CN117809995A - 切换开关 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例提供了一种切换开关。切换开关包括：壳体；多对第一静触头；至少一个承载架(320)，被可移动地安装在壳体(302，304)中并且包括多对第一动触头(332a，332b)；以及电磁驱动装置(310)，被配置为驱动至少一个承载架(320)在第一方向上在第一位置和第二位置之间移动，在至少一个承载架(320)在第一位置处时，多对第一动触头(332a，332b)中的每对第一动触头与多对第一静触头中的相应的成对第一静触头接触，在至少一个承载架(320)在第二位置处时，多对第一动触头中的每对第一动触头与相应的成对第一静触头(352a，352b)分离。根据本公开实施例的切换开关，能够实现切换开关的小型化并且能够迅速实现开关状态的切换。

Description

切换开关

技术领域

本公开的实施例主要涉及电力系统领域，更具体地涉及用于电源切换的切换开关。

背景技术

诸如网络数据中心(IDC)等关键负载设备要求供电连续性。当主电源发生故障时，需要经由诸如继电器等的切换开关将主电源迅速切换至备用电源，以恢复负载设备的正常供电。考虑到配电盒的空间有限性以及负载设备的功率要求，期望能够开发出具有高速动作且体积较小的切换开关。

发明内容

鉴于上述问题，本公开的实施例旨在提供一种切换开关，以解决或缓解上述问题中的一个或多个。

根据本公开的第一方面，提供一种切换开关。切换开关包括：壳体；多对第一静触头，沿第一方向排列，每对所述第一静触头在与所述第一方向垂直的第二方向上彼此相对地被固定至所述壳体的相对两侧，其中所述多对第一静触头适于被连接至第一电源和负载；至少一个承载架，被可移动地安装在所述壳体中并且包括多对第一动触头，所述多对第一动触头被安装在所述承载架上并且沿所述第一方向排列；以及电磁驱动装置，被安装在所述壳体中并且被配置为驱动所述至少一个承载架在所述第一方向上在第一位置和第二位置之间移动，在所述至少一个承载架在所述第一位置处时，所述多对第一动触头中的每对第一动触头与所述多对第一静触头中的相应的成对第一静触头接触，在所述至少一个承载架在所述第二位置处时，所述多对第一动触头中的每对第一动触头与相应的所述成对第一静触头分离。

根据本公开实施例，切换开关的静触头和动触头采用多对的形式，能够提高切换开关的分合闸的快速移动性，并且能够实现设备尺寸的小型化。

在一些实施例中，切换开关还可包括多对第二静触头，所述多对第二静触头沿所述第一方向排列，每对所述第二静触头在所述第二方向上彼此相对地被固定至所述壳体的相对两侧，其中所述多对第二静触头适于被连接至第二电源和所述负载。由此，可以方便地实现双电源切换开关的静触头布置。

在一些实施例中，所述承载架还可包括多对第二动触头，所述多对第二动触头被安装在所述承载架上并且沿所述第一方向排列，在所述承载架位于所述第二位置处时，所述多对第二动触头中的每对第二动触头与相应的成对第二静触头接触。由此，可以方便地实现双电源切换开关的动触头布置。

在一些实施例中，所述电磁驱动装置可包括动铁芯，所述承载架与所述动铁芯可拆卸地接合。由此，可便于设备的装配。

在一些实施例中，所述承载架可包括安装支架，所述安装支架可包括一对安装臂，所述安装臂被配置为从所述电磁驱动装置的两侧与所述动铁芯接合。由此，可以方便地实现承载架与电磁驱动装置的耦合。

在一些实施例中，所述每对第一动触头和所述每对第二动触头中的至少一对动触头可包括：导体臂，沿所述第二方向延伸；以及两个接触部，分别设置在所述导体臂的两端处并且被配置为与相应的静触头电接触。由此，可以简化动触头的结构。

在一些实施例中，所述每对第一动触头和所述每对第二动触头中的至少一对动触头可被形成为一个触头组件并且所述触头组件被可拆卸地安装至所述承载架。由此，可以便于切换开关的装配和制造以及后期的维护。

在一些实施例中，所述触头组件还可包括超程调节组件，被配置为用于所述至少一对动触头的超程调节，所述超程调节组件包括：支撑架，被配置为支撑所述至少一对动触头；以及弹性件，被安装在所述支撑架中，所述弹性件被配置为通过其弹性变形而调节所述至少一对动触头的超程。由此，可以方便地实施触头的超程调节。

在一些实施例中，所述承载架可包括至少一个安装槽，所述至少一个安装槽沿所述第一方向排列并且被配置为可拆卸地接纳所述超程调节组件。由此，可方便切换开关的制造。

在一些实施例中，切换开关还可包括开关状态指示装置，所述开关状态指示装置包括：

一对第三静触头，所述一对第三静触头在所述第二方向上彼此相对地被固定至所述壳体的相对两侧，以及设置在所述承载架上的一对第三动触头，其中在所述承载架在所述第一位置处时，所述一对第三静触头与所述一对第三动触头接触以提供用于状态指示的电力，在所述承载架在所述第二位置处，所述一对第三静触头与所述一对第三动触头分离。由此，可以方便地实现切换开关的状态指示。

