CN107293423B - 直线式真空有载双档位切换开关 - Google Patents

Abstract

一种直线式真空有载双档位切换开关，滑动块与基座的顶部滑动连接，滑动块上设置有极限限位机构，滑动块与永磁机构相连接，滑动块的一侧设置有滚轮，另一侧设置有切换开关的动触头安装座；基座相对于滚轮的一侧，设置有真空管缓冲器、主真空管、副真空管及过渡电阻，基座相对于动触头安装座的另一侧安装有切换开关的静触头组；所述静触头组包含两个静触头，并且二者之间设置有空档位。它能够同时完成切换开关的档位转换和真空灭弧功能，并且能够在切换过程中保持电路不断电。它采用直线式切换方式，能缩小安装体积，切换速度快，可靠性高，使用寿命长。

Description

直线式真空有载双档位切换开关

技术领域

本发明涉及一种有载切换开关，特别是直线结构的真空有载双档位切换开关。

背景技术

切换开关的用途很多，从最简单的电灯开关到复杂的高速开关、延时开关等，都是切换开关的不同种类，它允许电路在两个或三个状态下快速切换，包含闭合和断开两种方式。

用于供电部门的有载分接开关也是一种切换开关，由于供电部门在切换电路以及调节电压、负载的情况下，需要保持电路持续工作，因此传统的切换开关不能胜任。

另外，在电路闭合和切换的瞬间，动触点和静触点由于存在电势差，在相互靠近的时候，会产生尖端放电现象，进而产生空气电离，电弧会对触头表面产生高温氧化作用，将触头的导电性降低，接触电阻增大，在大电流情况下，接触电阻一旦增大，发热功率P与接触电阻成比例关系，接触电阻发热严重，进而进一步恶化接触点的工作状态。

因此，接驳在电网中所使用的切换开关，不仅需要高速的切换速度，还需要在不同静触点的切换瞬间能保持电流的稳定通路，而且还需要在切换瞬间能够有效避免电弧放电，延长触头的使用寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种适合高速切换速度下的直线式真空有载双档位切换开关。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种直线式真空有载双档位切换开关，基座上设置有滑动块，滑动块与基座的顶部滑动连接，滑动块上设置有极限限位机构，滑动块与运动机构相连接，其特征在于：滑动块的一侧设置有滚轮，另一侧设置有切换开关的动触头安装座；基座相对于滚轮的一侧，设置有真空管缓冲器、主真空管、副真空管及过渡电阻，基座相对于动触头安装座的另一侧安装有切换开关的静触头组；所述静触头组包含两个静触头，并且二者之间设置有空档位。

所述运动机构为永磁机构。

所述基座上设置有一个杠杆机构，杠杆机构的一端转轴设置在基座上，永磁机构的运动杆与杠杆的中部铰接，杠杆的另一端与设置在滑动块上的销轴转动连接。该杠杆机构将永磁机构的运动杆的运动行程放大，腾出空间。

所述滚轮与分接开关的真空管缓冲器相配合，真空管缓冲器的顶部与滚轮相接触，真空管缓冲器的底部与真空管的动导电杆固定连接。

所述切换机构的运动杆上的滚轮分别设置在两个水平面上，其中每组主真空管的缓冲器与第一滚轮、第二滚轮配合，过渡真空管的缓冲器与第三滚轮配合。

所述切换机构的滑动块内部设置有内滚轮，内滚轮与基座顶部的T形滑轨配合，内滚轮与第三滚轮共轴。设置内滚轮后，滑动块和基座之间摩擦明显减小，移动速度快。

所述切换机构的基座的顶部固定安装有极限限位块，极限限位块与运动杆上的极限限位孔配合。

所述极限限位块为长方形，所述极限限位孔为长方孔，极限限位孔的内壁长度与极限限位块长度之差为滑动块运动的最大行程。

所述真空管缓冲器由下壳、弹性顶块和弹簧组成，下壳内设置有弹簧槽，弹簧安装在弹簧槽内，并且顶住弹性顶块，弹性顶块的上端面为圆台形，弹性顶块的底部设置有扣合点，扣合点和真空管的动导电杆的端部相配合，真空管缓冲器的弹性顶块的顶面与设置在滑动块上的滚轮相配合。

所述切换机构的切换开关的动触头安装座上设置有接触片，接触片上端与导电轨相接触，下端与静触头组相配合。

与现有技术相比，本发明的优点在于：它采用直线式结构设计，结构简单，容易安装和维修，它包含有一套双档位的切换开关，并且在档位切换的过渡状态，自动由过渡电阻维持电路通畅；在切换完成状态和过渡状态，分别由主真空管和过渡真空管来保护电路，在电路断开之前，由真空管提前断开，在电路接通之后，由真空管延迟接通。

