CN215266158U - 触头系统和负荷断路开关 - Google Patents
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Abstract
一种触头系统和负荷断路开关,包括配合使用的动触头组件和静触头,所述动触头组件包括两个动触头片,所述静触头包括插入两个动触头片之间的静触头接触板,所述静触头接触板插入两个动触头片之间的端部侧边为斜侧边。使静触头接触板的端部侧边在合闸过程中不同时与动触头片接触,而是通过斜侧边过渡到静触头接触板和动触头片接触的主要接触位置,在分闸过程中不同时与动触头片分离,而是通过斜侧边最后分离,有效保护动静触头的主要接触位置,控制电弧烧损集中在先接触后分离的斜侧边区域。
Description
技术领域
本发明涉及低压电器领域,具体涉及一种负荷断路开关,特别是条形壳体的负荷断路器开关的触头系统。
背景技术
负荷断路开关,带有储能隔离开关和可插拔的熔断器组,是配电系统的重要开关电器,用户通过手柄驱动操作机构,带动动触头与静触头配合,以导通和断开电路,熔断器组提供电流保护。
现有负荷断路开关,特别是条形壳体的负荷断路开关,由于电流较大,其触头系统的动静触头的主要接触位置容易被电弧烧损,影响产品的使用寿命。此外,对于不同电流规格的产品,静触头的厚度会不一样,需要更换静触头30 的同时,需要重新设计调整对应的开关壳体结构,成本较高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷,提供一种触头系统和负荷断路开关。
为实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
一种触头系统,包括配合使用的动触头组件和静触头,所述动触头组件包括两个动触头片,所述静触头包括插入两个动触头片之间的静触头接触板,所述静触头接触板插入两个动触头片之间的端部侧边为斜侧边。
优选的,所述斜侧边从两个动触头片的一侧插入两个动触头片之间,所述斜侧边的延长线与动触头片对应的一侧侧边的延长线形成一个斜角α,所述斜角α为锐角。
优选的,所述静触头接触板包括直角梯形片部分,直角梯形片部分包括合闸时与两个动触头片接触的方形区域和直角三角形区域,直角三角形区域的斜边形成所述斜侧边。
优选的,所述动触头组件的两个动触头片的两端相向的一侧为圆弧状凸起,圆弧状凸起使动触头片与静触头接触板合闸时的接触为线接触。
优选的,所述动触头片的端部靠近静触头接触板的一侧侧边凸起设有弧形凸耳。
优选的,所述静触头接触板的端部两侧设有导向斜面。
优选的,所述静触头上设有若干固定凸点。
优选的,所述静触头包括静触头接线板、静触头连接板和两个静触头接触板,静触头连接板一端与静触头接线板折弯相连,另一端设有两个并排间隔设置的静触头接触板,两个静触头接触板分别与两个动触头组件配合,分别插入到两个动触头组件的两个动触头片之间。
本发明还提供一种负荷断路开关,包括本发明所述的触头系统。
优选的,还包括开关壳体、操作机构和推板,所述触头系统的动触头组件安装在推板上,推板与操作机构连接且与开关壳体直线滑动配合,操作机构带动推板沿开关壳体的长度方向往复滑移,使动触头组件与静触头接触和分离;动触头组件的两个动触头片的两端伸出推板的两侧分别与两个静触头配合,两个静触头固定在开关壳体内位于动触头组件的一侧,两个静触头的静触头接触板的斜侧边分别与两个动触头片的两端的侧边相对;所述开关壳体内设有用于固定静触头的静触头安装槽,所述静触头上设有若干固定凸点,静触头安装在静触头安装槽内,通过固定凸点固定。
本发明负荷断路开关的触头系统,其静触头的静触头接触板插入两个动触头片之间的端部侧边为斜侧边,使静触头接触板的端部侧边在合闸过程中不同时与动触头片接触,而是通过斜侧边过渡到静触头接触板和动触头片接触的主要接触位置,在分闸过程中不同时与动触头片分离,而是通过斜侧边最后分离,有效保护动静触头的主要接触位置,控制电弧烧损集中在先接触后分离的斜侧边区域。
