40的弹力使接触部32至少部分凸出安装槽12开口且能接触在动触头20，使触头装置的电流路径为动触头20、触片30、螺旋弹簧40和触座13。一优选方案中，该螺旋弹簧40的头尾两端连接在一起以形成环形结构，则该弹力不但包括各螺旋圈的径向变形弹力还包括整个螺旋弹簧的内缩弹力。该触片制作如：先旋转加工成型出回转件，再沿轴向切割回转件形成为触片，也既是在非接触时，该触片沿圆周分布呈环形。

该触片30与动触头20之间的接触压力主要靠螺旋弹簧40的倾斜变形来提供，一优选方案中，设螺旋弹簧的圈数为n即包括n个螺旋圈，触片数量为m，则n/m应大于或等于2，这样可保证每个触片至少由两圈螺旋圈提供接触压力，使得触片上的压力均匀可靠，最好该n/m大于等于3。对于螺旋弹簧40在一定操作次数之后出现的焊接点断裂问题，即使焊接点断裂，也不会影响倾斜变形，不会导致对触头间的电接触失效，由于其依赖倾斜变形提供触头的接触压力，因而具有较高的可靠性。

一优选方案中：该凹槽121的内外间距大于触片30的端部31厚度，且小于端部31厚度的两倍，以避免触片在装配或操作过程中产生径向重叠。

为了方便装配、定位连接螺旋弹簧40，最好，该接触部32凹设定位槽321，该螺旋弹簧40定位连接在定位槽321内。本实施例之中，该定位槽321为弧形槽，该接触部32为弧形结构，使得该触片与动触头的接触部分为圆弧，且最好，该接触部的中部的回转半径R与动触头的半径相适配，如相等，可使接触电阻更小。

一优选方案中：该螺旋弹簧40材料选用铜合金，一般由较好弹性和导电性能的铍铜或锆铜制造。因其通流截面较小，无法耐受开关断开或关合电流时产生的电弧烧蚀，所以在螺旋弹簧40与动触头20之间设有触片30，触片30材料为铜，可耐受电弧烧蚀，可以对螺旋弹簧40进行保护。触头在正常工作时的电流路径为：动触头20-触片30-螺旋弹簧40-触座13。

一优选方案中：该触座13具有一端面，该端面为上述的一相面向侧，该端面凹设有上述的一凹槽121且凸设第一周壁131；该骨架14呈回转结构，且具有一环形壁和一凸设在环形壁的第二周壁141，该环形壁为上述的另一相面向侧，该环形壁凹设上述的另一凹槽121，该第二周壁141围靠在第一周壁131外；该触座13和骨架14固接，例如通过螺钉固定，该触座13端面和环形壁间形成为上述的安装槽12，该螺旋弹簧抵接在触片和第一周壁间。根据需要，该触座13可为实心或空心或开盲孔。

一优选方案中：该骨架由金属材料制成，且其外轮廓可以形成触头的屏蔽结构，结构更加简洁。

一种应用所述的耐电弧主电流触头装置的开关设备，包括灭弧室，该触头装置装接在灭弧室；另设驱动机构，该驱动机构连接动触头20，以通过驱动机构带动动触头20相对静触头10移动实现合闸或分闸操作。

当开关合闸时，由于动触头20的插入，螺旋弹簧40受到径向挤压产生倾斜变形，提供触片30与动触头20之间的接触压力。

实施例二

请查阅图4和图5，它与实施例一不同之处在于：该触片30的定位槽321为

形槽。

实施例三

请查阅图6和图7，它与实施例一不同之处在于：该触片30的定位槽321为矩形槽。

实施例四

请查阅图8，它与实施例一不同之处在于：该第一周壁内回转面设“V”形槽132，通过该槽和定位槽配合限位螺旋弹簧。

实施例五

请查阅图9，它与实施例一不同之处在于：该第一周壁内回转面设形槽133，通过该槽和定位槽配合限位螺旋弹簧。

实施例六

请查阅图9，它与实施例一不同之处在于：该第一周壁内回转面设矩形槽134，通过该槽和定位槽配合限位螺旋弹簧。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (11)

1.耐电弧主电流触头装置，包括静触头（10）和动触头（20），其特征在于：该静触头（10）包括一触座（13）、一骨架（14）、多个触片（30）和一螺旋弹簧（40），该骨架（14）呈圆环状且形成有内孔（11）以能配合动触头（20），该触座（13）和骨架（14）固定装接在一起且形成有一开口朝向内孔（11）的安装槽（12），该安装槽（12）两相面向侧都设凹槽（121）;该触片（30）具有两端部（31）和一接触部（32），该接触部（32）的部分和两端部（31）布置成三角状；该触片（30）装入安装槽（12）内，且两端部（31）适配连接在两凹槽（121）并使得触片（30）能径向移动，该螺旋弹簧（40）成环状、适配装接在安装槽（12）内且顶抵触片（30），通过螺旋弹簧（40）弹力使接触部（32）至少部分凸出安装槽（12）开口且能接触在动触头（20）。

2.根据权利要求1所述的耐电弧主电流触头装置，其特征在于：该凹槽（121）的内外间距大于触片（30）的端部（31）厚度，且小于端部（31）厚度的两倍。

3.根据权利要求1所述的耐电弧主电流触头装置，其特征在于：该螺旋弹簧（40）顶抵在触座（13）和触片（30）间，且该触片（30）和触座（13）间设定位螺旋弹簧（40）的结构。

4.根据权利要求3所述的耐电弧主电流触头装置，其特征在于：该接触部（32）凹设定位槽（321），该螺旋弹簧（40）定位连接在定位槽（321）内。

5.根据权利要求4所述的耐电弧主电流触头装置，其特征在于：该定位槽（321）为弧形槽、V形槽、矩形槽或

形槽。

6.根据权利要求1所述的耐电弧主电流触头装置，其特征在于：该螺旋弹簧（40）材料选用铜合金，该触片（30）材料选用导电材料。

7.根据权利要求1所述的耐电弧主电流触头装置，其特征在于：该骨架（14）的内孔（11）呈回转结构，该凹槽（121）为环形槽，该安装槽（12）为环形结构，且该安装槽（12）的两相面向侧轴向间隔。

8.根据权利要求1所述的耐电弧主电流触头装置，其特征在于：该多个触片（30）周向布置，该螺旋弹簧（40）首尾连接成环状。

9.根据权利要求8所述的耐电弧主电流触头装置，其特征在于：该螺旋弹簧（40）具有多圈螺旋圈，每个触片（30）都至少配合两圈螺旋圈。

10.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7或8或9所述的耐电弧主电流触头装置，其特征在于：该触座（13）具有一端面，该端面凹设有上述的一凹槽（121）且凸设第一周壁（131）；该骨架（14）具有一环形壁和一凸设在环形壁的第二周壁（141），该环形壁凹设上述的另一凹槽（121）；该触座（13）和骨架（14）固接，该第二周壁（141）围靠在第一周壁（131）外，该触座（13）端面和环形壁间形成为上述的安装槽（12）。

11.一种应用权利要求1或2或3或4或5或6或7或8或9或10所述的耐电弧主电流触头装置的开关设备，其特征在于：包括灭弧室，该触头装置装接在灭弧室；另设驱动机构，该驱动机构连接动触头（20），以通过驱动机构带动动触头（20）相对静触头（10）移动实现合闸和分闸操作。

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