CN218447618U - 切换开关装置及双电源转换开关装置 - Google Patents

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CN218447618U CN202222300394.5U CN202222300394U CN218447618U CN 218447618 U CN218447618 U CN 218447618U CN 202222300394 U CN202222300394 U CN 202222300394U CN 218447618 U CN218447618 U CN 218447618U
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唐军
罗斯克
孟亚军
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Abstract

本实用新型涉及切换开关装置及双电源转换开关装置,其中切换开关装置包括常电静触头机构、备电静触头机构、第一动触头机构以及第二动触头机构;常/备电静触头机构包括常/备电导电排以及可导电的常/备电引弧片;常/备电导电排包括第三/第六导电部;第三/第六导电部上设有常/备电静触点;第三/第六导电部的延伸方向与第一/第二动触头机构抵接常/备电静触点时的延伸方向相同;常/备电引弧片具有第一/第二固定端和第一/第二自由端,第一/第二固定端连接于常/备电导电排,第一/第二自由端向第三/第六导电部延伸方向的反方向延伸;可在保证接通分断能力的同时兼顾电动力稳定性,具有优秀的接通分断能力和较强的短路电流耐受性能。

Description

切换开关装置及双电源转换开关装置
技术领域
本实用新型涉及双电源转换开关装置领域,尤其涉及切换开关装置及双电源转换开关装置。
背景技术
双电源转换开关装置是一种常见的配电电器,常用于数据中心、机场、医院、体育中心等不允许长时间停电的重要场合,用于两路电源的切换;保证在供电过程中常用电源出现故障时,迅速切换至备用电源,确保负载端的正常供电,保证了上述重要场合的供电可靠性和持续性,消除和减少因电源故障停电带来的生命安全隐患和经济财产损失。
双电源转换开关装置通过接通两路独立的电源为负载供电,一路电源通常为市电,另一路电源可能是市电或者发电机等备用电源,当双电源检测到常用电源出现欠压或者缺相等故障时,自动转换开关电器会自动切换至另外一路电源为负载供电,其原理和转换过程可简述为控制器检测电源质量—控制器根据设计逻辑发出转换指令—驱动机构接收到指令并实现转换动作—主电路触头系统完成分断和闭合动作实现两路电源切换,其主电路触头系统主要负责承载、接通和分断配电系统中主电路工作电流,当配电系统中出现短路或过载等异常情况时,主电路触头系统需要短时间地承载短路故障过电流,保证短路保护电器SCPD(如断路器、熔断器)分断故障电流前,自动转换开关电器不致于损坏,因此要求双电源转换开关装置的触头系统具备一定耐受过电流的能力,根据法拉利电磁感应定律,通电导体的周围会产生磁场,其他相临近的通电导体处于磁场中不可避免的收到洛伦兹力的作用,根据导体电流的方向表现为受到斥力或者吸力,过电流越大,则磁场越强,洛伦兹力越大,另外同时由于动触点和静触点接触通过电流时,动触点和静触点之间不可避免地会产生趋于分闸方向的斥力,触头系统必须能抵抗住上述斥力并且稳定可靠地接触。触头系统的这种特性叫电动力稳定性。
因此,如何提高触头系统的分断过电流以及电动力稳定性的能力是目前研究的方向。相关技术中,双电源转换开关装置常常利用触头系统自身自励在触头间产生强大的磁场,通过磁吹迅速拉长电弧,熄灭电弧,同时磁场会让动触头受到电动斥力快速斥开,迅速拉长电弧,熄灭电弧,工作电流越大,则磁场越强,触头系统分断能力越好,但动触头收到电动斥力也越大,这会降低触头系统的电动力稳定性,因此,在相关的触头系统设计中,分断能力和电动力稳定性往往不能同时兼顾,难以取得综合收益较好的效果。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于,提供一种切换开关装置及双电源转换开关装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种切换开关装置,包括壳体,收容于所述壳体中的常电静触头机构、备电静触头机构、第一动触头机构以及第二动触头机构;所述常电静触头机构与第一动触头机构,和所述备电静触头机构与第二动触头机构分别位于所述壳体中的上下两部;
所述常电静触头机构包括用于接入常用电源的常电导电排以及可导电、且与所述常电导电排电性连接的常电引弧片;
