CN108320923A - 开关装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种开关装置，包括：绝缘外壳，具有出线端和至少两个进线端；第一触头，能转动地连接在所述绝缘外壳内，所述第一触头与所述出线端相连；至少两个第二触头，能弹性转动地连接在所述绝缘外壳内，所述第二触头与所述进线端相连，所述第二触头具有能在至少两个方向上抵接所述第一触头的结合件。本发明的开关装置，通过单驱动转换的第一触头，实现转换的高安全和高可靠性，同时通过第二触头的结合件能够提升产品的高短时耐受能力。

Description

开关装置

技术领域

本发明涉及低压电器技术领域，尤其涉及一种开关装置。

背景技术

转换开关是低压电器领域中的重要电器元件，主要用于两电路电源间的切换，当一路电源出现故障时，转换开关能够转到另一路电源供电，保证负载的正常运行。按照建筑设计规范要求，1、2级用电负载应采用两路或两路以上电源供电，转换开关就是电源切换的核心，应用在消防、交通、通信、冶金、化工、纺织、石油、煤矿等不允许停电的重要场所。

现有的转换开关，本体开关一般采用两组触头拍合式结构，驱动轴驱动不同的触头，实现常用和备用两路电源的转换，同时两组触头机构间采用连锁部件进行连锁，防止同时接通两路电源而造成短路故障或供电事故。

对于转换开关而言，具有可靠的转换同时，也要有必要的短时耐受、温升性能，现有的转换开关存在以下问题：1)双电源采用双触头拍合式结构，转换可靠性低于单驱动转换触头；联锁机构需要保证其不会出现同时接通两路电源，防止两路电源的短路问题，一旦联锁机构失效，将会出现两路电源短路，造成系统跳闸，严重的威胁供电系统的安全。2)常用双电源触头为拍合式触头，无法做到国标中的高短时耐受要求，常常提供为额定短路限制电流，理论上与指定的断路器和熔断器方可达到提供参数，与不同厂家的断路器和熔断器使用时，存在技术参数不准确问题，严重时会出现触头粘连或烧损严重的问题，严重的影响供电的可靠性。

发明内容

本发明的目的是提供一种开关装置，通过单驱动转换的第一触头，实现转换的高安全和高可靠性，同时通过第二触头的结合件能够提升产品的高短时耐受能力。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供一种开关装置，其包括：

绝缘外壳，其上安装有出线端和至少两个进线端；

第一触头，能转动地连接在所述绝缘外壳内，所述第一触头与所述出线端相连；

至少两个第二触头，能弹性转动地连接在所述绝缘外壳内，所述第二触头与所述进线端相连，所述第二触头具有能在至少两个方向上抵接所述第一触头的结合件。

在本发明的实施方式中，所述第一触头具有与所述结合件相抵接的至少两个接触部，所述接触部设置在所述第一触头靠近所述结合件的端角处。

在本发明的实施方式中，所述至少两个接触部包括第一接触部和第二接触部，在所述开关装置合闸的状态下，所述第一接触部与所述结合件之间具有第一接触点，所述第二接触部与所述结合件之间具有第二接触点，所述第一接触点相对所述第二触头的旋转轴形成的力矩等于所述第二接触点相对所述第二触头的旋转轴形成的力矩。

在本发明的实施方式中，所述第一接触点与所述第二接触点分别位于所述第一触头的轴线的两侧。

在本发明的实施方式中，所述结合件包括至少两个结合部，所述结合部与所述接触部相抵接。

在本发明的实施方式中，所述第一触头具有相互连接的主轴绝缘件和触刀，所述主轴绝缘件能转动地连接在所述绝缘外壳内，所述触刀的一端能弹性摆动地连接于所述主轴绝缘件，所述至少两个接触部位于所述触刀的另一端。

