CN206758290U

CN206758290U - 电气接触装置

Info

Publication number: CN206758290U
Application number: CN201720398441.0U
Authority: CN
Inventors: 余刚; 刘振忠
Original assignee: Schneider Electric SE
Current assignee: Schneider Electric SE; Schneider Electric Industries SAS
Priority date: 2017-04-14
Filing date: 2017-04-14
Publication date: 2017-12-15
Anticipated expiration: 2027-04-14

Abstract

本实用新型涉及一种电气接触装置，包括静触头和动触头；动触头绕第一枢转轴线枢转；动触头在闭合位置和打开位置之间可移动，其中在闭合位置，动触头的第一端与静触头电接触，在打开位置，动触头与静触头彼此分离；电气接触装置还包括斥力导体；其中，动触头的第二端与斥力导体电连接；斥力导体包括布置为与动触头平行延伸的平行导体部分；当动触头在闭合位置时，平行导体部分中的电流和动触头的与平行导体部分靠近的部分中的电流方向相反，其两者引起的电动斥力将动触头的第一端朝向静触头偏压。本实用新型的电气接触装置具有高的短路电流耐受能力和长的电气寿命。

Description

电气接触装置

技术领域

本实用新型涉及一种电气接触装置，具体涉及一种具有触头压力补偿结构的电气接触装置。

背景技术

一些电力开关，如低压电器开关中的负荷开关和自动转换开关要求具有一定的短路电流耐受能力，即Icw。Icw值的高低与电力开关的性能密切相关，即高性能的开关具有较高的Icw，表明其在短路电流或过电流流过时，仍能保持闭合，直到保护电器(如断路器)脱扣分断短路电流或过电流。

电气接触装置包括动触头和静触头，在电气接触装置的动触头与静触头在闭合位置时，电力开关导通，其形成闭合电流路径。由于动触头与静触头的接触点的面积比导体的面积小，因此电流在动触头与静触头的接触点处收缩，从而产生互斥的霍尔姆力，霍尔姆力随电流的增大而增大，因此当电流很大时，其作用显著，从而不期望地将动触头和静触头分离。

如图1a、图1b所示，插拔式接触装置100(又称颌式接触装置，jaw contacts)中的静触头110(或动触头)为颌状，在闭合位置时，其紧密地夹在动触头120(或静触头)中，由于动触头120和静触头110中的电流(如图1b中的虚线所示)方向为同向，因此其产生电动吸力F_吸使颌状的静触头110紧紧地夹持中间触头而不使中间的动触头120因短路电流或过电流的电动斥力而斥开，进而保证较高的Icw。然而，由于插拔式接触装置100在开闭过程中造成动触头120和静触头110的很大磨损，因此电气寿命很低。

如图2所示，开合式接触装置200(又称敲击接触装置，beat contacts)则利用静触头210和动触头220之间较大的触头压力来抵抗短路电流或过电流，由于此类装置闭合的动力驱动能量及动触头和动触头支架等材料刚度的限制，这类装置在遇到大的短路电流时，动触头与静触头相斥开，因而其Icw性能较差。

因此，需要提供一种同时具有高Icw和高电气寿命的电气接触装置。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种同时具有高Icw和高电气寿命的电气接触装置。

本实用新型涉及一种电气接触装置，其包括：静触头和动触头；所述动触头绕第一枢转轴线枢转；所述动触头在闭合位置和打开位置之间可移动，其中在所述闭合位置，所述动触头的第一端与所述静触头电接触，在所述打开位置，所述动触头与所述静触头彼此分离；所述电气接触装置还包括斥力导体；其中，所述动触头的第二端与所述斥力导体电连接；所述斥力导体包括布置为与所述动触头平行延伸的平行导体部分；当所述动触头在所述闭合位置时，所述平行导体部分中的电流和所述动触头的与所述平行导体部分靠近的部分中的电流方向相反，其两者引起的电动斥力将所述动触头的第一端朝向所述静触头偏压。

优选地，所述动触头为长形，所述静触头和所述平行导体部分位于所述动触头的相同侧、分别在所述第一枢转轴线的相对两侧上。

优选地，所述电气接触装置还包括动触头支架，其中，所述动触头绕所述第一枢转轴线与所述动触头支架枢转连接；所述动触头支架绕与所述第一枢转轴线平行的第二枢转轴线枢转；当所述动触头在所述闭合位置时，所述动触头支架位于第一枢转位置，当所述动触头在打开位置时，所述动触头支架位于第二枢转位置，且当所述动触头在所述闭合位置时，所述电动斥力还将所述动触头支架朝向所述第二枢转位置偏压。

