CN215417919U - 一种多重吸力叠加的电的开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种多重吸力叠加的电的开关，至少包括绝缘外壳、操作机构、进线端、出线端、动触头及夹头，所述进线端导体连接夹头，所述出线端导体连接动触头，所述动触头在所述操作机构的作用下，作插入或移出所述夹头运动，所述夹头周围设置有导磁件，当所述夹头有大电流通过时，所述夹头由于流过电流的同向性，所述夹头产生吸力夹紧所述动触头，同时所述夹头周围的导磁件被磁化产生吸力会使所述夹头进一步夹紧所述动触头，两重吸力叠加以抵消触头间的电动斥力，防止大电流造成触头斥开产生电弧引起的烧损，提高了开关的短时耐受能力。

Description

一种多重吸力叠加的电的开关

技术领域

本发明涉及低压电器领域，具体涉及一种电的开关。

背景技术

开关是低压配电系统中最重要的配电设备，随着电力工程对电源和输配电设备要求的不断提高，对用于电路保护开关的性能要求也越来越高，小型化、高性能、模块化、高可靠性是现阶段空气开关的主要发展方向。短时耐受能力是开关一项重要的指标，它是指开关在一定时间内能够承受的最大短路电流，对开关的动稳定性有很高的要求，在开关实际使用中，短路电流的峰值往往能达到上百千安，这样大的电流流过开关的导电回路，会在动静触头之间产生很大的电动斥力，如果开关的机构不能提供足够大的触头压力，触头会在电动斥力的作用下被斥开，触头之间便会产生电弧，电弧的存在则会严重烧蚀触头，甚至造成熔焊，对开关造成永久性的损害，导致开断失败。

现有开关头之间的电动斥力主要有两部分组成，一部分是由于电流在磁场作用下产生的洛伦兹力，另一部分是由于触头接触处电流线收缩产生的霍姆力，发生短路时在动触头上产生的电动斥力十分巨大，很容易把动触头斥开。因此，要保证开关的动触头不被斥开，必须利用短路电流产生的吸力来抵消产生的触头斥力，进而提高开关的短时耐受能力。

发明内容

基于上述背景，本发明提供一种多重吸力叠加的电的开关，通过将原有的静触头优化为可动夹头的结构，将电流在磁场作用下产生的洛伦兹力转变为电动吸力，抵消部分由于触头接触处电流线收缩产生的霍姆力，同时在夹头上设置导磁件，短路电流通过夹头时，导磁件被磁化，产生吸力增大夹头对动触头的压紧力，两重吸力叠加共同夹紧触头，防止大电流造成触头斥开产生电弧引起的烧损，提高了开关的短时耐受能力。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供一种多重吸力叠加的电的开关，至少包括绝缘外壳、操作机构、进线端、出线端、动触头及夹头，所述进线端导体连接所述夹头，所述出线端导体连接所述动触头，所述夹头周围设置有导磁件。

优选地，连接所述进线端与所述夹头的所述导体为软导线或硬导线。

优选地，所述动触头在所述操作机构的作用下，作插入或移出所述夹头运动。

优选地，所述夹头至少包括一对夹头触指，当所述动触头插入所述夹头时，一对所述夹头触指分别设置于所述动触头两侧，一对所述导磁件分别固定在所述夹头触指上，一对所述导磁件之间设置有间隙。

优选地，所述导磁件在所述夹头流入电流大于所述开关的额定电流时，产生磁场，推动所述夹头向内运动夹紧所述动触头。

优选地，所述动触头两侧设置有上动触点，所述上动触点为合金材料。

优选地，所述夹头触指上设置有下动触点，所述下动触点为合金材料，所述动触头插入所述夹头后，所述上动触点和所述下动触点接触。

优选地，还包括静触头，所述静触头和所述夹头并联连接，所述静触头与所述夹头均与所述进线端连接。

优选地，所述动触头可与所述静触头和/或所述夹头接触。

优选地，所述动触头在所述操作机构的作用下插入所述夹头时可不接触或接触。

优选地，所述操作机构至少包括上连杆、下连杆、脱扣杆及转轴，通过所述上下连杆驱动所述转轴带动所述动触头与所述静触头和/或所述夹头接触，所述脱扣杆可以通过分励脱扣器解锁，所述动触头与所述静触头和/或所述夹头断开。

