CN104091706A - 一种继电器及其电弧防护结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种继电器及其电弧防护结构，所述继电器包括壳体及接触组件，所述接触组件包括至少两个引出片、至少两个静触点、至少两个动触点及一动簧片，所述静触点固定安装于所述引出片，所述动触点固定安装于所述动簧片；所述至少两个静触点之间间隔一定距离；还有一陶瓷隔板位于相邻两所述静触点之间，可以增加触点之间的爬电距离，提高负载输出端的耐压和绝缘性能，大大提高了继电器的负载能力。

Description

一种继电器及其电弧防护结构

技术领域

本发明涉及一种继电器防电弧结构，尤其是一种全新的双触点结构的继电器及其电弧防护结构。

背景技术

磁保持继电器是近几年发展起来的一新型继电器，是一种自动开关。传统电磁继电器仅对电路起着自动接通和切断的作用，而磁保持继电器的常开状态或常闭状态完全依赖永久磁钢作用，其开关状态的转换依靠具有一定宽度的脉冲电信号触发而完成。当继电器的触点需要开或合状态时(即接通或切断负载时)，只需用正反脉冲电压激励线圈，继电器在瞬间就完成了开与合状态的转换。通常触点处于保持状态时，线圈不需持续通电，依靠永久磁钢的磁力就能维持继电器的状态不变。磁保持继电器被广泛用于电力系统中，是一种动作可靠性高、切换功率大、节能环保的绿色元器件。

下文所探讨的大电流磁保持继电器，是指负载电压在277V以上，或者电流20A以上的磁保持继电器产品。

如图1所示，现有双触点电磁继电器的作用部件包括电磁组件9、衔铁组件8、推动卡7以及接触组件6，以衔铁组件8内永久磁钢的磁吸作用，可使接触组件6保持常开状态或常闭状态；其常开状态或常闭状态的转换则可依靠外部脉冲电信号进行触发，如此可利用电磁组件9驱动衔铁组件8来带动推动卡7位移，通过推动卡7的位移使接触组件6转换常开状态或常闭状态。

电磁系统9包括线圈架91、线圈92、多个线圈接电脚93、第一轭铁94及第二轭铁95，形成C形电磁驱动结构。衔铁组件8包括注塑壳体81、平行的两个衔铁片82、永久磁钢以及衔铁臂83，衔铁组件8可围绕一转轴往复转动。继电器触点闭合工作时，电磁系统9以衔铁组件8带动推动卡7使其产生出作用在接触组件6上的推动力。

请查阅图1、图2，现有双触点接触系统6包括第一引出片61、两个静触点62、第二引出片63、两个动触点64以及动簧片65，第一引出片61、第二引出片63以及动簧片65均由冲裁加工而成。第一引出片61具有引出端以及连接端，第一引出片61连接端和静触点62铆接在一起；第二引出片63具有引出端以及连接端，第二引出片63连接端和动簧片65第一端部铆接在一起。动簧片65可由单个或多个簧片组成。并将动簧片65活动端和动触点64铆接在一起，使得第二引出片63为不可动导体，动簧片65为可动导体。推动卡7一端连接于动簧片65，另一端受衔铁臂83推动。

电磁系统9以衔铁组件8带动推动卡7使其产生出作用在动簧片65上的推动力，以使两个动触点64与两个静触点62接触或分离，这样第一引出片61和第二引出片63能通过动簧片65接通或断开。

如图2所示，现有这种双触点接触系统，其电流依次通过第一引出片61、两个静触点62、两个动触点64、动簧片65和第二引出片63，电流在继电器内部会形成一个较大的回路，且因为双触点结构，又会有电流分流，这在继电器内会形成较大范围的干扰电磁场，这种干扰电磁场会影响到邻近的精密电路部件，比如磁保持继电器用于智能电表中时，干扰电磁场产生的感应电流会直接影响智能电表检测数值的准确性。

另外，这种传统的双触点模式除了可以提高产品负载能力外，对产品触点间隙、触点间电弧控制并无提升。触点接触系统产生的电弧仍会打到附近塑料件上。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中抗电弧能力差的问题，提供一种能提升产品负载和耐压性的继电器及其电弧防护结构。

