CN1193389C - 一种高压开关用弹簧触指及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高压开关用弹簧触指，为椭圆截面的圈簧结构，椭圆截面的长轴沿圈簧的轴向，为镀铜材料制作。制备过程是将铍铜丝进行软化处理，温度750～800℃，时间0.5～2小时；在截面为椭圆的棒状胎具上缠绕成螺旋弹簧丝，弹簧丝的长度比最终圈簧的周长长0.1～0.2mm；将两端焊接在一起，形成封闭环形弹簧，焊点在椭圆截面的长轴端；放入与最终产品形状一致的定型胎具中，在600～650℃条件下，保温1～3小时。由于本发明采用了椭圆截面的圈簧结构，椭圆截面的长轴沿圈簧的轴向，从而保证了弹簧触指与静触头的刚性触指之间具有较大的接触面，较小的接触电阻。同时，由于采用铍铜材料制作，保证了其自身的良好导电性，并且有自动灭弧的功能，不产生电火花。
Description
技术领域：
本发明涉及高压开关，特别提供了一种输变电线路中的电压等级(220～500千伏)开关用弹簧触指。
背景技术：
高压开关通常用于接通和断开空载、正常负载或短路状态下的电路，通常由导电回路、可分触头、灭弧装置、传动机构、操动机构等几部分组成。导电回路用来承载电流；灭弧装置用来迅速地可靠地熄灭电弧使电路最终断开，高压隔离开关通常不设置专门的灭弧装置；可分触头是使电路接通或分断的执行元件，由动触头、静触头构成，静触头上带有弹簧和具有弹性的触指，高压开关在合闸正确位置时，触指完全靠弹簧的压紧或拉紧作用来保证与触头有足够的接触压力和较小的接触电阻。
附图1所示是一种新型Lw□系列高压开关的可分触头结构，由静触头1、动触头2、弹簧触指3构成，静触头1的触指是刚性的，动触头上设有环形槽，环形的弹簧触指3套于其上，动触头可在静触头中上下移动直至脱离。工作原理是：动触头与静触头接触后，依靠弹簧触指的弹性变形使两者紧密接触，电流从弹簧触指流过，由于电流经每一匝弹簧流过，每一匝的发热都会造成弹性变化而自动调节动静触头的接触压力。而且，弹簧触指表面积大，散热面大，每匝极易冷却，在大电流工作时(如3000～4000A)，温度升高幅度容易控制。该种系列高压开关的设计，改变了过去高压开关结构复杂，用料多，加工难度大，部件笨重，装配繁复的缺点，可大大降低高压开关的生产成本。该种高压开关的技术关键是弹簧触指，要求其必须具备良好的弹性，以保证动触头在开合及运动中，与静触头有良好的相容接触，使电流均匀地流经每一匝弹簧丝，而不产生局部温度升高，从而整个元件温升在设计的范围内。具体地说，就是要求每一匝弹簧丝都要有精确的形状，总匝数要严格控制，弹簧丝对接处的焊口必须避免与静触头接触，焊点必须平整光滑，不得与弹簧直径有肉眼可见的差异，以避免高压下的高压放电造成损坏。
发明内容：
为了使上述新型结构Lw□系列高压开关的设计成为可能，本发明提供了一种高压开关用弹簧触指，其特征在于该弹簧触指为椭圆截面的圈簧结构，椭圆截面的长轴沿圈簧的轴向，为铍铜材料制作。
由于本发明弹簧触指采用了一种特殊的设计方式，即弹簧为椭圆截面的圈簧结构，椭圆截面的长轴沿圈簧的轴向，从而保证了弹簧触指与静触头的刚性触指之间具有较大的接触面，以保证具有较小的接触电阻。同时，由于本发明弹簧触指采用铍铜材料制作，保证了其自身的良好导电性，并且有自动灭弧的功能，不产生电火花。目前，圆形截面的圈簧制备技术已经较为成熟，但是由于椭圆截面结构的各向异性，封闭的椭圆截面圈簧的制备尚无报道。
本发明还提供了上述高压开关用弹簧触指的制备方法，其特征在于过程为：
——将铍铜丝进行软化处理，温度750～800℃，时间0.5～2小时；