在本发明的实施方式中，所述主轴绝缘件具有放置至少一个弹性件的容纳槽，所述触刀的一端插接于所述容纳槽并能与所述至少一个弹性件弹性抵接。

在本发明的实施方式中，所述至少一个弹性件包括第一弹性件和第二弹性件，所述触刀的一端能夹设在所述第一弹性件与所述第二弹性件之间。

在本发明的实施方式中，所述第二触头为U形触头或C形触头。

在本发明的实施方式中，所述第二触头上连接有回弹件，所述回弹件连接于所述绝缘外壳。

在本发明的实施方式中，所述第一触头与所述出线端之间连接有软导体或转动结构，所述第二触头与所述进线端之间连接有所述软导体或所述转动结构。

在本发明的实施方式中，所述软导体为由多股铜导线编织而成的导体。

在本发明的实施方式中，所述转动结构具有与连接板及可转动地连接在所述连接板上的连接导体。

在本发明的实施方式中，相邻设置的两个所述第二触头之间设有灭弧结构。

本发明的开关装置的特点及优点是：

一、该开关装置通过第一触头与第二触头上的能在至少两个方向上抵接第一触头的结合件的结构，使得第二触头与第二触头的两个接触点所产生的霍尔姆力F1和霍尔姆力F2与第二触头的旋转轴形成的力矩大小相等，该第一触头与第二触头能够形成稳定的接触状态，以使该开关装置能稳定保持接通状态，而且大电流通过时在第一触头和第二触头的连接处不会发生相对跳动，引起大的熔焊，使产品失效。因此，本发明有利于提升产品短时耐受能力，且由于采用第一触头的单驱动触头旋转方案设计，提高了开关装置的安全性，防止接通两路电源而造成的短路。

二、本发明采用模块化设计，开关装置通过第一触头和至少两个第二触头的模块配合，可用于单相、多相的接线系统；同时，本发明还可用于交流系统，也可以用于直流系统，运用范围广泛。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的开关装置的一实施例的立体结构示意图。

图2为本发明的开关装置的一实施例的主视图。

图3为本发明的第一触头的主视图。

图4为图3的A向剖视图。

图5为本发明的第一触头与第二触头接触的结构示意图。

图6为本发明的开关装置的另一实施例的主视图。

图7为图1所示实施例的本发明的开关装置的主视图，图中显示了第一触头与第二触头初始接触时的状态。

图8为本发明的开关装置处于未合闸状态的主视图。

图9为本发明的转动结构的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，本发明提供了一种开关装置，其包括绝缘外壳1、第一触头2和至少两个第二触头3，其中：绝缘外壳1上安装有出线端11和至少两个进线端12；第一触头2能转动地连接在所述绝缘外壳1内，所述第一触头2与所述出线端11相连；至少两个第二触头3能弹性转动地连接在所述绝缘外壳1内，所述第二触头3与所述进线端12相连，所述第二触头3具有能在至少两个方向上抵接所述第一触头2的结合件31。

具体是，绝缘外壳1具有中空腔13，开关装置中的各部件位于中空腔13中，该绝缘外壳1上安装有一个出线端11和至少两个进线端12。在本发明中，一个出线端11和至少两个进线端12分别设置在绝缘外壳1的相对两侧，根据实际使用需要，进线端12可为两个、三个或更多个，在此不做限制。在本实施例中，进线端12为两个，两个进线端12上下布置在绝缘外壳1的一侧，出线端11为一个，该出线端11安装在绝缘外壳1的另一侧。

第一触头2可转动地设置在绝缘外壳1的中空腔13中，该第一触头2能够与至少一个第二触头3接触或分离，从而实现与不同路的电源通电或断电的操作。

具体的，该第一触头2具有相互连接的主轴绝缘件21和触刀22，该主轴绝缘件21能转动地连接在绝缘外壳1内，该触刀22的一端能弹性摆动地连接于该主轴绝缘件21。如图3和图4所示，该主轴绝缘件21具有转轴211和套接在转轴211外部的夹持部212，该转轴211大体呈扁圆柱体状，在本实施例中，转轴211与夹持部212一体成型，当然，在其他的实施例中，转轴211与夹持部212也可分体成型，在此不做限制，转轴211的中部穿设有销轴213，销轴213固接在绝缘外壳1内，该转轴211能相对销轴213转动，从而带动夹持部212一并转动。

进一步的，该主轴绝缘件21还具有放置至少一个弹性件214的容纳槽215，该触刀22的一端插接于容纳槽215并与至少一个弹性件214弹性抵接。具体的，该夹持部212的一端形成有供触刀22插接的开口，该容纳槽215形成在夹持部212的一端与转轴211之间，该容纳槽215与开口相连通，且容纳槽215中设有至少一个弹性件214。在本实施例中，弹性件214为弹簧片，该至少一个弹性件214包括第一弹性件2141和第二弹性件2142，该第一弹性件2141和第二弹性件2142分别设在容纳槽215中，当触刀22插入夹持部212的开口并伸入容纳槽215后，该触刀22的两侧与夹持部212的开口之间分别形成有缝隙216，且位于容纳槽215中的触刀22的两侧分别设有该第一弹性件2141和第二弹性件2142，当触刀22与第二触头3接通后，至少一个弹性件214作用于触刀22上，也即该第一弹性件2141和/或第二弹性件2142与触刀22弹性抵接，从而该触刀22能相对主轴绝缘件21弹性摆动，进而在第一触头2与第二触头3接触期间提供必要的接触压力。