本发明的目的这样实现的：提供一种继电器的电弧防护结构，所述继电器包括壳体及接触组件，所述接触组件包括至少两个引出片、至少两个静触点、至少两个动触点及一动簧片，所述静触点固定安装于所述引出片，所述动触点固定安装于所述动簧片；所述至少两个静触点之间间隔一定距离；还有一陶瓷隔板位于相邻两所述静触点之间，可以增加触点之间的爬电距离，提高负载输出端的耐压和绝缘性能，大大提高了继电器的负载能力。

根据上述构思，所述陶瓷隔板向动簧片方向延伸。

根据上述构思，所述陶瓷隔板端部有凸筋。

根据上述构思，所述陶瓷隔板为截面呈倒T字形或土字形的板件，包括主板和末端的至少一个挡板。

根据上述构思，所述挡板在相邻两所述动触点之间延伸。

根据上述构思，所述继电器壳体的底座上设有一固定套，所述引出片及静触点固定于所述固定套，所述陶瓷隔板也固定于所述固定套。

根据上述构思，所述继电器壳体包括底座和上盖，所述固定套固定于所述底座或上盖。

根据上述构思，所述陶瓷隔板向所述固定套一侧的一部分向前凸出形成结合部，所述固定套对应设有结合槽，所述结合部装配定位于所述结合槽内。

根据上述构思，所述结合部与所述结合槽，通过固化胶或卡合结构固定连接。

根据上述构思，所述继电器还具有电磁组件、衔铁组件以及推动卡，以所述衔铁组件内永久磁钢的磁吸作用，使接触组件保持常开状态或常闭状态；其常开状态或常闭状态的转换依靠脉冲电信号触发，所述电磁组件驱动所述衔铁组件带动所述推动卡位移；所述至少两个引出片均位于所述动簧片同一侧；所述动簧片具有固定的第一端部及一可弹性摆动的第二端部，所述动触点邻近所述第二端部，所述至少两个动触点之间通过所述动簧片进行电连接，所述至少两个动触点与之间的所述动簧片部分组成接电桥；所述动簧片连接所述推动卡，所述推动卡以另一端连接于所述衔铁组件，所述动触点的位置对应所述静触点；通过所述推动卡位移带动所述动簧片具有动触点的一端进行摆动，使所述动触点与所述静触点接触或分离，所述至少两个引出片之间通过所述动触点与动触点之间的所述动簧片接通或断开。

根据上述构思，所述推动卡在触点断开的方向，与动簧片接触的部位为陶瓷结构。

根据上述构思，所述壳体包括底座和上盖，所述底座和上盖上对应所述动触点与静触点接触或分离的位置，分别装配有陶瓷零件，所述陶瓷零件靠近触点附近拉弧位置。

根据上述构思，所述陶瓷零件为陶瓷板。

本发明还可以说提供一种继电器，其具有如前所述的电弧防护结构。

本发明上述实施例相对于现有技术的有益效果在于，

围绕接触组件的动触点与静触点接触或分离的位置，由陶瓷零件和陶瓷件进行电弧防护，防止电弧损伤壳体塑料件，陶瓷零件靠近触点附近拉弧位置，主要功能为利用其高热容量、耐高温的特点达到提高产品抗电弧能力的目的，甚至可在一定程度上降低电弧和熄灭电弧。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为现有技术双触点磁保持继电器的结构示意图。

图2为现有技术双触点磁保持继电器的电流通过示意图。

图3为本发明实施例的磁保持继电器的结构示意图。

图4为本发明实施例的磁保持继电器的传动部件结构示意图。

图5为本发明实施例的磁保持继电器的传动部件另一视角结构示意图。

图6为本发明实施例中推动卡结构示意图。

图7为本发明实施例中接触系统结构示意图。

图8为本发明实施例中电弧防护俯视结构示意图。

图9为本发明实施例中电弧防护斜视结构示意图。

图10为本发明实施例中电弧防护另一斜视结构示意图。

图11为本发明实施例中电弧防护中陶瓷零件仰视的结构示意图。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

