CN105047443B - 低压开关中的触头系统、及低压开关 - Google Patents
低压开关中的触头系统、及低压开关 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105047443B CN105047443B CN201510478109.0A CN201510478109A CN105047443B CN 105047443 B CN105047443 B CN 105047443B CN 201510478109 A CN201510478109 A CN 201510478109A CN 105047443 B CN105047443 B CN 105047443B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- contact
- bifurcated
- electrical contacts
- bifurcated contact
- divergent ends
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H1/00—Contacts
- H01H1/06—Contacts characterised by the shape or structure of the contact-making surface, e.g. grooved
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H1/00—Contacts
- H01H1/50—Means for increasing contact pressure, preventing vibration of contacts, holding contacts together after engagement, or biasing contacts to the open position
- H01H1/54—Means for increasing contact pressure, preventing vibration of contacts, holding contacts together after engagement, or biasing contacts to the open position by magnetic force
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H1/00—Contacts
- H01H1/12—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage
- H01H1/14—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting
- H01H1/20—Bridging contacts
- H01H1/2041—Rotating bridge
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H1/00—Contacts
- H01H1/50—Means for increasing contact pressure, preventing vibration of contacts, holding contacts together after engagement, or biasing contacts to the open position
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H1/00—Contacts
- H01H1/58—Electric connections to or between contacts; Terminals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H1/00—Contacts
- H01H1/12—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage
- H01H1/14—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting
- H01H1/22—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting with rigid pivoted member carrying the moving contact
- H01H1/221—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting with rigid pivoted member carrying the moving contact and a contact pressure spring acting between the pivoted member and a supporting member
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H1/00—Contacts
- H01H1/58—Electric connections to or between contacts; Terminals
- H01H1/5833—Electric connections to or between contacts; Terminals comprising an articulating, sliding or rolling contact between movable contact and terminal