所述常电导电排包括用于将所述常用电源连接至所述第一动触头机构的第三导电部;所述第三导电部上设有用于与所述第一动触头机构抵接的常电静触点;所述第三导电部的延伸方向与所述第一动触头机构抵接所述常电静触点时的延伸方向相同;
所述常电引弧片具有第一固定端和第一自由端,所述第一固定端连接于所述常电导电排,所述第一自由端向所述第三导电部延伸方向的反方向延伸;
所述备电静触头机构包括用于接入备用电源的备电导电排以及可导电、且与所述备电导电排电性连接的备电引弧片;
所述备电导电排包括用于将所述备用电源连接至所述第二动触头机构的第六导电部;所述第六导电部上设有用于与所述第二动触头机构抵接的备电静触点;所述第六导电部的延伸方向与所述第二动触头机构抵接所述备电静触点时的延伸方向相同;
所述备电引弧片具有第二固定端和第二自由端,所述第二固定端连接于所述备电导电排,所述第二自由端向所述第六导电部延伸方向的反方向延伸。
优选地,所述第一动触头机构包括第一连接组件、位于所述第一连接组件远离所述第二动触头机构一侧的第一传动件以及位于所述第一连接组件与所述第一传动件之间的第一摇臂;
所述第一连接组件具有一个第一铰接部、一个第一接触部以及位于所述第一铰接部和所述第一接触部之间的第一配合部;所述第一铰接部可转动地连接在所述壳体中;
所述第一摇臂的两端分别铰接于所述第一传动件和所述第一铰接部;所述第一传动件在第一转动轴的传动下转动,并依靠所述第一摇臂带动所述第一接触部和所述第一配合部以所述第一铰接部为基点转动,使所述第一接触部抵接或远离所述常电静触点。
优选地,所述第一连接组件包括第一罩壳以及设置在所述第一罩壳内且可导电的第一导电排;
所述第一导电排呈板状,其包括第一连接部和一体结合于所述第一连接部的第一抵接部;
所述第一连接部铰接于所述第一罩壳的中部;
所述第一抵接部邻近于所述常电导电排,其朝向所述常电导电排的第一壁面设有靠近第一连接部的第一近端和远离第一连接部的第一远端;所述第一近端设有用于抵接所述常电静触点的第一动触点;所述第一远端凸出于所述第一罩壳的头部,用于抵接所述常电引弧片。
优选地,所述第一连接组件还包括设置在所述第一罩壳外周的第一弹性组件;所述第一弹性组件用于在所述常电静触点与所述第一动触点抵接时形成将所述第一动触点紧压于所述常电静触点的作用力;
所述第一弹性组件包括设置在所述第一罩壳的头部的第一弹簧部、位于所述一弹簧部相对两侧的第一卡合部和至少一第一钩形部;
所述第一卡合部连接在背离于所述第一壁面的第二壁面上;
所述至少一第一钩形部连接在所述第一罩壳的中部。
优选地,所述第一卡合部连接于所述第二壁面的连接点到所述第一罩壳中部的力臂长度大于所述第一动触点到所述第一罩壳中部的力臂长度。
优选地,所述第一抵接部设有沿所述切换开关装置的厚度方向Y贯穿的第一通孔;所述第一罩壳的头部内还设有穿设于所述第一通孔的第一连接轴;
所述第一连接轴穿设于所述第一通孔中,且所述第一连接轴的直径小于所述第一通孔的孔径。
优选地,所述切换开关装置从常用电源合闸状态执行常用电源分闸动作的过程中,所述第一导电排与所述常电静触点和所述常电引弧片之间包括第一抵接状态、第二抵接状态以及第三抵接状态;
所述第一抵接状态被配置为:所述常电静触点抵接于所述第一动触点,且所述第一远端与所述常电引弧片之间形成间隙;
所述第二抵接状态被配置为:所述常电静触点抵接于所述第一动触点,且所述第一远端抵接于所述常电引弧片;
所述第三抵接状态被配置为:所述常电静触点与所述第一动触点之间具有间隔,且所述第一远端抵接于所述常电引弧片。
优选地,所述常电引弧片呈V形的板状结构,其包括第一固定部和一体连接于第一固定部的第一常电引弧部;所述第一固定部的下端连接于所述常电导电排上,所述第一常电引弧部沿所述第一固定部的上端向所述第三导电部延伸方向的反方向延伸;
和/或,所述备电引弧片呈V形的板状结构,其包括第二固定部和一体连接于第二固定部的第二常电引弧部;所述第二固定部的上端连接于所述备电导电排上,所述第二常电引弧部沿所述第二固定部的下端向所述第六导电部延伸方向的反方向延伸。
优选地,所述第二动触头机构与第一动触头机构结构相当,且所述第二动触头机构与第一动触头机构之间镜像对称。
本实用新型还构造一种双电源转换开关装置,包括上述的切换开关装置
实施本实用新型具有以下有益效果:通过第三导电部与常电引弧片、第六导电部和备电引弧片的设计,使得在动触点抵接静触点时获得使动触点紧抵静触点的吸力,同时在动触点脱离静触点获得使动触点脱离静触点的斥力,从而在保证接通分断能力的同时兼顾电动力稳定性,具有优秀的接通分断能力和较强的短路电流耐受性能。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明,附图中:
图1是本实用新型在一些实施例中切换开关装置的外部结构示意图;
图2是图1所示切换开关装置的纵向剖面图;
