CN2893898Y - 高压隔离开关触头组件 - Google Patents

Abstract

一种高压隔离开关触头组件，属于高压隔离开关的导电部分，它包括有分别与导电臂连接的主触头和对合触头，主触头包括有一个弹簧构件，一个具有多个锥状接触面的导电基座和多个带有折头的触指。其中弹簧构件由多个曲形板封闭连接于一端，且曲形板另一端通过一个折头连接有悬臂板。将触指中部连接于悬臂板，并由导电基座与弹簧构件通过螺栓配合将多个触指折头挤压在导电基座锥面与曲形板折头之间的狭缝中，形成挤压式后触点，其后触点在分合操作中还有微蠕动，克服了现有触头运行中后触点发热及弹簧退火的现象。本实用新型使用普通的金属材料及工艺条件即可实现。

Description

高压隔离开关触头组件

技术领域

本实用新型涉及电力系统中使用的高压隔离开关，特别是高压隔离开关导电回路的触头组件。

背景技术

高压隔离开关是电力系统中用来分合有电压而无负荷电路的电力设备，也就是说，当人们检修设备时，可利用高压隔离开关在被检修设备与带电设备之间形成明显可见的断开点，高压隔离开关在闭合状态下能可靠地通过正常工作电流并能承受短路故障电流，另外高压隔离开关与开关配合还可以改变电网的负荷运行方式。高压隔离开关是电力系统中用量最大的电力设备，且大部分在户外使用。

目前使用的GW4、GW5、GW14等型号隔离开关触头在运行中发热现象尤为突出。上述高压隔离开关使用的触头组件基本相同，均包括有主触头(或称为触头座、母触头)和呈柱状的对合触头(或称为公触头、柱形触头)。主触头包括有一个触座和多个触指及拉簧(或压簧)，前、后触点(触指与对合触头的接触点为前触点，触指与触座的触点为后触点)均由该拉簧或压簧提供接触压力，其中后触点的接触方式为直压式的点接触，无自清擦氧化层的作用，触头在户外长期运行中受空气尘埃及有害气体氧化作用，使后触点极易发热，并伴随着弹簧分流退火而减小接触压力，进一步引起更严重的发热，甚至使触头烧毁。

目前采取的补救措施是在主触头拉簧或压簧两端加装绝缘垫，并将触指与触座之间用软导线短接起来，但由于上述措施在户外长期运行中不可靠，特别是在短路故障情况下降低了触头的热稳定性，且不利于负荷增大。

为解决此问题，目前还有一种无弹簧触头结构形式，该触头组件在主触头的触座(相对于本实用新型导电基座)上用螺栓直接固定有主要依靠自身弹力的触指，当对合触头旋入由主触头触指构成的开口并使触指前端变形时，触指由变形产生的弹力夹持住对合触头而产生电接触压力，虽然直接固定于触座上的触指解决了上述后触点发热的问题，但由于此种触头的触指采用的高强度、高弹性、高导电合金材料价格昂贵，且此种材料还未在市场公开使用，使触头本身制造成本大大提高，触指的各项尺寸无法同时满足触头的力学效果和电气效果，即单触指传导电流较小，使导流效果受到制约，未能使该产品广泛应用并解决普遍存在的触头发热问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种以较低成本即可解决上述触头发热问题的隔离开关触头组件，即用普通的金属材料及一般的工艺条件就能制备有效地解决触头发热及弹簧退火问题的触头组件，并能够避免后触点受户外环境的氧化作用而引发的接触电阻不稳定现象，且触头结构简单，载流能力更强。

本实用新型中的高压隔离开关触头组件包括有分别与导电臂连接的一个主触头和一个对合触头，主触头包括与导电臂连接的导电基座、多个触指、弹簧构件、连接件及紧固件，触指是一端有一个折头的条状导体，弹簧构件包括有分布于周边的、一端通过一个折头连接一个向内延伸的悬臂板的多个曲形板，该曲形板的另一端共同连接在一个有孔的封闭端，且多个曲形板组成至少两个以上的面，曲形板靠近封闭端处设有便于连接件穿过的孔，导电基座周边多个锥面与弹簧构件中曲形板构成的多个面一一对应匹配，并通过紧固件与弹簧构件连接，触指折头包在曲形板折头上，并与导电基座的锥面紧密接触在一起，连接件穿过孔将触指中部与悬臂板向内延伸的一端连接在一起，触指的另一端悬空并围绕弹簧构件形成与对合触头截面形状相匹配的敞口。