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H1/00—Contacts
- H01H1/12—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage
- H01H1/14—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting
- H01H1/20—Bridging contacts
- H01H2001/2091—Bridging contacts having two pivotally and electrically connected halve bridges
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H1/00—Contacts
- H01H1/12—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage
- H01H1/14—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting
- H01H1/22—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting with rigid pivoted member carrying the moving contact
- H01H1/221—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting with rigid pivoted member carrying the moving contact and a contact pressure spring acting between the pivoted member and a supporting member
- H01H2001/223—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting with rigid pivoted member carrying the moving contact and a contact pressure spring acting between the pivoted member and a supporting member using a torsion spring
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H2235/00—Springs
- H01H2235/01—Spiral spring
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Contacts (AREA)
- Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
- Breakers (AREA)
- Keying Circuit Devices (AREA)
- Gas-Insulated Switchgears (AREA)
Abstract
本发明公开了一种低压开关中的触头系统、及低压开关。该触头系统包括分叉触头和动触头,其中,分叉触头具有上分叉端和下分叉端,上分叉端和下分叉端的内侧分别设置有电接触部,动触头的执行端的、与分叉触头的电接触部相对应的上下表面分别设置有电接触部,当触头系统接通并且通电时,在分叉触头的电接触部上产生的电动斥力相互抵消,使得触头系统能够稳定地保持在接通状态,从而可以提高应用该触头系统的低压开关的短时耐受电流能力。
Description
技术领域
本发明涉及电气领域,更具体地涉及一种低压开关中的触头系统、及低压开关。
背景技术
开关作为低压电器中的重要元件,短时耐受电流能力是其重要的性能指标。现有的诸如B类断路器、隔离开关之类的大多数低压开关都具有一定的短时耐受电流能力,但是它们有时无法满足诸如双电源转换系统之类的短时耐受电流能力要求较高的应用场景的需求。
触头系统是低压开关中的核心部件,通常包括动触头和静触头两部分,在动触头与静触头相互接通/断开时低压开关闭合/打开。为了提高低压开关的短时耐受电流能力,现有的做法是将静触头的斥力结构改为无斥力结构,同时增加动触头的终压力。但是,由于触头系统中的动触头与静触头之间的电接触部处的电动力的存在,这种做法无法大幅提高低压开关的短时耐受电流能力。而且,增大动触头的终压力将导致用于固定动触头的转轴的局部强度必须增强,这就对转轴的材料、结构、工艺、以及容纳空间提出了更高的要求,设计及制作难度明显增加。
发明内容
鉴于以上所述的一个或多个问题,本发明提供了一种低压开关中的触头系统、及低压开关。
根据本发明实施例的低压开关中的触头系统,包括分叉触头和动触头,其中:分叉触头具有上分叉端和下分叉端,上分叉端和下分叉端的内侧分别设置有电接触部,动触头的执行端的、与分叉触头的电接触部相对应的上下表面分别设置有电接触部,当触头系统接通并且通电时,在分叉触头的电接触部上产生的电动斥力相互抵消,使得触头系统能够稳定地保持在接通状态。
在一个实施例中,分叉触头是U形或C形分叉触头,在触头系统接通并且通电时流经上分叉端的电流小于流经下分叉端的电流。其中,分叉触头设置有旋转中心孔,电流从旋转中心孔分流至上分叉端和下分叉端,并且上分叉端的电阻大于下分叉端的电阻。
在一个实施例中,分叉触头与分叉触头的电接触部形成为同材质整体式结构,或者分叉触头的除电接触部以外的部分是多个连接片体在厚度方向的组合式结构或者是单片结构,其中,多个连接片体中的至少一个连接片体的材质的弹性模量高于该多个连接片体中的其他连接片体的材质的弹性模量。
在一个实施例中,分叉触头和/或动触头的电接触部为低接触电阻,由耐电弧材料制成。