优选地，所述动触头连接在所述转轴上，所述动触头上设置有磁轭，所述磁轭设置在所述转轴的前面和/或后面。

优选地，所述磁轭固定在所述动触头上，跟随所述动触头一起转动。

优选地，所述动触头闭合时，所述磁轭正对方向设置有固定衔铁，在所述动触头流入大于所述开关的额定电流时，所述磁轭产生磁场，与所述固定衔铁吸合，防止所述动触头斥开。

优选地，所述动触头为前后桥式旋转双触头，所述桥式旋转双触头前后对应设置有所述夹头。

优选地，所述动触头为左右U型双触头，所述U型双触头左右对应设置有所述夹头。

本发明的有益效果如下：

1、本发明提供一种多重吸力叠加的电的开关，通过将原有的静触头优化为可动夹头的结构，由于夹头电流的同向性产生电动吸力来夹紧动触头，同时在夹头周围设置导磁件，当大的短路电流通过时，导磁件被磁化会产生电磁吸力进一步夹紧动触头，两重吸力的叠加保证夹头能稳定的夹紧动触头，提高了开关的动稳定性，从而提高开关短时耐受能力。

2、本发明提供一种多重吸力叠加的电的开关，通过在原有静触头上并联一可动夹头，在动触头上设置磁轭等措施，当大的短路电流通过时，夹头结构会产生上述两重吸力夹紧动触头，同时动触头上通过的电流使磁轭磁化，与衔铁产生吸力增大动触头对静触头的接触压力，这样在多重吸力的共同作用下，使动触头与静触头及夹头可靠接触，从而提高开关的短时耐受能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1是本发明第一实施例的一种多重吸力叠加的电的开关的截面结构示意图。

图2是本发明第一实施例的一种多重吸力叠加的电的开关的转轴、动触头及夹头结构示意图。

图3是本发明第一实施例的一种多重吸力叠加的电的开关的内部结构示意图。

图4是本发明第二实施例的一种多重吸力叠加的电的开关的截面结构示意图。

图5是本发明第二实施例的一种多重吸力叠加的电的开关的内部结构示意图。

图6是本发明第二实施例的一种多重吸力叠加的电的开关的夹头结构示意图。

图7是本发明第二实施例的一种多重吸力叠加的电的开关的转轴、动触头及夹头结构示意图。

图8是本发明第三实施例的一种多重吸力叠加的电的开关的内部结构示意图。

图9是本发明第三实施例的一种多重吸力叠加的电的开关的承载额定电流时动触头、静触头、夹头状态示意图。

图10是本发明第三实施例的一种多重吸力叠加的电的开关的承受短路电流时动触头、静触头、夹头状态示意意图。

图11是本发明第四实施例的一种多重吸力叠加的电的开关的磁轭放置转轴前面的结构示意图。

图12是本发明第四实施例的一种多重吸力叠加的电的开关的磁轭放置转轴后面的结构示意图。

图13是本发明第五实施例的一种多重吸力叠加的电的开关采用前后桥式双触头结构示意图。

图14是本发明第六实施例的一种多重吸力叠加的电的开关采用左右U型双触头的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等方位用语以参考图所示位置为准。

第一实施例

请参考图1所示，本实施例公开一种多重吸力叠加的电的开关，包括绝缘外壳10、操作机构20、进线端30、出线端40、动触头50 和夹头60，所述操作机构20、进线端30、出线端40、动触头50和夹头60均容纳于所述绝缘外壳10的空腔内，所述进线端30通过第一导体301与所述夹头60电连接，所述动触头50通过第二导体401 与所述出线端40电连接，其中所述第一导体301为软导线或硬导线。

所述操作机构20包括上连杆201、下连杆202、脱扣杆203及转轴204，所述动触头50铰链于所述转轴204内，通过所述上连杆201 及所述下连杆202的传动驱动所述转轴204带动所述动触头50作插入或移出所述夹头60的运动。