在一些实施例中，切换开关还可包括：多个接线端子；以及多个连接导体，所述多个连接导体被配置为将所述多对第一静触头和所述多对第二静触头分别连接至所述多个接线端子，所述连接导体至少部分地埋设在所述壳体中。由此，可以提高设备的刚度并且降低设备的尺寸。

在一些实施例中，所述壳体可包括顶盖和基座，所述基座还包括于磁吹灭弧的多对磁体，所述多对磁体在所述第一方向上排列，所述多对磁体中的每对磁体与所述至少一个承载架上的成对第一动触头相邻地被定位在所述基座的相对两侧，所述顶壁的内表面和/或所述基座的内表面还包括灭弧栅片。由此，可以方便地进行灭弧。

在一些实施例中，所述切换开关可包括两个承载架和一个电磁驱动装置，所述电磁驱动装置被布置在所述两个承载架之间，所述两个承载架上的多对第一动触头关于所述电磁驱动装置对称地布置。

在一些实施例中，所述切换开关可包括一个承载架和一个电磁驱动装置，所述电磁驱动装置被布置在所述承载架的一侧。

在一些实施例中，所述电磁驱动装置可包括彼此固定在一起的动铁芯组件，所述铁芯组件包括沿所述第一方向顺次布置的第一动铁芯、第二动铁芯和第三动铁芯，所述承载架被可拆卸地固定至所述铁芯组件。

在一些实施例中，所述切换开关可包括一个承载架、在所述承载架的第一侧的电磁驱动装置以及在所述承载架的相对第二侧的保持机构。

在一些实施例中，所述保持机构可包括第一动铁芯和第二动铁芯，所述第一动铁芯和所述第二动铁芯彼此固定在一起且沿所述第一方向间隔开布置，所述电磁驱动装置包括第三动铁芯，所述承载架在所述第一侧处被可拆卸地固定至所述第三动铁芯并且在所述第一侧处被可拆卸地固定至所述第一动铁芯和所述第二动铁芯之一。

在一些实施例中，所述切换开关可包括一个承载架、在所述承载架的第一侧的第一电磁驱动装置以及在所述承载架的相对第二侧的第二电磁驱动装置。

在一些实施例中，所述第一电磁驱动装置和所述第二电磁驱动装置各自可包括动铁芯组件，所述动铁芯组件包括彼此固定在一起的第一动铁芯和第二动铁芯，所述承载架在所述第一侧处被可拆卸地固定至所述第一电磁驱动装置的所述动铁芯组件并且在所述第二侧处被可拆卸地固定至所述第二电磁驱动装置的所述动铁芯组件。

本发明的这些和其它方面在以下(多个)实施例的描述中会更加简明易懂。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标注表示相同或相似的元素，其中：

图1示出了本公开的多个实施例能够在其中实现的供电系统的示意图；

图2示出了根据本公开的实施例的切换开关的简化结构示意图；

图3示出了根据本公开的实施例的切换开关的整体结构图；

图4示出了根据本公开的实施例的切换开关的爆炸图；

图5示出了根据本公开的实施例的切换开关的俯视图，其中去除了顶盖；

图6示出了根据本公开的实施例的切换开关的承载架和电磁驱动装置的立体图；

图7示出了根据本公开的实施例的切换开关的承载架和电磁驱动装置的俯视图；

图8示出了根据本公开的实施例的切换开关的承载架和电磁驱动装置的立体图，其中一个触头组件从承载架拆卸下来；

图9示出了根据本公开的实施例的触头组件的细节立体图；

图10示出了根据本公开的实施例的切换开关的触头系统和连接导体的布局的俯视图；

图11示出了根据本公开的实施例的切换开关的触头系统和连接导体的布局的立体图；

图12示出了根据本公开的一些实施例的切换开关的简化结构示意图；

图13示出了图12所示的切换开关示例性实现的简化结构示意图；

图14示出了根据本公开的一些实施例的切换开关的简化结构示意图；

图15示出了图14所示的切换开关示例性实现的简化结构示意图；

图16示出了根据本公开的一些实施例的切换开关的简化结构示意图；以及

图17示出了图16所示的切换开关示例性实现的简化结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。

在本公开的实施例的描述中，术语“包括”及其类似用语应当理解为开放性包含，即“包括但不限于”。术语“基于”应当理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”或“该实施例”应当理解为“至少一个实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。

在供电系统中，诸如网络数据中心(IDC)等很多关键负载设备要求供电连续性。作为示例，IDC作为用户数据的处理中枢，支撑着互联网技术的正常运行；一旦IDC断电，将会导致互联网的系统崩溃。为了满足供电连续性的要求，根据本公开提出了一种基于切换开关的供电架构和新颖的切换开关。

图1示出了本公开的多个实施例能够在其中实现的供电系统的示意图。如图1所示，供电系统可包括第一电源400a和第二电源400b。第一电源400a可以是诸如市电等主电源，第二电源400b可以是诸如发电机等备用电源。第一电源400a和第二电源400b可经由切换开关100a进行切换以选择性地连接至负载200。负载200首选地利用第一电源400a来供电，当第一电源出现故障的情况，切换开关100a可将供电电路切换至第二电源400b，以经由第二电源400b为负载200供电。在一些情况下，供电系统可包括第三电源400c和第二开关100b。第三电源400c可以是备用电池。在供电系统检测到第一电源和第二电源均存在故障的情况下，第二开关100b可导通以经由第三电源400c为负载200供电。由此，可通过混合供电来确保负载200持续工作。