在一个实施例中,上分叉端和下分叉端的电接触部的互相面对的表面的全部或部分为弧面,所述弧面用于电接触、以及用于在分叉触头与动触头接通与断开过程中的让位。
在一个实施例中,分叉触头是Y形或V形分叉触头,在触头系统接通并且通电时流经上分叉端的电流与流经下分叉端的电流相等。
在一个实施例中,分叉触头设置有复位结构,用于在分叉触头与动触头断开后,在复位弹簧或弹片的辅助下使分叉触头复位。
根据本发明实施例的低压开关,包括灭弧室、操作机构、以及如上所述的触头系统。
采用根据本发明实施例的触头系统的低压开关,在触头系统处于接通状态且有电流通过时,分叉触头与动触头间产生霍尔姆电动斥力。分叉触头的上分叉端的电接触部的霍尔姆力垂直于上分叉端的电接触部的弧形表面指向其弧心,下分叉端的电接触部的霍尔姆力垂直于下分叉端的电接触部的弧形表面指向其弧心。回路电流在分叉触头的旋转中心分流,合理的分流比例使得在分叉触头两个分叉端的电接触部上产生的电动斥力相互抵消。综合考虑回路洛伦兹力,根据本发明实施例的触头系统在短路等大电流通过时能够稳定地保持在接通状态,从而提高了低压开关的短时耐受电流能力。
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念,这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征,更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
以下结合附图,详细说明本发明的优点和特征。
附图说明
本申请的下列附图在此作为本申请的一部分用于理解本申请。附图中示出的实施方式及其描述用来解释本发明的原理。在附图中:
图1示出了根据本发明实施例的低压开关的剖视结构图。
图2示出了根据本发明第一实施例的分叉触头的结构示意图。
图3示出了根据本发明第二实施例的分叉触头的结构示意图。
图4示出了图2所示的分叉触头在低压开关中的组装示意图。
图5示出了图3所示的分叉触头在低压开关中的组装示意图。
图6示出了根据本发明实施例的动触头的结构示意图。
图7示出了图6所示的动触头与转轴的组装剖视图。
图8示出了根据本发明第一实施例的触头系统的结构示意图。
图9示出了根据本发明第二实施例的触头系统的结构示意图。
图10示出了图9所示的第二实施例触头系统在接通状态下的受力分析示意图。
图11示出了根据本发明第三实施例的触头系统的接通状态示意图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中,提出了许多具体细节,以便提供对本发明的全面理解。但是,对于本领域技术人员来说很明显的是,本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。本发明决不限于下面所提出的任何具体配置和算法,而是在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中,没有示出公知的结构和技术,以便避免对本发明造成不必要的模糊。
图1示出了根据本发明实施例的低压开关的剖视结构图。如图1所示,低压开关1主要包括触头系统10、灭弧室12、以及操作机构14,其中触头系统10包括分叉触头20和动触头30。
在图1所示的低压开关1中,通过控制分叉触头20与动触头30的接通与断开来控制低压开关1的闭合与打开;通过对操作机构14进行操作来控制分叉触头20与动触头30的接通与断开;并且在分叉触头20与动触头30断开的过程中产生的电弧被引入灭弧室12,以利用灭弧室12来最终熄灭该电弧。
图2示出了根据本发明第一实施例的分叉触头的结构示意图。如图2所示,分叉触头20a包括U形连接体202a、和分别位于U形连接体202a的两个分叉端202a-1和202a-2(这两个分叉端在下面也被称为上分叉端和下分叉端)内侧的两个电接触部204a和206a。在本实施例中,U形连接体202a的上分叉端202a-1的两侧设置有凹槽202a-1-1,所以U形连接体202a的上分叉端202a-1的厚度小于下分叉端202a-2的厚度。电接触部204a和206a选用低接触电阻,由耐电弧材料形成,并且其相互面对的外表面可以设计为全部弧面或局部弧面(虽然图2中的电接触部204a和206a相互面对的外表面设置为部分弧面)。电接触部204a和206a的相互面对的外表面的弧面设计除了用于电接触外,还用于分叉触头20a与动触头30在接通与断开过程中的让位。电接触部204a和206a可以通过焊接、螺钉连接、铆钉连接等方式与U形连接体202a的两个分叉端202a-1和202a-2内侧的两个平面相连接。
如图2所示,U形连接体202a上还设置有旋转孔210a-1,U形连接体202a由通过旋转孔210a-1的安装轴安装在安装支架上(旋转孔210a-1的中心作为分叉触头20a的旋转中心)。为了使分叉触头20a与动触头30在断开过程中可靠分离,可以将旋转孔210a-1设置在分叉触头20a的中心偏下位置。另外,旋转孔210a-1在分叉触头20a上的位置决定了分叉触头20a与动触头30处于接通状态时电流流入或流出分叉触头20a的位置(即,旋转孔210a-1是分叉触头20a上的电流流入或流出点)。U形连接体202a两侧在旋转孔210a-1外设置有圆形凸台210a。当分叉触头20a通过安装支架被安装到低压开关中时,安装支架对U形连接体202a两侧的圆形凸台210a有夹紧力,并且在分叉触头20a旋转的过程中圆形凸台210a可以减小摩擦力。另外,圆形凸台210a还可用于改善分叉触头20a和安装支架之间的导电情况、以及使分叉触头20a和安装支架之间的接触电阻在分叉触头20a旋转时保持稳定。
另外,分叉触头20a还设置有复位结构,由弹簧或弹片辅助复位。具体地,如图2所示,分叉触头20a的U形连接体202a上设置定位孔212a,并且在U形连接体202a的下分叉端202a-2的外侧设置有突出部208a,用于复位弹簧或弹片16的定位,从而对分叉触头20a进行限位。