图3是本实用新型切换开关装置中常电静触头机构、备电静触头机构、负载接线端子机构、第一动触头机构以及第二动触头机构之间的结构示意图;
图4是本实用新型切换开关装置中,在第一动触点刚脱离于常电静触点时,常电静触头机构、备电静触头机构、负载接线端子机构、第一动触头机构以及第二动触头机构之间的结构示意图;
图5是本实用新型在一些实施例中切换开关装置的第一动触头机构的结构分解图;
图6是本实用新型在一些实施例中切换开关装置的第一动触头机构的纵向剖面图;
图7是本实用新型切换开关装置处于常用电源合闸状态,且略去灭弧室后的纵向剖面图;
图8是图7所示切换开关装置执行常用电源分闸动作时,第一导电排与常电静触点和常电引弧片之间处于第三抵接状态的纵向剖面图;
图9是图8所示切换开关装置继续执行常用电源分闸动作时,第一导电排完全脱离于常电静触点和常电引弧片的纵向剖面图;
图10是本实用新型处于双分状态,且略去灭弧室后的切换开关装置的纵向剖面图。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。以下描述中,需要理解的是,“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“纵”、“横”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”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、以特定的方位构造和操作,仅是为了便于描述本技术方案,而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位,因此不能理解为对本实用新型的限制。
还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。当一个元件被称为在另一元件“上”或“下”时,该元件能够“直接地”或“间接地”位于另一元件之上,或者也可能存在一个或更多个居间元件。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅是为了便于描述本技术方案,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量,由此,限定有“第一”、“第二”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
以下描述中,为了说明而不是为了限定,提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节,以便透彻理解本实用新型实施例。然而,本领域的技术人员应当清楚,在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中,省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明,以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。
一同参阅图1至图3所示,一种双电源转换开关装置,包括触头装置、控制装置以及操作装置。触头装置包括多极拼接而成的切换开关装置100,该多个切换开关装置100分别设有用于电气连接常用电源、备用电源和负载的接线端子。操作装置包括可转动的第一传动轴201和第二传动轴202,该第一传动轴201与第二传动轴202相互平行,且该第一传动轴201沿切换开关装置100的厚度方向Y穿设于切换开关装置100中的第一摇臂52,第二传动轴202沿厚度方向Y穿设于切换开关装置100中的第二摇臂62。通过控制装置可控制第一传动轴201或第二传动轴202自转,从而带动第一摇臂52或第二摇臂62转动。第一摇臂52和第二摇臂62在垂直于第一传动轴201和第二传动轴202的平面上转动;其两者转动的方向为从切换开关装置100的长度方向X转动至切换开关装置100的高度方向H,或是从高度方向H转动至长度方向X。在第一摇臂52或第二摇臂62转动时,可建立/断开常用电源或备用电源与负载的电性连接,从而实现切换开关装置100切换至常用电源合闸、备用电源合闸或是开关闸门双分状态。
需要说明的是,操作装置的其他必要部件和控制装置可参考现有技术,在这不做赘述。
如图2所示,切换开关装置100在一些实施例中包括绝缘的壳体1、收容于壳体1内的常电静触头机构2、备电静触头机构3、负载接线端子机构4、第一动触头机构5和第二动触头机构6。常电静触头机构2和备电静触头机构3位于长度方向X的一端,且常电静触头机构2位于备电静触头机构3的上方;负载接线端子机构4位于长度方向X相对的一端;第一动触头机构5和第二动触头机构6介于常电静触头机构2和备电静触头机构3与负载接线端子机构4之间,且第一动触头机构5位于第二动触头机构6的上方。第一动触头机构5和第二动触头机构6的结构相当,且工作原理相同,该两者纵向镜像对称地分布在壳体1中。
