CN106057605A - 一种无熔丝可重复操作的跌落式开关装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无熔丝可重复操作的跌落式开关装置，包括绝缘组件、上连接组件、带有环形记忆合金的上触结构、内部设有导电丝的导电管以及下连接组件等结构。当开关装置承载过大电流时，记忆合金能够感受到温度的升高而发生形变，使得上触结构导电夹片与导电管的接触力减小，使开关装置迅速开断，切断电流。本发明利用了形状记忆合金弹簧随温度发生形变的特性，并与导电丝配合以取代熔丝，能够实现重复操作，避免了人为更换熔丝的危险，提高了开关维护工作的安全性。

Description

一种无熔丝可重复操作的跌落式开关装置

技术领域

本发明属于电力开关结构领域，涉及一种无熔丝可重复操作的跌落式开关装置，主要应用于35kV及以下电力系统的配电线路和配电变压器中，起到短路和过载保护的作用。

背景技术

在35kV及以下电力系统的配电线路和配电变压器中，跌落式熔断器是最常见的一种用于短路保护的开关装置。现有的跌落式熔断器是利用熔体材料自身发热熔断，以断开电路。当跌落式熔断器熔丝熔断后，需要维护人员攀爬到杆塔上更换熔丝才能恢复跌落式熔断器的正常功能，其维护工作量大而且具有一定的危险性。

因此，有必要设计出一种无熔丝结构可重复操作的跌落式开关装置，而且能避免维护人员攀爬，本案由此而产生。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种无熔丝并可重复操作的跌落式开关装置，其能避免维护人员攀爬，可增加安全性。

为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是：

一种无熔丝可重复操作的跌落式开关装置，包括绝缘组件、上连接组件、上触结构、导电管、下触结构以及下连接组件，该上、下连接组件分别设置于所述绝缘组件的上方和下方；该上触结构包括安装在所述上连接组件上的主体、设置在该主体上的至少两个导电夹片以及箍在该导电夹片上的环形记忆合金；该导电管包括外层绝缘件、设置在外层绝缘件上方的导电环以及设置在外层绝缘件内部的导电丝，该导电丝与导电环电连接；所述导电夹片在环形记忆合金的作用下夹紧在该导电环外侧；该导电管下端铰接在所述下连接组件上，所述导电丝与该下连接组件电连接。

优选地，所述的环形记忆合金采用环形的记忆合金弹簧。

优选地，所述的导电夹片外侧设置有缩颈凹槽，所述的环形记忆合金安装在该缩颈凹槽内。

优选地，所述的各导电夹片之间设置有压缩弹簧。

优选地，所述的导电管上设置有一个可以对导电管进行操作的挂环。

优选地，进一步包括一下触结构，该下触结构设置在所述下连接组件上，所述导电管铰接在该下触结构上，从而将导电管间接铰接在所述下连接组件上，所述导电丝与该下触结构电连接；所述的导电管与下触结构之间设置有一个软连接部件，该软连接部件的一端接在导电管后端并与所述导电丝电连接，另一端接在所述的下触结构上。

优选地，所述的软连接部件为铜箔软连接或者软电线。

优选地，进一步设置一个脱扣弹簧夹，该脱扣弹簧夹包括壳体、脱扣弹簧及弹簧挡板；该壳体安装在所述上连接组件上，其内部设有开口朝向所述导电管的容腔；该脱扣弹簧及弹簧挡板设置在该容腔内，其两端分别与壳体及弹簧挡板连接；该壳体外侧还设有通孔，所述上触结构的导电夹片上设有楔子，该楔子从通孔伸入到所述容腔内抵住弹簧挡板，将脱扣弹簧与弹簧挡板限制住。

优选地，所述的容腔内壁开有两道凹槽，相应的，所述的弹簧档板上设有滑块位于该凹槽内。

优选地，所述的壳体上进一步设置可套在所述导电管外侧起导向作用的导板。

采用上述方案后，由于本发明以环形记忆合金的形状特性和导电丝替代了熔丝，当开关装置处于正常工作状态时，环形记忆合金处于收缩状态，上触结构的导电夹片与导电管之间保持一定的接触力；当开关装置承载过载电流或短路电流时，开关装置将会发热，当发热到设定温度时，环形记忆合金突然发生形变膨胀，此时记忆合金束缚力减小，并在压缩弹簧的作用下，上触结构的导电夹片张开与导电管脱离，上触结构导电夹片张开到一定程度时还会触发脱扣弹簧工作，使得导电管与导电夹片迅速分离，从而切断电路；开关装置断开电路后，装置逐渐恢复到常温，此时记忆合金再次恢复到原有的收缩状态，故障排除后，维护人员只需利用长杆将导电管推入导电夹片中即可恢复开关装置正常工作状态，实现不更换熔丝不需攀爬的可重复操作。本发明利用了形状记忆合金随温度发生形变的特性和普通导电铜丝来取代熔丝，能够实现重复操作，避免了人为更换熔丝的危险，提高了开关维护工作的安全性。