在上述供电系统中，切换开关是可供电架构的核心。针对切换开关，不仅满足大功率的要求(在一些应用场景下，例如要求高达8250W甚至更高的功率)，而且满足极短的切换时间要求(在一些应用场景下，要求小于4ms甚至更短的切换时间)。此外，在一些应用场景下，还期望切换开关100a的尺寸要非常小。作为示例，在一些应用场景下，要求体积不大于142.5mm×45mm×13.5mm。为此，根据本公开提供了一种新型的切换开关，其能够满足上述性能要求中的一个或多个。下面结合附图详细说明根据本公开实施例的切换开关的结构和操作原理。

图2示出了根据本公开的实施例的切换开关300的简化结构示意图。切换开关300被示出为用于双电源切换的切换开关，并且被实施为多触头系统。如图2所示，切换开关300可包括静触头系统和动触头系统。静触头系统包括位于动触头两侧的四对静触头A1、A2、A3、A4以及四对静触头B1、B2、B3、B4。四对静触头A1、A2、A3、A4可连接至第一电源和负载，例如可经由接线端子。类似地，四对静触头B1、B2、B3、B4可连接至第二电源和负载，例如可经由接线端子。四对静触头A1、A2、A3、A4和四对静触头B1、B2、B3、B4沿第一方向(在图2所示的实施例中为左右方向)排列并且成对布置。此外，在图示的实施例中，四对静触头A1、A2、A3、A4和四对静触头B1、B2、B3、B4中的每对静触头彼此相对地布置在动触头的两侧(在图示的实施例中，每对静触头在上下方向上相对布置)。

动触头系统包括沿第一方向排列的成对布置的四对动触头C1、C2、C3、C4以及四对动触头D1、D2、D3、D4。四对动触头C1、C2、C3、C4以及四对动触头D1、D2、D3、D4被安装在承载架320上并且被对称地安装在承载架的两侧。伴随着承载架320可在第一方向上在第一位置和第二位置之间移动，可驱动动触头在与第一电源的合闸位置和与第二电源的合闸位置之间切换。具体而言，在第一位置处，四对动触头C1、C2、C3、C4与四对静触头A1、A2、A3、A4分别接触，由此，可以将可通过四对动触头C1、C2、C3、C4中的每对动触头将四对静触头A1、A2、A3、A4中相应对的静触头彼此电连接起来，以实现第一电源和负载之间的电连接。类似地，在第二位置处，四对动触头D1、D2、D3、D4与四对静触头B1、A2、B3、B4分别接触，由此，可以将可通过四对动触头D1、D2、D3、D4中的每对动触头将四对静触头B1、B2、B3、B4中相应对的静触头彼此电连接起来，以实现第二电源和负载之间的电连接。

切换开关300还可包括电磁驱动装置310。电磁驱动装置310可与承载架320安装在一起并且可驱动承载架320在第一方向上往复移动。伴随承载架320的往复移动，可实现动触头的位置切换，进而可实现将第一电源或第二电源选择性地连接至负载。根据本公开实施例的切换开关的触头布置和驱动布置，电磁驱动装置310可同时带动16个触点同时工作，能够实现切换开关的小型化并且能够迅速开断大功率电流。

在图示的实施例中，切换开关300包括四对动触头C1、C2、C3、C4、四对动触头D1、D2、D3、D4(即合计16个动触头)以及四对静触头A1、A2、A3、A4以及四对静触头B1、B2、B3、B4(即合计16个静触头)。这特别地适合于三相四线的应用场景。应当理解，这仅仅是示例性的，切换开关300可包括其他数目的成对动触头和成对静触头。在一些实施例中，切换开关可包括二对动触头、二对动触头(即合计4个动触头)以及二对静触头以及二对静触头(即合计4个静触头)以适合于单相二线的电路应用场景。在一些实施例中，切换开关可包括三对动触头、三对动触头以及三对静触头以及三对静触头(即合计4个静触头)以适合于三相三线的电路应用场景。

此外，在图示的实施例中，切换开关300包括用于第一电源的四对静触头A1、A2、A3、A4、用于第二电源四对静触头B1、B2、B3、B4(即合计16个静触头)、用于与四对静触头A1、A2、A3、A4选择性电接触的四对动触头C1、C2、C3、C4以及用于与四对静触头B1、B2、B3、B4选择性电接触的四对动触头D1、D2、D3、D4。这特别地适合于双电源切换的场景。应当理解，这仅仅是示例性的，切换开关300可仅包括用于第一电源的四对静触头A1、A2、A3、A4，而不包括用于第二电源四对静触头B1、B2、B3、B4。适应性地，切换开关300可仅包括用于与四对静触头A1、A2、A3、A4选择性电接触的四对动触头C1、C2、C3、C4，而不设置用于与四对静触头B1、B2、B3、B4选择性电接触的四对动触头D1、D2、D3、D4。这特别地适用于单电源切换的应用场景。

图3-图11示出根据本公开的实施例的切换开关300的示例性实现方式。图3示出根据本公开的实施例的切换开关300的整体结构图。图4示出了根据本公开的实施例的切换开关300的爆炸图。图5示出了根据本公开的实施例的切换开关300的俯视图，顶盖被去除使得内部部件更加清楚地示出。图6-图8分别示出了根据本公开的实施例的切换开关300的承载架和电磁驱动装置的结构细节。图9示出了根据本公开的实施例的触头组件的细节立体图。图10和图11示出了根据本公开的实施例的切换开关的触头系统和连接导体布局的细节。