——将软化后的铍铜丝在截面为椭圆的棒状胎具上缠绕成螺旋弹簧丝，弹簧丝的长度比最终圈簧的周长长0.1～0.2mm；
——将上述弹簧丝两端焊接在一起，形成封闭环形弹簧，焊点在椭圆截面的长轴端；
——将上述环形弹簧放入与最终产品形状一致的定型胎具中，在600～650℃条件下，保温1～3小时。
本发明高压开关用弹簧触指的制备方法中，弹簧丝两端焊接可以采用电子束、激光或氩弧焊的方法进行。
本发明高压开关用弹簧触指的制备方法中，时效后弹簧表面还可以进行镀镍或镀银处理。
附图说明：
附图1为Lw□系列高压开关的可分触头结构示意；
附图2为弹簧丝成型胎具结构示意；
附图3为弹簧丝成型胎具A-A剖示；
附图4为定型胎具结构示意；
附图5为定型胎具剖示图。
具体实施方式：
本发明中所述铍铜丝原料，可以通过合金熔炼、浇注成型、挤压拔丝而成，也可以从市场上直接购得，使用时均需要进行软化处理。
实施例1
将市场购得的φ1.5mm的QBe2铍铜丝，进行软化处理，温度800℃，时间0.5小时，将软化后的铍铜丝在截面为椭圆的棒状胎具上缠绕成螺旋弹簧丝，椭圆截面的长轴为13mm，短轴为11mm，弹簧丝的长度为90匝；将弹簧丝两端用氩弧焊焊接在一起，形成封闭环形弹簧，焊点在椭圆截面的长轴端；将环形弹簧放入定型胎具中，胎具的内径为φ90±1mm，外径为φ110±1.5mm，截面与棒状胎具截面相同。在620±10℃条件下，保温2小时；最终得到弹簧触指符合设计要求。
实施例2
将市场购得的φ1.6mm的QBe1.9铍铜丝，进行软化处理，温度800℃，时间0.5小时，将软化后的铍铜丝在截面为椭圆的棒状胎具上缠绕成螺旋弹簧丝，椭圆截面的长轴为12.7mm，短轴为10.5mm，弹簧丝的长度为138匝；将弹簧丝两端用氩弧焊焊接在一起，形成封闭环形弹簧，焊点在椭圆截面的长轴端；将环形弹簧放入定型胎具中，胎具的内径为φ125±1mm，外径为φ150±2mm，截面与棒状胎具截面相同。在620±10℃条件下，保温2小时；最终得到弹簧触指符合设计要求。
实施例3
将市场购得的φ1.59mm的QBe1.9铍铜丝，进行软化处理，温度800℃，时间0.5小时，将软化后的铍铜丝在截面为椭圆的棒状胎具上缠绕成螺旋弹簧丝，椭圆截面的长轴为13mm，短轴为11mm，弹簧丝的长度为159匝；将弹簧丝两端用氩弧焊焊接在一起，形成封闭环形弹簧，焊点在椭圆截面的长轴端；将环形弹簧放入定型胎具中，胎具的内径为φ145±1mm，外径为φ165±2mm，截面与棒状胎具截面相同。在620±10℃条件下，保温2小时；最终得到弹簧触指符合设计要求。
Claims (4)
1、一种高压开关用弹簧触指，其特征在于该弹簧触指为椭圆截面的圈簧结构，椭圆截面的长轴沿圈簧的轴向，为铍铜材料制作。
2、一种权利要求1所述高压开关用弹簧触指的制备方法，其特征在于过程为：
——将铍铜丝进行软化处理，温度800℃，时间0.5小时；
——将软化后的铍铜丝在截面为椭圆的棒状胎具上缠绕成螺旋弹簧丝，弹簧丝的长度比最终圈簧的周长长0.1～0.2mm；
——将上述弹簧丝两端焊接在一起，形成封闭环形弹簧，焊点在椭圆截面的长轴端；
——将上述环形弹簧放入与最终产品形状一致的定型胎具中，在620±10℃条件下，保温1～3小时；
3、按照权利要求2所述高压开关用弹簧触指的制备方法，其特征在于：采用电子束、激光或氩弧焊的方法进行焊接。
4、按照权利要求2所述高压开关用弹簧触指的制备方法，其特征在于：时效后弹簧表面进行镀镍或镀银处理。
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