本发明中提及的上、下、顶、底等方位，仅用于说明各部件间的相对位置关系，并不限定本发明中各部件具体安装方位。

一种大电流磁保持继电器，参照图3、图4及图5，继电器主要包括接触组件1、电磁组件2、衔铁组件3以及推动卡4，这些部件都安装于壳体5内，壳体5可包括上盖50和底座51(见图11)。能以衔铁组件3内永久磁钢的磁吸作用，使接触组件1保持常开状态或常闭状态；其常开状态或常闭状态的转换依靠脉冲电信号触发，使电磁组件2驱动衔铁组件3带动推动卡4位移，通过推动卡4位移使接触组件1转换接通或断开状态。

如图3、图4所示，本实施例接触组件1包括两个间隔排列的引出片11、两个静触点12、两个动触点13及一动簧片14。静触点12分别铆接固定于两个引出片11，两个引出片11均位于动簧片14同一侧，两个引出片11后侧还可分别固定一个接线端子16，以供外接电源线。动簧片14具有固定的第一端部141及一可弹性摆动的第二端部142，动触点13可铆接固定于第二端部142，两个动触点13之间可通过动簧片14或其它导电材料进行电连接。动簧片的第二端部142可与推动卡4的前端联动，推动卡4以后端连接于衔铁组件3。

如图4所示，动簧片14第一端部141可铆接固定于一固定片15上，固定片15可为一金属板，固定片15可嵌装固定于壳体5内。动簧片14可包括多个叠合的簧片，具体包括第一簧片145、第二簧片146及第三簧片147。第一簧片145的第二端部142邻接动触点13，第三簧片147邻近衔铁组件3，第二簧片146位于第一簧片145及第三簧片147之间。第一簧片145面向引出片11方向部分弯折形成一定位端部1451。第三簧片147其中一部分向衔铁组件3方向倾斜形成弹片1471，借此，动簧片14在第二端部142的各片体分别向两侧折弯形成Y形开口，Y形开口宽度与推动卡推拉方向一致。动簧片14靠近第一端部141形成一U形弯折148；U形弯折148折弯方向垂直于动簧片14长度方向。

如图7所示，动簧片14的第二端部142上形成至少一个加强筋143，加强筋143可形成于第一簧片145上，加强筋143也可叠设于第一簧片145及第二簧片146上，也可叠设于第一簧片145、第二簧片146及第三簧片147上，以加强第二端部142的钢性。加强筋143位于动触点13与推动卡连接处之间，加强筋143的长度方向与动簧片14长度方向一致。动簧片14的第二端部142开有顺长度方向的向外断开式狭缝144，借此将动簧片14第二端部142固定两个动触点13进行分隔。以此便于各动触点13灵活调整位置，更好地与静触点12接触对齐，避免整体板式结构变形后，有动触点13不能正常接触。

如图5所示，各动触点13的位置与静触点12一一对应，以便于对应接触。可通过推动卡4位移带动动簧片14的第二端部142上动触点13进行摆动，使动触点13与静触点12接触或分离，两个引出片11之间可通过两动触点13之间的动簧片14接通，或者断开。

如图3至图5所示，电磁系统2包括线圈架21、线圈22、多个线圈接电脚23、第一轭铁24及第二轭铁25，共同形成C形电磁驱动结构。

衔铁组件3包括注塑壳体31、平行的两个衔铁片32、永久磁钢、转动轴件以及衔铁臂33，永久磁钢位于两个衔铁片32之间，可以是一个整体磁钢，也可以是两个及以上组合式磁钢。注塑壳体31将永久磁钢及两个衔铁片32嵌装在一起，衔铁组件3可围绕一中置或如图示偏置的转轴往复摆动。衔铁臂33一外端部向一侧形成一个凸柱331，且该外端部向另一侧凸设一个限位块332。衔铁臂33另一外端部可伸出至壳体5外，以提供手动切换状态的功能。

