CN107293438A - 一种高压隔离开关的触头组件及其阴触头 - Google Patents

Abstract

本发明揭露一种高压隔离开关的触头组件及其阴触头。其中，触头组件包括阴触头和阳触头。阴触头包括：第一导电臂，其前端形成一锥段，且该锥段的外径自后端向前端呈渐缩状；一锥形圈，形成有角度与该锥段相匹配的安装孔；一定位圈，设置在该导电臂与该锥段的结合处；多个触指，沿圆周均匀分布在该锥段的外表面上，且所述多个触指的后端被该定位圈限制；其中，该锥形圈是通过该安装孔套装在所述多个触指的外周上，并将所述多个触指挤压在与该锥段相互形成的空隙内。本发明的触头组件体积小、触点数量多，可以满足大电流的隔离开关的运行要求，可有效解决触头发热的问题。

Description

一种高压隔离开关的触头组件及其阴触头

技术领域

本发明是有关于一种高压隔离开关，特别是有关于一种高压隔离开关的触头组件及其阴触头。

背景技术

高压隔离开关是电力系统使用量最大的电气设备，它是用来开合有电压而无负荷的电路，以转换运行方式；或是在电路中形成明显可见的断开点以将检修设备与带电设备隔离，以便于电气设备的检修工作安全可靠地进行，在正常运行中稳定地传导电流。

以双柱水平开启式隔离开关为例：它的结构是由导电部分、传动部分、绝缘部分和操作机构构成，传动部分由连杆和转动轴承以及连接件组成，绝缘部分由支柱绝缘子等构成。所述的操动机构通过传动部分与绝缘部分连接，其中的核心组件是导电部分，其包括两侧触头、导电臂、出线座及防尘罩等组成。所述导电部分是固定在绝缘部分之上，导电部分的功能有两方面，一是传导电流，二是由支柱绝缘子转动配合来完成触头分合动作以实现电路的开合操作。导电部分包括出线座和导电臂以及触头(阴触头和阳触头，或谓左触头和右触头)等构成。

所述的分合操作过程是：操动机构接到分合命令后通过连杆组成的传动部分将操作力传递给两侧支柱绝缘子，两侧支柱绝缘子在传动力矩的作用下，作相背离或者相合的对称相反的旋转，使得固定于其上的两侧导电臂作相应的摆动，从而使两侧导电臂前端的触头在中间相互合入或分离，两侧触头的合入或分离是遵循各自导电臂前端摆动的轨迹完成的。

现有的自力式触头技术中，应用了具有高导电性、高弹性合金材料，制成触指应用于隔离开关中。由所述的材料制成的棒式触指，以及由此设计制成的隔离开关触头以高可靠性、防尘防污效果好等性能特点逐渐受到人们的欢迎。这种触头不需要拉簧，利用触指自身的弹力提供接触压力，从而具有结构简单的特点，且消除了后触点引起的发热问题。

上述自力式触头技术中触头的结构为，触指直接被压紧而固定在良导体制成的触头座上，其触头座的另一端同时将导电臂以螺栓压紧以构成导电回路，由此解决了后触点的发热问题。其中，触指的排列固定方式主要有下述两种：将触指对称垂直固定在导电臂前端的左右两侧，或对称水平固定在导电臂的上下两侧。

由于自力式棒式触指的每个触指仅有一个接触点，且为点接触方式，然而由于触指排列在矩形导电臂的两边，其匹配的阳触头为矩形结构，触头的径向角度稍有偏差则将对导电接触产生很大的影响。然而点接触方式在通过电流较小的情况下具有较高的接触稳定性，并且触指自身弹力的弥补作用使得其接触效果相对于条状触指而有所改善，从而自调整性差的影响相对于平面接触或两点接触较小。但是，在大电流情况下，点接触方式由于接触区域过小，触指接触压力较小很难保证触头在导电接触时达到稳定的接触电阻，是潜在的发热隐患。然而增大触指接触压力，必须使触指直径加大，长度增加，同时接触压力大又会加速触指表面镀银层的磨损露铜，并由此引起触头发热。因此，使得自力式棒式触指的技术应用范围受到限制。