该第二触头3可转动地设置在绝缘外壳1的中空腔13中，在本发明中，开关装置具有两个第二触头3，两个第二触头3位于绝缘外壳1内的一侧且上下并排设置；该第二触头3具有能在至少两个方向上抵接第一触头2的结合件31，在开关装置合闸的状态下，该结合件31与第一触头2的触刀22相接触。

具体的，上述第一触头2具有与该结合件31相抵接的至少两个接触部221，该接触部221设置在第一触头2靠近结合件31的端角处，也即该至少两个接触部221位于触刀22的另一端。该结合件31包括至少两个结合部311，至少两个结合部311能在至少两个方向上抵接至少两个接触部221。

在本实施例中，该至少两个接触部221包括第一接触部和第二接触部，该结合件31具有两个结合部311，该第一接触部与结合件31的其中一个结合部311之间具有第一接触点2211，该第二接触部与结合件31的另一个结合部311之间具有第二接触点2212，该第一接触点2211相对第二触头3的旋转轴32形成的力矩等于第二接触点2212相对第二触头3的旋转轴32形成的力矩。

请配合参阅图5所示，当第一触头2的触刀22与第二触头3的结合件31稳定接触时，触刀22与结合件31形成有两个接触点，也即第一接触点2211和第二接触点2212，在第一接触点2211上产生的霍尔姆力为F1，在第二接触点2212产生的霍尔姆力为F2，且霍尔姆力F1距离第二触头3的旋转轴32的距离为L1，霍尔姆力F2距离第二触头3的旋转轴32的距离为L2，则有F1×L1＝F2×L2。本发明采用此种结构，能使第一触头2和第二触头3稳定的保持接通状态，从而达到提高短时耐受的效果。在本发明中，该第一接触点2211与第二接触点2212分别位于第一触头2的轴线的两侧，在一可行实施例中，该第一接触点2211与第二接触点2212相对第一触头2的轴线非对称设置；当然，在另外的实施例中，第一接触点2211与第二接触点2212相对第一触头2的轴线也可对称设置，在此不做限制。

在实际的设计中，应调整开关装置的结构，尽量保证F1×L1≥F2×L2，使第二触头3(位于绝缘外壳1上方的第二触头3)的总体力矩矢量成顺时针或为0，或使第二触头3(位于绝缘外壳1下方的第二触头3)的总体力矩矢量成逆时针或为0，进而保证开关装置接触状态的稳固，即第二触头3总体力矩矢量为0，提升产品的高短时耐受能力。

在本发明的实施例中，如图1和图2所示，该第二触头3为U形触头；或者，在另外的实施例中，如图6所示，该第二触头3为C形触头。本发明的第二触头3并不限于上述两种实施例，只要该第二触头3的结合件31能在至少两个方向上抵接第一触头2即可，在此不做限制。

在本发明的实施方式中，请配合参阅图1、图2和图7所示，该第二触头3上连接有回弹件33，该回弹件33连接于绝缘外壳1。

具体的，该回弹件33为扭簧，扭簧的一端卡接在绝缘外壳1上，其另一端卡接于第二触头3的一侧，从而使得第二触头3能够自复位，以使第二触头3的结合件31朝向第一触头2的触刀22端部。进一步的，在绝缘外壳1内还固定有固定轴34，第二触头3的另一侧抵接在固定轴34上。在开关装置的第一触头2与第二触头3分断的过程中，在回弹件33的作用下，第二触头3绕旋转轴32旋转，直至限位于固定轴34。在此过程中，第一触头2与第二触头3同时运动，运动方向相对，由于第一触头2、第二触头3的转动，可加快开关装置的分断过程，有利于开关装置的分断能力，从而提升开关装置的性能。