附图说明

图1为本发明所述跌落式开关装置的结构示意图；

图2为本发明所述上触结构的示意图；

图3为本发明所述导电管的示意图；

图4为本发明所述导电管的剖开示意图；

图5为本发明所述脱扣弹簧夹的侧视图；

图6为图5的A-A剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详述。

本发明所揭示的是一种无熔丝可重复操作的跌落式开关装置，如图1至图6所示，为本发明的较佳实施例。所述的跌落式开关装置包括绝缘组件1、上连接组件2、上触结构3、导电管4、下触结构5以及下连接组件6，还可以进一步包括脱扣弹簧夹7。其中：

所述的上连接组件2及下连接组件6分别设置于所述绝缘组件1的上方和下方。

所述的上触结构3设置在所述上连接组件2上，如图2所示，该上触结构3主要包括主体31、两个导电夹片32以及环形记忆合金33，该主体31安装在所述上连接组件2上，两个导电夹片32设置在主体31上，环形记忆合金33箍在两个导电夹片32之外。为了增加箍紧力，所述的环形记忆合金33可以采用环形的记忆合金弹簧。另外，所述导电夹片32外侧安装记忆合金位置处可以设置缩颈凹槽34，该环形记忆合金33安装在该缩颈凹槽34内。为了使导电夹片32可以顺利张开，在两个导电夹片32之间可以设置压缩弹簧35。

如图3、4所示，所述的导电管4包括外层绝缘件41、设置在外层绝缘件41上方的导电环42以及设置在外层绝缘件41内部的导电丝43，该导电丝43与导电环42电连接。上述上触结构3的导电夹片32在环形记忆合金33的作用下夹紧在该导电环42外侧。进一步的，该导电管4上还可以设置一个挂环44，用以通过长杆（图中未示出）对导电管4进行操作。

所述的导电管4下端铰接在所述下触结构5上，该下触结构5设置在所述下连接组件6上，所述导电丝43与该下触结构5电连接。当然也可以不设置下触结构5，而直接将导电管4铰接在下连接组件6上。为了减小导电管4与下触结构5间的接触电阻以及可靠导电，可以进一步设计一个软连接部件8（如图3所示），该软连接部件8可以为铜箔软连接也可以为软电线，其一端接在导电管4后端与导电丝43电连接，另一端接在下触结构5（或者直接接在下连接组件6）上，以减小导电管4与下触结构5接触部位的温升。

本发明所述的跌落式开关装置与现有跌落式熔断器最大的区别是利用了环形记忆合金33的形状特性和导电丝43替代了熔丝，实现了无熔丝可重复开断的功能。

本发明无熔丝跌落式开关装置处于正常工作状态时，环形记忆合金33处于收缩状态并具有较大的束缚力，使得压缩弹簧35处于压缩状态，此时上触结构3的导电夹片32与导电管4的导电环42之间具有一定的接触力，能够保证其可靠的接触。

当本发明所述无熔丝跌落式开关装置承载过电流或短路电流时，开关装置整体温度将会升高，由于环形记忆合金33安装部位为缩颈结构，其导体截面积较小，其发热现象将会愈加明显。因此环形记忆合金33能够感受到温度的升高从而发生形变膨胀，导致其束缚力减小。由此压缩弹簧35受到的压缩力作用减小而伸展开，使上触结构3的导电夹片32与导电管4的接触力减小，使得导电管4迅速与导电夹片32分离而跌落，从而切断电路。

当开关装置断开电路后，装置温度将会降低到常温，与此同时环形记忆合金33能够随着温度降低再次恢复到原有的收缩状态。当过载或短路故障排除后，维护人员只需利用长杆勾住挂环44将导电管4推入导电夹片32中，从而使开关装置恢复到正常工作状态，能够实现可重复操作。

进一步的，本发明还可以设置一个脱扣弹簧夹7。配合如图5、6所示，该脱扣弹簧夹7主要包括壳体71、脱扣弹簧72及弹簧挡板73。该壳体71安装在所述的上连接组件2上，其内部设有开口朝向导电管4的容腔74；该脱扣弹簧72及弹簧挡板73设置在该容腔74内，其两端分别与壳体71及弹簧挡板73连接。该壳体71外侧还设有通孔75，所述上触结构3的导电夹片32上设有楔子36，该楔子36可以从通孔75伸入到所述容腔74内抵住弹簧挡板73，从而将脱扣弹簧72与弹簧挡板73限制住。进一步的，在所述容腔74内壁还可以开有两道凹槽76，相应的，弹簧档板73上设有滑块位于该凹槽76内，用以限位弹簧挡板73。在所述壳体71上还可以进一步设置可套在所述导电管4外侧起导向作用的导板77。