根据电工学理论，触头承载电流等于单触点电流乘触点数，很明显触头承载电流随触点数量增加而递增，而触头电阻随触点数量增加而减少，由此触点发热量则随触点数量增加呈平方倍数下降，由此增加触点数量可有效降低触头接触区的发热温度，并提高触头的导通电流的能力。但是，由于触指排列是对称直列，即触点排列成矩形，分布在触头的上下或左右两边的柱状边沿，在考虑到触头与触指径向对中误差大时，可能会带来的触指接触压力大小不平衡的问题。为了使每个触指具有足够的接触压力，也就要求触指具有大的回弹变形量，棒式触指直径一般做的较大，触指长度较长，因而使得其触指个数一般较少，由此仅仅能满足较小导通电流的隔离开关。如果通过增加触指数量来提高导通电流，将使得触头尺寸过大，则使隔离开关的导电部分增大体积和重量，还使得绝缘部件和传动力矩增大，并使隔离开关整体重量加大，不利于节省材料，降低成本。

随着电力技术运用的不断提升，现行国标的要求也在不断提高。行业供需双方共同面对这样一个问题：自力式棒式触指的触头虽然接触电阻稳定、结构简单、可靠性高、防尘效果好，但是仅能满足承载小电流的隔离开关触头，如何将自力式棒式触指应用在大电流的隔离开关中？也即，在自力式棒式触指基础上研制出体积小，触点数量多的触头结构，以满足大电流的隔离开关运行要求。并且，在接触电阻稳定、结构简单，可靠性高的条件下大幅度降低成本，提高使用寿命，将此项技术大力推广而普遍应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种高压隔离开关的触头组件及其阴触头，即在现有的自力式棒式触指的基础上提供一种体积小，而接触点数量成倍增加，从而在负荷较大的状态下使用效果更可靠的触头结构。

本发明所要解决的技术问题还在于提供这样一种高压隔离开关的触头组件及其阴触头，在安装维修中便于调试检修，以将自力式棒式触指的技术优点更加充分而广泛地应用在户外隔离开关设备中。

为了实现上述目的，本发明提供一种高压隔离开关的阴触头，其特点在于，包括：

第一导电臂，其前端形成一锥段，且该锥段的外径自后端向前端呈渐缩状；

一锥形圈，形成有角度与该锥段相匹配的安装孔；

一定位圈，设置在该导电臂与该锥段的结合处；

多个触指，沿圆周均匀分布在该锥段的外表面上，且所述多个触指的后端被该定位圈限制；

其中，该锥形圈是通过该安装孔套装在所述多个触指的外周上，并将所述多个触指挤压在与该锥段相互形成的空隙内。

在本发明的一实施例中，该锥形圈的该安装孔的锥状面与该锥段的外表面之间形成所述空隙，所述空隙为等厚且厚度与所述触指的厚度相匹配。

在本发明的一实施例中，该锥段的后端的最大直径小于该第一导电臂的外径；且在该锥段与该第一导电臂之间的结合处形成一卡台，该定位圈是通过该卡台固定在该锥段的后端上，从而将所述多个触指在轴向位置上止动。

在本发明的一实施例中，该定位圈的前端形成有均匀分布的多个第一定位齿，相邻两个所述第一定位齿之间形成一第一定位槽。

在本发明的一实施例中，该安装孔的前端的该锥状面上还形成有多个第二定位齿，相邻两个所述第二定位齿之间形成一第二定位槽，且所述第二定位齿朝向轴心。

在本发明的一实施例中，所述第一定位槽的数量、宽度与分布位置与所述第二定位槽相互匹配，并与所述多个触指相匹配，从而限定每一所述触指在径向的一个确定的位置。

在本发明的一实施例中，该锥段和该安装孔的锥角在0～5°之间。

在本发明的一实施例中，该定位圈的外周与该锥形圈的锥状面之间具有一间隙。

在本发明的一实施例中，所述第一定位齿与所述第二定位齿通过径向相对位置配合使所述第一定位槽与所述第二定位槽一一对应，从而将每一所述触指的装配方向与该导电臂的轴线保持在同一平面。