所述对合触头呈向外凸起的柱状曲面首尾相接构成轴向与主触头敞口相匹配的截面。

所述弹簧构件由钢板制成，包括有十二个曲形板，这些曲形板构成的面呈四棱柱状分布，曲形板上的孔为槽孔。

所述弹簧构件由钢板制成，包括有六个曲形板，这些曲形板轴对称分布于两边并连接于封闭端，与封闭端一并呈U形，曲形板上的孔为槽孔。

所述悬臂板向内延伸的一端设有槽孔。

所述连接件为挂环与柱销。

所述弹簧构件在同一平面的曲形板之间以短缝隔开，在棱角处的开缝延伸至封闭端。

所述曲形板与封闭端、曲形板与悬臂板的连接方式为一体成形、或焊接成形、或铆接成形。

所述主触头在导电基座与弹簧构件之间设有定位板，定位板设有多个板片，这些板片按照与曲形板相垂直并可对应插入短缝的方向固定连接在一个有孔的支持件上。

弹簧构件在曲形板的折头处固定设有定位杆，与定位杆相配合在每个触指折头的对应位置设有卡槽。

所述弹簧构件在悬臂板对应包于触触折头的部分设有定位杆，与该定位杆相配合在触指折头上设有开口槽。

所述对合触头轴截面是圆形或整体呈球形。

本实用新型中的高压隔离开关触头组件利用曲形板所具有的弹性将触指拉紧靠在弹簧构件周边，并使触指折头挤压在导电基座的锥面上，使得触指向前接触点(对合触头与触指的接触点)提供一个足够大的接触压力的情况下，后接触点在导电基座上形成一个接触压力相当于固定式接触面的挤压式接触面，在分合操作时后接触点具有微小的蠕动有利于清除氧化层，克服了触点发热与弹簧退火的问题，与前述具有自弹性触指的触头(触指直接固定在所述的触座上，依靠触指自身弹力的触头)相比，其接触电阻的稳定性一样，而生产成本大大降低，触头的载流能力有所提高。

附图说明

图1是本实用新型实施例一中触头组件沿图2中I-I线的剖视图(其中弹簧构件部分为局部剖视)；

图2是本实用新型实施例一中触头组件沿图1中II-II线的剖视图(其中导电基座部分为局部剖视)；

图3是本实用新型实施例一中触头组件弹簧构件的立体图，该图示出了弹簧构件的部分内部结构；

图4是本实用新型图1、图2所示定位板的结构立体图；

图5是本实用新型定位板的另一种结构的视图；

图6是本实用新型实施例二中触头组件沿图7中III-III线的剖视图；

图7是本实用新型实施例二中触头组件沿图6中IV-IV线的剖视图；

图8是本实用新型实施例二中触头组件弹簧构件的立体示图；

图9是导电基座与导电臂的另一种连接方式的结构示意图，该图示出了曲面导电基座的结构；

图10是本实用新型中设置有定位杆的弹簧构件的立体结构示意图；

图11和图12是弹簧构件曲形板折头处的工艺示意图；

图13是本实用新型触指在其折头处设有与图10所示定位杆配合的卡槽的立体示意图；

图14是本实用新型中定位杆、开口槽的另一配合结构的立体示意图。

其中，图1、图2、图6、图7中所示出的主触头与对合触头处于闭合状态。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型中的具体实施例作进一步详细说明。

如图1和图6所示，本实用新型中的高压隔离开关触头组件包括有主触头1和对合触头7，其中主触头1的一端与呈管状的导电臂11连接，该导电臂11的另一端固定连接于与外部设备电连接的出线座，该导电臂11固定在隔离开关中一个可转动的绝缘支柱上(所述出线座、绝缘支柱图中未示出)，与此对应，对合触头7固定连接于另一个导电臂21的一端，导电臂21的另一端与另一个电连接于外部设备的出线座固定连接，该导电臂21固定于隔离开关中另一个可以转动的绝缘支柱上。