优选地，所述动触头支架由四连杆机构驱动，其中，所述动触头支架为所述四连杆机构中的一个连杆。

优选地，所述电气接触装置还包括触头压力簧，所述触头压力簧设置在所述动触头与所述动触头支架之间，并且将所述动触头朝向其闭合位置偏压。

优选地，在闭合位置时，所述触头压力簧处于压缩状态。

优选地，所述斥力导体的位置是固定的。

优选地，所述斥力导体通过软联接与所述动触头的第二端电连接。

优选地，所述动触头与所述静触头由电解铜制成。

本实用新型还涉及一种电气开关，其采用如上所述的电气接触装置。

本实用新型的一个优点在于，由于平行导体部分与动触头之间的电动斥力使得动触头朝向静触头偏压，从而使得动触头获得与打开动触头与静触头之间的接触相反的转矩，因而对触头压力进行了补偿，提高了电气接触装置的短路电流耐受能力，并且减小了所需的触头压力。

本实用新型的另一个优点在于，动触头与静触头之间为开合式接触，其磨损小，电气寿命长。

本实用新型的另一个优点在于，动触头支架绕第二枢转轴线旋转带动动触头从闭合位置转换到打开位置时，平行导体部分作用于动触头的电动斥力还向该旋转的方向施加转矩，从而帮助这种打开运动，提高了电力开关的分断速度。进而，由于电力开关的分断速度快，因此当电力开关打开时，动触头和静触头之间产生的电弧停留时间较短，对触头的烧损小，提高了电气接触装置的电气寿命。

本实用新型的另一个优点在于，结构简单，制造成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1a是现有技术中插拔式电气接触装置的透视示意图；

图1b是现有技术中插拔式电气接触装置的受力分析示意图；

图2是现有技术中开合式电气接触装置的正视图；

图3是根据本实用新型一实施例的电气接触装置在闭合位置时的正视图，其中没有示出动触头支架和驱动机构；

图4是根据本实用新型一实施例的电气接触装置在闭合位置时的另一正视图；

图5为根据本实用新型的一实施例的电气接触装置在打开位置时的正视图；

图6为根据本实用新型的一实施例的电气接触装置的动触头所受的力随电流变化而变化的曲线图。

具体实施方式

下面，参照附图详细描述根据本实用新型的实施方式的电气接触装置。为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

因此，以下对结合附图提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上方”、“下方”、“左侧”、“右侧”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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实用新型的限制。

图3是根据本实用新型一实施例的电气接触装置300处于闭合位置的正视图，其中没有示出动触头支架330和驱动机构。如图4所示，电气接触装置300可以包括静触头310、动触头320、动触头支架330、软联接340、斥力导体350以及支撑支架360。动触头320可以为长形，静触头310可以为各种形式。在该实施例中，动触头320为大致平直的杆状结构，其可绕第一枢转轴线X与动触头支架330枢转连接，其中第一枢转轴线X可以由销轴构成。在其他实施例中，动触头320也可以为具有弯曲的杆状结构或其他形状，本实用新型并不限于此。动触头320可以处于闭合位置或打开位置，在闭合位置处，动触头320的第一端可以与静触头310电接触从而形成供电流流过的路径，在打开位置处，动触头320可以与静触头310彼此分离。动触头320的第二端可以与斥力导体350的一端通过所述软联接340电连接，其中软联接340可以例如焊接到斥力导体350和动触头320的第二端。此外，可以将接线端设置在斥力导体350上，如斥力导体350的另一端处。

动触头320、静触头310和斥力导体350由导电的良导体制成，优选为铜，进一步优选为电解铜。此外，动触头320与静触头310上还可以设置有银触点。

这样，在动触头320处于闭合位置时，斥力导体350、软联接340、动触头320、静触头310可以依次构成闭合的电流路径，如图3中的虚线所示。在动触头320处于打开位置时，动触头320与静触头310分离，使该电流路径断开。