继电器触点闭合工作时，电磁系统2以衔铁组件3带动推动卡4使其产生出作用在接触组件6上的推动力。电磁系统2和衔铁组件3均可采用现有的常用结构，故在此不再赘述。

如图6所示，推动卡4主体41可以是一个注塑的片式框架，概呈矩形框结构。主体41内部主要形成有内定位框42、滑槽43、定位凸块44、卡接槽45、限位槽46及陶瓷件47。定位框42呈矩形框，形成于主体41内部，定位框42中部缕空形成滑槽43，滑槽43的前端可为定位凸块44，滑槽43的后端则设置一个定位凹槽48。定位框42前端外侧形成一凸出的推抵部49。卡接槽45与两个限位槽46连通形成一个围绕定位框42的U形槽。圆柱形外形的陶瓷件47位于主体41最前端，塑料零件与陶瓷零件的组合时，塑料零件与陶瓷零件为直接紧配合装配、一体注塑或通过树脂等粘合剂固定在一起。推动卡4也可以整体为陶瓷材质制成。

如图8至图11所示，具体实施例中提供一种电弧防护结构，可包括至少一陶瓷隔板53、推动卡4上的陶瓷件47、底座51及上盖50上的陶瓷板54。

如图8至图10所示(参照图11)，继电器壳体5的底座51上设有一固定套52，引出片11及静触点12固定于固定套52，两个静触点12之间间隔一定距离；陶瓷隔板53安装于固定套52，陶瓷隔板53放置在相邻两静触点之间。陶瓷隔板53材质为陶瓷，可以耐高温，并且易于批量地生产制造，具有耐用性。

当然，引出片11、静触点12及陶瓷隔板53也不限定于固定于固定套52，也可直接固定于底座，或利用其它结构进行固定，并不以此为限。

所述陶瓷隔板向动簧片方向延伸，依据负载电压的大小，负载电压越大，陶瓷隔板越靠近动触点所在的动簧片。

如图9、图10所示，为进一步提升阻弧性能，陶瓷隔板53端部还可有凸筋，凸筋可以向一侧也可以同时向两侧，图中具体实施例中陶瓷隔板53为截面优选是呈倒T字形的板件，视实际需要可以为类“土”字型或直面板。陶瓷隔板53可包括一体而成的主板531和至少一挡板532，主板531与固定套52固定连接，挡板532与动簧片14的板面基本平行。挡板532位置可延伸在相邻两动触点13之间，这样，在两组动静触点之间的电弧会遇到陶瓷阻弧板时，会因其高热容量特点而减小甚至熄灭，会因遇到陶瓷而改变原来的电弧形状，从而产生减弧和熄弧的作用。

如图10所示，主板531面向固定套52一侧的一部分向前凸出形成结合部533，主板531整体可呈凸字形。固定套52对应设有结合槽(图中未示出)，结合部533装配定位于结合槽内。结合部533与结合槽，可通过热固化胶或卡合结构等连接结构进行固定连接。

这样，可以增加触点之间的爬电距离。爬电距离(CreepageDistance)即两导电件之间沿绝缘材料表面的最短距离。提高负载输出端的耐压和绝缘性能，大大提高了继电器的负载能力。

如图11所示，底座51和上盖50上对应动触点与静触点接触或分离的位置，可分别装配有陶瓷零件54，陶瓷零件靠近触点附近拉弧位置。壳体5的塑料零件与陶瓷零件54的组合时，塑料零件与陶瓷零件54为直接紧配合装配或通过树脂等粘合剂固定在一起。这里，陶瓷零件54可为一陶瓷板。

这样，围绕接触组件1的动触点与静触点接触或分离的位置，由陶瓷零件54和陶瓷件47进行电弧防护，防止电弧损伤壳体塑料件，陶瓷零件靠近触点附近拉弧位置，主要功能为利用其高热容量、耐高温的特点达到提高产品抗电弧能力的目的，甚至可在一定程度上降低电弧和熄灭电弧。

