CN105264629B - 密封式继电器 - Google Patents

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Abstract

在多触点、平织电线等用于真空继电器的可动侧上的部分的导电结构时，存在例如操作机构的尺寸和复杂性增加以及操作力增加的问题。真空继电器(1)设有：绝缘筒体(2)；第一继电器接触部分(4)，所述第一继电器接触部分安装在绝缘筒体(2)的一端上并且在它的内表面上具有第一触点(3)；第二继电器接触部分(5)，所述第二继电器接触部分布置在绝缘筒体(2)内并且面对第一继电器接触部分(4)；可动部件(7)，所述可动部件可动地布置在第一继电器接触部分(4)和第二继电器连接部分(5)之间并且具有第二触点(6)，当可动部件朝向第一继电器接触部分侧运动时，第二触点与第一触点接触；以及操作机构(8)，所述操作机构用于使可动部件(7)沿触点断开‑闭合方向运动。波纹管(11)提供于可动部件(7)和第二继电器接触部分(5)之间以用于电连接可动部件(7)和第二继电器接触部分(5)。

Description

密封式继电器
技术领域
本发明涉及一种密封式继电器，例如真空继电器或者绝缘气体密封式继电器，所述真空继电器通过包括波纹管的电流承载用路径而实现与外部电路的电连接，所述绝缘气体密封式继电器被气密密封，以便包封绝缘气体，例如SF6(六氟化硫)气体、干燥空气等。
背景技术
目前的密封式继电器(例如，市售真空继电器)几乎都是借助于由线圈产生的磁场在触点之间进行接通/断开(ON/OFF)切换的类型。不过，这种类型的继电器不能处理或承载大电流。
鉴于此，已经提出使用在电力系统的阻断器中采用的VI(真空断路器＝真空阀)的构造。
VI构造成使得，为了承载几百安培(A)的大电流(例如，额定电流600A，额定断路电流20kA)，使用可动轴和与所述可动轴连接的多个触点，或者通过挠性平织电线等与外部电路进行连接(例如，在现有技术文献1、2和3中所示的装置)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利申请公开(特开)2009-76218
专利文献2：日本专利申请公开(特开)2006-172847
专利文献3：日本专利申请公开(特开)2005-259543
发明内容
发明要解决的问题
不过，在通过使用与VI类似的路径来承载送往外部电路的电流的情况下，真空继电器具有以下缺点。
(1)在使用多触点或平织电线以便形成可动侧部分的电流承载用构造的情况下，引起例如尺寸增大、复杂、操作力增大等缺点。
(2)在电流承载受到集肤效应限制的RF(高频)电流承载的情况下，通过使用可动部件和多触点等进行的电流承载在可动部件用于承载大电流时不可避免地需要极大地增加可动部件的直径。
(3)为了制造可动轴，需要使用高导电性材料，例如铜合金等。
在本发明的真空继电器中，通过使用波纹管承载电流消除了已知实例的上述问题。
用于解决问题的方式
在由权利要求1确定的发明中，提供了一种密封式继电器，所述密封式继电器包括：绝缘筒体；第一继电器连接部分，所述第一继电器连接部分连接到所述绝缘筒体的一个开口端并且在它的内表面上具有第一触点；第二继电器连接部分，所述第二继电器连接部分布置成面对所述第一继电器连接部分并且在所述第一继电器连接部分与所述第二继电器连接部分之间留下给定距离；可动部件，所述可动部件可动地布置在所述第一继电器连接部分和所述第二继电器连接部分之间并且具有第二触点，当所述可动部件朝向所述第一继电器连接部分运动时，所述第二触点与所述第一触点接触；以及控制机构，所述控制机构使所述可动部件沿用于在两个触点之间建立接触的方向和用于断开两个触点之间的接触的另一方向运动，使得通过由所述控制机构驱动所述可动部件而使所述第一触点和所述第二触点接触，所述第一继电器连接部分和所述第二继电器连接部分通过所述可动部件电连接，所述密封式继电器的特征在于：在所述可动部件和所述第二继电器连接部分之间提供波纹管，以便电连接所述可动部件和所述第二继电器连接部分。
在由权利要求2确定的发明中，提供了如权利要求1中所述的密封式继电器，它的特征还在于：波纹管是双结构类型，包括内部波纹管和外部波纹管，所述内部波纹管具有气密密封功能，所述外部波纹管具有电流承载功能。
在由权利要求3确定的发明中，提供了如权利要求1或2中所述的密封式继电器，它的特征还在于：所述控制机构包括气缸。
发明的效果
(1)在由权利要求1确定的真空继电器中，当第一触点和第二触点由于可动部件朝向第一继电器连接部分的运动而相互接触时，第一继电器连接部分和第二继电器连接部分通过波纹管电连接。
因为波纹管的表面面积与多触点等的表面面积相比较大，因此本发明在RF(高频)电流承载的大电流承载方面有利。
在本发明中，控制机构同与多触点或平织电线配合使用的控制机构相比能够减小尺寸、结构简化并且降低操作力。
此外，因为通过波纹管进行电流承载，因此不需要使用高导电性材料，例如铜合金等来制造可动轴。
(2)在由权利要求2确定的密封式继电器中，气密密封用内部波纹管保持绝缘筒体内部的真空状态，电流承载用外部波纹管电连接可动部件和第二继电器连接部分。因为气密密封用波纹管布置在内部，因此能够降低操作力。
(3)在由权利要求3确定的密封式继电器中，气缸用作控制机构的元件。因此，即使当触点出现磨蚀(磨损)时，只要所述磨蚀在气缸的冲程内，接触压力也能够保持恒定。在已知的断路控制机构中，弹簧机构等用于在接触压力由于触点的磨蚀而降低的情况下产生接触压力。因此，已知的断路控制机构尺寸大。不过，在本发明中，由于气缸的空气压力，能够保持接触压力，因此能够实现尺寸的降低。
附图说明