请参考图2所示，所述动触头50的两侧设置有上动触点501，所述上动触点501左右对称设置在所述动触头50的两侧，所述上动触点501为合金材料，优选银基合金。所述夹头60包括一对夹头触指601、触头弹簧602、限位轴603及导磁件604，所述夹头触指601 左右对称设置，所述夹头触指601上设置有两个通孔，通过两根所述限位轴603可左右滑动地设置于所述导磁件604内，所述触头弹簧 602穿在所述限位轴603上，设置于所述夹头触指601及所述导磁件 604之间，使所述夹头触指601保持在初始受力位置，所述导磁件604 为U型，一对所述导磁件604的U型开口相对设置，一对所述导磁件 604开口间设置有一段间隙，所述夹头触指601上设置有下动触点605，所述下动触点605为合金材料，优选银基合金。

所述夹头60固定在所述绝缘外壳10内，当所述操作机构20带动所述动触头50作插入所述夹头60运动时，所述动触头50会将所述夹头触指601向外顶开，当所述上动触点501运动到所述下动触点 605位置时，所述动触头50停止运动，所述上动触点501与所述下动触点605在所述触头弹簧602的作用下夹紧，开关导电回路接通，开关可以承载正常额定电流，当导电回路中出现大的短路电流时，一对所述夹头触指601分别设置于所述动触头50的两侧，流过一对所述夹头触指601的电流方向相同，由于同向电流相吸的原理，则会产生较大的电动力使夹头触指601夹紧所述动触头50，同时设置在所述夹头触指601上所述导磁件604被磁化，产生电磁吸力，进一步推动所述夹头60向内运动夹紧所述动触头50，两重吸力的叠加从而避免了大电流通过时触头斥开产生电弧使触头熔焊导致开关无法正常分闸的问题，提高了开关内触头的动稳定性，进一步提高了开关的短时耐受能力。

请继续参考图3，所述绝缘外壳10内还可以设置有分励脱扣器 21，所述分励脱扣器21可驱动所述脱扣杆203，使所述操作机构20 的所述上连杆201及所述下连杆202的传动驱动所述转轴204带动所述动触头50作移出所述夹头60的运动。

第二实施例

请参考图4-7所示，本实施例公开另一种结构的多重吸力叠加的电的开关，其包括绝缘外壳10、操作机构20、进线端30、出线端40、动触头50、夹头60和静触头70，与第一实施例不同的是，所述开关还包括静触头70，所述静触头70和所述夹头60并联，所述静触头 70和所述夹头60均与所述进线端30连接，所述静触头70为平板型结构，包括连接板701、引弧角702和静触点703，所述引弧角702 和所述静触点703通过焊接的方式固定在所述连接板701上，共同构成所述静触头70。

本实施例中的夹头与实施例一中的夹头结构不同，如图6所示，本实施例中的所述夹头60包括夹头触指601、弹簧片606、夹头支座 607及导磁件604，所述夹头触指601通过铆接或焊接的方式固定在所述弹簧片606上，所述弹簧片606通过螺钉紧固在所述夹头支座607上，所述导磁件604设置在所述夹头触指601上，一对所述导磁件604分别设于一对所述夹头触指601的两侧，一对所述夹头触指 601位于一对所述导磁件604之间，所述导磁件604呈U型，一对U 型所述导磁件604的开口相对设置，开口之间留有间隙。

请继续参考图4，所述夹头支座607支撑在所述静触头70的下方，所述夹头触指601通过软导体与所述静触头70电连接，所述动触头50也为平板型结构，包括动触杆502和动触点503，所述动触点503也通过焊接的方式固定在所述动触杆501上，共同构成所述动触头50，所述动触杆502靠近所述动触点503的位置设置有一插刀面5011，所述动触头50在所述操作机构20带动下可同时与所述静触头70和所述夹头60接触，所述动触点503与所述静触点703接触，所述插刀面5011与所述夹头触指601接触，此时电流从所述进线端 30通过所述静触头70和所述夹头60两条并联支路流向所述动触头 50，所述操作机构20包括一绝缘转轴204，所述动触头50铰链于所述绝缘转轴204上。