此外,所述动触头片的端部靠近静触头接触板的一侧侧边凸起设有弧形凸耳,所述弧形凸耳引导静触头接触板插入两个动触头片之间,同时还可以作为电弧烧损集中的区域。
附图说明
图1是本发明负荷电路开关的触头系统的整体结构示意图;
图2是本发明动触头组件和推板的装配示意图;
图3是本发明推板和开关壳体的装配示意图;
图4是本发明动触头组件的爆炸图;
图5是本发明动触头组件的装配示意图;
图6是本发明动触头组件和推板的装配分解图;
图7是本发明动触头组件和推板装配后的俯视图;
图8是本发明动触头组件和静触头的装配示意图,此时动触头组件和静触头处于分闸状态;
图9是本发明动触头组件和静触头即将合闸时的示意图;
图10是本发明动触头组件和静触头合闸时的示意图;
图11是本发明动触头组件和静触头即将合闸时的侧视图,示出静触头的斜侧边与动触头片一个侧边的配合关系;
图12是本发明静触头的另一个实施例,其只有一个静触头接触板301。
具体实施方式
以下结合附图给出的实施例,进一步说明本发明的负荷电路开关的具体实施方式。本发明的负荷电路开关不限于以下实施例的描述。
如图1所示,本实施例的负荷电路开关,包括开关壳体1,以及设置在开关壳体1内的操作机构2和至少一个相电路,所述相电路包括串联的触头系统3 和熔断器4,所述触头系统3包括配合使用的动触头组件31和静触头30,手柄 20与操作机构2连接,操作机构2与动触头组件31连接;拨动手柄20,通过操作机构驱动动触头组件31往复移动,使动触头组件31与静触头30接触和分离,实现电路的闭合和分断,电路出现电流过载或短路等情况使熔断器4熔断,实现电路保护。
本实施例的负荷电路开关包括三个相电路,所述相电路均包括两组触头系统3以及串接在相邻的两组触头系统3之间的熔断器4,每组触头系统3均包括间隔设置的两个静触头30以及并排间隔设置的两个动触头组件31,每个静触头30均包括分别与两个动触头组件31的一端配合的两个静触头接触板301(参见图8),两个动触头组件31的一端分别与一个静触头30的两个静触头接触板301 配合,两个动触头组件31的另一端分别与另一个静触头30的静触头接触板301 配合。
需要说明的是,显然根据需要也可以设置一个相电路或者多个相电路;每个相电路中也可以设置更多组的触头系统3,以使负荷断路开关适用于更高电流、电压的分断,本实施例每个相电路优选设置两组触头系统3,两组触头系统3之间串联熔断器4。本实例每组触头系统3包括两个动触头组件31,两个动触头组件31的一端分别与一个静触头30的两个静触头接触板301配合,显然每组触头系统3可以只包括一个动触头组件31,一个静触头30只设有一个静触头接触板301。所述的操作机构2可以采用储能式操作机构,在手柄20摆动前期压缩储能弹簧,在过死点后储能弹簧释能带动动触头组件31快速闭合,当然操作机构2也可以采用不带储能的四连杆结构。
如图1-3所示,本实施例的开关壳体1成长条形,三个相电路沿开关壳体 1的长度方向依次设置在开关壳体1内的中部,所述操作机构2设置在开关壳体 1的一端,出线端设置在开关壳体1的另一端,所述手柄20从开关壳体1对应操作机构2的顶侧伸出。沿开关壳体1的高度方向,每个相电路的熔断器4靠近开关壳体1的顶侧设置,以便于安装和更换,每个相电路的触头系统3设置在对应的熔断器4的下方,与触头系统3电连接的导电母排设置在触头系统3 的下方,位于开关壳体1的底侧。
每个相电路的两组触头系统3间隔设置,每组触头系统3的两个静触头30 沿开关壳体1的高度方向上下间隔设置,对应的动触头组件31的两端分别与两个静触头30配合,灭弧室32与动触头组件31和静触头30对应设置;熔断器4 的两端分别与两组触头系统3位于上方的一个静触头30电连接,两组触头系统 3位于下方的一个静触头分别与两个导电母排电连接,两个导电母排分别用于连接进线导体和出线导体。
如图2-3所示,负荷短路开关还包括推板5,所述动触头组件31安装在推板5上,推板5与操作机构2连接,且与开关壳体1直线滑动配合,静触头30 安装在开关壳体1内,所述操作机构2带动推板5沿开关壳体1的长度方向往复水平滑移,使动触头组件31与静触头30接触和分离。