斥力导体350包括平行导体部分351，平行导体部分351可以与动触头320平行布置。需要说明的是，这里所述的平行布置，不是严格的平行，而是可以根据需要允许存在一定的偏差，如由于动触头的特定形状或者机械结构的干涉问题等，允许存在例如整体倾斜的偏差或局部倾斜的偏差，只要这种倾斜或偏差不会有损于平行导体部分所要实现的功能即可。在闭合位置，如图3所示，静触头310和平行导体部分351位于动触头320的相同侧(即，图中的下侧)并分别在第一枢转轴线X的相对两侧上。但是需要注意的是，静触头310和平行导体部分351也可以在动触头320的不同侧上，例如，在图3中，一个在动触头320的上侧而另一个在动触头320的下侧，或者平行导体部分351可以向静触头310方向延伸超过第一枢转轴线X等，只要如下面所描述的，平行导体部分351和动触头320中的电流方向相反并因此在动触头320上产生将其偏压向闭合位置的电动斥力即可，本实用新型可以采用任何布置方式，而不应局限于在此描述和图示的具体布置方式。例如，在另一实施例中，静触头310、平行导体部分351与动触头320的定位关系也可以是静触头310和平行导体部分351的相当大部分位于动触头320的异侧，且位于第一枢转轴X的同侧。例如，静触头310可以位于动触头320的左下方，平行导体部分351可以位于动触头320的左上方，第一枢转轴线X可以更偏向动触头320的右侧，平行导体部分351的很少的一部分可以超过第一枢转轴线X在动触头的右端(即，第二端)通过软联接340与动触头320连接；此外，为避免斥力导体350在动触头320的打开位置与动触头320的干涉，可以使斥力导体350与动触头320同时运动。

平行导体部分351中的电流与动触头320的与平行导体部分351靠近的部分中的电流方向相反。平行导体部分351中与动触头320的其靠近的部分中的相反的电流将引起平行导体部分351与动触头320之间的电动斥力，图3中，用F_C代表该电动斥力的等效力。该电动斥力随着电流的增大而增大，大致与电流的平方成比例。同时，动触头320与静触头310之间还受到主要为霍尔姆力的相斥作用，图3中，用F_H代表霍尔姆力的等效力。该霍尔姆力也随电流电流的增大而增大，且大致与电流的平方成比例。因此，对于动触头320绕第一枢转轴线X的旋转运动，F_H使得动触头320的第一端背离静触头310偏压，并向动触头320提供顺时针旋转的转矩，F_C向动触头320提供逆时针旋转的转矩以补偿触头压力，而使动触头320不因F_H而被从静触头310的接触斥开，特别是在短路电流或过电流流过由斥力导体350、软联接340、动触头320、静触头310构成的闭合电流路径时。平行导体部分351的长度可以设置成使F_C的转矩比F_H大。

如上所述，动触头320可以绕第一枢转轴线X与动触头支架330枢转连接。此外，动触头支架330可以绕与第一枢转轴线X平行的第二枢转轴线Y与支撑支架360枢转连接。动触头支架330可以在电力开关的驱动机构的驱动下在支撑支架360上绕第二枢转轴线Y旋转，从而带动枢转地安装于所述动触头支架330上的动触头320与静触头310彼此分开。在本实用新型中，对驱动机构或支撑支架360不做限制。在如图4、5所示的实施例中，驱动机构与动触头支架330连接，驱动机构可以为四连杆机构，其中四连杆机构中的一个连杆可以为支撑支架360，支撑支架360可以是固定的，动触头支架330可以为四连杆中的与该连杆相邻的一个连杆。如图4所示，在动触头320处于闭合位置时，动触头支架330位于第一枢转位置；如图5所示(图中软联接340被挡住，未示出)，在动触头320处于打开位置时，动触头支架330位于第二枢转位置。当动触头320由闭合位置转换到打开位置时，动触头支架330绕第二枢转轴Y从第一枢转位置旋转到第二枢转位置。这样，在闭合位置，对于动触头支架330相对于第二枢转轴线Y的旋转运动，平行导体部分351与动触头320之间的电动斥力F_C可以将动触头支架330朝向第二枢转位置偏压，即向动触头支架330施加顺时针方向(如图4所示)的转矩。该转矩有助于电气接触装置300的分断，因此，提高了电气接触装置300的分断速度。进而，由于电力开关的分断速度快，因此当电力开关打开时，动触头320和静触头310之间产生的电弧停留时间较短，对触头的烧损小，提高了电气接触装置的电气寿命。如图4、图5所示，斥力导体350的位置在打开位置和闭合位置可以固定的，但是显然本实用新型并不局限于此，而是斥力导体350也可以随动触头320一起动作。