常电静触头机构2的一端用于接入常用电源;备电静触头机构3的一端用于接入备用电源;负载接线端子机构4的一端用于连接负载。
第一动触头机构5、第一传动轴201以及常电静触头机构2属于常用侧,用于实现常用电源合/分闸;第一动触头机构5的一端机械地和电性地连接于负载接线端子机构4,第一动触头机构5的另一端连接第一传动轴201,在第一转动轴的转动下,第一动触头机构5可紧抵于常电静触头机构2,以电性地接通常电静触头机构2和负载接线端子机构4。
第二动触头机构6、第二传动轴202以及备电静触头机构3属于备用侧,用于实现备用电源合/分闸;第二动触头机构6的一端机械地和电性地连接于负载接线端子机构4,第二动触头机构6的另一端连接第二传动轴202,在第二转动轴的转动下,第二动触头机构6可紧抵于备电静触头机构3,以电性地接通备电静触头机构3和负载接线端子机构4。
该切换开关装置100在一些实施例中还可包括设置在壳体1内的第一灭弧室7和第二灭弧室8。可以理解地,当触头分断时,在常电静触头机构2与第一动触头机构5和/或备电静触头机构3与第二动触头机构6之间的接触处会产生电弧,灭弧室可以迅速冷却和熄灭电弧,触头分断产生高温导电电离性气体经过灭弧室后从壳体1预留的通道排出,电弧产生的机理及灭弧室的工作原理可参照现有技术,这里不做赘述。灭弧室保证了触头分断后静触头机构与动触头机构间的电气距离,提高了安全性和分断能力。
在一些实施例中,该第一灭弧室7设于第一动触头机构5的第一导电排512在抵接常电静触头机构2时的前端位置,该第二灭弧室8设于第二动触头机构6的第二导电排在抵接备电静触头机构3时的前端位置,壳体1预留的供高温导电电离性气体排出通道分为上下两个,提高了安全性。
如图1、图2所示,壳体1在一些实施例中大致呈长方体,其可包括组合连接的第一半壳11和第二半壳12,以及分别设置在第一半壳11和第二半壳12的多个凸起部;在第一半壳11和第二半壳12组合连接时,该多个凸起部可形成多个装配空间,常电静触头机构2、备电静触头机构3、负载接线端子机构4、第一动触头机构5和第二动触头机构6可嵌置于对应的装配空间中,以牢靠地固定在壳体1内。
在一些实施例中,壳体1在第一动触头机构5与第二动触头机构6之间还设有一隔离带111,该隔离带111平行于长度方向X,用于隔离开第一动触头机构5与第二动触头机构6,从而提高了安全性。
如图3所示,常电静触头机构2在一些实施例中可包括常电导电排21、常电静触点22、常电引弧片23和常电接线端子24。常电导电排21为可导电的板状结构,起到连接作用和导电作用;常电接线端子24连接于常电导电排21远离第一动触头机构5的一端,用于接入常用电源;常电静触点22设置在常电导电排21靠近第一动触头机构5的一端,以与第一动触头机构5抵接;常电引弧片23介于常电静触点22和常电接线端子24之间,且位于第一灭弧室7的下方;该常电引弧片23与常电导电排21连接,且可与第一动触头机构5中的第一抵接部5121抵接,以引导电弧产生在常电引弧片23和第一抵接部5121之间,有效地保护了第一动触头机构5中的第一动触点54。
常电导电排21在一些实施例中可包括依次连接的第一导电部211、第二导电部212和第三导电部213。该第一导电部211相对远离于第一动触头机构5,其在一些实施例中大致呈Z字形,该第一导电部211的上部平行于长度方向X,用于供常电接线端子24穿设于其上,该第一导电部211的下部向第二导电部212延伸,用于连接第二导电部212。该第二导电部212自第一导电部211的下部倾斜于第一动触头机构5地向上延伸成形,用于供常电引弧片23固定于其上。第三导电部213自第二导电部212,沿平行于第一动触头机构5的第一导电排512抵接常电静触点22时的延伸方向,向下延伸成形;该第三导电部213设有供常电静触点22设置于其上的上壁面,该上壁面相对于第一动触头机构5。优选地,第一导电部211、第二导电部212和第三导电部213一体成型。
常电引弧片23在一些实施例中可呈V形的板状结构,其可包括第一固定部231和一体连接于第一固定部231的第一常电引弧部232。该第一固定部231紧贴于常电导电排21的第二导电部212上,并可通过一螺栓将第一固定部231固定在第二导电部212上。第一常电引弧部232垂直连接于第一固定部231的上方,且其延伸方向平行于第一动触头机构5的第一导电排512抵接常电静触点22时的延伸方向;该第一常电引弧部232设有一相对于第一灭弧室7的上壁面,该上壁面可与第一导电排512的第一抵接部5121相抵。