本实施例中所述推板5通过第一导向限位结构与开关壳体1配合,第一导向限位结构包括配合使用的滚动装置和滚动轨道,通过滚动装置和滚动轨道的配合,可实现推板的运动摩擦由平面摩擦变为滚动摩擦,大大降低了推板运动过程的摩擦力,加快合分闸的速度,提高触头性能并且可提高适用电压等级。
如图2所示,所述滚动装置包括滚动轴承51,推板5的两侧分别设有用于安装滚动轴承51的轴承安装轴501。如图3所示,所述开关壳体1还包括与滚动轴承51配合的滚动轨道52。如图1所示,第一连接轴52将推板5与操作机构2组合在一起。本实施例中,推板5上设有滚动装置设置,开关壳体1上设有滚动轨道,当然,也所述开关壳体1上设有滚动装置,推板5设有滚动轨道。此外,作为一种变劣的方案,第一导向限位结构也可以为配合使用的滑轨和滑道。
如图2所示,所述推板5包括多组动触头装配孔53,每组动触头装配孔53 包括两个沿推板5宽度方向并排设置的动触头装配孔53,多组动触头装配孔53 沿推板5长度方向依次间隔设置。本实施例的每相电路包括四个动触头组件31,三相电路共12个动触头组件31按两两一组沿开关壳体1的长度方向间隔安装在推板5上,动触头组件31的两端从推板5的两侧伸出。
如图4-5所示,本发明的一个改进点在于动触头组件31的改进设计。每个所述动触头组件31包括两个动触头片311、若干个支撑垫片312、动触头支架 313、固定垫片314和弹簧315。两个动触头片311、若干个支撑垫片312、固定垫片314和弹簧315安装在动触头支架313内,若干个支撑垫片312位于两个动触头片311之间,弹簧315驱动固定垫片314固定动触头片311,两个动触头片311的两端均伸出在动触头支架313外且间隔设置用于与静触头30配合。本实施例中一个动触头片311、若干个支撑垫片312、另一个动触头片311、固定垫片314和弹簧315依次安装在动触头支架313内,两个动触头片311的两端均伸出在动触头支架313外且间隔设置用于与静触头30配合。若干个支撑垫片 312设置在两个动触头之间,控制两个动触头片311两端的间隙,用于与不同厚度的静触头30配合,所述若干个支撑垫片312可以为一个,也可以是多个,多个支撑垫片312厚度可以一致,也可以不一致。本发明的动触头组件31的两个动触头片311通过支撑垫片312间隔,通过固定垫片314和弹簧315固定,装配非常方便,且非常便于调整以适应不同厚度的静触头30。作为另一种实施例,可以设置多个固定垫片314或者在两个动触头片311外设置支撑垫片312或其它垫片,这均属于本发明的保护范围。
优选的,本实施例的动触头组件31中,所述动触头支架313包括相对设置的两个支架侧板3132,两个支架侧板3132相对的侧边之间均连接有支架连接臂 3131,所述动触头片311的两侧侧边分别设有第一定位缺口3111,所述支撑垫片312的两侧侧边分别设有第二定位缺口3121,所述固定垫片314的两侧侧边分别设有第三定位缺口3141,所述动触头片311、支撑垫片312和固定垫片314 安装在两个支架侧板3132之间,分别通过第一定位缺口3111、第二定位缺口 3121和第三定位缺口3141与支架连接臂3131定位配合安装,最后通过弹簧315 将动触头片311、支撑垫片312、固定垫片314与动触头支架313固定在一起成为一个整体,弹簧315安装在固定垫片314和一个支架侧板3132之间,动触头组件31整体装配方便且牢固。所述弹簧315一端抵靠在固定垫片314上,一端抵靠在一个支架侧板3132上并套在支架侧板3132内侧的凸台313b上,控制弹簧的移动量,防止其脱落。
优选的,所述弹簧315为压簧,动触头支架313的两个支架侧板3132相对的每个侧边之间各设有两个支架连接臂3131,共四个支架连接臂3131,支架侧板3132的每个侧边的两个支架连接臂3131间隔设置,动触头片311的两侧侧边对应各设有两个第一定位缺口3111,支撑垫片312的两侧侧边对应各设有两个第二定位缺口3121,固定垫片314的两侧侧边对应各设有两个第三定位缺口 3141,支架连接臂3131的内侧侧边分别嵌到对应的第一定位缺口3111、第二定位缺口3121和第三定位缺口3141里。