本实用新型中的高压隔离开关触头组件可单独使用在一台隔离开关设备中，也可三个一组使用在三相隔离开关设备中，使用中是通过两个可转动的绝缘支柱相向旋转，使得分别安装于其上的导电臂11、21围绕绝缘支柱做水平圆弧摆动，实现隔离开关的闭合或分断操作。

实施例一

如图1和图2所示，本实施例中的主触头1包括有一个弹簧构件4、铜或其导电金属制成的一端带有折头60的12个触指6和一个导电基座3、金属或复合材料制成的定位板5(或定位杆51)以及紧固件(螺栓)81，其中：

与触指6电连接的呈四棱锥台状的导电基座3焊接在导电臂11的一端，12个触指6通过连接件(挂环82、柱销83)以铰接方式连接在弹簧构件4周边，弹簧构件4通过螺栓81连接在导电基座3上，弹簧构件4、导电基座3及导电臂11之间的连接也可以通过固定于导电臂11中的塞管9配合螺栓81实现，如图9所示。

本实用新型所述的触指折头部分60起自折曲部分终止于折头末端。

如图3所示，弹簧构件4由弹簧钢板制成，包括有12个曲形板41，曲形板41每三个一组组成一个面48，再由面48组成四棱柱，这些面48一体连接于一个封闭端42，封闭端42设有一个供螺栓81穿置的孔420，曲形板41与封闭端42也可以通过焊接或铆接工艺连接而成；该曲形板41向内曲折有一个悬臂板47并形成折头410，该折头410厚度及形状与触指折头60内面相匹配，折头410也可以通过焊接或铆接工艺连接形成，同一平面内相邻曲形板41之间以短缝43隔开，其角部的开缝44延长至封闭端42，曲形板41在封闭的一端设有槽孔45，悬臂板47向内延伸的一端设有槽孔46，为合理分配板内应力、并使触头组件1整体尺寸紧凑，在制作时悬臂板47向内延伸的一端呈渐窄的梯形。

为进一步加大悬臂板47的弹力，并避免应力集中，在折头410曲折处制作一个内凹并挤靠在一起的弧形(可与热处理工艺同时进行)，从而在靠近折头410内侧形成一个支点411，如图11。或适当加大曲形板与悬臂板之间的焊接面(即焊接深度)，图12所示。

如图1和图2所示，12个触指6的折头60按三个一组挂在对应曲形板41的折头410处形成一个与导电基座3的斜锥面30相互匹配的开口10，利用螺栓81将弹簧构件4进一步紧固使触指6的折头60的接触面紧密挤压在导电基座3的四个斜锥面30上。

如图9所示，导电基座3的构成四棱锥台的四个锥面33不限于平面，为增加导电接触面积，也可以采用曲面组合成导电基座的四棱锥台状结构。与此相同，采用多个曲面也可组成多棱锥台状结构。

由挂环82穿过槽孔45和触指6中部的槽孔61，并通过柱销83将触指6铰接于悬臂板47上(其中触指6和悬臂板47的连接也可用螺杆和螺母，那末，槽孔45、46、61将改为圆孔)，另外一种情况是，还可以将连接件82的一端焊接在悬臂板47上，另一端穿出孔45及触指6中部的孔61，并由螺母或销锁合。触指6悬空的一端构成一个四棱柱状的敞口12与对合触头7轴向匹配。

为防止触指6在触头分合过程中发生横向偏移，主触头1设有定位板5，如图1、图2、图4所示，定位板5包括有周边呈辐射状的8个板片502，该8个板片502固定在一个有孔的支持件500上，板片502的方向为两个一组分别垂直于曲形板41，并可插入曲形板41之间对应的短缝43中，从而将12个触指6分隔限定在曲形板41对应位置上。定位板5置于弹簧构件4内并将支持件500套在螺栓81上，还可以对弹簧构件4起到限位的作用，如图1所示。

如图5所示，定位板5也可以制做成板片502为活动式的组合结构，即每组两个板片502按照与曲形板41垂直的方向相互插接在对应组的板片502的短缝512、513中，中心构成一个空芯柱状支持结构500，便于螺栓81的穿设。