如图3所示,第一动触头机构5在一些实施例中可包括第一连接组件51、第一摇臂52、第一传动件53以及第一连接带55。该第一连接组件51具有一个第一铰接部、一个第一接触部以及位于第一铰接部和第一接触部之间的第一配合部。第一铰接部用于可转动地连接在壳体1内;第一接触部上设有第一动触点54,用于抵接常电静触头机构2的常电静触点22;而第一配合部则用于与第一传动件53连接。优选地,第一摇臂52铰接于第一传动件53,同时第一传动件53铰接于第一连接组件51的第一配合部,使得第一连接组件51在第一摇臂52的带动下,可以以第一连接组件51的第一铰接部为基点进行转动,使得第一连接组件51的第一接触部抵接常电静触点22,或者远离常电静触点22。另外,第一连接带55用于建立第一连接组件51与负载接线端子机构4的电性连接。
在一些实施例中,该第一摇臂52位于第一连接组件51与负载静触头机构4之间的上方位置,该第一摇臂52包括两端,其第一端相对固定地套接在设置在壳体1内的第一传动轴201上,其第二端用于与第一传动件53铰接。
在一些实施例中,第一传动件53位于第一摇臂52与第一连接组件51之间,以起到传动的作用。该第一传动件53呈工字结构,其包括两两对称的四端,其对称的两端铰接于第一摇臂52的第二端,其另一对称的两端铰接于第一连接组件51的第一配合部。
如图4至图6所示,第一连接组件51在一些实施例中可包括第一支持组件511、设置在第一支持组件511内的第一导电排512以及设置在第一支持组件511外周的第一弹性组件513。
第一支持组件511在一些实施例中可包括呈倒U形的第一罩壳5111和沿厚度方向Y穿设于第一罩壳5111的第一连接轴5112、第二连接轴5113以及第三连接轴5114。该第一罩壳5111包括第一头部5111a、相对于第一头部5111a的第一尾部5111b以及位于第一头部5111a和第一尾部5111b之间的第一中部5111c,第一头部5111a邻近于常电静触头机构2的常电静触点22;第一连接轴5112穿设且固定在第一罩壳5111的第一头部5111a,且其长度大于第一罩壳5111在厚度方向Y的长度;第二连接轴5113穿设且固定在第一罩壳5111的第一中部5111c,且其长度大于第一罩壳5111在厚度方向Y的长度;第三连接轴5114穿设于第一罩壳5111的第一尾部5111b,且固定在壳体1上;第一罩壳5111可以该第三连接轴5114为基点在垂直于厚度方向Y的平面上转动。
该第一导电排512在一些实施例中呈板状的可导电结构,其包括第一连接部5122和一体结合于第一连接部5122的第一抵接部5121。第一抵接部5121相对于第一连接部5122邻近于常电导电排21,该第一抵接部5121具有一朝向常电导电排21的第一壁面、与第一壁面相对的第二壁面以及位于第一壁面和第二壁面之间的第一通孔5121a。第一壁面包括一靠近第一连接部5122的第一近端5121b和远离第一连接部5122的第一远端5121c;第一动触点54设于第一近端5121b处;第一壁面的第一远端5121c作为引弧部,可抵接于常电静触头机构2的第一常电引弧部232。第二壁面上设有一呈V形的第一卡槽5121d,用于与第一弹性组件513配合。第一通孔5121a沿厚度方向Y贯穿于第一抵接部5121,用于供第一连接轴5112穿设;该第一通孔5121a的孔径大于第一连接轴5112的直径。第一连接部5122设有一供第二连接轴5113穿设的第二通孔5122a,该第二通孔5122a的孔径与第二连接轴5113的相适配。
如图7所示,第一壁面的延伸方向为A,第三导电部213或第一常电引弧部232的延伸方向为B,方向A与方向B连接可形成夹角θ;使得在第一动触点54与常电静触点22完全接触时,第三导电部213与第一壁面的第一远端5121c之间形成间隙514。
可以理解地,第一导电排512可以第二连接轴5113为基点进行转动,由于第一通孔5121a的孔径大于第一连接轴5112的直径,在第一动触头机构5转动时,第一导电排512可相对于第一罩壳5111转动。
该第一弹性组件513在一些实施例中为双扭簧件,其包括一第一弹簧部5131、位于第一弹簧部5131相对两侧的第一卡合部5132和两个第一钩形部5133。第一弹簧部5131在一些实施例可包括相对设置、且间隔分布的两个第一弹簧圈,该两个第一弹簧圈用于分别套接在第一连接轴5112的外周。两个第一钩形部5133呈J形,分别自两个第一弹簧圈向第二连接轴5113延伸形成;该两个第一钩形部5133相互平行,用于套接在第二连接轴5113的外周。第一卡合部5132用于扣接在第一抵接部5121的第一卡槽5121d上,该第一卡合部5132在一些实施例中呈U形,其两端一体连接于两个第一弹簧圈。
