CN205104412U - 一种刀开关电触头装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种刀开关电触头装置，所述装置包括静触头、以及与所述静触头相配合的动触头组件，所述静触头、动触头组件位于接线座上；所述动触头组件包括动触头、与动触头连接的支撑件，所述支撑件采用Cu/Fe/Cu复合带材制备，支撑件两侧为Cu层，单侧Cu层厚度占Cu/Fe/Cu复合带材总厚度的5％-30％。本实用新型通过采用具有Cu/Fe/Cu结构的材料制备触头的支撑件，提高了动、静触头的接触强度及接触稳定性，确保电触头接触时电流传导的稳定性，且大大降低了铜的使用量，节约生产成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电触头装置，具体地说，涉及的是一种刀开关电触头装置。
背景技术
刀开关是目前电力线路中分离或投入负载的常用设备之一，其主要作用为：(1)隔离电源，以便能安全地电路和设备进行维修设备检修或更换保险丝；(2)分断负载，如不频繁的接通与分断额定电流以下的负载或直接启动小容量的电动机。刀开关通常包括底座、手柄、动触头、动触头支架、静触头、接线座及保护罩。刀开关是通过动触头与底座上的静触头相契合(或分离)，从而接通(或分断)电路。目前，刀开关按动、静触头结构主要分为两大类：第一类，动触头-刀夹，静触头-刀片，如图1所示；第二类，动触头-刀片，静触头-刀夹，如图2所示。
经检索，国内外涉及刀开关用触头材料的研究或报道极少。目前刀开关通常使用纯铜作为动、静触头的制备材料，纯铜的导电导热性较好，但是当有大电流长时间流过时，触头就会发热，而纯铜高温下强度低，易软化变形，且变形后较难恢复，使得合闸状态下的动、静触头接触不良，增大接触电阻，使刀开关发热，影响刀开关的性能，甚至会产生电火花或者将其烧毁。此外，纯铜材料价格昂贵，使得刀开关的生产成本相对较高。
如何在不降低刀开关电接触材料性能的前提下降低生产成本，同时提高刀开关电接触材料使用寿命已成为目前研究的热点、重点问题之一。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型提供一种具有强度高、性能稳定、成本低廉的刀开关电接触材料，进而大大提高刀开关开合性能及使用寿命。
为实现上述技术目的，本实用新型采用以下技术方案：
本实用新型提供一种刀开关电触头装置，包括静触头、以及与所述静触头相配合的动触头组件，所述静触头、动触头组件位于接线座上；所述动触头组件包括动触头、与动触头连接的支撑件，所述支撑件采用Cu/Fe/Cu复合带材制备，支撑件两侧为Cu层，单侧Cu层厚度占Cu/Fe/Cu复合带材总厚度的5％-30％。
优选地，所述接线座采用Cu/Fe/Cu复合带材制备，接线座两侧为Cu层，单侧Cu层厚度占Cu/Fe/Cu复合带材总厚度的5％-30％。
更优选地，所述动触头、静触头焊接于Cu/Fe/Cu复合带材制备的接线座上。
优选地，所述Cu/Fe/Cu料带，两侧为Cu层，中间为Fe层，所述Cu/Fe/Cu复合带材为Cu带、Fe带、Cu带三层复合形成，或者采用Fe镀Cu制备得到。
更优选地，所述Cu/Fe/Cu复合带材中Cu层为纯Cu层或Cu合金层。
优选地，所述动触头通过包裹或镶嵌方式固定于所述支撑件上。
更优选地，所述动触头、静触头采用纯Cu或Cu合金制备。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
1、本实用新型支撑件采用Cu/Fe/Cu复合料带制备，支撑件两侧为Cu层，可以实现良好电流导通，中间Fe层有效的提高支撑件的强度，保证了动、静触头之间保持足够的接触压力，避免了触头的变形、发热与损坏，从而使电接触材料的综合性能提高。