图3示出了根据本发明第二实施例的分叉触头的结构示意图。如图3所示,分叉触头20b包括U形连接体202b、和分别位于U形连接体202b的两个分叉端202b-1和202b-2内侧的两个电接触部204b和206b。U形连接体202b由三片沿厚度方向组合的U形连接片20b-1、20b-2、20b-3组成,其中U形连接片20b-2位于U形连接片20b-1和20b-3中间,位于两侧的U形连接片20b-1和20b-3上分别设置有凹槽202b-1-1并且它们的材质相同(例如,铜),位于中间的U形连接片20b-2为等厚度的U形连接片并且它的材质(例如,不锈钢)的弹性模量高于位于其两侧的U形连接片20b-1和20b-3。电接触部204b和206b相互面对的外表面为全部弧面,并且电接触部204b和206b可以通过焊接、螺钉连接、铆钉连接等方式与U形连接体202b的两个分叉端202b-1和202b-2内侧的两个平面相连接。
如图3所示,在分叉触头20b的中心偏下位置还设置有旋转孔210b-1,旋转孔210b-1的上方设置有定位孔212b,并且U形连接体202b两侧的旋转孔210b-1外设置有圆形凸台210b。需要说明的是,图3中所示的旋转孔210b-1、圆形凸台210b、以及定位孔212b的作用与图2中的相应部分类似,所以在此不再累述。
图4示出了图2所示的分叉触头在低压开关中的组装示意图。图5示出了图3所示的分叉触头在低压开关中的组装示意图。如图4和图5所示,旋转轴402穿过分叉触头20a/20b的旋转孔210a-1/210b-1,将分叉触头20a/20b安装在支架40中间,进而将分叉触头20a/20b固定于低压开关1的壳体腔室内侧的U形凹槽内。支架40两侧的调节装置406可以保证支架40与分叉触头20a/20b的接触压力稳定并满足温升要求。考虑到制作误差的影响,支架40上与旋转轴402配合的孔与旋转轴402为间隙配合,用于减小对分叉触头20a/20b与动触头30固定位置的影响。
如图4和图5所示,支架40和位于支架40底面里侧的连接板80上具有上下孔径一致的孔802,通过孔802的螺钉将支架40与连接板80连接在一起,并保证二者的有效接触面积,同时满足温升要求。支架40的底面在前端设置有孔410,通过孔410的螺钉将支架40与低压开关1的壳体连接在一起,在底面前端的孔410附近的凸台408用于支架40在低压开关1的壳体上的定位。
图6示出了为根据本发明实施例的动触头的结构示意图。如图6所示,动触头30包括倒Z形连接体302、和分别位于倒Z形连接体302的执行端的鸭嘴形凸出部的上平面302-1和下平面302-2上的电接触部304和306。由于动触头30的执行端上存在让位斜面302-3,所以电接触部304和306前后错开。另外,电接触部304的边缘去除尖角,可以设置为圆弧形304-1,以避免在分叉触头20与动触头30接通和断开状态的转变过程中,分叉触头20与动触头30二者发生运动干涉。另外,动触头30的杆状部302-4上设置有旋转中心孔302-4-1和U形凹槽302-4-2。
图7示出了图6所示的动触头与转轴的组装剖视图。如图7所示,为动触头30提供终压力的弹簧506通过组装在动触头30的U形凹槽302-4-2内的双肩轴504,与穿过动触头30的旋转中心孔302-4-1的轴502一起,将动触头30与转轴50组装在一起。
具体地,如图6、图7所示,为动触头30提供终压力的弹簧506被安装在穿过动触头30的旋转中心孔302-4-1的轴502上,其U形折弯的侧面与轴502配合,两个长臂作用于组装在动触头30的U形凹槽302-4-1内的双肩轴504上。动触头30绕穿过旋转中心孔302-4-1的轴502旋转,并且其旋转中心与穿过旋转中心孔302-4-1的轴502的中心重合。这种中心重合的优势在于,可以确保动触头30与分叉触头20在处于接通状态时,其二者之间固定位置的唯一性。通过弹簧506对双肩轴504的作用,在分叉触头20与动触头30处于接通状态时,即使分叉触头20和/或动触头30的电接触部出现烧损,二者之间仍有良好的电接触。另外,在动触头30的杆状部302-4的杆状部302-4上设置有凹槽302-4-3,该凹槽用于软线的焊接定位。
图8示出了根据本发明第一实施例的触头系统(包括图2所示的分叉触头20a和图6所示的动触头30)的结构示意图。下面结合图1、图4、和图8,说明图2所示的分叉触头20a的复位原理。具体地,穿过支架40底面上的孔410将支架40连接到低压开关的壳体上的螺钉高出支架底板的部分,用于对复位弹簧/弹片16(见图1)进行定位。当分叉触头20a与动触头30断开后,分叉触头20a在动触头30的作用下逆时针旋转,到达与动触头30完全分离的位置。在复位弹簧/弹片16(见图1)的弹力作用下,分叉触头20a继续逆时针旋转,直到因大支架13的凸台13-2对穿过分叉触头20a的定位孔212a的轴404的限位分叉触头20a停在大支架13的凸台13-2内侧,为下一次与动触头30接通做准备。复位弹簧/弹片16的作用是使分叉触头20a继续旋转用于让位。分叉触头20a在停止位置的角度使得在合闸过程中,动触头30的电接触部306先接触到静触头20a的电接触部206a,从而使分叉触头20a与动触头30顺利接通。若没有复位弹簧/弹片16(见图1),分叉触头20a将停在与动触头30完全分离的位置,下一次合闸时,动触头30的电接触部306可能先与分叉触头20a的上分叉端202a-1接触,从而导致动触头30的电接触部306和分叉触头20a的上分叉端202a-1的外表面的磨损或者分叉触头与动触头无法接通。
图9示出了根据本发明第二实施例的触头系统(包括图3所示的分叉触头20b和图6所示的动触头30)的结构示意图。下面结合图5和图9,说明分叉触头20b的复位原理。复位弹簧一端连在定位轴404上,另一端连接在大支架13的凸台13-1上。触头系统接通时,复位弹簧伸长,对分叉触头20b在定位孔212b处的拉力沿着弹簧轴线方向。当分叉触头20b与动触头30断开后,在动触头30和复位弹簧的作用下,分叉触头20b逆时针旋转,直到因大支架13的凸台13-2对穿过定位孔212b的轴404的限位,分叉触头20b最终停在大支架13的凸台13-1内侧,为下一次与动触头接通做准备。