装配时,第一罩壳5111从第一导电排512的上方罩设于第一导电排512,第二连接轴5113和第三连接轴5114从第一罩壳5111的外周插入,将第一导电排512定位在第一罩壳5111内;同时,第一抵接部5121的第一远端5121c凸出于第一罩壳5111的第一头部5111a并伸入至第一灭弧室7内,位于常电导电排21的第二导电部212的上方。第一弹簧部5131的两个第一弹簧圈分别套接在第一连接轴5112的外周,且位于第一罩壳5111的相对两侧;第一卡合部5132扣接在第一抵接部5121的第一卡槽5121d中,以及两个第一钩形部5133分别套接在第二连接轴5113的外周,此时该两个第一钩形部5133位于第一罩壳5111的相对两侧。
在一些实施例中,第一动触点54焊接于第一抵接部5121的第一近端5121b。
在一些实施例中,第一连接带55为软性的铜编织线,其两端分别连接于第一连接组件51的第一导电排512和负载静触头机构4的负载导电排41。
可以理解地,第一动触点54形成第一连接组件51的第一接触部,第一连接部5122、第一罩壳5111的第一中部5111c以及第二连接轴5113形成第一连接组件51的第一配合部,第一罩壳5111的第一尾部5111b以及第三连接轴5114形成第一连接组件51的第一铰接部。该第一摇臂52、第一传动件53、第一罩壳5111和壳体1组成平行四连杆结构;第一转动轴、第一摇臂52与第一传动件53的铰接处、第二连接轴5113和第三连接轴5114作为平行四连杆结构的四个转动点。
以下参阅图3、图4以及图7至图10,详细地说明本装置从常用电源合闸状态到常用电源分闸状态的运动过程。
参阅图3、图7,图示为装置处于常用电源合闸状态(完全合闸),此时常电静触点22与第一动触点54相抵接,同时常电静触头机构2的第一常电引弧部232与第一动触头机构5的第一抵接部5121具有间隙514。常电静触头机构2的第三导电部213与第一动触头机构5的第一导电排512处的延伸方向相互平行,且其延伸方向与长度方向X可形成一夹角。
此时,当电流从常电静触头机构2经第一动触头机构5流向负载接线端子机构4,常电静触头机构2的第三导电部213与第一动触头机构5的第一导电排512处的电流流向E相同,根据安培定则,两平行导体流过同向电流会产生吸力,常电导电排21与第一导电排512处之间产生电磁吸力,从而将常电静触点22与第一动触点54相互压紧,从而获得优秀的过电流耐受性能及触头接触可靠性。
同时,第一弹性组件513的扭力作用于第一导电排512的第一抵接部5121的第二壁面,提供一个将第一动触点54紧抵于常电静触点22的压力。可以理解地,当第一摇臂52、第一传动件53驱使第一连接组件51从合闸初期状态至合闸完全状态过程中,第一摇臂52、第一传动件53施加给第一连接组件51往合闸方向运动的力,使得第一弹性组件513变形量变大,第一弹性组件513变大的扭力推动第一导电排512围绕第二连接轴5113转动,将第一摇臂52、第一传动件53施加给第一连接组件51往合闸方向的力转换为一个将第一动触点54下压于常电静触点22的压力,另外第一弹性组件513作用于第二壁面的作用点与第二连接轴5113之间的力臂长于第一动触点54与第二连接轴5113之间的力臂,根据杠杆原理,此力被放大,在电磁吸力和上述放大的压力相叠加下,常电静触点22与第一动触点54接触十分稳定,从而获得更好的过电流耐受性能及触头接触可靠性。
当第一动触头机构5在刚开始执行分闸动作时,在第一弹性组件513施加的力的作用下,第一抵接部5121的第一远端5121c抵接于第一常电引弧部232,同时,第一动触点54还处于与常电静触点22抵接的接触状态。参阅图4以及图8,当第一动触头机构5继续转动时,第一动触点54首先脱离与常电静触点22的接触,而在第一弹性组件513施加的力的作用下,第一常电引弧部232与第一抵接部5121仍然保持相互抵接的状态,使得第一动触点54与常电静触点22之间不会产生电弧;当第一动触头机构5继续转动时,第一抵接部5121脱离与第一常电引弧部232的接触,电弧在第一抵接部5121和第一常电引弧部232之间产生,从而有效地保护第一动触点54和常电静触点22。
其次,在第一动触点54脱离与常电静触点22的接触,电流从第一常电引弧部232处流向第一抵接部5121;此时第一常电引弧部232处与第一导电排512处各自的电流流向E相反,根据安培定则,两平行导体流过异向电流会产生斥力,第一常电引弧部232处与第一导电排512处之间产生电磁斥力,加快了第一动触头机构5的分闸运动速度,迅速拉长电弧,使得电弧熄灭,并提高了位于常电导电排21与第一导电排512之间介质的恢复强度,从而避免电弧复燃,提高了分断能力。
另外,常电导电排21因通电而在弧隙产生的磁场会对电弧产生洛伦兹力,使得电弧朝灭弧室拉长进入第一灭弧室7,从而加快电弧的冷却和熄灭,提高了分断能力。