如图3-图5所示，切换开关300包括壳体、布置在壳体中的触头系统、承载架320和电磁驱动装置310。壳体可包括顶盖302和基座304。切换开关300还可包括接线端子370，接线端子370适于通过接线与电源、负载分别电连接。

触头系统可包括静触头系统和动触头系统。静触头系统可包括成对布置的多对第一静触头352a、352b。每对第一静触头352a、352b彼此相对地被固定至壳体的相对两侧。动触头系统可包括成对布置的多对第一动触头332a、332b。多对第一动触头332a、332b沿着左右方向排列(还参考图6和图7)。承载架320被可移动地安装在壳体中。动触头系统可被安装在承载架320中并且随着承载架320一起移动。

电磁驱动装置310被安装在壳体(例如基座304)中并且被配置为驱动承载架320在第一方向上在第一位置和第二位置之间移动。第一位置可对应于第一动触头的合闸位置。在第一位置处，多对第一动触头332a、332b中的每对第一动触头332a、332b与多对第一静触头352a、352b中的相应的成对第一静触头352a、352b接触，多对第一静触头352a、352b可经由相应的第一动触头332a、332b实现电连接。由此，切换开关300可将第一电源连接至负载。第二位置可对应于第一动触头的分闸位置。在第二位置处，多对第一动触头332a、332b中的每对第一动触头332a、332b与相应的成对第一静触头352a、352b分离。由此，可将第一电源与负载电断开。

在一些实施例中，如图4-图7所示，多对第一动触头332a、332b相对于电磁驱动装置310对称地布置。两对第一动触头332a、332b位于电磁驱动装置310的左侧且两对第一动触头332a、332b位于电磁驱动装置310的右侧。

在一些实施例中，如图3-图5所示，切换开关300还可包括沿第一方向(即图中的左右方向)排列的成对布置的多对第二静触头354a、354b。每对第二静触头354a、354b在与第一方向垂直的第二方向上(即图中的上下方向)彼此相对地被固定至壳体(例如基座304)的相对两侧。第二静触头354a、354b被配置为分别与第二电源400b和负载200进行电连接。

相应地，承载架320还包括安装在其上的成对布置的多对第二动触头334a、334b。第二位置可对应于第二动触头的合闸位置。在第二位置处，多对第一动触头332a、332b中的每对第一动触头332a、332b与相应的成对第一静触头352a、352b分离；同时，多对第第二动触头334a、334b中的每对第二动触头334a、334b与多对第二静触头354a、354b中的相应的成对第二静触头354a、354b接触，由此多对第二动触头334a、334b可经由相应的第二静触头354a、354b实现电连接。由此，切换开关300可将第二电源与负载电连接。在一些实施例中，多对第二动触头334a、334b中的每对动触头可相对于承载架320对称地布置在承载架的两侧。在这种情况下，可以确保每个动触头与静触头之间的力接触平衡。

在一些实施例中，电磁驱动装置310可包括致动线圈和动铁芯。可通过向致动线圈通电来驱动动铁芯的移动，动铁芯的移动进而带动承载架移动，以实现动触头在第一位置和第二位置之间的往复移动。

在一些实施例中，如图8所示，承载架320与电磁驱动装置310的动铁芯可拆卸地接合。这在制造方面具有优点。特别地，可通过独立地制造承载架320和电磁驱动装置310，并且在制造之后方便地装配在一起。在一些实施例中，承载架320可包括安装支架322和触头支撑架324。安装支架322可包括一对安装臂。一对安装臂被配置为从电磁驱动装置310的两侧与电磁驱动装置310的动铁芯接合。应当理解，尽管在图示的实施例中，安装支架322被示出为安装臂的形式，这仅仅是示例性的，安装支架322可以实现为任何其他能够实现与电磁驱动装置310安装的适当的结构。在一些实施例中，安装支架322还可包括于与动铁芯接合的卡合结构。在一些实施例中，卡合结构可为适于与动铁芯接合的槽、凹部或狭缝。应当理解，这仅仅是示例性的，卡合结构可以为任何其他适当的结构。触头支撑架324可被配置为适于布置或支撑动触头系统。

在一些实施例中，每对第一动触头332a、332b和每对第二动触头334a、334b可被形成为一体件形式。每对第一动触头332a、332b和每对第二动触头334a、334b可具有大体类似的结构。如图9所示，动触头可包括导体臂335和两个接触部332a、332b。两个接触部332a、332b可分别设置在导体臂335的两端处并且被配置为与相应的静触头电接触。在图示的实施例中，每对第一动触头332a、332b和每对第二动触头334a、334b均为一体件的形式，应当理解这仅仅是示例性的；在其他实施例中，第一动触头332a、332b和第二动触头334a、334b仅部分地设置为一体件的形式。备选地，动触头也可以实现为任何其他适当的形式，只要能够确保动触头和静触头之间的可靠电接触即可。

在一些实施例中，至少一对第一动触头332a、332b和/或至少一对第二动触头334a、334b被可拆卸地安装至承载架。备选地，每对第一动触头332a、332b和每对第二动触头334a、334b被可拆卸地安装至承载架。这在制造方面具有好处。特别地，可以在独立制造好第一动触头332a、332b和/或第二动触头334a、334b以及承载架之后，再将第一动触头332a、332b和/或第二动触头334a、334b装配至承载架，可提高切换开关的制造效率。