如图10所示，弹簧构件4上的折头处设有12个定位杆51，采用焊接方法将定位杆51固定在折头410处，如图13所示，触指6的折头60处设有用来配合定位杆51对触指6进行定位的卡槽63，当定位杆51卡在固定于弹簧构件4上的触指6的卡槽63内时，则可将触指6分隔限定在对应的位置上。如图14所示，定位杆51铆接固定在悬臂板47包于触指折头60的部分也可对触指有效定位，则与该定位杆对应在触指折头60末端加工有开口槽62。所述定位杆51可以焊接、铆接、或镶嵌固定在弹簧构件的折头处或悬臂板对应位置。

如图1所示，固定连接于导电臂21上的对合触头7是由四个柱形曲面71两两首尾相接构成的一个轴向呈四边形的立体导电结构，当插入主触头1时触指6电接触于对合触头7的曲面71，由于触指6悬空的一端形成的大致呈四棱柱状的敞口12略小于对合触头7的截面尺寸，使对合触头7合入主触头1时受到足够的弹性接触压力。

高压隔离开关触头组件在使用时通过两个可转动的绝缘支柱相向旋转，使得分别安装于其上的导电臂11、21围绕绝缘支柱做水平旋转，并带动主触头1、对合触头7摆动，实现隔离开关的闭合或分断操作，当对合触头7滑入主触头1中时，由于对合触头7的鼓形结构的径向尺寸大于主触头1中触指6所围成的敞口12的尺寸，因此合入主触头1中的对合触头7将触指6推开并牵引悬臂板47变形，通过触指6的杠杆作用将悬臂板47变形产生的弹力作用到对合触头7的接触面71上，使得对合触头7与主触头1产生接触压力而使隔离开关处于电接触状态，同时触指6绕后触点离开曲形板41一个小的角度。

当主触头1与对合触头7沿原轨迹逆向摆动分离后，触指6反转一个小的角度而复位，并紧贴于弹簧构件4周围。

另外，主触头1与对合触头7也可以在垂直平面内旋转摆动来实现分合操作或在同一轴线内直线运动实现分合操作。

实施例二

本实施例中高压隔离开关触头组件与上述实施例一中的结构基本相同，并且相同部件使用相同标号示出，因此不再对具有相同结构的部件进行描述。在图8中示出了弹簧构件立体图，其中弹簧构件4的六个曲形板41一端连接于有孔420的封闭端42，形成一个U形结构，该曲形板41的另一端通过折头410连接一个悬臂板47，如图6、图7所示，本实施例中主触头1包括有六个触指6，这些触指6被三个一组铰接在弹簧构件4的两面，对应的导电基座3为只有两个轴对称的斜锥面32，与触指6形成的敞口相匹配的对合触头7只有两个轴对称的曲面72。在导电基座3和弹簧构件4之间设有一个定位板5，该定位板5分别设有板片503和板片504，板片503、504轴向呈“非”字形垂直于曲形板41固定在一个有孔的板状支持件500上，定位板5的4个板片503插入曲形板的短缝43中、2个板片504置于主触头1上下两面将6个触指6限定在对应的位置上。

在图6中示出的对合触头7对应设有两个接触面72，两个接触面72轴对称分布于两侧，并为柱状凸起的曲面，为满足需要的弹力，其宽度略大于主触头1的触指6形成的开口宽度。弹簧构件4的曲形板41在制作时可略向内倾斜。

另外，本实用新型主触头组件构成的柱状截面的边数根据需要还可以做成三边形、五边形、六边形、七边形...则导电基座需相应地做成三棱锥台状、五棱锥台状、六棱锥台状、七棱锥台状...则由弹簧构件曲形板组成的面构成三棱柱状、五棱柱状、六棱柱状、七棱柱状...对合触头对应的导电接触曲面首尾相接构成轴向截面形状相似的三边形、五边形、六边形、七边形...，但对于每边只有一个曲形板且十二边形以上的主触头，则对合触头轴截面宜做成圆形或是整体呈球状。

所述弹簧构件每边的曲形板数量组合可以任意，但由于触头尺寸的限制，曲形板宽度也不宜过小，因此每面曲形板数量不宜过多。假设曲形板每面布置的面数为a、弹簧构件的边数为b，最佳组合方式是a×b在8～24之间且等边。若弹簧构件每边分布一个曲形板，则其主触头无需定位件。

综上所述，本实用新型中的高压隔离开关触头组件是将现有触头组件内后触点直压式的点接触改成挤压式的面接触，并使后触点在分合操作时有微小的蠕动，使后触点具有自动清除氧化层的功能，因而使后触点接触电阻在户外运行环境中的稳定性大大提高，触头的动、热稳定性也有所提高，在生产成本变化不大的情况下消除了触头发热因素。