设置了该脱扣弹簧夹7之后，在无熔丝跌落式开关装置处于正常工作状态时，所述上触结构3的楔子36在环形记忆合金33的抱紧力作用下将会从脱扣弹簧夹7的壳体71侧壁上的通孔75伸入到所述容腔74内部，从而限制住脱扣弹簧72和弹簧挡板73的位置，使脱扣弹簧72处于压缩状态。当无熔丝跌落式开关装置承载过电流或短路电流时，环形记忆合金33感热形变膨胀，导致其束缚力减小后，使导电夹片32与导电管4的接触力减小；与此同时在压缩弹簧35的作用下，当导电夹片32张开到一定程度时，上触结构3的楔子36将脱离于弹簧挡板73，从而触发脱扣弹簧72工作，弹簧挡板73推动导电管4，使得导电管4迅速与导电夹片32分离，从而切断电路。开关装置降温而使环形记忆合金33恢复原状态后，导电夹片32上的楔子36从脱扣弹簧夹7的壳体通孔75伸入到壳体容腔74内部，使脱扣弹簧72和弹簧挡板73恢复到限定位置，开关装置恢复到正常工作状态，能够实现可重复操作。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故但凡依本发明的权利要求和说明书所做的变化或修饰，皆应属于本发明专利涵盖的范围之内。

Claims (10)

1.一种无熔丝可重复操作的跌落式开关装置，其特征在于：包括绝缘组件（1）、上连接组件（2）、上触结构（3）、导电管（4）以及下连接组件（6），该上、下连接组件（2、6）分别设置于所述绝缘组件（1）的上方和下方；该上触结构（3）包括安装在所述上连接组件（2）上的主体（31）、设置在该主体上的至少两个导电夹片（32）以及箍在该导电夹片上的环形记忆合金（33）；该导电管（4）包括外层绝缘件（41）、设置在外层绝缘件上方的导电环（42）以及设置在外层绝缘件内部的导电丝（43），该导电丝与导电环电连接；所述导电夹片（32）在环形记忆合金（33）的作用下夹紧在该导电环（42）外侧；该导电管（4）下端铰接在所述下连接组件（6）上，所述导电丝（43）与该下连接组件电连接。

2.根据权利要求1所述的一种无熔丝可重复操作的跌落式开关装置，其特征在于：所述的环形记忆合金（33）采用环形的记忆合金弹簧。

3.根据权利要求1所述的一种无熔丝可重复操作的跌落式开关装置，其特征在于：所述的导电夹片（32）外侧设置有缩颈凹槽（34），所述的环形记忆合金（33）安装在该缩颈凹槽内。

4.根据权利要求1所述的一种无熔丝可重复操作的跌落式开关装置，其特征在于：所述的各导电夹片（32）之间设置有压缩弹簧（35）。

5.根据权利要求1所述的一种无熔丝可重复操作的跌落式开关装置，其特征在于：所述的导电管（4）上设置有一个可以对导电管进行操作的挂环（44）。

6.根据权利要求1所述的一种无熔丝可重复操作的跌落式开关装置，其特征在于：进一步包括一下触结构（5），该下触结构设置在所述下连接组件（6）上，所述导电管（4）铰接在该下触结构（5）上，从而将导电管间接铰接在所述下连接组件上，所述导电丝（43）与该下触结构电连接；所述的导电管（4）与下触结构（5）之间设置有一个软连接部件（8），该软连接部件的一端接在导电管后端并与所述导电丝（43）电连接，另一端接在所述的下触结构（5）上。

7.根据权利要求6所述的一种无熔丝可重复操作的跌落式开关装置，其特征在于：所述的软连接部件（8）为铜箔软连接或者软电线。

8.根据权利要求1所述的一种无熔丝可重复操作的跌落式开关装置，其特征在于：进一步设置一个脱扣弹簧夹（7），该脱扣弹簧夹包括壳体（71）、脱扣弹簧（72）及弹簧挡板（73）；该壳体（71）安装在所述上连接组件（2）上，其内部设有开口朝向所述导电管（4）的容腔（74）；该脱扣弹簧（72）及弹簧挡板（73）设置在该容腔（74）内，其两端分别与壳体（71）及弹簧挡板（73）连接；该壳体（71）外侧还设有通孔（75），所述上触结构（3）的导电夹片（32）上设有楔子（36），该楔子从通孔（75）伸入到所述容腔（74）内抵住弹簧挡板（73），将脱扣弹簧与弹簧挡板限制住。

9.根据权利要求8所述的一种无熔丝可重复操作的跌落式开关装置，其特征在于：所述的容腔（74）内壁开有两道凹槽（76），相应的，所述的弹簧档板（73）上设有滑块位于该凹槽（76）内。

10.根据权利要求8或9所述的一种无熔丝可重复操作的跌落式开关装置，其特征在于：所述的壳体（71）上进一步设置可套在所述导电管（4）外侧起导向作用的导板（77）。