在一些实施例中，每对第一动触头332a、332b和每对第二动触头334a、334b可被装配在一起。如图8和图9所示，每对第一动触头332a、332b和每对第二动触头334a、334b可彼此间隔开预定的间隙而被装配在一起。装配在一起的每对第一动触头332a、332b和每对第二动触头334a、334b可形成为动触头组件330。动触头组件进而接着被装配至承载架。在一些实施例中，如图8所示，承载架320可包括多个安装槽326，安装槽326被配置为可拆卸地接纳每对第一动触头332a、332b和每对第二动触头334a、334b的动触头。安装槽326可包括适于与动触头组件开拆卸接合的卡合结构或其他类似的紧固结构。可拆卸式的动触头系统在生产和装配方面具有显著的好处。

在一些实施例中，动触头组件330还可包括超程调节组件。超程调节组件被配置为用于成对第一动触头332a、332b和/或成对第二动触头334a、334b的超程调节。在一些实施例中，如图9所示，超程调节组件可包括：支撑架339和弹性件336。支撑架339被配置为支撑成对第一动触头332a、332b和成对第二动触头334a、334b。在图示的实施例中，支撑架339可包括工字状的主体，工字状主体的两侧部可形成用于容纳第一动触头332a、332b和第二动触头334a、334b的空间。支撑架339还可包括限位件338，用于限制位于工字状主体的两侧部的空间中的第一动触头332a、332b和第二动触头334a、334b的横向移动。弹性件336可被安装在支撑架339中并且被配置为对第一动触头332a、332b和第二动触头334a、334b施加偏置力。可通过调节偏置力的大小来调节第一动触头332a、332b和第二动触头334a、334b的超程。

在一些实施例中，如图9所示，弹性件336可被形成为具有波浪或凹凸形状的弹片的形状。可通过弹片的变形幅度来调节调节第一动触头332a、332b和第二动触头334a、334b在空间中位置。限位件338可包括变化的厚度，可通过变化的厚度来确保第一动触头332a、332b和第二动触头334a、334b的超程调节后的可靠定位。备选地，在一些实施例中，可通过选择不同厚度的限位件338来定位第一动触头332a、332b和第二动触头334a、334b。应当理解，图示的支撑架339和弹性件336的结构仅仅是示例性的，支撑架339和弹性件336可被实现为任何其他适当的结构，只要能够实现第一动触头332a、332b和第二动触头334a、334b的超程调节以及可靠定位即可。

在一些实施例中，切换开关还可包括开关状态指示装置。开关状态指示装置可提供切换开关的工作状态的指示。如图4-图8、图10所示，开关状态指示装置可包括一对第三静触头360a、360b和一对第三动触头340a、340b。一对第三静触头360a、360b可与第一静触头352a、352b类似地布置。一对第三静触头360a、360b在第二方向上彼此相对地被固定至壳体302，304的相对两侧。一对第三静触头360a、360b可与指示装置电连接，指示装置例如可以为指示灯、显示器等能够提供状态指示的任何适当的装置。一对第三动触头340a、340b可被设置在承载架320上。在图示的实施例中，一对第三静触头360a、360b可被设置在承载架320的靠近端部的位置处，这样可以减少开关状态指示装置对于触头系统的影响。在承载架320在第一位置处时，一对第三静触头360a、360b与一对第三动触头340a、340b接触以提供用于状态指示的电力。在承载架320在第二位置处，一对第三静触头360a、360b与一对第三动触头340a、340b分离，以断开用于状态指示的电力。由此，可通过一对第三静触头360a、360b与一对第三动触头340a、340b接触状态来提供切换开关的工作状态的指示。根据本公开实施例，由于用于切换开关的工作状态的指示的第三动触头340a、340b与承载架一起运动，第三动触头340a、340b的位置可以准确地反应切换开关的操作状。由此，通过提供第三静触头360a、360b和第三动触头340a、340b作为辅助触头，可以能够容易、简单且准确地提供切换开关的工作状态的指示。

在一些实施例中，切换开关300还包括设置在壳体上的多个接线端子370。接线端子370可连接被电源线和负载线。切换开关300还包括多个连接导体380，多个连接导体380被配置为将多对第一静触头352a、352b和多对第二静触头354a、354b分别连接至多个接线端子370，以形成切换开关300内部的连接电路。

根据本公开实施例，多对第一静触头352a、352b和多对第二静触头354a、354b彼此相对地布置在壳体上，并且承载多对第一动触头332a、332b和多对第二动触头334a、334b的承载架位于壳体的中心位置，这在接线端子370和连接导体380的布局方面具有优势。图10和图11示出了根据本公开的实施例的切换开关的触头系统和连接导体的布局示意图。如图10和图11所示，连接导体380可布置在壳体的彼此相对的两侧的位置处。这样的布局不仅可以降低开关内部绝缘所需的绝缘间隙而且可以便于实现切换开关的小型化。此外，这样的结构还具有显著提高的结构强度。在一些实施例中，连接导体380至少部分地埋设在壳体中。可选地，连接导体380可以通过夹物成型而与壳体(例如基座)一体成型地浇注在一起。在一些实施例中，接线端子370可与连接导体装配在一起或形成为一体件并且与壳体(例如基座)一体成型地浇注在一起。应当理解，在图示的实施例中，接线端子370为母排的形式，这仅仅是示例性的，接线端子370也可以是导线。