还有的是,在当第一动触头机构5在执行合闸动作的过程时,第一抵接部5121在第一弹性组件513施加的力的作用下首先抵接第一常电引弧部232,随后第一动触点54才与常电静触点22抵接,此时第一动触点54和常电静触点22还未处于完全合闸状态。待第一动触头机构5继续转动,直至装置处于常用电源完全合闸状态,此时常电静触点22与第一动触点54完全抵接,同时,第一抵接部5121脱离于与第一常电引弧部232的接触,第一常电引弧部232与第一抵接部5121之间形成间隙514,有效避免第一导电排512弹跳起弧对常电静触点22与第一动触点54的伤害。
备电静触头机构2在一些实施例中可包括备电导电排31、备电静触点32、备电引弧片33和备电接线端子34。
备电导电排31在一些实施例中为板状结构,其可包括依次连接的第四导电部311、第五导电部312和第六导电部313。第四导电部311在一些实施例中大致呈Z字形,其一端供备电接线端子34穿设于其上,其另一端连接第五导电部312。第五导电部312与第六导电部313分别与第二导电部212和第三导电部213以隔离带111为界镜像对称,第五导电部312与第六导电部313的具体构造、连接关系以及作用可参考第二导电部212和第三导电部213,在这不做赘述。
备电静触点32设于第六导电部313朝向第二动触头机构6的壁面。
同理地,备电引弧片33包括第二固定部331和一体连接于第二固定部331的第二常电引弧部332。其两者的具体构造、连接关系以及作用可参考常电引弧片23的第一固定部231和第一常电引弧部232,在这不做赘述。
第二动触头机构6在一些实施例中与第一动触头机构5以隔离带111为界镜像对称,该第二动触头机构6其可包括第二连接组件61、第二摇臂62、第二传动件63、第二动触点64以及第二连接带65。该第二连接组件61、第二摇臂62、第二传动件63、第二动触点64以及第二连接带65的具体构造、连接关系以及作用可参考第一连接组件51、第一摇臂52、第一传动件53、第一动触点54以及第一连接带55,在这不做赘述。
可以理解地,备用侧与上述常用侧的描述过程及原理相同,方向相反;第二动触头机构6与备电静触头机构3之间的配合关系可参考第一动触头机构5与常电静触头机构2,该在这不做赘述。
可以理解的,以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制;应当指出的是,对于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,可以对上述技术特点进行自由组合,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;因此,凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰,均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种切换开关装置,包括壳体(1),收容于所述壳体(1)中的常电静触头机构(2)、备电静触头机构(3)、第一动触头机构(5)以及第二动触头机构(6);所述常电静触头机构(2)与第一动触头机构(5)以及所述备电静触头机构(3)与第二动触头机构(6)分别位于所述壳体(1)中的上下两部;
其特征在于,所述常电静触头机构(2)包括用于接入常用电源的常电导电排(21)以及可导电、且与所述常电导电排(21)电性连接的常电引弧片(23);
所述常电导电排(21)包括用于将所述常用电源连接至所述第一动触头机构(5)的第三导电部(213);所述第三导电部(213)上设有用于与所述第一动触头机构(5)抵接的常电静触点(22);所述第三导电部(213)的延伸方向与所述第一动触头机构(5)抵接所述常电静触点(22)时的延伸方向相同;
所述常电引弧片(23)具有第一固定端和第一自由端,所述第一固定端连接于所述常电导电排(21),所述第一自由端向所述第三导电部(213)延伸方向的反方向延伸;
所述备电静触头机构(3)包括用于接入备用电源的备电导电排(31)以及可导电、且与所述备电导电排(31)电性连接的备电引弧片(33);
所述备电导电排(31)包括用于将所述备用电源连接至所述第二动触头机构(6)的第六导电部(313);所述第六导电部(313)上设有用于与所述第二动触头机构(6)抵接的备电静触点(32);所述第六导电部(313)的延伸方向与所述第二动触头机构(6)抵接所述备电静触点(32)时的延伸方向相同;
所述备电引弧片(33)具有第二固定端和第二自由端,所述第二固定端连接于所述备电导电排(31),所述第二自由端向所述第六导电部(313)延伸方向的反方向延伸。
2.根据权利要求1所述的切换开关装置,其特征在于,所述第一动触头机构(5)包括第一连接组件(51)、位于所述第一连接组件(51)远离所述第二动触头机构(6)一侧的第一传动件(53)以及位于所述第一连接组件(51)与所述第一传动件(53)之间的第一摇臂(52);