2、本实用新型采用Cu/Fe/Cu料带来代替纯铜制备触头支撑件及接线座，铜的使用量降低了约70-90％，具有加工成本低、制备工艺过程易控制、少污染、产品质量稳定、可实现工业化生产等特点。
3、本实用新型采用Cu或Cu合金作为触头材料，由于Cu具有优良的导电导热性能以及耐磨损性能，从而降低在刀开关开合过程中造成的触头材料的磨损，延长了动触头和静触头的使用寿命。
附图说明
图1-图2是本实用新型第一种刀开关电触头装置局部示意图；
图3是本实用新型第一种刀开关电触头装置整体示意图；
图4是本实用新型刀开关电触头装置整体示意图；
图中：1和6、2分别为动、静触头接线座，3为静触头，4为支撑件，5为动触头，101为Cu层，102为Fe层。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
实施例一
以制备如图1-3形状刀开关为例：
如图1-3所示，图中：1和6、2分别为动、静触头接线座，3为静触头，4为支撑件，5为动触头。一种刀开关电触头装置，包括静触头3，以及与所述静触头3相配合的动触头组件，所述静触头3位于接线座3上、所述动触头组件位于接线座1、6上；所述动触头组件包括动触头5、与动触头5连接的支撑件4；所述支撑件4采用Cu/Fe/Cu复合带材制备，支撑件4两侧为Cu层，单侧Cu层厚度占Cu/Fe/Cu复合带材总厚度的5％-30％。
所述接线座1、6、2采用Cu/Fe/Cu复合带材制备，接线座两侧为Cu层，单侧Cu层厚度占Cu/Fe/Cu复合带材总厚度的5％-30％。
所述Cu/Fe/Cu料带，两侧为Cu层101，中间为Fe层102，可采用Cu带、Fe带、Cu带三层复合制备，也可以采用Fe镀Cu制备。
所述Cu/Fe/Cu复合带材中Cu层为纯Cu层或Cu合金层。
所述动触头通过包裹或镶嵌方式固定于所述支撑件上。
所述动、静触头采用纯Cu或Cu合金制备。
上述刀开关电触头装置的制备方法如下：
第一步：将Cu带与Fe带进行冷复合，制备Cu/Fe/Cu材料，其中料带宽度为250mm，料带厚度为6.0mm，其中单侧铜层厚度百分比约为20％。
第二步：将Cu/Fe/Cu材料进行轧制，轧制后的厚度为2.0mm。
第三步：将Cu/Fe/Cu料带进行热处理，温度300℃，时间8h，气氛为N2。
第四步：将轧制后的Cu/Fe/Cu料带进行冲制，制备动触头支撑件，以及与动、静触头相连的接线座，如图1所示。
第五步：采用纯Cu料带分别制备动触头、静触头。
第六步：采用包裹方式纯Cu动触头固定于第四步获得的支撑件上。
第七步：将第六步中的支撑件、第五步中静触头通过感应焊焊接于第四步中Cu/Fe/Cu接线座上，焊料采用Cu基焊料。
第八步：清洗。
本实施例以最终获得性能较好、价格低廉用于支撑件以及接线座的Cu/Fe/Cu带材为例，其中，支撑件以及接线座强度提高，重量减轻，仅为常规纯Cu支撑件93％重量，刀开关寿命比传统纯Cu刀开关寿命提高10％。
实施例二
以制备如图1-3形状刀开关为例，具体结构形式参见实施例一中所述。
上述刀开关电触头装置的制备方法如下：
第一步：将Cu带与Fe带进行冷复合，制备Cu/Fe/Cu材料，其中料带宽度为200mm，料带厚度为10.0mm，其中单侧铜层厚度百分比约为30％。
第二步：将Cu/Fe/Cu材料进行轧制，轧制后的厚度为6.0mm。
第三步：将Cu/Fe/Cu料带进行热处理，温度500℃，时间5h，气氛为N2。
第四步：将轧制后的Cu/Fe/Cu料带进行冲制，制备动触头支撑件，以及与动、静触头相连的接线座，如图1所示。
第五步：采用纯Cu料带分别制备动触头、静触头。
第六步：采用包裹方式将纯Cu动触头固定于第四步获得的支撑件上。
第七步：将第六步中的支撑件、第五步中静触头通过感应焊焊接于第四步中Cu/Fe/Cu接线座上，焊料采用Cu基焊料。
第八步：清洗。
本实施例以最终获得性能较好、价格低廉用于支撑件以及接线座的Cu/Fe/Cu带材为例，其中，支撑件以及接线座强度提高，重量减轻，仅为常规纯Cu支撑件95％重量，刀开关寿命比传统纯Cu刀开关寿命提高5％。