根据本公开实施例的切换开关还设置有灭弧装置。在一些实施例中，切换开关采用磁吹方式进行灭弧。在一些实施例中，如图7所示，壳体内可布置在第一方向上排列的用于磁吹灭弧的多对磁体390a、390b。在双电源切换开关的情况下，多对磁体中的每对磁体390a、390b可以位于相邻的静触头352a、354b之间。此外，多对磁体中的每对磁体390a、390b可与至承载架320上的成对第一动触头332a、332b相邻地被定位在基座的相对两侧。可在顶壁202的内表面和/或基座204的内表面设置灭弧栅片。应当理解，磁吹灭弧仅仅是示例性的灭弧装置。根据本公开实施例的切换开关可以采用任何其他适当的灭弧方式。

对于大功率直流电弧，电流按照固定的方向从动静触点之间流过，在打开过程中电弧始终向固定的方向喷射。可通过在顶壁202的内表面或基座204的内表面上设置灭弧栅片来实现灭弧。针对开断交流电流，电流在动静触头之间交替流过，可通过在顶壁202的内表面以及基座204的内表面设置灭弧栅片。由此，无论电流从那个方向流入，电弧均可以喷射到栅片之中，从而解决了交直流电流灭弧问题。

根据本公开的切换开关，多断口灭弧可提升电弧电压上升率，减少灭弧时间。提高切换开关的使用寿命。例如针对三相四线而言，八断口电弧将迅速提升电弧电压，有利于快速灭弧。此外，切换开关具有明显物理断口，与电力电子开关相比，安全性更高。根据本公开实施例的灭弧装置，不仅可应用于交流电的场景，也可以用于直流电的场景，并且能在更小体积的情况下迅速开断大功率电流。

在图2-图11所示实施例中，切换开关采用了多承载架的方案。特别地，两个承载架320关于电磁驱动装置310大致对称地布置。电磁驱动装置310被定位于两个承载架320之间。当电磁驱动装置310的电磁线圈被通电时，电磁线圈将产生磁场，动铁芯将受到磁力作用而移动，从而带动两侧承载架以及相应的动触头系统运动。通过电磁驱动装置310来同步地移动两个承载架320，以实现切换开关的分闸和合闸的操作。在切换开关为双电源切换开关的情况下，第一电源的合闸位置对应于第二电源的分闸位置，第一电源的分闸位置对应于第二电源的合闸位置。在切换开关为单电源切换开关的情况下，第一电源的合闸位置为第一动触头和第一静触头彼此接触的位置，第一电源的分闸位置为第一动触头和第一静触头彼此分离的位置。由此，可通过一个电磁驱动装置310单次动作完成电路多路切换，提升了功率密度。由于这样的布置仅需要一个电磁驱动装置，有利于继电器的小型化。

图12-图17示出了根据本公开的其他一些实施例的切换开关的布局简化示意图。图12-图17所示实施例与图2-图11所示的实施例类似。上述关于图3-图11所描述的实施例可应用于图12-17所示的切换开关。为了简化说明，重点描述图12-图17的实施例与上述图2-图11所示实施例的不同之处。

图12示出了根据本公开的一些实施例的切换开关500的简化结构示意图。在图12所示的实施例的切换开关500中，切换开关500可包括一个承载架520和一个电磁驱动装置510。电磁驱动装置510可位于承载架520的一侧。承载架520可被安装至电磁驱动装置510的动力输出机构并且可被电磁驱动装置510驱动而往复移动。在一些实施例中，承载架520被可拆卸地安装至电磁驱动装置510的动力输出机构。当电磁驱动装置510的电磁线圈被通电时，电磁线圈产生电磁场，动铁芯在电磁场中将受到磁力作用而移动，从而带动一个承载架以及相应的动触头系统运动。通过一个电磁驱动装置510来同步地移动一个承载架520，以实现切换开关的分闸和合闸的操作。根据本公开实施例的切换开关500，电磁驱动装置510位于承载架520的一侧并且从单侧带动动触点系统实现分闸、合闸操作，这对于切换开关的静触头系统进出线布局具有好处。此外，承载架520采用一体化结构设计，减少装配误差，提高分合闸位置的一致性。

图13示出了图12所示的切换开关500的一个示例性实现的简化结构示意图。如图13所示，电磁驱动装置510可集成用于移动承载架的驱动功能和用于将承载架保持在分闸和合闸位置的保持功能。在图13所示的实施例中，电磁驱动装置510可包括彼此固定在一起的动铁芯组件。铁芯组件可包括第一动铁芯512、第二动铁芯514和第三动铁芯516。承载架被可拆卸地固定至铁芯组件。电磁驱动装置510还可包括致动线圈和永磁体。位于中间的第二动铁芯514与左右两侧的第一动铁芯512、第三动铁芯516分别配合，可实现多磁路稳定保持。由此，可以实现承载架的驱动以及动触头处于分合闸位置的保持作用。采用线圈或永磁体运动电磁机构进行多触头单边驱动，可以进一步缩小零部件数量，实现动触头系统支撑的一体化，减少装配间隙带来的误差。应当理解，图13所示的实施例仅仅是示例性的；切换开关的电磁驱动装置可包括任何其他多种实现方式。