在本发明的一实施例中，该锥形圈为非磁材料，该定位圈为非磁材料。

在本发明的一实施例中，所述多个触指的前端形成一个倒锥状开口。

在本发明的一实施例中，该倒锥状开口的最小直径小于电连接于一第二导电臂上的阳触头部分的外径。

在本发明的一实施例中，所述触指为具有弹性的棒式触指。

为了实现上述目的，本发明还提供一种高压隔离开关的触头组件，包括阴触头和阳触头，其特点在于，

该阴触头为如上各实施例所述的阴触头；

该阳触头包括一第二导电臂及电连接于该第二导电臂上的阳触头部分，该阳触头部分外形呈圆饼状，该阳触头与该阴触头配合形成该高压隔离开关的可闭合或分断的触头组件。

本发明通过在阴触头的触指后端采用了锥状匹配的楔入式结构，可以使触指后端第一导电臂实现紧密可靠地线接触，因而在触头体积较小的情况下，触点数量可以实现大幅度增加，从而提高触头的导通电流的能力。

另外，本发明还通过多个触指围成的倒锥状开口的最小直径小于电连接于第二导电臂的阳触头部分的外径，当阳触头合入到阴触头时会撑开触指，从而使阴触头依靠棒形触指自身的弹力与阳触头形成紧密的导电接触，这种结构解决了后触点发热问题。并且，由于采用圆周布置触指避免了各向调整误差对触头接触电阻的影响，因而避免了检修调试困难的问题，且满足每个触指导通电流所需的导体截面积，从而大大降低了检修调试工时和难度。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：

图1绘示本发明的高压隔离开关触头结构的透视图；

图2绘示本发明的高压隔离开关触头结构沿图3中B-B方向的剖视图；

图3绘示本发明的高压隔离开关触头结构沿图2中A-A方向的剖视图；

图4绘示图2中定位圈的结构透视图；

图5绘示图2中C部分的放大结构剖面图。

具体实施方式

高压隔离开关的触头组件包括阴触头和阳触头，且外形相匹配的阳触头与阴触头通常是成对使用的，阴触头通过第一导电臂固定连接在隔离开关一侧的出线座上，阳触头通过第二导电臂固定连接在另一侧出线座上。本发明主要涉及阴触头的改进，见图1～图3，为便于描述，以下以触头为中心，背离触头的方向称为后，朝向触头的方向称为前。

具体地，如图1～图3所示，在本发明的一较佳实施例中，触头组件100包括阴触头和阳触头。其中，阴触头包括第一导电臂10、锥形圈20、多个触指30和定位圈40。与该阴触头对应的阳触头由第二导电臂50以及电连接地设置于该第二导电臂50的前端的阳触头部分51构成，该阳触头部分51外形呈圆饼状。

该第一导电臂10可为圆筒状，其前端进一步形成一锥段11，且该锥段11的外径是自后端向前端呈渐缩状，该锥段11的顶端是朝向前端。

该锥形圈20呈空心柱状，内设有角度与该锥段11相匹配的安装孔21。在一实施例中，该锥形圈20的内面具有较小锥度，即其安装孔21为锥状面，该安装孔21的孔径自后端向前端呈渐缩状。较佳地，该锥段11和该安装孔21的锥角可在0～5°之间。

结合图4，该定位圈40呈圆环状，其是设置在该导电臂10与该锥段11的结合处。较佳地，该锥段11的后端的最大直径是小于该第一导电臂10的直径，在该锥段11与该导电臂10之间的结合处形成有一卡台14。该定位圈40是通过其内孔41套装在该锥段11的后端上，并通过该卡台14固定在该锥段11的后端上，以便在装配时限制所述多个触指30在轴向位置移动。