图10示出了图9所示的触头系统在接通状态下的受力分析示意图。F1为合闸状态下动触头30的电接触部304对分叉触头20b的电接触部204b的初压力,F2为合闸状态下动触头30的电接触部306对分叉触头20b的电接触部206b的初压力。通电后,总电流I将在分叉触头20b的旋转中心210b-1(A)处分流。定义流经分叉触头20b的上分叉端202b-1及上分叉端202b-1内侧的电接触部204b的电流为I1,流经分叉触头20b的下分叉端202b-2及下分叉端202b-2内侧的电接触部206b的电流为I2。分叉触头20b与动触头30的电接触部间由于电流收缩,在上下触点处产生霍尔姆电动斥力,FH1、FH2分别为分叉触头20b的上分叉端202b-1内侧的电接触部204b处所受的霍尔姆力、和分叉触头20b的下分叉端202b-2内侧的电接触部206b处所受的霍尔姆力。如图10所示,F1、FH1,F2、FH2分别垂直于分叉触头20b的两个分叉端内侧的电接触部204b、206b的弧面,并指向其各自弧心,方向彼此相背。分叉触头20b的定位孔212b(C)处的力F是复位弹簧对分叉触头20b的拉力,M是终压力弹簧506提供的对动触头30的扭矩,Fax、Fay是分叉触头20b在其旋转中心孔210b-1处的支反力,Fbx、Fby是动触头30在其旋转中心孔302-4-1(B)处的支反力。
在合闸状态下,根据触头系统的力和力矩平衡方程,可求得分叉触头20b的两个分叉端202b-1和202b-2内侧的电接触部204b和206b所受的初压力F1、F2。通电后,在霍尔姆力和洛伦兹力两种斥力的作用下,分叉触头20b的两个分叉端202b-1和202b-2处的电接触部204b和206b所受的压力变为F1’、F2’。电流的大小直接影响霍尔姆力和洛伦兹力。
通电后,在电动斥力作用下,当分叉触头20b的上分叉端202b-1内侧的电接触部204b的压力增大,下分叉端202b-2内侧的电接触部206b的压力减小,即F1’>F1,F2’<F2时,分叉触头20b有逆时针旋转的趋势(即,在接通状态,在一定电流条件下,触头系统会斥开,打破接通状态)。当分叉触头20b的上分叉端202b-1内侧的电接触部204b的压力减小,下分叉端202b-2处的电接触部206b的压力增大,即F1’<F1,F2’>F2时,分叉触头20b有顺时针旋转趋势,分叉触头20b与动触头30卡住,触头系统稳定接通。
表1示出了分叉触头20b的不同分流比例对触头系统的状态的影响。经计算,在流经分叉触头20b的上分叉端202b-1内侧的电接触部204b的电流小于流经分叉触头20b的下分叉端202b-2内侧的电接触部206b的电流时,分叉触头20b与动触头30不会在电动斥力作用下彼此分离,从而保证了触头系统的稳定接通。
表1 分叉触头20b上的不同分流比例对触头系统的状态的影响
为了使流到分叉触头20a/b的上分叉端202a/b-1内侧的电接触部204a/204b的电流小于流到分叉触头20a/20b的下分叉端202a-2/202b-2处的电接触部206a/206b的电流,可以从两方面入手。一是以分叉触头20a/20b的作为电流流入/流出点的旋转孔210a-1/210b-1为界,通过改变分叉触头20a/20b的U形连接体的两个分叉端202a-1/202b-1和202a-2/202b-2的外形尺寸(例如,厚度、高度、宽度),使得分叉触头20a/20b的上分叉端202a-1/202b-1的电阻大于下分叉端202a-2/202b-2的电阻(在图2和图3所示的示例性的分叉触头中,是通过在上分叉端202a-1/202b-1的两侧对称地设置凹槽202a-1-1/202b-1-1来实现的)。二是分叉触头20a/20b两端的电接触部选用电阻率、接触电阻不同的材质。
因为分叉触头的分流功能,分叉触头的上分叉端内侧的电接触部上产生的霍尔姆电动斥力小于下分叉端内侧的电接触部上产生的霍尔姆电动斥力并且可以部分地相互抵消。综合考虑回路的电动斥力(洛伦兹力),根据本发明实施例的触头系统在短路等大电流通过时能够稳定地保持在接通状态。应用根据本发明实施例的触头系统的低压开关的短时耐受电流能力大幅度提高。
如图10所示,在触头系统接通时分叉触头的两个分叉端内侧的电接触部在接触点处受到垂直于弧形面且指向其弧心的初压力F1、F2,接通通电后还受到霍尔姆力FH1、FH2。在初压力和霍尔姆力的作用下,分叉触头的两个分叉端的距离(即,分叉触头的开口)有增大趋势。若在初压力和霍尔姆力作用下,分叉触头上产生的应力大于材料的屈服极限,分叉触头将会有不可恢复的塑性变形。分叉触头的开口将随着分合闸动作次数的增加逐渐增大。为了提高分叉触头的刚度,可以增加分叉触头的厚度和/或增加两个分叉端的高度,也可以选用弹性模量更高的材质。由于安装空间限制和经济性考虑,第一种提高刚度的方法存在局限性。采用第二种提高刚度的方法时,为了满足温升要求,如图3所示,将U形连接体202b设计成三片组合式结构(例如,可以是三片拼焊式结构)。其中,U形连接体202b两侧的U形连接片20a-1、20a-3材质相同(例如,铜),中间的等厚度的U形连接片20a-2选用弹性模量更高的材质(例如,不锈钢)。
图11示出了根据本发明第三实施例的触头系统的接通状态示意图。当图11所示的触头系统10’代替以上所述的触头系统10被应用在低压开关1中时,同样可以大幅提高低压开关1的短时耐受电流能力。
具体地,如图11所示,触头系统10’包括分叉触头60和动触头70,分叉触头60包括Y形连接体602、以及分别位于Y形连接体602的Y形分叉端602-1和602-2内侧的两个电接触部604和606。分叉触头60可以沿着Y形连接体602的柱状部轴线方向,在与低压开关1的底面大致平行的滑道90上滑动。