图14示出了根据本公开的一些实施例的切换开关600的简化结构示意图。在图14所示的实施例的切换开关600中，切换开关600可包括一个承载架620、电磁驱动装置610、保持机构630。电磁驱动装置610和保持机构630可分别位于承载架620的一侧。与图12和图13的实施例相比，用于移动承载架的驱动功能和用于将承载架上的动触头保持在分闸和合闸位置的保持功能可以分离地设置。根据本公开实施例的切换开关600，电磁驱动装置610处于单边并且带动承载架实现分闸、合闸操作。由于驱动机构和保持机构相互分离，可实现更大保持力，功能部件相互独立，可实现灵活配置。

图15示出了图14所示的切换开关600的一个示例性实现的简化结构示意图。如图15所示，保持机构630包括彼此固定在一起且沿第一方向间隔开布置的第一动铁芯632和第二动铁芯634。电磁驱动装置610包括第三动铁芯612。承载架620在第一侧处被可拆卸地固定至第三动铁芯612并且在第一侧处被可拆卸地固定至第一动铁芯或第二动铁芯。根据本公开实施例的切换开关600，采用双磁路电磁机构。电磁线圈内嵌动铁芯构成第一回路，保持机构中的分闸或合闸动铁芯构成第二独立保持磁路，可以实现更大保持力。此外，通过承载架的双侧导向可以实现多触头系统开距和超程的一致性更高。应当理解，图15所示的实施例仅仅是示例性的；切换开关的电磁驱动装置和保持机构可包括任何其他多种实现方式。

图16示出了根据本公开的一些实施例的切换开关700的简化结构示意图。在图17所示的实施例的切换开关700中，切换开关700可包括一个承载架720、在承载架720的第一侧的第一电磁驱动装置710以及在承载架720的相对第二侧的第二电磁驱动装置730。通过承载架双侧布置的双驱动装置，可以提供双线圈灵活控制，并且线圈并行出力，提供更高的飞行速度。此外，多触头系统两端增加了平衡导向，有利于触头系统的开距和超行程一致性。

图17示出了图16所示的切换开关700的一个示例性实现的简化结构示意图。如图17所示，第一电磁驱动装置710和第二电磁驱动装置730可采用类似的布置。第一电磁驱动装置710可包括彼此固定在一起的第一动铁芯712和第二动铁芯714。承载架720在第一侧处被可拆卸地固定至第一电磁驱动装置的第一动铁芯或第二动铁芯。类似地，第二电磁驱动装置730可包括彼此固定在一起的第一动铁芯732和第二动铁芯734。承载架在第二侧处被可拆卸地固定至第二电磁驱动装置的第一动铁芯或第二动铁芯。应当理解，图17所示的实施例仅仅是示例性的；切换开关的电磁驱动装置和保持机构可包括任何其他多种实现方式。通过双侧双机构驱动承载架，可以提供更高的驱动力，有利于多触头系统的导向作用。在一些实施例中，第一电磁驱动装置710和第二电磁驱动装置730还可起到将承载架的动触头保持在合闸或分闸位置的功能，这可以通过对第一电磁驱动装置710和第二电磁驱动装置730的致动线圈的协同控制来实现。在这种情况下，可实现更大驱动力和保持力，并且用于驱动和保持的各功能部件相互独立，可进一步增强配置的灵活性。

此外，虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这应当理解为要求这样操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行，或者要求所有图示的操作应被执行以取得期望的结果。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。同样地，虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本公开的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实现中。相反地，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实现中。

尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。

Claims (19)

1.一种切换开关，包括：

壳体(302，304)；

多对第一静触头(352a，352b)，沿第一方向排列，每对所述第一静触头(352a，352b)在与所述第一方向垂直的第二方向上彼此相对地被固定至所述壳体(302，304)的相对两侧，其中所述多对第一静触头适于被连接至第一电源(400a)和负载；

至少一个承载架(320)，被可移动地安装在所述壳体(302，304)中并且包括多对第一动触头(332a，332b)，所述多对第一动触头(332a，332b)被安装在所述承载架(320)上并且沿所述第一方向排列；以及

电磁驱动装置(310)，被安装在所述壳体(302，304)中并且被配置为驱动所述至少一个承载架(320)在所述第一方向上在第一位置和第二位置之间移动，在所述至少一个承载架(320)在所述第一位置处时，所述多对第一动触头(332a，332b)中的每对第一动触头(332a，332b)与所述多对第一静触头(352a，352b)中的相应的成对第一静触头(352a，352b)接触，在所述至少一个承载架(320)在所述第二位置处时，所述多对第一动触头(332a，332b)中的每对第一动触头(332a，332b)与相应的所述成对第一静触头(352a，352b)分离。

2.根据权利要求1所述的切换开关，还包括多对第二静触头(354a，354b)，所述多对第二静触头(354a，354b)沿所述第一方向排列，每对所述第二静触头(354a，354b)在所述第二方向上彼此相对地被固定至所述壳体(302，304)的相对两侧，其中所述多对第二静触头(354a，354b)适于被连接至第二电源(400b)和所述负载(200)。

3.根据权利要求2所述的切换开关，其中所述承载架(320)还包括多对第二动触头(334a，334b)，所述多对第二动触头(334a，334b)被安装在所述承载架(320)上并且沿所述第一方向排列，在所述承载架(320)位于所述第二位置处时，所述多对第二动触头(334a，334b)中的每对第二动触头(334a，334b)与相应的成对第二静触头(354a，354b)接触。

