CN116936267A - 一种自力型电接触结构及相序转换开关 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自力型电接触结构及相序转换开关，属于开关设备领域，包括动触头和支座，支座安装有多个单片触指形成触指座，即动触头通过多个单片触指与支座实现电接触连接；为了保证每个触指与动触头均具有一致的接触压力，采用每个单片触指与支座独立相连的方式；每个单片触指单独安装，能够根据产品通流大小确定触指数量，易于调整，避免了将所有触指或多片触指整体设计，降低了设计、制造以及装配的难度；采用本自力型电接触结构，实现了大电流的作业环境下的灵活高效装配与拆卸；本结构原理简单，通用性和可靠性强，具有良好的推广应用价值。

Description

一种自力型电接触结构及相序转换开关

技术领域

本发明属于开关设备领域，具体涉及一种自力型电接触结构及相序转换开关。

背景技术

在相序转换开关通流作业时，电接触位置承载较大电流，使得触指的接触及温升状况严苛。同时，相序转换开关作为抽水蓄能电站倒换工况的专用设备，合分闸动作频繁，因而触头和触指的机械寿命要求高。

当前，常见的自力型触指结构通常是将多片触指根部并联在一起，触指端头呈梳状，触指为整体圆筒状或者大扇形，触指端头与动触头形成电接触连接，在该结构中单个触指的接触压力设计较难实现。由于相序转换开关连接于发电电动机出口侧，所承载的电流较大，如果触指采用整体圆筒状或者多片大扇形组合结构，则尺寸较大，设计、制造、安装及维护均困难。

此外，常见的梅花触头结构，将与触头电接触连接且沿触头周向分布的多片分离触指通过数圈螺旋弹簧紧箍起来，采用弹簧施加触指所需压紧力，一般该型式的触头尺寸较小，且该结构型式在安装及拆卸时较为复杂。

发明内容

为了克服上述技术缺陷，本发明提供了一种自力型电接触结构，能够解决现有自力型触指结构，针对大电流的作业，由于结构原因，无法保证每片触指均与动触头形成可靠电接触的技术问题。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术内容：

一种自力型电接触结构，包括动触头和支座；

所述动触头和所述支座之间通过多个单片触指电接触连接；

多个所述单片触指均匀分布于所述支座的周向上；

每个单片触指与所述支座独立相连。

进一步地，所述单片触指整体呈截面为矩形的长条状结构；所述单片触指设置有呈钩形的触指滑动接触端；所述触指滑动接触端与所述动触头电接触连接。

进一步地，所述单片触指的第一触指接触面与所述支座的支座接触面形成面接触，所述触指滑动接触端的第二触指接触面与所述动触头的动触头接触面形成点接触。

进一步地，所述单片触指的弯折处设置有触指加强斜筋。

进一步地，所述单片触指的触指背平面上开设有触指弧形凹槽。

进一步地，所述触指滑动接触端设置有触指插入斜面，所述动触头的插入端设置有动触头插入斜面。

进一步地，所述支座上设置有支座环形凹槽，所述支座环形凹槽位于所述支座与所述单片触指的搭接区域。

进一步地，所述支座采用双层触指支座，所述动触头采用双侧接触动触头，所述双层触指支座与所述双侧接触动触头之间通过内外双层触指电接触连接。

进一步地，所述双层触指支座上开设有双圈环形凹槽。

一种包括上述自力型电接触结构的相序转换开关。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

本发明提供一种自力型电接触结构，包括动触头和支座，支座安装有多个单片触指形成触指座，即动触头通过多个单片触指与支座实现电接触连接；为了保证每个触指与动触头均具有一致的接触压力，采用每个单片触指与支座独立相连的方式；每个单片触指单独安装，能够根据产品通流大小确定触指数量，易于调整，避免了将所有触指或多片触指整体设计，降低了设计、制造以及装配的难度；采用本自力型电接触结构，实现了大电流的作业环境下的灵活高效装配与拆卸；本结构原理简单，通用性和可靠性强，具有良好的推广应用价值。

优选地，本发明中，单片触指整体设计为呈截面为矩形的长条状结构，还设置有呈钩形的触指滑动接触端，在单片触指结构上，触指与触头滑动接触区域的截面尺寸明显较大，保证滑动接触部位在接触导流状态下具有较大的热容量。