真空管本身内部不存在空气，真空环境下不会发生空气电离，因此不会对电路接触部分产生放电高温，也不会造成接触点发生氧化。该结构有效防止切换开关的动触片和静触头接触和分离时发生电弧拉弧，显著提升了有载切换开关的使用寿命。

附图说明

图1为切换机构的立体图。

图2为切换机构的侧视图。

图3为切换机构中单数档位时真空管一侧的状态图。

图4为切换机构中单数档位时切换开关一侧的状态图。

图5为切换机构中过渡状态时真空管一侧的状态图。

图6为切换机构中过渡状态时切换开关一侧的状态图。

图7为切换机构中双数状态时真空管一侧的状态图。

图8为切换机构中双数状态时切换开关一侧的状态图。

图9为图3中A-A剖视图。

图10为图3中B-B剖视图。

其中1为永磁机构， 2为滑动块， 3为基座， 4为杠杆机构， 5为第一滚轮， 6为第二滚轮， 7为第三滚轮， 8为缓冲器， 9为缓冲器的弹性顶块，10为真空管，11为真空管的动导电杆，12为过渡电阻，13为限位块，14为缓冲器的下壳，15为内滚轮，16为缓冲器的内弹簧，17为动触头，18为导电轨，19为第一静触头，20为第二静触头，21为接触片，22为凹槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步描述。

如图1和图2所示，本发明所述的直线式永磁真空有载切换开关，如图7和图8 基座3和设备的底座固定连接。基座上方有一个T形滑轨，与滑动块下方的滑槽相配合。

切换机构所采用的运动机构为一台永磁机构1，永磁机构本身为一个带有复位弹簧的电磁开关，线圈通电产生磁场，吸引永磁铁，克服复位弹簧的弹力，将永磁机构的运动杆拉向一侧；线圈失电，永磁机构的运动杆则在复位弹簧的作用下，回到初始位置。所以永磁机构有至少两个可靠的停止位置和一个过渡位置。

普通的永磁机构的运动行程很小，这个运动行程不足以安排下动触点、静触点和真空管，所以在基座上设置有一套杠杆机构来放大永磁机构的运动行程。

如图3、图5和图7所示，杠杆机构的转动轴设置在T形滑轨3上，杠杆的中段和永磁机构的运动杆连接，杠杆的顶部与切换机构的滑动块2转动连接。杠杆机构将永磁机构的运动杆的运动行程放大，有利于设置切换开关、真空管和过渡电阻，解决它们之间位置相互冲突。

本文中所述的切换开关，可以同时接入两组电信号，切换开关在两组信号之间快速切换，为便于说明，第一静触头19接入单数档位的电信号，第二静触头20接入双数档位的电信号。

图3和图4分别展示了切换机构的两侧的结构，其中图3一侧为真空管以及过渡电阻组成的灭弧部分，图4一侧为切换开关部分，二者同步工作。

T形滑轨的顶部固定设置有限位块13，滑动块2顶部开有限位槽，限位块和限位槽配合，限制了二者相对移动的最大距离。避免损坏永磁机构和杠杆机构。

从图9可以看到，滑动块2的内部还设置有内滚轮15，减少运动摩擦。内滚轮15和第三滚轮7同轴，方便安装。

图3和图4为切换开关的静止状态之一，即当单数档位接通时，完成档位切换后的状态。图3中有三组完全相同的结构，每组包括一个主真空管、一个过渡真空管、两个真空管缓冲器以及过渡电阻，它们均固定设置在T形滑轨的一侧。主真空管位于右侧，中间的为过渡电阻，左侧为过渡真空管，过渡真空管和过渡电阻串联。三组完全相同的结构，分别对应三相电。

滑动块32上安装有三个滑轮，即第一滑轮5、第二滑轮6和第三滑轮7，其中第一滑轮和第二滑轮高度相同，二者间距较大，第三滑轮位置偏下一些。它离第二滑轮之间间距较小。

真空管缓冲器8由下壳14、弹性顶块9和弹簧16组成，下壳内设置有弹簧槽，弹簧安装在弹簧槽内，并且顶住弹性顶块，弹性顶块的上端面为圆台形，弹簧顶块9的底部设置有扣合点，扣合点和真空管的动导电杆11的端部相配合。缓冲器的内部结构如图9 所示，缓冲器的内弹簧6将弹性顶块向上顶起，当弹性顶块不受压时，内弹簧16足以将真空管的动导电杆11向上抬起，实现真空管断开的功能。

如图3所示，当动触头7和第一静触头19接触时，第一滑轮5压住主真空管的缓冲器，主真空管接通，而过渡真空管的缓冲器的弹性顶块比主真空管的缓冲器弹性顶块要薄要低，所以过渡真空管处于分离状态，过渡电阻不起作用。电流经过主真空管流过。

图5为换档过程中，此时主真空管位于第一滑轮5和第二滑轮6之间，主真空管在缓冲器的弹性作用下分离，而第三滑轮压住了过渡真空管的缓冲器，过渡真空管接通，过渡电阻接通。