如图11所示,动触头70包括杆状部702、以及大致对称地分布在杆状部702的C形端部的两个电接触部704和706。动触头70的其他部分结构与上文所述实施例相同(参照图6、图7)。电接触部704和706所处的平面间的夹角为锐角,有助于分叉触头60与动触头70的稳定连接。通过螺钉连接、铆钉连接、焊接等方式,将分叉触头60的滑道90的支架与连接板100连接,进而将分叉触头60固定在低压开关1的壳体上。
结合图1和图11可以看出,当图11所示的触头系统10’在低压开关1中的操作机构14的作用下合闸时,动触头70逆时针转动,动触头70的电接触部706先接触到分叉触头60的上分叉端602-1,分叉触头60在动触头70的作用下压缩弹簧沿滑道90向左移动,动触头70继续逆时针转动,直到动触头70的电接触部704、706分别与分叉触头60的电接触部604、606接触形成稳定的导电连接为止。
如图11所示,分叉触头60与动触头70的执行端是上下对称结构,且在接通状态下有共同的对称中心。合闸通电后,分流至分叉触头60的两个分叉端602-1和602-2的电流相等,作用在分叉触头60的对称的两个电接触部604和606的霍尔姆力大小相等,方向对称,使得分叉触头60与动触头70可以处于相对稳定的接通状态,从而提高了低压开关1的短时耐受电流能力。
本发明已经通过上述实施例进行了说明,但应当理解的是,上述实施例只是用于举例和说明的目的,而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是,本发明并不局限于上述实施例,根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改,这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。
Claims (7)
1.一种低压开关中的触头系统,包括分叉触头和动触头,其中:
所述分叉触头具有上分叉端和下分叉端,所述上分叉端和所述下分叉端的内侧分别设置有电接触部,
所述动触头的执行端的、与所述分叉触头的电接触部相对应的上下表面分别设置有电接触部,
当所述触头系统接通并且通电时,在所述分叉触头的电接触部上产生的电动斥力相互抵消,使得所述触头系统能够稳定地保持在接通状态,
其中,所述分叉触头是U形或C形分叉触头,在所述触头系统接通并且通电时流经所述上分叉端的电流小于流经所述下分叉端的电流,所述分叉触头设置有旋转中心孔,电流从所述旋转中心孔分流至所述上分叉端和所述下分叉端,并且所述上分叉端的电阻大于所述下分叉端的电阻。
2.根据权利要求1所述的触头系统,其特征在于,所述分叉触头与所述分叉触头的电接触部形成为同材质整体式结构。
3.根据权利要求1所述的触头系统,其特征在于,所述分叉触头的除电接触部以外的部分是多个连接片体在厚度方向的组合式结构或者是单片结构,其中,所述多个连接片体中的至少一个连接片体的材质的弹性模量高于所述多个连接片体中的其他连接片体的材质的弹性模量。
4.根据权利要求1所述的触头系统,其特征在于,所述分叉触头和/或所述动触头的电接触部为低接触电阻,由耐电弧材料制成。
5.根据权利要求1所述的触头系统,其特征在于,所述上分叉端和所述下分叉端的电接触部的互相面对的表面的全部或部分为弧面,所述弧面用于电接触、以及用于在所述分叉触头与所述动触头接通与断开过程中的让位。
6.根据权利要求1所述的触头系统,其特征在于,所述分叉触头设置有复位结构,用于在所述分叉触头与动触头断开后,在复位弹簧或弹片的辅助下使所述分叉触头复位。
7.一种低压开关,包括灭弧室、操作机构、以及如权利要求1-6中任一项所述的触头系统。
Priority Applications (10)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510478109.0A CN105047443B (zh) | 2015-08-06 | 2015-08-06 | 低压开关中的触头系统、及低压开关 |
ES201790055A ES2659083B2 (es) | 2015-08-06 | 2015-11-05 | Un sistema de contacto en un interruptor de bajo voltaje y un interruptor de bajo voltaje |
BR112017027849A BR112017027849A2 (pt) | 2015-08-06 | 2015-11-05 | ?sistema de contato em um interruptor de baixa voltagem e interruptor de baixa voltagem? |
CA2990330A CA2990330C (en) | 2015-08-06 | 2015-11-05 | A contact system in a low-voltage switch and a low-voltage switch |
PCT/CN2015/093893 WO2017020439A1 (zh) | 2015-08-06 | 2015-11-05 | 低压开关中的触头系统、及低压开关 |
SG11201710581PA SG11201710581PA (en) | 2015-08-06 | 2015-11-05 | A contact system in a low-voltage switch and a low-voltage switch |
AU2015404969A AU2015404969B2 (en) | 2015-08-06 | 2015-11-05 | A contact system in a low-voltage switch and a low-voltage switch |