图1是本发明的密封式继电器的剖视图，其中，相对于中心线CL的左半部分示出了第一触点和第二触点相互接触的接触状态，相对于中心线CL的右半部分示出了第一触点和第二触点相互不接触的非接触状态。
具体实施方式
下面将参考图1介绍本发明的实施例。
在图1中，由标号1表示的是真空继电器，所述真空继电器是密封式继电器的实例。真空继电器1包括：绝缘筒体2；第一继电器连接部分4，所述第一继电器连接部分连接到绝缘筒体2的一个开口端并且在它的内表面处装备有第一触点(电极)3；第二继电器连接部分5，所述第二继电器连接部分以面对第一继电器连接部分4同时在第二继电器连接部分和第一继电器连接部分之间留出给定距离的方式布置在绝缘筒体2中；可动部件7，所述可动部件可动地布置在第一继电器连接部分4和第二继电器连接部分5之间并且具有第二触点6，当可动部件7朝向第一继电器连接部分4运动时，所述第二触点与第一触点3接触；以及控制机构8，所述控制机构使可动部件7沿用于在第一触点3和第二触点6之间建立接触的方向以及用于断开在第一触点3和第二触点6之间的接触的另一方向运动。
在可动部件7和第二继电器连接部分5之间布置有可伸缩波纹管11。
波纹管11为双结构类型，包括内部波纹管11a和外部波纹管11b，所述内部波纹管11a用于使绝缘筒体2的内部保持真空状态，所述外部波纹管11b用于电连接可动部件7和第二继电器连接部分5。(在下文中，内部波纹管11a将被称为气密密封用波纹管，外部波纹管11b将被称为电流承载用波纹管)。需要时，波纹管11可以是用于实现气密密封和电流承载两种功能的单结构，而不是双结构。
下面将详细介绍绝缘筒体2、第一继电器连接部分4、第二继电器连接部分5、控制机构8和波纹管11。
绝缘筒体2分成第一筒体部件2a和第二筒体部件2b，这些筒体部件由陶瓷制成。
第一继电器连接部分4成形为圆形板并且气密地连接到第一筒体部件2a的上部开口端。在第一继电器连接部分4的下表面的中心部分处提供有第一触点3。
第二继电器连接部分5被紧紧地夹在第一筒体部件2a和第二筒体部件2b之间。在第二继电器连接部分5的中心部分(即，与绝缘筒体2的中心部分相对应的部分)处形成有轴部分接收孔5a，用于在其中接收下文所述的可动部件7的轴部分7b。
可动部件7包括：圆形凸缘部分7a，所述圆形凸缘部分在其上表面的中心部分处具有第二触点6；以及轴部分7b，所述轴部分提供于圆形凸缘部分7a的下表面的中心处并且其直径小于圆形凸缘部分7a的直径。凸缘部分7a由高导电性材料，例如铜合金等制成。
轴部分7b通过形成于第二继电器连接部分5中的轴部分接收孔5a朝向第二继电器连接部分5的下部区域突出。轴部分7b的下端通过绝缘杆12连接到控制机构8。轴部分7b由不锈钢等制成。
控制机构8使用气缸。控制机构8安装在控制机构壳体部分13中。控制机构壳体部分13的上端通过连接部件14连接到第二筒体部件2b。
下面将介绍波纹管11。如上所述，波纹管11为双结构类型，包括气密密封用内部波纹管11a和电流承载用外部波纹管11b。
气密密封用波纹管11a布置在可动部件7的轴部分7b的外周侧，同时包围轴部分7b。气密密封用波纹管11a的一端连接到第二继电器连接部分5，另一端连接到可动部件7的凸缘部分7a。
气密密封用波纹管11a具有防止外部空气通过轴部分接收孔5a进入第一筒体部件2a内部的气密密封性能。气密密封用波纹管11a由气密密封材料制成。
电流承载用波纹管11b围绕气密密封用波纹管11a布置。与气密密封用波纹管11a类似，电流承载用波纹管11b的一端连接到第二继电器连接部分5，另一端连接到凸缘部分7a。
电流承载用波纹管11b电连接可动部件7和第二继电器连接部分5。电流承载用波纹管11b由导电性材料制成。
在图1所示的实施例中，绝缘筒体2分成第一筒体部件2a和第二筒体部件2b，第二继电器连接部分5被紧紧地夹在这两个筒体部件2a和2b之间。不过，需要时可以采用变型形式，其中，绝缘部件2只由第一筒体部件2a构成，而不使用第二筒体部件2b，并且第一继电器连接部分4布置在第一筒体部件2a的一个开口端处，第二继电器连接部分5布置在第一筒体部件2a的另一个开口端处。在这种变型形式中，控制机构壳体部分13或连接部件14由绝缘材料制成。
下面将介绍上述真空继电器1的操作和效果。如图1的左半部分所示，当第一触点3和第二触点6相互接触时，建立电连接状态，其中，第一继电器连接部分4和第二继电器连接部分5通过可动部件7和电流承载用波纹管11b相互电连接。
当可动部件7从它在图1的左半部分中所示的位置朝着控制机构8被向下拉动时，第一触点3和第二触点6相互分离，如在图1的右半部分中所示，使得阻断第一继电器连接部分4和第二继电器连接部分5之间的电连接。
此外，当可动部件7通过控制机构8朝向第一触点3运动时，第一触点3和第二触点6相互接触，如由图1的左半部分所示，使得第一继电器连接部分4和第二继电器连接部分5采取电连接状态。
在上述实施例中，由电流承载用外部波纹管11b进行电流承载，因此，电流承载用外部波纹管11b优选地由高导电性材料，例如铜合金等制成。同时气密密封用波纹管11a和可动部件7的轴部分7b可以由低导电性材料，例如不锈钢等制成。此外，在可动部件7的凸缘部分7a被构造成小尺寸并且波纹管直接连接到轴部分7b的情况下，优选地使用高导电性材料用于制造轴部分7b。此外，如上面所述，可以采用这样的布置，其中，第二继电器连接部分5布置在绝缘筒体2的所述另一个开口端处，控制机构壳体部分13和连接部件14由绝缘材料制成。
参考标号的解释
1 密封式继电器
2 绝缘筒体
3 第一触点
4 第一继电器连接部分
5 第二继电器连接部分
6 第二触点
7 可动部件
7a 凸缘部分
7b 轴部分
8 控制机构
11 波纹管
11a 内部波纹管(气密密封用波纹管)
11b 外部波纹管(电流承载用波纹管)