优选地，本发明的单片触指的弯折处设置有触指加强斜筋，增强了单片触指的结构强度；同时，在触指背平面上开设触指弧形凹槽，调整触指弧形凹槽的尺寸能够便于调整单片触指和动触头之间的接触压力。

优选地，本发明中，单片触指与动触头的插入配合有斜角，保证合分闸动作平稳、准确。

优选地，本发明中，支座上设置支座环形凹槽，增加了通流时电接触位置的散热效果。

优选地，本发明的支座采用双层触指支座，配合有双侧接触动触头和内外双层触指，构成了双层的电接触结构，本结构相比单层结构更加稳定、可靠。

进一步优选地，双层触指支座上开设双圈环形凹槽，增加了通流时电接触位置的散热效果。

本发明还提供一种相序转换开关，包括上述自力型电接触结构，本相序转换开关由于采用多个独立安装的单片触指结构，在安装及拆卸时较为方便，能够满足大电流的作业需求；提高了作业效率。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的一种自力型电接触结构的结构示意图；

图2为本发明实施例1提供的一种自力型电接触结构的单片触指的示意图，其中，(a)为结构示意图；(b)为另一视角的结构示意图；

图3为本发明实施例1提供的一种自力型电接触结构的动触头的示意图；其中，(a)为结构示意图；(b)为(a)的剖视图；(c)为(b)中A处局部放大图；

图4为本发明实施例1提供的一种自力型电接触结构的支座的结构示意图；

图5为本发明实施例1提供的一种自力型电接触结构的斜角结构示意图；其中，(a)为动触头的插入斜角示意图；(b)为单片触指的插入斜角示意图；

图6为本发明实施例2提供的一种自力型电接触结构的结构示意图。

附图标记：

1-动触头；2-支座；3-单片触指；4-螺钉；5-触指螺钉孔；6-支座螺钉孔；7-触指弧形凹槽；8-支座环形凹槽；9-触指背平面；10-触指加强斜筋；11-触指滑动接触端；12-触指大倒圆；13-第一触指接触面；14-第二触指接触面；15-支座接触面；16-动触头接触面；17-触指插入斜面；18-动触头插入斜面；19-单片触指侧面；20-触指端面；21-双层触指支座；22-内外双层触指；23-双侧接触动触头。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题，技术方案及有益效果更加清楚明白，以下具体实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

实施例1

为了便于理解背景内容，对涉及的专业名词作如下说明：

抽水蓄能电站：电站包括上水库和下水库，上下水库存在明显的高度落差。在电力负荷低谷期抽水蓄能电站发电电动机取泵工况，将下水库的水抽至上水库；在电力负荷高峰期，抽水蓄能电站发电电动机取发电机工况，利用上下水库的水位落差发电，将势能转为电能。

相序转换开关：安装于抽水蓄能电站发电电动机和变压器之间，满足发电电动机在发电工况和抽水工况运行时对出口三相相序的不同要求，正常作业时承载发电电动机出口大电流。

结合以上内容，一般而言，在开关设备的电接触位置，通过触头与触指的接触或分离，实现电流的导通或断开。在接触导流状态下，触头与触指之间需要施加压紧力，确保接触可靠。通常，该压紧力可以采用弹性元件来实现，如采用附加安装螺旋弹簧、板状弹簧等方式，也可以通过触指自身弹性变形实现，即自力型触指。

正如背景技术中提到的，采用当前的自力型触指结构或是常见的梅花触头结构，由于结构原因，均无法较好满足大电流的作业需求，在安装及拆卸时，较为复杂。

为了解决上述技术问题，本实施例提供了一种自力型电接触结构，本实施例的主要思想在于：单片触指所需接触压力通过自身结构实现，能同时兼顾单片触指的结构强度；采用每片触指单独安装，根据产品通流大小确定触指数量，易于调整，避免将所有触指或多片触指整体设计，降低设计、制造及装配难度；这也是本发明的发明点之一。

下面结合附图，对本实施例的具体结构详细说明：

如图1所示，本实施例提供了一种自力型电接触结构，具体如图1所示，动触头1及支座2均为一定厚度的薄壁圆筒状导体；其中，动触头1和支座2通过多个单片触指3实现电接触连接。结合图2(a)、图2(b)和图3(a)，单片触指3通过螺钉4固定安装于支座2的外圆周上，第一触指接触面13与支座接触面15形成固定电接触连接，第二触指接触面14与动触头接触面16形成滑动电接触连接。第一触指接触面13、第二触指接触面14、支座接触面15以及动触头接触面16均表面镀银处理。