请参考图4和图7，所述动触头50上设置有磁轭，所述磁轭包括第一磁轭80和第二磁轭81，所述第一磁轭80和第二磁轭81均为 U型，分别设置在所述转轴204的前面和后面，所述第一磁轭80设置在所述转轴204的前面，开口向下通过铆钉固定在所述动触头50 上，所述第二磁轭81设置在所述转轴204的后面，开口向上通过铆钉固定在所述动触头50上，铆钉为不导磁或弱磁性材料，所述第一磁轭80和第二磁轭81跟随所述动触头50一起转动，当所述动触头50转动到与所述静触头70和所述夹头60接触位置时停止运动，此时，在所述第一磁轭80和第二磁轭81开口正对方向设置有固定衔铁，对应地，所述第一磁轭80开口正对方向设置有第一固定衔铁90，所述第二磁轭81开口正对方向设置有第二固定衔铁91，所述第一固定衔铁90位于所述动触头50的下方，所述第二固定衔铁91位于所述动触头50的上方，所述第一固定衔铁90与所述第一磁轭之间，所述第二固定衔铁91与所述第二磁轭81之间均设置有一段吸合气隙，所述第一固定衔铁90和第二固定衔铁91分别固定在所述绝缘外壳10 上，所述第一磁轭80和第二磁轭81与所述第一固定衔铁90和第二固定衔铁91用电工纯铁等软磁性材料

当所述动触头50内有大电流通过时，所述第一磁轭80和第二磁轭81被磁化，在吸合气隙之间产生巨大的吸力，此吸力使所述动触头50压紧所述静触头70，大幅提高了大的短路电流通过时的触头压力，抵消了所述动触头50与所述静触头70间产生的霍姆力，保证了大电流通过时所述动触头50与所述静触头70不发生斥开，此外，与所述静触头70并联的所述夹头60由于流过的电流方向相同，则会在所述夹头触指601间产生较大的电动力使夹头触指601夹紧所述插刀面5011，同时设置在所述夹头触指601上所述导磁件604被磁化，产生电磁吸力，进一步推动所述夹头60向内运动夹紧所述插刀面 5011，三重吸力的叠加提高了所述开关在短路电流通过时的动稳定性，使所述开关的短时耐受能力得到了极大的提升，相对于第一实施例而言，本实施例提供的一种多重吸力叠加的电的开关可适用于对短时耐受能力要求更高的场合。

第三实施例

请参考图8-10所示，本实施例公开另一种结构的多重吸力叠加的电的开关，包括绝缘外壳10、操作机构20、进线端30、出线端40、动触头50、夹头60和静触头70，与第二实施例不同的是，当开关承载额定电流，所述动触头50插入所述夹头60时，所述动触头50与所述静触头70接触，所述动触头50与所述夹头60不接触；当开关承载短路电流，所述动触头50插入所述夹头60时，所述动触头50 与所述接触头70、所述夹头60均接触。

具体地，当所述开关承载额定电流时，所述电流从所述进线端 30仅通过所述静触头70流向所述动触头50再流向所述出线端40；当开关承受短路电流时，由于短路电流值较大，所述静触头70流过的电流使所述夹头60上设置的导磁件604磁化形成电磁铁，所述导磁件604会带动所述夹头60向内运动夹紧所述动触头50，此时所述开关流过的短路电流就会通过所述静触头70和所述夹头60两个并联支路流向所述动触头50，从而提高了所述开关在短路电流经过时的动稳定性及热稳定性，相对于第二实施例而言，本实施例提供的一种开关在所述动触头50进行合分操作时减少了所述夹头60夹持产生的阻力及冲击，从而进一步提高了开关的寿命及可靠性。

第四实施例

请参考图11-12所示，本实施例公开一种多重吸力叠加的电的开关，包括绝缘外壳10、操作机构20、进线端30、出线端40、动触头50、夹头60和静触头70，与第二实施例不同的是，所述动触头50 仅设置有第一磁轭80，所述第一磁轭80设置在所述转轴201的前面或后面一方，当所述第一磁轭80设置在所述转轴201前面时，所述第一磁轭80的开口向下，所述第一固定衔铁90与所述第一磁轭80 开口对应设置，设于所述动触头50的下方，如图11所示；当所述第一磁轭80设置在所述转轴201的后面时，所述第一磁轭80的开口向上，所述第一固定衔铁90与所述第一磁轭80开口对应设置，所述第一固定衔铁90设于所述动触头50的上方，如图12所示，相对于第二实施例而言，本实施例提供的一种开关空间更小，成本更低，可适用于开关短时耐受能力要求低一些的场合。