如图2所示,所述推板5上设有用于安装动触头组件31的动触头装配孔53,所述动触头组件31安装在动触头装配孔53内,两个动触头片311的两端均伸出推板5的两侧,分别与两个静触头30配合,两个静触头30固定在开关壳体1 内位于动触头组件31的一侧,两个静触头30的静触头接触板301分别与两个动触头片311的两端的侧边相对。
本发明的另一个改进点在于动触头组件31与动触头装配孔53的装配结构,所述动触头组件31可以在动触头装配孔53内沿垂直于动触头片311所在平面的方向轻微移动,使得当动触头组件31和静触头30由于加工误差,未达到动静触头完全居中配合效果时,可通过动触头组件31的浮动量补偿这个误差值,保证每次合闸,动触头组件31均可切入静触头30实现可靠电接触。
如图5-6所示,所述固定垫片314的两侧侧边分别凸起设有固定凸耳3142,所述动触头装配孔53的两侧侧壁上对应设有限位缺口531,固定凸耳3142与限位缺口531配合使动触头组件31安装在推板5上。所述动触头支架313在垂直于动触头片311所在平面的方向上的长度略微小于动触头装配孔53的长度,所述固定凸耳3142的厚度略微小于限位缺口531的宽度,使动触头组件31能够在动触头装配孔53内沿垂直于动触头片311所在平面的方向水平移动。
作为优选的实施例,如图5-7所示,所述动触头支架313的支架连接臂3131 的外侧侧边上设有第四定位缺口3135,所述固定垫片314的两侧侧边分别凸起设有固定凸耳3142,所述动触头装配孔53的两侧侧壁上设有限位凸台532,使得限位凸台532的两侧与动触头装配孔53的两端侧壁之间分别形成第一限位槽 534和第二限位槽533,所述限位凸台532靠近第二限位槽533的一侧在上下两侧设有与固定凸耳3142配合的限位缺口531,所述第四定位缺口3135与限位凸台532配合,所述固定凸耳3142与限位缺口531配合,使动触头组件31被固定在推板5的动触头装配孔53内,第一限位槽534用于限位容纳一个支架侧板 3132,固定垫片314与限位缺口531对应,第二限位槽533用于容纳固定垫片 314到另一个支架侧板3132的部分,弹簧315位于固定垫片314和另一个支架侧板3132之间。装配时,外力通过压缩弹簧315使固定垫片314移动到对应第二限位槽533的位置以便固定凸耳3142穿过第二限位槽533,动触头组件31能够装入动触头装配孔53内,去掉外力弹簧315驱使固定垫片314移动使固定凸耳3142移动到限位缺口531处固定动触头组件31。
所述两个所述支架侧板3132分别与动触头装配孔53的两端侧壁之间留有间隙,固定凸耳3142的厚度略微小于限位缺口531的宽度,使得动触头组件31 可以在触头装配槽53内轻微晃动,以补偿动触头组件31和静触头30的加工误差,动触头装配孔53的两端侧壁和限位凸台532给动触头组件31限位。
优选的,第四定位缺口3135与两个动触头片311和若干个支撑垫片312和固定垫片314对应,第四定位缺口3135的长度略微大于两个动触头片311和若干个支撑垫片312和固定垫片314的厚度之和。所述固定凸耳3142能延伸到第四定位缺口3135内但不凸出于支架连接臂3131,即不凸出于动触头支架313。本实施例的动触头组件31与动触头装配孔53的装配方便,动触头组件能够快速方便的整体的装配到动触头装配孔53中,装配效率高且牢固,而且实现了对动触头组件31和静触头30的加工误差的补偿。
如图8-11所示,本发明的又一改进点在于静触头30的结构设计,所述静触头30包括用于插入两个动触头片311之间的静触头接触板301,所述静触头接触板301插入两个动触头片311之间的端部侧边为斜侧边3012,使静触头接触板301的端部侧边在合闸过程中不同时与动触头片311接触,而是通过斜侧边3012过渡到静触头接触板301和动触头片311接触的主要接触位置,在分闸过程中不同时与动触头片311分离,而是通过斜侧边3012最后分离,有效保护动静触头的主要接触位置。