当开关装置进入合闸状态前，如图8所示，该开关装置处于双分状态(消防状态)时，第一触头2处于水平状态，其触刀22的端部位于两个第二触头3之间，第二触头3处于自复位状态，两个结合部311的开口方向朝向第一触头2的端部。当开关装置需要进行合闸时，第一触头2在操作机构的作用下旋转，第一触头2的触刀22与其中一个第二触头3接触，请参阅图7所示，该第二触头3的结合件31靠近第一触头2转动至该第二触头3方向一侧的结合部311设有便于第一触头2的触刀22滑入的倾斜面312，当第一触头2旋转至该第二触头3的结合件31后，在倾斜面312的作用下，第一触头2的触刀22能够顺畅的与第二触头3的结合件31结合，之后，在通入第一触头2和第二触头3的电流作用下，为保证第一触头2与第二触头3的两个接触点，也即第一接触点2211和第二接触点2212，所产生的霍尔姆力F1和霍尔姆力F2与第二触头3的旋转轴32形成的力矩大小相等，该第二触头3会继续旋转，直至第一触头2与第二触头3形成稳定的接触状态，此时该开关装置能稳定保持接通状态，而且大电流通过时在第一触头2和第二触头3的连接处不会发生相对跳动，引起大的熔焊，使产品失效。因此，本发明有利于提升产品短时耐受能力，且由于采用第一触头2和两个第二触头3的单刀双掷结构，能够保障产品无法出现常用备用同时接通短路的状态，从而提升产品的安全性能。

根据本发明的一个实施方式，该第一触头2与出线端11之间连接有软导体111或转动结构4，该第二触头3与进线端12之间连接有软导体111或转动结构4。

在一可行的实施例中，该软导体111为由多股铜导线编织而成的导体。

在另一可行的实施例中，如图9所示，该转动结构4具有连接板41及可转动地连接在连接板41上的连接导体42，该连接导体42通过转轴43连接于连接板41，且该转轴43上套设有压簧44，从而使得该连接导体42能弹性转动地设置于连接板41。其中，该连接板41用于与出线端11或进线端相连，该连接导体42用于与第一触头2或第二触头3相连。

根据本发明的一个实施方式，如图1、图2、图6、图7和图8所示，相邻设置的两个第二触头3之间设有灭弧结构5，该灭弧结构5设置在绝缘外壳1中。该灭弧结构5用于熄灭第一触头2和第二触头3接通和分断电流的过程产生的电弧。

以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (14)

1.一种开关装置，其特征在于，包括：

绝缘外壳，其上安装有出线端和至少两个进线端；

第一触头，能转动地连接在所述绝缘外壳内，所述第一触头与所述出线端相连；

至少两个第二触头，能弹性转动地连接在所述绝缘外壳内，所述第二触头与所述进线端相连，所述第二触头具有能在至少两个方向上抵接所述第一触头的结合件。

2.如权利要求1所述的开关装置，其特征在于，所述第一触头具有与所述结合件相抵接的至少两个接触部，所述接触部设置在所述第一触头靠近所述结合件的端角处。

3.如权利要求2所述的开关装置，其特征在于，所述至少两个接触部包括第一接触部和第二接触部，在所述开关装置合闸的状态下，所述第一接触部与所述结合件之间具有第一接触点，所述第二接触部与所述结合件之间具有第二接触点，所述第一接触点相对所述第二触头的旋转轴形成的力矩等于所述第二接触点相对所述第二触头的旋转轴形成的力矩。

4.如权利要求3所述的开关装置，其特征在于，所述第一接触点与所述第二接触点分别位于所述第一触头的轴线的两侧。

5.如权利要求2所述的开关装置，其特征在于，所述结合件包括至少两个结合部，所述结合部与所述接触部相抵接。

6.如权利要求2所述的开关装置，其特征在于，所述第一触头具有相互连接的主轴绝缘件和触刀，所述主轴绝缘件能转动地连接在所述绝缘外壳内，所述触刀的一端能弹性摆动地连接于所述主轴绝缘件，所述至少两个接触部位于所述触刀的另一端。

7.如权利要求6所述的开关装置，其特征在于，所述主轴绝缘件具有放置至少一个弹性件的容纳槽，所述触刀的一端插接于所述容纳槽并能与所述至少一个弹性件弹性抵接。

8.如权利要求7所述的开关装置，其特征在于，所述至少一个弹性件包括第一弹性件和第二弹性件，所述触刀的一端能夹设在所述第一弹性件与所述第二弹性件之间。

9.如权利要求1所述的开关装置，其特征在于，所述第二触头为U形触头或C形触头。

10.如权利要求1所述的开关装置，其特征在于，所述第二触头上连接有回弹件，所述回弹件连接于所述绝缘外壳。

11.如权利要求1所述的开关装置，其特征在于，所述第一触头与所述出线端之间连接有软导体或转动结构，所述第二触头与所述进线端之间连接有所述软导体或所述转动结构。

12.如权利要求11所述的开关装置，其特征在于，所述软导体为由多股铜导线编织而成的导体。

13.如权利要求11所述的开关装置，其特征在于，所述转动结构具有与连接板及可转动地连接在所述连接板上的连接导体。

14.如权利要求1所述的开关装置，其特征在于，相邻设置的两个所述第二触头之间设有灭弧结构。