Claims (13)

1.一种高压隔离开关触头组件，包括有分别与导电臂(11、21)连接的一个主触头(1)和一个对合触头(7)，主触头(1)包括与导电臂(11)连接的导电基座(3)、多个触指(6)、弹簧构件(4)、连接件(82、83)及紧固件(81)，其特征在于：触指(6)是一端有一个折头(60)的条状导体，弹簧构件(4)包括有分布于周边的、一端通过一个折头(410)连接一个向内延伸的悬臂板(47)的多个曲形板(41)，该曲形板的另一端共同连接在一个有孔(420)的封闭端(42)，且多个曲形板(41)组成至少两个以上的面(48)，曲形板(41)靠近封闭端(42)处设有便于连接件穿过的孔(45)，导电基座(3)周边多个锥面(30、32、33)与弹簧构件(4)中曲形板构成的多个面(48)一一对应匹配，并通过紧固件(81)与弹簧构件(4)连接，触指折头(60)包在曲形板折头(410)上，并与锥面(30、32、33)紧密接触在一起，连接件(82、83)穿过孔(45)将触指(6)中部与悬臂板(47)向内延伸的一端连接在一起，触指(6)的另一端悬空并围绕弹簧构件(4)的面(48)形成与对合触头(7)截面形状相匹配的敞口(12)。

2.根据权利要求1所述的高压隔离开关触头组件，其特征在于：对合触头(7)的向外凸起的柱状曲面(71)首尾相接构成轴向与主触头(1)敞口(12)相匹配的截面。

3.根据权利要求1所述的高压隔离开关触头组件，其特征在于：弹簧构件(4)由钢板制成，包括有十二个曲形板(41)，这些曲形板(41)构成的面(48)呈四棱柱状分布，曲形板(41)上的孔(45)为槽孔。

4.根据权利要求1所述的高压隔离开关触头组件，其特征在于：弹簧构件(4)由钢板制成，包括有六个曲形板(41)，这些曲形板(41)轴对称分布于两边并连接于封闭端(42)，曲形板(41)上的孔(45)为槽孔。

5.根据权利要求1至4任一项所述的高压隔离开关触头组件，其特征在于：悬臂板(47)向内延伸的一端设有槽孔(46)。

6.根据权利要求5所述的高压隔离开关触头组件，其特征在于：连接件为挂环(82)与柱销(83)。

7.根据权利要求1至4任一项所述的高压隔离开关触头组件，其特征在于：弹簧构件(4)在同一平面的曲形板(41)之间以短缝(43)隔开，在棱角处的开缝(44)延伸至封闭端(42)。

8.根据权利要求1至4任一项所述的高压隔离开关触头组件，其特征在于：曲形板(41)与封闭端(42)、曲形板(41)与悬臂板(47)的连接方式为一体成形、或焊接成形、或铆接成形。

9.根据权利要求1至4任一项所述的高压隔离开关触头组件，其特征在于：主触头(1)在导电基座(3)与弹簧构件(4)之间设有定位板(5)，定位板(5)设有多个板片(502、503、504)，这些板片按照与曲形板(41)相垂直并可对应插入短缝(43)的方向固定连接在一个有孔的支持件(500)上。

10.根据权利要求1至4任一项所述的高压隔离开关触头组件，其特征在于：弹簧构件(4)在曲形板(41)的折头(410)处固定设有定位杆(51)，与定位杆(51)相配合在每个触指折头(60)的对应位置设有卡槽(63)。

11.根据权利要求1至4任一项所述的高压隔离开关触头组件，其特征在于：弹簧构件(4)在悬臂板(47)对应包于触指折头(60)的部分设有定位杆(51)，与该定位杆(51)相配合在触指折头(60)设有开口槽(62)，其中所述定位杆(51)与悬臂板(47)焊接或铆接或镶嵌固定。

12.根据权利要求10所述的高压隔离开关触头组件，其特征在于：所述固定在折头(410)处的定位杆(51)焊接或铆接或镶嵌固定。

13.根据权利要求1所述的高压隔离开关触头组件，其特征在于：对合触头(7)轴截面是圆形或整体呈球形。

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