由于缓冲器的弹性顶块被滚轮压住，真空管就开始接通，所以可以做到当主真空管断开之前，过渡真空管先接通；然后主真空管断开，电流通过过渡真空管和过渡电阻再有载情况下保持接通；滑动块继续右移，主真空管的缓冲器弹性顶块接触到第二滑轮6，并被第二滑轮压下，此时主真空管再次接通，而另一侧的换档开关，已经由单数档位换为双数档位了。

滑动块继续右移，并达到极限位置，如图8 所示，过渡真空管的缓冲器退出第三滑轮7的下方，在内部弹簧作用下实现复位，过渡真空管断开，此时主真空管接通，动触头与第二静触头发生接触。

过渡真空管的缓冲器，其弹性顶块的厚度要小于主真空管缓冲器，其厚度差大于过渡真空管的分离行程，所以它即使处于第一滚轮下方，也不会被第一滚轮压住，能继续保持完全分离的状态。

相应地，切换开关部分依次如图4，图6和图8所示。切换开关的动触头固定在滑动块2上，切换开关的静触头19只有两档，图中靠左的一档接通档位选择开关的单数档位导电轨，靠右的一档接通双数档位导电轨。

如图9和图10所示，滑动块上设置有凹槽22，为切换开关的动触头接触片及弹簧销留出移动的空间。切换开关的动触头移动时，动触头接触片在两个静触头19及20之间切换。动触头的接触片21被一对弹簧所夹持。接触片接触静触头时，弹簧可以吸收缓冲振动，延长触点的使用寿命。

随着滑动块2的移动，切换开关部分和灭弧部分同时移动，在完成电路切换的同时，同步完成了有载电路的真空灭弧过程。

它体积小巧，可以独立作为有载开关的切换开关单独使用，也可以作为无载分接开关增加有载切换能力的配件使用。

Claims (10)

1.一种直线式真空有载双档位切换开关，基座上设置有滑动块，滑动块与基座的顶部滑动连接，设置有极限限位机构，滑动块与运动机构相连接，其特征在于：滑动块的一侧设置有滚轮，另一侧设置有切换开关的动触头安装座；基座相对于滚轮的一侧，设置有真空管缓冲器、主真空管、副真空管及过渡电阻，基座相对于动触头安装座的另一侧安装有切换开关的静触头组；所述静触头组包含两个静触头，并且二者之间设置有空档位。

2.根据权利要求1所述的直线式真空有载双档位切换开关，其特征在于：所述运动机构为永磁机构。

3.根据权利要求2所述的直线式真空有载双档位切换开关，其特征在于：所述基座上设置有一个杠杆机构，杠杆机构的一端转轴设置在基座上，永磁机构的运动杆与杠杆的中部铰接，杠杆的另一端与设置在滑动块上的销轴转动连接。

4.根据权利要求1所述的直线式真空有载双档位切换开关，其特征在于：所述滚轮与分接开关的真空管缓冲器相配合，真空管缓冲器的顶部与滚轮相接触，真空管缓冲器的底部与真空管的动导电杆固定连接。

5.根据权利要求3所述的直线式真空有载双档位切换开关，其特征在于：所述滑动块上的滚轮分别设置在两个水平面上，其中每组主真空管的缓冲器与第一滚轮、第二滚轮配合，过渡真空管的缓冲器与第三滚轮配合。

6.根据权利要求1所述的直线式真空有载双档位切换开关，其特征在于：所述滑动块内部设置有内滚轮，内滚轮与基座顶部的T形滑轨配合，内滚轮与第三滚轮共轴。

7.根据权利要求1所述的直线式真空有载双档位切换开关，其特征在于：所述基座的顶部固定安装有极限限位块，极限限位块与运动杆上的极限限位孔配合。

8.根据权利要求1所述的直线式真空有载双档位切换开关，其特征在于：所述极限限位机构由极限限位块和极限限位孔组成，极限限位块为长方形，极限限位孔为长方孔，极限限位孔的内壁长度与极限限位块长度之差为滑动块运动的最大行程。

9.根据权利要求1所述的直线式真空有载双档位切换开关，其特征在于：所述真空管缓冲器由下壳、弹性顶块和弹簧组成，下壳内设置有弹簧槽，弹簧安装在弹簧槽内，并且顶住弹性顶块，弹性顶块的上端面为圆台形，弹性顶块的底部设置有扣合点，扣合点和真空管的动导电杆的端部相配合，真空管缓冲器的弹性顶块的顶面与设置在滑动块上的滚轮相配合。

10.根据权利要求1所述的直线式真空有载双档位切换开关，其特征在于：所述切换开关的动触头安装座上设置有接触片，接触片上端与导电轨相接触，接触片下端与静触头组相配合。

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