上述电弧防护结构不仅适用于本实施例中桥式并联接触组件中，本领域技术人员也清楚其可应用于其它继电器，同样可实现技术效果。

装配时，参照图5、图6及图3，先以衔铁臂33一外端部装入滑槽43内，滑槽43内形状可与衔铁臂33一外端部形成匹配卡合的形状；限位块332卡入定位凹槽48内，同时在衔铁臂33的凸柱331与定位凸块44之间套装弹簧6，完成衔铁臂33与推动卡4的安装。动簧片14与推动卡4组装时，以动簧片14的第二端部142穿入卡接槽45内，以弹片1471顶住定位框42前端的推抵部49，以定位端部1451挡卡于陶瓷件47内侧，借此将动簧片14与推动卡4组装在一起，以推动卡4可以柔性的推动动簧片14。如图3所示，推动卡4装入壳体5时，壳体5内预留有供推动卡4滑动的空间。

此推动卡4一端与接触组件1相连，另一端与衔铁组件3中的衔铁臂33相连，此推动卡4中含有弹簧零件。这里称的双柔推动系统是指，一是弹簧6被压缩变形，二是接触组件1中的动簧片14被推动挤压变形；此双柔推动系统中的弹簧数量可以是一个或多个。

本发明推动卡实施例，相比现有技术，例如专利申请号为200510052291.X的中国实用新型专利(下面简称05年专利)所公开的推动方式，05年专利的推动方式为衔铁组件带动推动卡，推动卡带动弹簧，弹簧再推动动簧片，最后触点闭合；反之，衔铁组件带动推动卡，推动卡带动弹簧，弹簧带动动簧片，最后触点断开，这种方式弹簧直接与动簧片接触。本发明实施例的推动方式为，衔铁组件3的衔铁臂33推动弹簧6，弹簧6推动推动卡4，推动卡4带动动簧片14动作(闭合和断开)。弹簧6不与动簧片14直接接触，达到的效果为：既利用弹簧的柔性，又避免了05年专利结构的弹簧与高负荷回路长期接触带来的产品失效。

本发明实施例的结构中，推动卡4中含有陶瓷材料零件，或推动卡均为陶瓷材料零件，关键是，复位过程中，拉开动簧片14使触点断开与动簧片14接触的部位是圆柱形外形的陶瓷件47，如图3中所示。借此结构，壳体5靠近接触组件1中的触点中心位置装配有陶瓷零件，陶瓷零件可以是一个或多个；此结构中的陶瓷件47靠近触点拉弧位置，主要功能为利用其高热容量、耐高温的特点达到提高产品抗电弧能力的目的，甚至可在一定程度上降低电弧和熄灭电弧，相对提高了产品的负载能力。

如图7所示，本发明实施例提供的双触点接触组件由两个引出片11，两个静触点12，两个动触点13和动簧片14组成；常规双触点电流流向为：引出片→第一、第二静触点→第一、第二动触点→动簧片→动簧引出片(如图2)的并联结构。而本发明实施例的结构的电流流向为：第一静簧→第一静触点→第一动触点→动簧片→第二动触点→第二静触点→第二静簧的桥式结构(如图7)，可实现快速的桥式连接。在电路中，动簧片14仅作为两组动触点13之间的导电材料。

如图4所示，本发明实施例结构的一端通过固定片15将动簧片14铆接在一起，并通过紧配合或点粘合剂等方式固定装配在壳体5上，形成动作时的支点；另一端由推动系统的推动卡实现动、静簧部分的闭合与断开。

本实施例的结构，使动簧片在动作过程仅与推动系统滑动连接，可有效避免类似直动式桥式触点连接结构中定位动簧系统产生的额外摩擦阻力的技术缺陷。

本发明实施例的结构，动簧在动作中产品的反力可有效平衡产品的动作、释放(复归)参数，不需要另外设置直动式桥式触点结构中用以平衡参数的附加零件。

本发明实施例的结构，通过工形衔铁组件的组合，推动位置在动簧片头部，将电磁力矩转换放大，可有效提高电磁能的利用率。(如图4)