第五实施例

请参考图13所示，本实施例公开一种多重吸力叠加的电的开关，包括绝缘外壳10、操作机构20、进线端30、出线端40、动触头50 和夹头60，与第一实施例不同的是，所述动触头50为前后桥式旋转双触头，所述桥式旋转双触头前后对应设置有所述夹头60，相对于第一实施例而言，本实施例提供的一种开关可用于高电压、高分断及高短时耐受能力的场合。

第六实施例

请参考图14所示，本实施例公开一种多重吸力叠加的电的开关，包括绝缘外壳10、操作机构20、进线端30、出线端40、动触头50 和夹头60，与第一实施例不同的是，所述动触头50为左右U型双生触头，所述左右U型双生触头对应设置有所述夹头60，相对于第一实施例而言，本实施例提供的一种开关可用于高电压、高分断及高短时耐受能力的场合。

以上仅为本发明的较佳实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (16)

1.一种多重吸力叠加的电的开关，至少包括绝缘外壳、操作机构、进线端、出线端、动触头及夹头，所述进线端导体连接所述夹头，所述出线端导体连接所述动触头，其特征在于：所述夹头周围设置有导磁件。

2.根据权利要求1所述的一种多重吸力叠加的电的开关，其特征在于，连接所述进线端与所述夹头的所述导体为软导线或硬导线。

3.根据权利要求1所述的一种多重吸力叠加的电的开关，其特征在于，所述动触头在所述操作机构的作用下，作插入或移出所述夹头运动。

4.根据权利要求1所述的一种多重吸力叠加的电的开关，其特征在于，所述夹头至少包括一对夹头触指，当所述动触头插入所述夹头时，一对所述夹头触指分别设置于所述动触头两侧，一对所述导磁件分别固定在所述夹头触指上，一对所述导磁件之间设置有间隙。

5.根据权利要求4所述的一种多重吸力叠加的电的开关，其特征在于，所述导磁件在所述夹头流入电流大于所述开关的额定电流时，产生磁场，推动所述夹头向内运动夹紧所述动触头。

6.根据权利要求4所述的一种多重吸力叠加的电的开关，其特征在于，所述动触头两侧设置有上动触点，所述上动触点为合金材料。

7.根据权利要求6所述的一种多重吸力叠加的电的开关，其特征在于，所述夹头触指上设置有下动触点，所述下动触点为合金材料，所述动触头插入所述夹头后，所述上动触点和所述下动触点接触。

8.根据权利要求1所述的一种多重吸力叠加的电的开关，其特征在于，还包括静触头，所述静触头和所述夹头并联连接，所述静触头与所述夹头均与所述进线端连接。

9.根据权利要求8所述的一种多重吸力叠加的电的开关，其特征在于，所述动触头可与所述静触头和/或所述夹头接触。

10.根据权利要求9所述的一种多重吸力叠加的电的开关，其特征在于，所述动触头在所述操作机构的作用下插入所述夹头时可不接触或接触。

11.根据权利要求1-10任一项所述的一种多重吸力叠加的电的开关，其特征在于，还包括静触头，所述操作机构至少包括上连杆、下连杆、脱扣杆及转轴，通过所述上下连杆驱动所述转轴带动所述动触头与所述静触头和/或所述夹头接触，所述脱扣杆可以通过分励脱扣器解锁，所述动触头与所述静触头和/或所述夹头断开。

12.根据权利要求11所述的一种多重吸力叠加的电的开关，其特征在于，所述动触头连接在所述转轴上，所述动触头上设置有磁轭，所述磁轭设置在所述转轴的前面和/或后面。

13.根据权利要求12所述的一种多重吸力叠加的电的开关，其特征在于，所述磁轭固定在所述动触头上，跟随所述动触头一起转动。

14.根据权利要求13所述的一种多重吸力叠加的电的开关，其特征在于，所述动触头闭合时，所述磁轭正对方向设置有固定衔铁，在所述动触头流入大于所述开关的额定电流时，所述磁轭产生磁场，与所述固定衔铁吸合，防止所述动触头斥开。

15.根据权利要求1所述的一种多重吸力叠加的电的开关，其特征在于，所述动触头为前后桥式旋转双触头，所述桥式旋转双触头前后对应设置有所述夹头。

16.根据权利要求1所述的一种多重吸力叠加的电的开关，其特征在于，所述动触头为左右U型双触头，所述U型双触头左右对应设置有所述夹头。

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