4.根据权利要求1所述的切换开关，其中所述电磁驱动装置(310)包括动铁芯，所述承载架(320)与所述动铁芯可拆卸地接合。

5.根据权利要求4所述的切换开关，其中所述承载架(320)包括安装支架(322)，所述安装支架(322)包括一对安装臂，所述安装臂被配置为从所述电磁驱动装置(310)的两侧与所述动铁芯接合。

6.根据权利要求3所述的切换开关，其中所述每对第一动触头(332a，332b)和所述每对第二动触头(334a，334b)中的至少一对动触头包括：

导体臂(335)，沿所述第二方向延伸；以及

两个接触部(332a，332b)，分别设置在所述导体臂(335)的两端处并且被配置为与相应的静触头电接触。

7.根据权利要求6所述的切换开关，其中所述每对第一动触头(332a，332b)和所述每对第二动触头(334a，334b)中的至少一对动触头被形成为一个触头组件并且所述触头组件被可拆卸地安装至所述承载架。

8.根据权利要求7所述的切换开关，其中所述触头组件还包括超程调节组件，被配置为用于所述至少一对动触头的超程调节，所述超程调节组件包括：

支撑架(339)，被配置为支撑所述至少一对动触头；以及

弹性件(336)，被安装在所述支撑架(339)中，所述弹性件(336)被配置为通过其弹性变形而调节所述至少一对动触头的超程。

9.根据权利要求8所述的切换开关，其中所述承载架(320)包括至少一个安装槽(326)，所述至少一个安装槽(326)沿所述第一方向排列并且被配置为可拆卸地接纳所述超程调节组件。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的切换开关，还包括开关状态指示装置，所述开关状态指示装置包括：

一对第三静触头(360a，360b)，所述一对第三静触头(360a，360b)在所述第二方向上彼此相对地被固定至所述壳体(302，304)的相对两侧，以及

设置在所述承载架(320)上的一对第三动触头(340a，340b)，

其中在所述承载架(320)在所述第一位置处时，所述一对第三静触头(360a，360b)与所述一对第三动触头(340a，340b)接触以提供用于状态指示的电力，在所述承载架(320)在所述第二位置处，所述一对第三静触头(360a，360b)与所述一对第三动触头(340a，340b)分离。

11.根据权利要求1或2所述的切换开关，还包括：

多个接线端子(370)；以及

多个连接导体(380)，所述多个连接导体(380)被配置为将所述多对第一静触头(352a，352b)和所述多对第二静触头(354a，354b)分别连接至所述多个接线端子(370)，所述连接导体(380)至少部分地埋设在所述壳体(302，304)中。

12.根据权利要求1-9中任一项所述的切换开关，其中所述壳体(302，304)包括顶盖和基座，所述基座还包括于磁吹灭弧的多对磁体(390a，390b)，所述多对磁体(390a，390b)在所述第一方向上排列，所述多对磁体中的每对磁体(390a，390b)与所述至少一个承载架(320)上的成对第一动触头(332a，332b)相邻地被定位在所述基座的相对两侧，所述顶壁的内表面和/或所述基座的内表面还包括灭弧栅片。

13.根据权利要求1所述的切换开关，其中所述切换开关包括两个承载架(320)和一个电磁驱动装置(310)，所述电磁驱动装置(310)被布置在所述两个承载架(320)之间，所述两个承载架(320)上的多对第一动触头(332a，332b)关于所述电磁驱动装置(310)对称地布置。

14.根据权利要求1所述的切换开关，其中所述切换开关包括一个承载架和一个电磁驱动装置，所述电磁驱动装置被布置在所述承载架的一侧。

15.根据权利要求13或14所述的切换开关，其中所述电磁驱动装置包括彼此固定在一起的动铁芯组件，所述铁芯组件包括沿所述第一方向顺次布置的第一动铁芯、第二动铁芯和第三动铁芯，所述承载架被可拆卸地固定至所述铁芯组件。

16.根据权利要求1-9中任一项所述的切换开关，其中所述切换开关包括一个承载架、在所述承载架的第一侧的电磁驱动装置以及在所述承载架的相对第二侧的保持机构。

17.根据权利要求16所述的切换开关，其中所述保持机构包括第一动铁芯和第二动铁芯，所述第一动铁芯和所述第二动铁芯彼此固定在一起且沿所述第一方向间隔开布置，所述电磁驱动装置包括第三动铁芯，所述承载架在所述第一侧处被可拆卸地固定至所述第三动铁芯并且在所述第一侧处被可拆卸地固定至所述第一动铁芯和所述第二动铁芯之一。

18.根据权利要求1-9中任一项所述的切换开关，其中所述切换开关包括一个承载架、在所述承载架的第一侧的第一电磁驱动装置以及在所述承载架的相对第二侧的第二电磁驱动装置。

19.根据权利要求18所述的切换开关，其中所述第一电磁驱动装置和所述第二电磁驱动装置各自包括动铁芯组件，所述动铁芯组件包括彼此固定在一起的第一动铁芯和第二动铁芯，所述承载架在所述第一侧处被可拆卸地固定至所述第一电磁驱动装置的所述动铁芯组件并且在所述第二侧处被可拆卸地固定至所述第二电磁驱动装置的所述动铁芯组件。