根据上述描述，本领域技术人员可知，引出片并不限定是图中的两个，可以是成对应用进行双路、多路或单路对多路的控制，要相应地设置足够静触点，和与静触点对应的动触点即可。同时，动簧片即可以对应增加进行分别控制，也可以在一动簧片进行多对引出片的控制，例如，动簧片与动触点之间进行绝缘处理，或动簧片由绝缘材料制成，而只在对应的动触点之间以导电材料进行连接。

以上实施例中，以一个引出片固定一个静触点，其实也可一个引出片固定两个及两个以上的静触点，同样，动触点也适应性配置和分布，可增加负载并提高接触的稳定性。

上述两个引出片分为接入引出片和输出引出片，接入引出片对应的动、静触点，与输出引出片对应的所述动、静触点位置也可以在平面方向或三维方向上错开布置，以拉大两者之间的间隙。

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

Claims (14)

1.一种继电器的电弧防护结构，所述继电器包括壳体及接触组件，其特征在于，

所述接触组件包括至少两个引出片、至少两个静触点、至少两个动触点及一动簧片，所述静触点固定安装于所述引出片，所述动触点固定安装于所述动簧片；

所述至少两个静触点之间间隔一定距离；还有一陶瓷隔板位于相邻两所述静触点之间。

2.如权利要求1所述的电弧防护结构，其特征在于，所述陶瓷隔板向动簧片方向延伸。

3.如权利要求2所述的电弧防护结构，其特征在于，所述陶瓷隔板端部有凸筋。

4.如权利要求3所述的电弧防护结构，其特征在于，所述陶瓷隔板为截面呈倒T字形或土字形的板件，包括主板和末端的至少一个挡板。

5.如权利要求4所述的电弧防护结构，其特征在于，所述挡板在相邻两所述动触点之间延伸。

6.如权利要求1至5任一项所述的电弧防护结构，其特征在于，所述继电器壳体上设有一固定套，所述陶瓷隔板固定于所述固定套。

7.如权利要求6所述的电弧防护结构，其特征在于，所述继电器壳体包括底座和上盖，所述固定套固定于所述底座或上盖。

8.如权利要求7所述的电弧防护结构，其特征在于，所述陶瓷隔板面向所述固定套一侧的一部分向前凸出形成结合部，所述固定套对应设有结合槽，所述结合部装配定位于所述结合槽内。

9.如权利要求8所述的电弧防护结构，其特征在于，所述结合部与所述结合槽，通过固化胶或卡合结构固定连接。

10.如权利要求1至5任一项所述的电弧防护结构，其特征在于，所述继电器还具有电磁组件、衔铁组件以及推动卡，以所述衔铁组件内永久磁钢的磁吸作用，使接触组件保持常开状态或常闭状态；其常开状态或常闭状态的转换依靠脉冲电信号触发，使所述电磁组件驱动所述衔铁组件带动所述推动卡位移；

所述至少两个引出片均位于所述动簧片同一侧；所述动簧片具有固定的第一端部及一可弹性摆动的第二端部，所述动触点邻近所述第二端部，所述至少两个动触点之间通过所述动簧片进行电连接，所述至少两个动触点与之间的所述动簧片部分组成接电桥；所述动簧片连接所述推动卡，所述推动卡以另一端连接于所述衔铁组件，所述动触点的位置对应所述静触点；

通过所述推动卡位移带动所述动簧片具有动触点的一端进行摆动，使所述动触点与所述静触点接触或分离，所述至少两个引出片之间通过所述动触点与动触点之间的所述动簧片接通或断开。

11.如权利要求10所述的电弧防护结构，其特征在于，所述推动卡在触点断开的方向，与动簧片接触的部位为陶瓷结构。

12.如权利要求1至5任一项所述的电弧防护结构，其特征在于，所述壳体包括底座和上盖，所述底座和上盖上对应所述动触点与静触点接触或分离的位置，分别装配有陶瓷零件，所述陶瓷零件靠近触点附近拉弧位置。

13.如权利要求12所述的电弧防护结构，其特征在于，所述陶瓷零件为陶瓷板。

14.一种继电器，其特征在于，具有如权利要求1至13任一项所述的电弧防护结构。