所述多个触指30是采用自力式直棒形材料制成的具有弹性的棒式触指，其具有良好的导电性能。

在本发明中，为了避免触头导通电流时所形成的强磁场引起的损耗，该锥形圈20采用非磁材料，该定位圈40也采用非磁材料，例如黄铜或非磁不锈钢。

在本发明中，较佳地，如图3和图4所示，本发明在该定位圈40的前端的端面上围绕一周均匀设有朝向前方的第一定位齿42，相邻两个所述第一定位齿42之间形成一第一定位槽43，第一定位槽43与触指30外径相匹配。而在该锥形圈20围绕其前端内侧还均匀设有第二定位齿22，所述第二定位齿22也与触指30外径相匹配，相邻两个第二定位齿22之间形成一第二定位槽23，且所述第二定位齿22和所述第二定位槽23均是朝向该锥形圈20的轴心，所述的第一定位齿42和所述的第二定位齿22的数量、分布位置，以及宽度相匹配，以便于触头安装调试。

在安装时，所述多个触指30是沿圆周均匀分布在该锥段11的外表面上，且每一所述触指30的后端32的根部是受限于所述第一定位槽43，配合该定位圈40卡在该卡台14上可实现所述触指30的轴向定位。而该锥形圈20是通过该安装孔21包裹在所述多个触指30的外周上。并且，根据设置在该定位圈40和该锥形圈20上的标记，所述第一定位齿42与所述第二定位齿22通过径向相对位置配合，使所述第一定位槽43与所述第二定位槽23一一对应，从而可以限定每一所述触指30处在径向的唯一确定的位置，即在所述第一定位齿42和第二定位齿22的限定作用下，可将每一所述触指30固定在由所述第一定位槽43与所述第二定位槽23所限定的空间位置上，以实现每一所述触指30的装配方向与该导电臂10的轴线保持在同一平面。在该锥形圈20向该导电臂10的后端压紧时，所述多个触指的后端32被挤压到适当紧而形成自锁，由此所述多个触指的后端32被该锥段和锥形圈20紧密地固定在第一导电臂上，从而在触指和导电臂之间形成了稳定可靠的电气接触。

在本发明中，在该锥形圈20向该导电臂10的后端压紧时，该锥形圈20的该安装孔21的锥状面与该锥段11的外表面之间形成锥状等厚的空隙，所述空隙的厚度是与所述触指30的厚度相匹配。并且，由于该定位圈40的外径小于该锥形圈20的后端的敞口，在安装完成后，该定位圈40是位于该锥形圈20内部后段，在该锥形圈20向该导电臂10的后端压紧时，该定位圈40与该锥形圈20的后端的该锥状面之间具有一间隙25，如图2所示。较佳的，该间隙25为0.5mm。且由于二者之间的间隙25较小，因此，可以提高触头后部导电接触部位的抗污功能。在安装完成后，所述多个触指30的后端32是被该锥段11、该锥形圈20配合压紧的。

在本发明中，由该锥段11的锥状外表面和该锥形圈20的安装孔21的锥状面构成了一个锥状匹配的楔入式结构，所述多个触指30可以通过该楔入式结构与第一导电臂形成紧密安装，并使得所述多个触指30的前端31形成了一个小头朝外的倒锥状开口。较佳地，所述多个触指30的前端31可进一步弯曲形成一弧形部311，并包围形成喇叭状，这样可便于将阳触头部分51顺利导入该倒锥状开口并与所述触指30导电接触。

在本发明中，所述倒锥状开口的最小直径是小于阳触头部分51的外径，这样，当阳触头部分51导入所述多个触指30围成的倒锥状开口内时，由于直径差会使触指30撑开变形，从而使阴触头依靠棒形触指自身的弹力与阳触头形成紧密的，并且可以闭合或分离的导电接触部，即隔离开关的触头组件。

较佳地，在安装完成后，在所述第二定位槽23与所述触指30的后端32的外表面之间留有缝隙24(参考图5)，以避免在装配时所述触指被划伤。

综上，在本发明中，由于阳触头通过倒锥状开口导入阴触头内时，无需调整径向和轴向对中，即可实现所有触指均匀的变形和触指之间具有相同的接触压力，完全避免了触头两部分的调整误差问题，因而触头导入后触指的变形幅度只需要满足其接触压力即可，无需考虑触指接触不平衡所需增加的变形量，因此触指的变形无需很大，从而触指的长度和直径可大幅度减小，由此触指数量可以大幅度增加。而在触指后端由于采用了锥状匹配的楔入式结构，可以使触指后端与导电臂实现紧密可靠地线接触。因而在触头体积较小的情况下，触点数量可以实现大幅度增加。从而提高触头的导通电流的能力。