结合图4，动触头1沿支座2的轴线可以直线移动，支座2固定。在单片触指3上与支座2固定连接的位置设置触指螺钉孔5，在支座2外圆周上对应设置支座螺钉孔6，单片触指3固定安装所用的触指螺钉孔5和支座螺钉孔6均为两个孔。

又如图4所示，在支座2上，每组支座螺钉孔6的两个孔中心线平行且这两条中心线与支座2中心轴线共面，所有支座螺钉孔6沿着支座2外圆周等角度间隔布置。在支座2上与单片触指3搭接区域设置支座环形凹槽8，支座环形凹槽8用于增强通流时电接触位置的散热，属于本发明的发明点之一。支座环形凹槽8的轴向宽度约为单片触指3长度的一半；支座环形凹槽8圆柱面半径比支座2的外圆周面半径小约5mm。

在支座2上，安装单片触指3的圆周区域的截面外轮廓可以是圆形，即支座接触面15是一整个圆柱面，则单片触指3与支座2的接触形式是线接触；在支座2上，安装单片触指3的圆周区域的截面外轮廓可以是边数与单片触指3数量相等的正多边形，即支座接触面15是一个正多边形棱柱面，则单片触指3与支座2的接触形式是面接触。单片触指3安装于支座2后，应保证相邻两个单片触指3不接触，且相邻两个单片触指3之间的距离宜大于1mm。第二触指接触面14与动触头接触面16的滑动接触形式是点接触。

如图2(a)和图2(b)所示，单个单片触指3左右对称，触指螺钉孔5的两个孔中心线平行，且由这两条孔中心线确定的平面是单片触指3的左右对称面。单片触指3的长度方向即图1中支座2的中心轴线方向。在单片触指3上，触指背平面9、第一触指接触面13、第二触指接触面14和单片触指侧面19均为平面。单片触指3为矩形截面长条状，整体呈钩形，单片触指3沿其长度方向截面积发生变化。单片触指3上与动触头1滑动接触的触指滑动接触端11区域的矩形截面积明显较大，这样设计，保证滑动接触部位在接触导流状态下具有较大的热容量。单片触指3安装于支座2后，第一触指接触面13和第二触指接触面14沿着支座2的径向存在高度差，该高度差尺寸根据动触头1和支座2径向高度差确定。在第一触指接触面13与触指滑动接触端11连接处，即矩形截面积发生明显变化的衔接处，设置触指加强斜筋10，触指加强斜筋10可以是倒圆角或者倒斜角，属于本发明的发明点之一。触指背平面9为自由非接触面，触指背平面9与第一触指接触面13平行。在触指背平面9上设置触指弧形凹槽7，触指弧形凹槽7设置在触指背平面9上靠近触指螺钉孔5一侧，且沿着单片触指3长度方向，触指弧形凹槽7与触指加强斜筋10不重叠。触指弧形凹槽7的中心轴线与触指背平面9平行。单片触指3两侧的两个单片触指侧面19平行，触指弧形凹槽7的中心轴线与单片触指侧面19垂直。如图5(a)所示和图5(b)所示，结合图3(b)和图3(c)，在单片触指3和动触头1的端部前沿分别设置相互配合的接触插入斜面，即触指插入斜面17和动触头插入斜面18，触指插入斜面17和动触头插入斜面18的截面接触倾斜角度相等，即斜角1和斜角2相等。在单片触指3的所有边沿均设置倒圆角平滑过渡。图2中触指前沿端面20为一个平面，触指大倒圆12的倒圆角半径在10mm以上。触指背平面9和触指插入斜面17也可以采用一个或者多个圆弧平滑过渡连接。

在单片触指3上设置触指弧形凹槽7，调整触指弧形凹槽7尺寸能够调整单片触指3和动触头1之间的接触压力，同样属于本发明的发明点之一。单片触指3的尾部设置触指螺钉孔5，触指螺钉孔5两个中心孔保证单片触指3定位准确、安装可靠。

相比现有技术，本实施例提供了一种自力型电接触结构，采用上述结构设计，能够保证每个触指与动触头均具有一致的接触压力；能够满足大电流作业的需求，保证了电接触连接的可靠性。