Claims (2)

1.一种密封式继电器，包括：绝缘筒体；第一继电器连接部分，所述第一继电器连接部分连接到所述绝缘筒体的一个开口端并且在它的内表面上具有第一触点；第二继电器连接部分，所述第二继电器连接部分布置成面对所述第一继电器连接部分并且在所述第一继电器连接部分与所述第二继电器连接部分之间留下给定距离；可动部件，所述可动部件可动地布置在所述第一继电器连接部分和所述第二继电器连接部分之间并且具有第二触点，当所述可动部件朝向所述第一继电器连接部分运动时，所述第二触点与所述第一触点接触；以及控制机构，所述控制机构使所述可动部件沿用于在两个触点之间建立接触的方向和用于断开两个触点之间的接触的另一方向运动；波纹管，所述波纹管被设置用于电连接所述可动部件和所述第二继电器连接部分，使得通过由所述控制机构驱动所述可动部件而使所述第一触点和所述第二触点接触，所述第一继电器连接部分和所述第二继电器连接部分通过所述可动部件电连接，
其特征在于：所述波纹管是双结构类型，包括内部波纹管和外部波纹管，所述内部波纹管具有气密密封功能，所述外部波纹管具有电流承载功能；
其中所述可动部件包括：圆形凸缘部分，所述圆形凸缘部分在其上表面上具有所述第二触点；以及轴部分，所述轴部分从所述圆形凸缘部分的下表面延伸；
其中在所述第二继电器连接部分的中心部分处形成有轴部分接收孔，所述轴部分接收孔用于在其中接收所述可动部件的所述轴部分；
其中所述内部波纹管布置在所述可动部件的所述轴部分的外周侧，同时包围所述轴部分，所述内部波纹管的一端连接到所述第二继电器连接部分，而另一端连接到所述可动部件的所述凸缘部分；
其中所述外部波纹管围绕所述内部波纹管布置，所述外部波纹管的一端连接到所述第二继电器连接部分，而另一端连接到所述可动部件的所述凸缘部分。
2.根据权利要求1所述的密封式继电器，其特征还在于：所述控制机构包括气缸。
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