电气接触装置300还可以包括触头压力簧370，触头压力簧370可以设置在动触头320与动触头支架330之间，并且将动触头320朝向其闭合位置偏压。在动触头320处于闭合位置时，触头压力簧370可以处于压缩状态。在图4所示的实施例中，触头压力簧370位于动触头320的第一端的上方，且位于动触头320与动触头支架330之间。对于动触头320绕第一枢转轴线X的旋转运动，触头压力簧370向动触头320施加抵靠静触头310的触头压力(在此，用F_P表示)，从而提供图4中所示的逆时针方向的转矩。在现有技术中，动触头320与静触头310之间的触头压力需要很大，如大于80N，以抵抗10kA短路电流或过电流导致的斥力(如，霍尔姆力)，在本公开中，触头压力可以很小，如30N。在一些实施例中，触头压力的大小可以设置为使：F_C+F_P>F_H。其中，F_C和F_H均随电流的增大而增加。图6示出了在一实施例中F_C+F_P和F_H随电气接触装置中流过的电流的变化而变化的情况，其中位于上方的线表示F_C+F_P，位于下方的线表示F_H。

由此可以看出，随着电流的增大，触头之间的斥力F_H增大，而动触头与平行导体部分之间的F_C对触头压力F_P的补偿也增大。因此，本实用新型可以很好地保持动触头与静触头之间的接触，尤其是在短路电流或过电流流过时。

此外，电气接触装置300还可以包括对动触头320起限位作用的止挡件380，止挡件380可以为动触头支架330为一部分，也可以为单独的零件。止挡件380设置在动触头支架330上以平衡动触头320来自触头压力簧370的转矩，以在静触头310不在其位置时，防止动触头320在触头压力簧370的作用下的自由转动。

本实用新型的范围并非由上述描述的实施方式来限定，而是由所附的权利要求书及其等价物来限定。

Claims

1.一种电气接触装置，包括静触头和动触头；

所述动触头绕第一枢转轴线枢转；

所述动触头在闭合位置和打开位置之间可移动，其中在所述闭合位置，所述动触头的第一端与所述静触头电接触，在所述打开位置，所述动触头与所述静触头彼此分离；

其特征在于，所述电气接触装置还包括斥力导体；

其中，所述动触头的第二端与所述斥力导体电连接；

所述斥力导体包括布置为与所述动触头平行延伸的平行导体部分；

当所述动触头在所述闭合位置时，所述平行导体部分中的电流和所述动触头的与所述平行导体部分靠近的部分中的电流方向相反，其两者引起的电动斥力将所述动触头的第一端朝向所述静触头偏压。

2.如权利要求如权利要求1所述的电气接触装置，其特征在于，所述动触头为长形，所述静触头和所述平行导体部分位于所述动触头的相同侧、分别在所述第一枢转轴线的相对两侧上。

3.如权利要求1所述的电气接触装置，其特征在于，所述电气接触装置还包括动触头支架，其中，

所述动触头绕所述第一枢转轴线与所述动触头支架枢转连接；

所述动触头支架绕与所述第一枢转轴线平行的第二枢转轴线枢转；

当所述动触头在所述闭合位置时，所述动触头支架位于第一枢转位置，当所述动触头在打开位置时，所述动触头支架位于第二枢转位置，且当所述动触头在所述闭合位置时，所述电动斥力还将所述动触头支架朝向所述第二枢转位置偏压。

4.如权利要求3所述的电气接触装置，其特征在于，所述动触头支架由四连杆机构驱动，其中，所述动触头支架为所述四连杆机构中的一个连杆。

5.如权利要求3所述的电气接触装置，其特征在于，所述电气接触装置还包括触头压力簧，所述触头压力簧设置在所述动触头与所述动触头支架之间，并且将所述动触头朝向其闭合位置偏压。

6.如权利要求5所述的电气接触装置，其特征在于，当所述动触头在所述闭合位置时，所述触头压力簧处于压缩状态。

7.如权利要求1所述的电气接触装置，其特征在于，所述斥力导体的位置是固定的。

8.如权利要求7所述的电气接触装置，其特征在于，所述斥力导体通过软联接与所述动触头的第二端电连接。

9.如权利要求1所述的电气接触装置，其特征在于，所述动触头与所述静触头由电解铜制成。

10.一种电气开关，其特征在于，采用如权利要求1至9中的任一项所述的电气接触装置。