所述第一连接组件(51)具有第一铰接部、第一接触部以及位于所述第一铰接部和所述第一接触部之间的第一配合部;所述第一铰接部可转动地连接在所述壳体(1)中;
所述第一摇臂(52)的两端分别铰接于所述第一传动件(53)和所述第一铰接部;所述第一传动件(53)在第一转动轴(201)的传动下转动,并依靠所述第一摇臂(52)带动所述第一接触部和所述第一配合部以所述第一铰接部为基点转动,使所述第一接触部抵接或远离所述常电静触点(22)。
3.根据权利要求2所述的切换开关装置,其特征在于,所述第一连接组件(51)包括第一罩壳(5111)以及设置在所述第一罩壳(5111)内且可导电的第一导电排(512);
所述第一导电排(512)呈板状,其包括第一连接部(5122)和一体结合于所述第一连接部(5122)的第一抵接部(5121);
所述第一连接部(5122)铰接于所述第一罩壳(5111)的中部;
所述第一抵接部(5121)邻近于所述常电导电排(21),其朝向所述常电导电排(21)的第一壁面设有靠近第一连接部(5122)的第一近端(5121b)和远离第一连接部(5122)的第一远端(5121c);所述第一近端(5121b)设有用于抵接所述常电静触点(22)的第一动触点(54);所述第一远端(5121c)凸出于所述第一罩壳(5111)的头部,用于抵接所述常电引弧片(23)。
4.根据权利要求3所述的切换开关装置,其特征在于,所述第一连接组件(51)还包括设置在所述第一罩壳(5111)外周的第一弹性组件(513);所述第一弹性组件(513)用于在所述常电静触点(22)与所述第一动触点(54)抵接时形成将所述第一动触点(54)紧压于所述常电静触点(22)的作用力;
所述第一弹性组件(513)包括设置在所述第一罩壳(5111)的头部的第一弹簧部(5131)、位于所述一弹簧部(5131)相对两侧的第一卡合部(5132)和至少一第一钩形部(5133);
所述第一卡合部(5132)连接在背离于所述第一壁面的第二壁面上;
所述至少一第一钩形部(5133)连接在所述第一罩壳(5111)的中部。
5.根据权利要求4所述的切换开关装置,其特征在于,所述第一卡合部(5132)连接于所述第二壁面的连接点到所述第一罩壳(5111)中部的力臂长度大于所述第一动触点(54)到所述第一罩壳(5111)中部的力臂长度。
6.根据权利要求3所述的切换开关装置,其特征在于,所述第一抵接部(5121)设有沿所述切换开关装置的厚度方向Y贯穿的第一通孔(5121a);所述第一罩壳(5111)的头部内还设有穿设于所述第一通孔(5121a)的第一连接轴(5112);
所述第一连接轴(5112)穿设于所述第一通孔(5121a)中,且所述第一连接轴(5112)的直径小于所述第一通孔(5121a)的孔径。
7.根据权利要求3所述的切换开关装置,其特征在于,所述切换开关装置从常用电源合闸状态执行常用电源分闸动作的过程中,所述第一导电排(512)与所述常电静触点(22)和所述常电引弧片(23)之间包括第一抵接状态、第二抵接状态以及第三抵接状态;
所述第一抵接状态被配置为:所述常电静触点(22)抵接于所述第一动触点(54),且所述第一远端(5121c)与所述常电引弧片(23)之间形成间隙(514);
所述第二抵接状态被配置为:所述常电静触点(22)抵接于所述第一动触点(54),且所述第一远端(5121c)抵接于所述常电引弧片(23);
所述第三抵接状态被配置为:所述常电静触点(22)与所述第一动触点(54)之间具有间隔,且所述第一远端(5121c)抵接于所述常电引弧片(23)。
8.根据权利要求1所述的切换开关装置,其特征在于,所述常电引弧片(23)呈V形的板状结构,其包括第一固定部(231)和一体连接于第一固定部(231)的第一常电引弧部(232);所述第一固定部(231)的下端连接于所述常电导电排(21)上,所述第一常电引弧部(232)沿所述第一固定部(231)的上端向所述第三导电部(213)延伸方向的反方向延伸;
和/或,所述备电引弧片(33)呈V形的板状结构,其包括第二固定部(331)和一体连接于第二固定部(331)的第二常电引弧部(332);所述第二固定部(331)的上端连接于所述备电导电排(31)上,所述第二常电引弧部(332)沿所述第二固定部(331)的下端向所述第六导电部(313)延伸方向的反方向延伸。
9.根据权利要求1至7任一项所述的切换开关装置,其特征在于,所述第二动触头机构(6)与第一动触头机构(5)结构相当,且所述第二动触头机构(6)与第一动触头机构(5)镜像对称地分布在所述壳体(1)中。
10.一种双电源转换开关装置,其特征在于,包括权利要求1至9任一项所述的切换开关装置。
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