参见图9,在动触头组件31合闸过程中,两个动触头片311两端的一侧会先接触斜侧边3012的上方,随着动触头组件31切入静触头接触板301再过渡到动触头片311两端的主体部分,例如圆弧状3112的凸起位置(参见图10),在动触头组件31分闸过程中,动触头片311两端的主体部分先离开静触头接触板301,两个动触头片311两端的一侧最后离开静触头接触板301,达到斜侧边 3012先接触后分离目的,控制电弧烧损集中在先接触后分离的区域,即斜侧边 3012区域,而非静触头接触板301和动触头片311在完成合闸后的主要接触位置,有效保护动静触头的主要接触位置。
优选的,参见图11,所述斜侧边3012从两个动触头片311的一侧插入两个动触头片311之间,所述斜侧边3012从上到下,向远离动触头组件31的一侧倾斜,使得静触头接触板301端部的斜侧边3012与动触头组件31的两个动触头片311的对应一侧侧边形成一个斜角α,所述斜角α为锐角。
参见图10-11,所述静触头接触板301包括直角梯形片部分,直角梯形片部分包括合闸时与两个动触头片311接触的方形区域和直角三角形区域,直角三角形区域的斜边形成所述斜侧边3012,所述方形区域即为静触头接触板301与动触头片311在完成合闸后的主要接触位置。进一步,所述动触头片311的端部靠近静触头接触板301的一侧侧边凸起设有弧形凸耳3113,所述弧形凸耳 3113可以引导静触头接触板301插入两个动触头片311之间,同时还可以作为电弧烧损集中的区域,而动触头片311的端部内侧合闸时与所述方形区域接触的中间部分为主要接触位置。
如图8所示的具体实施例,所述的静触头30包括静触头接线板303、静触头连接板302和两个静触头接触板301,静触头连接板302一端与静触头接线板303折弯相连,另一端设有两个并排间隔设置的静触头接触板301,两个静触头接触板301分别与两个动触头组件31的一端配合,插入到两个动触头组件31 的两个动触头片311之间。
如图9所示,当产品合闸,每个动触头组件31的两个动触头片311均会切入静触头30的静触头接触板30,静触头接触板301厚度会略微大于两个动触头片311之间的最小间距,再通过弹簧315将动触头片311与静触头接触板301 压紧,实现可靠电接触,当静触头30有两个或多个静触头接触板301时,电流通过静触头30后会分流,流入两个或多个静触头接触板301并经过动触头组件 31,电流再汇入到另一个静触头30,通过电流分流,减少每个静触头接触板301 承担的电流,达到降低回路电阻,可有效降低功率损耗。本实施例的每个静触头30设有两个静触头接触板301。当然如图12所示,根据需要,所述的静触头 30也可以只设置一个静触头接触板301,与一个动触头组件31的一端配合。
优选的,如图8所示,所述开关壳体1内设有用于固定静触头30的静触头安装槽1304,所述静触头30上设有若干固定凸点304,静触头30安装在静触头安装槽1304内,通过固定凸点304固定。当静触头30厚度不同时,静触头 30可通过若干固定凸点304来适应同一静触头安装槽1304,对于不同电流规格的产品,静触头30的厚度会不一样,可以通过调整固定凸点304的厚度,使不同电流规格的静触头30和固定凸点304的厚度之和相同来匹配相同的静触头安装槽1304,而不需要重新设计壳体结构就能用于不同电流规格的产品。优选,若干固定凸点304设置在静触头连接板302上。
优选的,如图9所示,所述静触头接触板301的端部两侧设有导向斜面3011,当动触头组件31由于加工误差,未达到动静触头居中效果时,两个导向斜面3011 也可进行校正,确保每次合闸过程,动触头组件31的两个动触头片311均会切入静触头30的静触头接触板301,实现电接触。