另外，本发明的这种触头结构不仅解决了后触点发热问题，而且，由于采用圆周布置触指避免了各向调整误差对触头接触电阻的影响，因而避免了检修调试困难的问题。

上述所揭露的各实施例中，并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与修改，皆可被保护于本发明中。因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (14)

1.一种高压隔离开关的阴触头，其特征在于，包括：

第一导电臂，其前端形成一锥段，且该锥段的外径自后端向前端呈渐缩状；

一锥形圈，形成有角度与该锥段相匹配的安装孔；

一定位圈，设置在该导电臂与该锥段的结合处；

多个触指，沿圆周均匀分布在该锥段的外表面上，且所述多个触指的后端被该定位圈限制；

其中，该锥形圈是通过该安装孔套装在所述多个触指的外周上，并将所述多个触指挤压在与该锥段相互形成的空隙内。

2.根据权利要求1所述的高压隔离开关的阴触头，其特征在于，该锥形圈的该安装孔的锥状面与该锥段的外表面之间形成所述空隙，所述空隙为等厚且厚度与所述触指的厚度相匹配。

3.根据权利要求2所述的高压隔离开关的阴触头，其特征在于，该锥段的后端的最大直径小于该第一导电臂的外径；且在该锥段与该第一导电臂之间的结合处形成一卡台，该定位圈是通过该卡台固定在该锥段的后端上，从而将所述多个触指在轴向位置上止动。

4.根据权利要求3所述的高压隔离开关的阴触头，其特征在于，该定位圈的前端形成有均匀分布的多个第一定位齿，相邻两个所述第一定位齿之间形成一第一定位槽。

5.根据权利要求4所述的高压隔离开关的阴触头，其特征在于，该安装孔的前端的该锥状面上还形成有多个第二定位齿，相邻两个所述第二定位齿之间形成一第二定位槽，且所述第二定位齿朝向轴心。

6.根据权利要求5所述的高压隔离开关的阴触头，其特征在于，所述第一定位槽的数量、宽度与分布位置与所述第二定位槽相互匹配，并与所述多个触指相匹配，从而限定每一所述触指在径向的一个确定的位置。

7.根据权利要求1所述的高压隔离开关的阴触头，其特征在于，该锥段和该安装孔的锥角在0～5°之间。

8.根据权利要求5所述的高压隔离开关的阴触头，其特征在于，该定位圈的外周与该锥形圈的锥状面之间具有一间隙。

9.根据权利要求5所述的高压隔离开关的阴触头，其特征在于，所述第一定位齿与所述第二定位齿通过径向相对位置配合使所述第一定位槽与所述第二定位槽一一对应，从而将每一所述触指的装配方向与该导电臂的轴线保持在同一平面。

10.根据权利要求1所述的高压隔离开关的阴触头，其特征在于，该锥形圈为非磁材料，该定位圈为非磁材料。

11.根据权利要求1所述的高压隔离开关的阴触头，其特征在于，所述多个触指的前端形成一个倒锥状开口。

12.根据权利要求11所述的高压隔离开关的阴触头，其特征在于，该倒锥状开口的最小直径小于电连接于一第二导电臂上的阳触头部分的外径。

13.根据权利要求1所述的高压隔离开关的阴触头，其特征在于，所述触指为具有弹性的棒式触指。

14.一种高压隔离开关的触头组件，包括阴触头和阳触头，其特征在于，

该阴触头为如权利要求1～13中任一权利要求所述的阴触头；

该阳触头包括一第二导电臂及电连接于该第二导电臂上的阳触头部分，该阳触头部分外形呈圆饼状，该阳触头与该阴触头配合形成该高压隔离开关的可闭合或分断的触头组件。