实施例2

本实施例提供了另一种自力型电接触结构，如图6(a)和图6(b)所示，在实施例1的基础上进行了优化，具体采用双层触指结构，双层触指支座21与内外双层触指22通过螺钉固定连接，在双层触指支座21上与内外双层触指22接触区域设置内外两圈环形凹槽，在双侧接触动触头23上与内外双层触指22接触端头前沿设置内外两处接触插入斜面。其他设计结构与实施例1相同。

实施例3

相序转换开关通流作业时，电接触位置承载较大电流，使得触指的接触及温升状况严苛。同时，相序转换开关作为抽水蓄能电站倒换工况的专用设备，合分闸动作频繁，因而触头和触指的机械寿命要求高；为了实现上述目的，本实施例提供了一种相序转换开关，包括上述自力型电接触结构，本相序转换开关应用于10000A以上的大电流作业环境，满足了大通流的要求，本开关由于采用多个独立安装的单片触指结构，单片触指接触压力的设计调整方便，在安装及拆卸时较为方便，能够满足大电流的作业需求；提高了作业效率；能够同时较好得满足触指接触压力及温升等要求。

综上，本发明提供了一种自力型电接触结构及相序转换开关，其关键点在于：

1.将单片触指所需接触压力通过自身结构实现，能同时兼顾单片触指的结构强度。

2.设置触指与动触头的插入配合斜角，保证合分闸动作平稳、准确。

3.在单片触指结构上，触指与动触头滑动接触区域的截面尺寸明显较大，保证滑动接触部位在接触导流状态下具有较大的热容量。

4.环形凹槽增加了通流时电接触位置的散热效果。

5.在单片触指的端部前沿设置大圆角半径或者多段圆弧平滑过渡连接。

6.每片触指单独安装，根据产品通流大小确定触指数量，易于调整，避免将所有触指或多片触指整体设计，降低设计、制造及装配难度。

具有如下优势：触指分片安装，装配容易实现；触指压紧无需其他弹性元件，简单可靠；触指接触压力方便调整；电接触位置散热良好。

上述实施例仅仅是能够实现本发明技术方案的实施方式之一，本发明所要求保护的范围并不仅仅受本实施例的限制，还包括在本发明所公开的技术范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员所容易想到的变化、替换及其他实施方式。

Claims (10)

1.一种自力型电接触结构，其特征在于，包括动触头(1)和支座(2)；

所述动触头(1)和所述支座(2)之间通过多个单片触指(3)电接触连接；

多个所述单片触指(3)均匀分布于所述支座(2)的周向上；

每个单片触指(3)与所述支座(2)独立相连。

2.根据权利要求1所述的一种自力型电接触结构，其特征在于，所述单片触指(3)整体呈截面为矩形的长条状结构；所述单片触指(3)设置有呈钩形的触指滑动接触端(11)；所述触指滑动接触端(11)与所述动触头(1)电接触连接。

3.根据权利要求2所述的一种自力型电接触结构，其特征在于，所述单片触指(3)的第一触指接触面(13)与所述支座(2)的支座接触面(15)形成面接触，所述触指滑动接触端(11)的第二触指接触面(14)与所述动触头(1)的动触头接触面(16)形成点接触。

4.根据权利要求2所述的一种自力型电接触结构，其特征在于，所述单片触指(3)的弯折处设置有触指加强斜筋(10)。

5.根据权利要求2所述的一种自力型电接触结构，其特征在于，所述单片触指(3)的触指背平面(9)上开设有触指弧形凹槽(7)。

6.根据权利要求2所述的一种自力型电接触结构，其特征在于，所述触指滑动接触端(11)设置有触指插入斜面(17)，所述动触头(1)的插入端设置有动触头插入斜面(18)。

7.根据权利要求1所述的一种自力型电接触结构，其特征在于，所述支座(2)上设置有支座环形凹槽(8)，所述支座环形凹槽(8)位于所述支座(2)与所述单片触指(3)的搭接区域。

8.根据权利要求1所述的一种自力型电接触结构，其特征在于，所述支座(2)采用双层触指支座(21)，所述动触头(1)采用双侧接触动触头(23)，所述双层触指支座(21)与所述双侧接触动触头(23)之间通过内外双层触指(22)电接触连接。

9.根据权利要求8所述的一种自力型电接触结构，其特征在于，所述双层触指支座(21)上开设有双圈环形凹槽。

10.一种包括权利要求1-9任一项所述自力型电接触结构的相序转换开关。