实施例三
以制备如图4形状刀开关为例：
图4中所示结构，与图3所示结构不同之处在于：动触头组件为单片式，当刀开关处于闭合状态时，动触头组件处于两片静触头之间，而图2中所示动触头为两片式，当刀开关出于闭合状态时，静触头处于两片动触头组件之间。
上述图4所示刀开关电触头装置的制备方法如下：
第一步：采用复合方法制备Cu/Fe/Cu材料，其中料宽为150mm，料带厚度为15.0mm，其中每一面铜层厚度百分比约各为5％。
第二步：将Cu/Fe/Cu材料进行轧制，轧制后的厚度为10mm。
第三步：将Cu/Fe/Cu料带进行热处理，处理温度为800℃，时间为4h，气氛为H2。
第四步：将轧制后料带进行冲制，制备动触头支撑件，以及与动、静触头相连的接线座，如图4所示。
第五步：采用CuNi10料带分别制备动触头、静触头。
第六步：将CuNi10动触头镶嵌于第四步获得的支撑件上。
第七步：将第六步中的支撑件、第五步中静触头采用电阻焊焊接于第四步中Cu/Fe/Cu接线座上，焊料为Cu基焊料。
第八步：清洗。
本实施例最终获得性能较好、价格低廉用于支撑件以及接线座的Cu/Fe/Cu带材为例，其中，支撑件强度提高，重量减轻，仅为常规90％重量，刀开关寿命比传统纯Cu刀开关寿命提高15％。
本实用新型提供的通过在Cu/Fe/Cu复合带材制备触头支撑件以及接线座的方法，适用于一切的刀开关用电触头支撑件及接线座的制备，该方法在保持使电触头产品优良的性能的同时通过降低铜含量来降低生产成本，具有加工成本低、制备工艺过程易控制、少污染、产品质量稳定，对设备无特殊要求。
以上所述仅为本实用新型的部分实施例而已，并非对本实用新型的技术范围做任何限制，凡在本实用新型的精神和原则之内做的任何修改，等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种刀开关电触头装置，包括静触头、以及与所述静触头相配合的动触头组件，所述静触头、动触头组件位于接线座上；其特征在于：所述动触头组件包括动触头、与动触头连接的支撑件，所述支撑件采用Cu/Fe/Cu复合带材制备，支撑件两侧为Cu层，单侧Cu层厚度占Cu/Fe/Cu复合带材总厚度的5％-30％。
2.根据权利要求1所述的刀开关电触头装置，其特征在于：所述接线座采用Cu/Fe/Cu复合带材制备，接线座两侧为Cu层，单侧Cu层厚度占Cu/Fe/Cu复合带材总厚度的5％-30％。
3.根据权利要求2所述的刀开关电触头装置，其特征在于：所述动触头、静触头焊接于Cu/Fe/Cu复合带材制备的接线座上。
4.根据权利要求1所述的刀开关电触头装置，其特征在于：所述Cu/Fe/Cu料带，两侧为Cu层，中间为Fe层，所述Cu/Fe/Cu复合带材为Cu带、Fe带、Cu带三层复合形成，或者采用Fe镀Cu制备得到。
5.根据权利要求4所述的刀开关电触头装置，其特征在于：所述Cu/Fe/Cu复合带材中Cu层为纯Cu层或Cu合金层。
6.根据权利要求1-5任一项所述的刀开关电触头装置，其特征在于：所述动触头通过包裹或镶嵌方式固定于所述支撑件上。
7.根据权利要求1-5任一项所述的刀开关电触头装置，其特征在于：所述动触头、静触头采用纯Cu或Cu合金制备。
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Cited By (2)
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| CN105931913A (zh) * | 2016-06-28 | 2016-09-07 | 王乐天 | 一种三位一体防弧开关 |
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