TR2018/00056T TR201800056T1 (tr) | 2015-08-06 | 2015-11-05 | Bi̇r alçak geri̇li̇m anahtarli (şalterli̇) bi̇r kontak si̇stemi̇ ve bi̇r alçak geri̇li̇m anahtari (şalteri̇) |
US15/739,106 US20180182567A1 (en) | 2015-08-06 | 2015-11-05 | A contact system in a low-voltage switch and a low-voltage switch |
SA517390646A SA517390646B1 (ar) | 2015-08-06 | 2017-12-28 | نظام إتصال في مفتاح جهد منخفض ومفتاح جهد منخفض |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510478109.0A CN105047443B (zh) | 2015-08-06 | 2015-08-06 | 低压开关中的触头系统、及低压开关 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105047443A CN105047443A (zh) | 2015-11-11 |
CN105047443B true CN105047443B (zh) | 2018-04-27 |
Family
ID=54453906
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510478109.0A Active CN105047443B (zh) | 2015-08-06 | 2015-08-06 | 低压开关中的触头系统、及低压开关 |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20180182567A1 (zh) |
CN (1) | CN105047443B (zh) |
AU (1) | AU2015404969B2 (zh) |
BR (1) | BR112017027849A2 (zh) |
CA (1) | CA2990330C (zh) |
ES (1) | ES2659083B2 (zh) |
SA (1) | SA517390646B1 (zh) |
SG (1) | SG11201710581PA (zh) |
TR (1) | TR201800056T1 (zh) |
WO (1) | WO2017020439A1 (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106252170B (zh) * | 2016-08-19 | 2019-02-01 | 西安交通大学 | 一种动导杆和导电基座之间的电动力补偿连接结构 |
CN108320923A (zh) * | 2018-02-27 | 2018-07-24 | 北京京人电器有限公司 | 开关装置 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101145453A (zh) * | 2006-09-12 | 2008-03-19 | 施耐德电器工业公司 | 用于电气设备的触点装置以及装备该装置的电气设备 |
CN103198959A (zh) * | 2012-01-09 | 2013-07-10 | 德昌电机国际(英国)有限公司 | 电接触器 |
CN204966301U (zh) * | 2015-08-06 | 2016-01-13 | 北京人民电器厂有限公司 | 低压开关中的触头系统、及低压开关 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2703824B1 (fr) * | 1993-04-07 | 1995-05-12 | Merlin Gerin | Disjoncteur limiteur multipolaire à répulsion électrodynamique. |
CN1052335C (zh) * | 1996-03-12 | 2000-05-10 | 日东工业株式会社 | 配电断路器 |
GB2413703B (en) * | 2004-04-30 | 2007-03-28 | Blp Components Ltd | Electrical contactor |
CN102427006A (zh) * | 2011-11-08 | 2012-04-25 | 江苏辉能电气有限公司 | 一种用于小电流塑壳低压断路器的触头结构 |
GB2516096B (en) * | 2013-07-11 | 2021-04-14 | Johnson Electric Int Ag | Electrical contactor |
-
2015
- 2015-08-06 CN CN201510478109.0A patent/CN105047443B/zh active Active
- 2015-11-05 TR TR2018/00056T patent/TR201800056T1/tr unknown
- 2015-11-05 BR BR112017027849A patent/BR112017027849A2/pt not_active Application Discontinuation
- 2015-11-05 SG SG11201710581PA patent/SG11201710581PA/en unknown
- 2015-11-05 ES ES201790055A patent/ES2659083B2/es not_active Expired - Fee Related
- 2015-11-05 WO PCT/CN2015/093893 patent/WO2017020439A1/zh active Application Filing