另外,所述动触头组件31的两个动触头片311的两端相向的一侧为圆弧状凸起3112,使合闸过程中动触头片311与静触头接触板301合闸时的接触形式为线接触,可有效减少合分闸过程中的摩擦力,加快合分闸速度,而且圆弧状凸起3112同时便于引导静触头接触板301的端部的插入。此时,作为圆弧状凸起3112的线接触部分为动触头片311合闸时与静触头接触板301的接触的主要接触位置。本实施中所述圆弧状凸起3112由动触头片311沿轴向弯曲形成。优选的,圆弧状凸起3112的侧边凸起延伸设有弧形凸耳3113,弧形凸耳3113在起到引导静触头接触板301插入两个动触头片311之间的同时还可以作为电弧烧损集中的区域。
显然,本发明的静触头30不限于本实施例的动触头组件31,也可以用于与其它结构的动触头配合。例如两个动触头片311为平面,不设置圆弧状凸起3112。例如两个动触头片311采用其它的装配结构,非本实施例的支撑垫片312、动触头支架313、固定垫片314和弹簧315的装配结构,又如两个动触头片311采用两个弹性片弯折作为动触头片311的结构等。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种触头系统,包括配合使用的动触头组件(31)和静触头(30),所述动触头组件(31)包括两个动触头片(311),所述静触头(30)包括插入两个动触头片(311)之间的静触头接触板(301),其特征在于:所述静触头接触板(301)插入两个动触头片(311)之间的端部侧边为斜侧边(3012)。
2.根据权利要求1所述的触头系统,其特征在于:所述斜侧边(3012)从两个动触头片(311)的一侧插入两个动触头片(311)之间,所述斜侧边(3012)的延长线与动触头片(311)对应的一侧侧边的延长线形成一个斜角α,所述斜角α为锐角。
3.根据权利要求1所述的触头系统,其特征在于:所述静触头接触板(301)包括直角梯形片部分,直角梯形片部分包括合闸时与两个动触头片(311)接触的方形区域和直角三角形区域,直角三角形区域的斜边形成所述斜侧边(3012)。
4.根据权利要求1所述的触头系统,其特征在于:所述动触头组件(31)的两个动触头片(311)的两端相向的一侧为圆弧状凸起(3112),圆弧状凸起(3112)使动触头片(311)与静触头接触板(301)合闸时的接触为线接触。
5.根据权利要求1或4所述的触头系统,其特征在于:所述动触头片(311)的端部靠近静触头接触板(301)的一侧侧边凸起设有弧形凸耳(3113)。
6.根据权利要求1所述的触头系统,其特征在于:所述静触头接触板(301)的端部两侧设有导向斜面(3011)。
7.根据权利要求1所述的触头系统,其特征在于:所述静触头(30)上设有若干固定凸点(304)。
8.根据权利要求1所述的触头系统,其特征在于:所述静触头(30)包括静触头接线板(303)、静触头连接板(302)和两个静触头接触板(301),静触头连接板(302)一端与静触头接线板(303)折弯相连,另一端设有两个并排间隔设置的静触头接触板(301),两个静触头接触板(301)分别与两个动触头组件(31)配合,分别插入到两个动触头组件(31)的两个动触头片(311)之间。
9.一种负荷断路开关,其特征在于:包括权利要求1-8任一所述的触头系统。
10.根据权利要求9所述的负荷断路开关,其特征在于:还包括开关壳体(1)、操作机构(2)和推板(5),所述触头系统的动触头组件(31)安装在推板(5)上,推板(5)与操作机构(2)连接且与开关壳体(1)直线滑动配合,操作机构(2)带动推板(5)沿开关壳体(1)的长度方向往复滑移,使动触头组件(31)与静触头(30)接触和分离;
动触头组件(31)的两个动触头片(311)的两端伸出推板(5)的两侧分别与两个静触头(30)配合,两个静触头(30)固定在开关壳体(1)内位于动触头组件(31)的一侧,两个静触头(30)的静触头接触板(301)的斜侧边(3012)分别与两个动触头片(311)的两端的侧边相对;
所述开关壳体(1)内设有用于固定静触头(30)的静触头安装槽(1304),所述静触头(30)上设有若干固定凸点(304),静触头(30)安装在静触头安装槽(1304)内,通过固定凸点(304)固定。
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