- 2015-11-05 AU AU2015404969A patent/AU2015404969B2/en not_active Ceased
- 2015-11-05 CA CA2990330A patent/CA2990330C/en not_active Expired - Fee Related
- 2015-11-05 US US15/739,106 patent/US20180182567A1/en not_active Abandoned
-
2017
- 2017-12-28 SA SA517390646A patent/SA517390646B1/ar unknown
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101145453A (zh) * | 2006-09-12 | 2008-03-19 | 施耐德电器工业公司 | 用于电气设备的触点装置以及装备该装置的电气设备 |
CN103198959A (zh) * | 2012-01-09 | 2013-07-10 | 德昌电机国际(英国)有限公司 | 电接触器 |
CN204966301U (zh) * | 2015-08-06 | 2016-01-13 | 北京人民电器厂有限公司 | 低压开关中的触头系统、及低压开关 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2017020439A1 (zh) | 2017-02-09 |
AU2015404969A1 (en) | 2018-01-18 |
SA517390646B1 (ar) | 2021-03-16 |
ES2659083B2 (es) | 2018-11-30 |
SG11201710581PA (en) | 2018-01-30 |
AU2015404969B2 (en) | 2018-08-02 |
TR201800056T1 (tr) | 2018-03-21 |
US20180182567A1 (en) | 2018-06-28 |
CA2990330A1 (en) | 2017-02-09 |
ES2659083A2 (es) | 2018-03-13 |
BR112017027849A2 (pt) | 2018-11-06 |
CN105047443A (zh) | 2015-11-11 |
CA2990330C (en) | 2020-07-21 |
ES2659083R1 (es) | 2018-04-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105047443B (zh) | 低压开关中的触头系统、及低压开关 | |
CN1929068B (zh) | 电开关设备 | |
CN103563030B (zh) | 具有改进开关结构的分接头变换器 | |
CN107004527B (zh) | 低剖面可熔性分离开关装置 | |
US8242394B2 (en) | Stationary contact assembly including first and second stationary contacts, and circuit interrupter and transfer switch employing the same | |
CN105551900B (zh) | 用于高压断路器的合闸电阻器的支撑结构 | |
CN104425138B (zh) | 用于电气开关的转子 | |
CA2953095C (en) | A switching device with a suspended mobile contact assembly | |
US9099265B2 (en) | High-voltage disconnection knife for outdoor use with air insulation | |
CN204966301U (zh) | 低压开关中的触头系统、及低压开关 | |
CN101930883B (zh) | 一种小型断路器 | |
CN102254755A (zh) | 断路器操作机构 | |
CN108417459A (zh) | 一种断路器的操作机构和断路器 | |
CA2887123C (en) | Electrical switching apparatus and movable contact arm assembly therefor | |
CN102194617A (zh) | 开关装置 | |
CN202120837U (zh) | 断路器操作机构 | |
MX2014009566A (es) | Aparato interruptor electrico y ensamblaje de apertura para el mismo. | |
US9824830B2 (en) | Switch, in particular load interrupter switch | |
CN206849719U (zh) | 多级多电源切换装置 | |
CN207338164U (zh) | 电触头系统 | |
CN102779698B (zh) | 用于低压断路器的电磁脱扣机构 | |
CN202585294U (zh) | 一种改良的断路器可动触头 | |
CN105765682A (zh) | 电气开关设备和具有接合突耳的用于电气开关设备的断开组件 | |
US9172170B2 (en) | Bus connector with reduced insertion force | |
CN202585149U (zh) | 一种改进的断路器可动触头 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |