低壓開(kāi)關(guān)中的觸頭系統(tǒng)、及低壓開(kāi)關(guān)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電氣領(lǐng)域，更具體地涉及一種低壓開(kāi)關(guān)中的觸頭系統(tǒng)、及低壓開(kāi)關(guān)。
【背景技術(shù)】
[0002] 開(kāi)關(guān)作為低壓電器中的重要元件，短時(shí)耐受電流能力是其重要的性能指標(biāo)。現(xiàn)有 的諸如B類斷路器、隔離開(kāi)關(guān)之類的大多數(shù)低壓開(kāi)關(guān)都具有一定的短時(shí)耐受電流能力，但 是它們有時(shí)無(wú)法滿足諸如雙電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)之類的短時(shí)耐受電流能力要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景 的需求。
[0003] 觸頭系統(tǒng)是低壓開(kāi)關(guān)中的核心部件，通常包括動(dòng)觸頭和靜觸頭兩部分，在動(dòng)觸頭 與靜觸頭相互接通/斷開(kāi)時(shí)低壓開(kāi)關(guān)閉合/打開(kāi)。為了提高低壓開(kāi)關(guān)的短時(shí)耐受電流能力， 現(xiàn)有的做法是將靜觸頭的斥力結(jié)構(gòu)改為無(wú)斥力結(jié)構(gòu)，同時(shí)增加動(dòng)觸頭的終壓力。但是，由于 觸頭系統(tǒng)中的動(dòng)觸頭與靜觸頭之間的電接觸部處的電動(dòng)力的存在，這種做法無(wú)法大幅提高 低壓開(kāi)關(guān)的短時(shí)耐受電流能力。而且，增大動(dòng)觸頭的終壓力將導(dǎo)致用于固定動(dòng)觸頭的轉(zhuǎn)軸 的局部強(qiáng)度必須增強(qiáng)，這就對(duì)轉(zhuǎn)軸的材料、結(jié)構(gòu)、工藝、以及容納空間提出了更高的要求，設(shè) 計(jì)及制作難度明顯增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 鑒于以上所述的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種低壓開(kāi)關(guān)中的觸頭系統(tǒng)、及 低壓開(kāi)關(guān)。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的低壓開(kāi)關(guān)中的觸頭系統(tǒng)，包括分叉觸頭和動(dòng)觸頭，其中：分叉 觸頭具有上分叉端和下分叉端，上分叉端和下分叉端的內(nèi)側(cè)分別設(shè)置有電接觸部，動(dòng)觸頭 的執(zhí)行端的、與分叉觸頭的電接觸部相對(duì)應(yīng)的上下表面分別設(shè)置有電接觸部，當(dāng)觸頭系統(tǒng) 接通并且通電時(shí)，在分叉觸頭的電接觸部上產(chǎn)生的電動(dòng)斥力相互抵消，使得觸頭系統(tǒng)能夠 穩(wěn)定地保持在接通狀態(tài)。
[0006] 在一個(gè)實(shí)施例中，分叉觸頭是U形或C形分叉觸頭，在觸頭系統(tǒng)接通并且通電時(shí)流 經(jīng)上分叉端的電流小于流經(jīng)下分叉端的電流。其中，分叉觸頭設(shè)置有旋轉(zhuǎn)中心孔，電流從旋 轉(zhuǎn)中心孔分流至上分叉端和下分叉端，并且上分叉端的電阻大于下分叉端的電阻。
[0007] 在一個(gè)實(shí)施例中，分叉觸頭與分叉觸頭的電接觸部形成為同材質(zhì)整體式結(jié)構(gòu)，或 者分叉觸頭的除電接觸部以外的部分是多個(gè)連接片體在厚度方向的組合式結(jié)構(gòu)或者是單 片結(jié)構(gòu)，其中，多個(gè)連接片體中的至少一個(gè)連接片體的材質(zhì)的彈性模量高于該多個(gè)連接片 體中的其他連接片體的材質(zhì)的彈性模量。
[0008] 在一個(gè)實(shí)施例中，分叉觸頭和/或動(dòng)觸頭的電接觸部為低接觸電阻，由耐電弧材 料制成。
[0009] 在一個(gè)實(shí)施例中，上分叉端和下分叉端的電接觸部的互相面對(duì)的表面的全部或部 分為弧面，所述弧面用于電接觸、以及用于在分叉觸頭與動(dòng)觸頭接通與斷開(kāi)過(guò)程中的讓位。
[0010] 在一個(gè)實(shí)施例中，分叉觸頭是Y形或V形分叉觸頭，在觸頭系統(tǒng)接通并且通電時(shí)流 經(jīng)上分叉端的電流與流經(jīng)下分叉端的電流相等。
[0011] 在一個(gè)實(shí)施例中，分叉觸頭設(shè)置有復(fù)位結(jié)構(gòu)，用于在分叉觸頭與動(dòng)觸頭斷開(kāi)后，在 復(fù)位彈簧或彈片的輔助下使分叉觸頭復(fù)位。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的低壓開(kāi)關(guān)，包括滅弧室、操作機(jī)構(gòu)、以及如上所述的觸頭系 統(tǒng)。
[0013] 采用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸頭系統(tǒng)的低壓開(kāi)關(guān)，在觸頭系統(tǒng)處于接通狀態(tài)且有電 流通過(guò)時(shí)，分叉觸頭與動(dòng)觸頭間產(chǎn)生霍爾姆電動(dòng)斥力。分叉觸頭的上分叉端的電接觸部的 霍爾姆力垂直于上分叉端的電接觸部的弧形表面指向其弧心，下分叉端的電接觸部的霍爾 姆力垂直于下分叉端的電接觸部的弧形表面指向其弧心。回路電流在分叉觸頭的旋轉(zhuǎn)中 心分流，合理的分流比例使得在分叉觸頭兩個(gè)分叉端的電接觸部上產(chǎn)生的電動(dòng)斥力相互抵 消。綜合考慮回路洛倫茲力，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸頭系統(tǒng)在短路等大電流通過(guò)時(shí)能夠穩(wěn) 定地保持在接通狀態(tài)，從而提高了低壓開(kāi)關(guān)的短時(shí)耐受電流能力。
[0014] 在
【發(fā)明內(nèi)容】
部分中引入了一系列簡(jiǎn)化形式的概念，這將在【具體實(shí)施方式】部分中進(jìn) 一步詳細(xì)說(shuō)明。本
【發(fā)明內(nèi)容】
部分并不意味著要試圖限定出所要求保護(hù)的技術(shù)方案的關(guān)鍵特 征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護(hù)的技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
[0015] 以下結(jié)合附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 本申請(qǐng)的下列附圖在此作為本申請(qǐng)的一部分用于理解本申請(qǐng)。附圖中示出的實(shí)施 方式及其描述用來(lái)解釋本發(fā)明的原理。在附圖中：
[0017] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的低壓開(kāi)關(guān)的剖視結(jié)構(gòu)圖。
[0018] 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的分叉觸頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019] 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的分叉觸頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020] 圖4示出了圖2所示的分叉觸頭在低壓開(kāi)關(guān)中的組裝示意圖。
[0021] 圖5示出了圖3所示的分叉觸頭在低壓開(kāi)關(guān)中的組裝示意圖。
[0022] 圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的動(dòng)觸頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023] 圖7示出了圖6所示的動(dòng)觸頭與轉(zhuǎn)軸的組裝剖視圖。
[0024]圖8示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的觸頭系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖9示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的觸頭系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖10示出了圖9所示的第二實(shí)施例觸頭系統(tǒng)在接通狀態(tài)下的受力分析示意圖。
[0027] 圖11示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的觸頭系統(tǒng)的接通狀態(tài)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的各個(gè)方面的特征和示例性實(shí)施例。在下面的詳細(xì)描述 中，提出了許多具體細(xì)節(jié)，以便提供對(duì)本發(fā)明的全面理解。但是，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō) 很明顯的是，本發(fā)明可以在不需要這些具體細(xì)節(jié)中的一些細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施。下面對(duì)實(shí)施 例的描述僅僅是為了通過(guò)示出本發(fā)明的示例來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的更好的理解。本發(fā)明決不限 于下面所提出的任何具體配置和算法，而是在不脫離本發(fā)明的精神的前提下覆蓋了元素、 部件和算法的任何修改、替換和改進(jìn)。在附圖和下面的描述中，沒(méi)有示出公知的結(jié)構(gòu)和技 術(shù)，以便避免對(duì)本發(fā)明造成不必要的模糊。
[0029] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的低壓開(kāi)關(guān)的剖視結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，低壓開(kāi)關(guān) 1主要包括觸頭系統(tǒng)10、滅弧室12、以及操作機(jī)構(gòu)14,其中觸頭系統(tǒng)10包括分叉觸頭20和 動(dòng)觸頭30。
[0030] 在圖1所示的低壓開(kāi)關(guān)1中，通過(guò)控制分叉觸頭20與動(dòng)觸頭30的接通與斷開(kāi)來(lái) 控制低壓開(kāi)關(guān)1的閉合與打開(kāi)；通過(guò)對(duì)操作機(jī)構(gòu)14進(jìn)行操作來(lái)控制分叉觸頭20與動(dòng)觸頭 30的接通與斷開(kāi)；并且在分叉觸頭20與動(dòng)觸頭30斷開(kāi)的過(guò)程中產(chǎn)生的電弧被引入滅弧室 12,以利用滅弧室12來(lái)最終熄滅該電弧。
[0031] 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的分叉觸頭的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，分 叉觸頭20a包括U形連接體202a、和分別位于U形連接體202a的兩個(gè)分叉端202a-l和 202a-2(這兩個(gè)分叉端在下面也被稱為上分叉端和下分叉端）內(nèi)側(cè)的兩個(gè)電接觸部204a和 206a。在本實(shí)施例中，U形連接體202a的上分叉端202a-l的兩側(cè)設(shè)置有凹槽202a-l-l， 所以U形連接體202a的上分叉端202a-l的厚度小于下分叉端202a-2的厚度。電接觸部 204a和206a選用低接觸電阻，由耐電弧材料形成，并且其相互面對(duì)的外表面可以設(shè)計(jì)為全 部弧面或局部弧面（雖然圖2中的電接觸部204a和206a相互面對(duì)的外表面設(shè)置為部分弧 面）。電接觸部204a和206a的相互面對(duì)的外表面的弧面設(shè)計(jì)除了用于電接觸外，還用于分 叉觸頭20a與動(dòng)觸頭30在接通與斷開(kāi)過(guò)程中的讓位。電接觸部204a和206a可以通過(guò)焊 接、螺釘連接、鉚釘連接等方式與U形連接體202a的兩個(gè)分叉端202a-l和202a-2內(nèi)側(cè)的 兩個(gè)平面相連接。
[0032] 如圖2所示，U形連接體202a上還設(shè)置有旋轉(zhuǎn)孔210a_l，U形連接體202a由通過(guò) 旋轉(zhuǎn)孔210a-l的安裝軸安裝在安裝支架上（旋轉(zhuǎn)孔210a-l的中心作為分叉觸頭20a的旋 轉(zhuǎn)中心）。為了使分叉觸頭20a與動(dòng)觸頭30在斷開(kāi)過(guò)程中可靠分離，可以將旋轉(zhuǎn)孔210a-l 設(shè)置在分叉觸頭20a的中心偏下位置。另外，旋轉(zhuǎn)孔210a_l在分叉觸頭20a上的位置決定 了分叉觸頭20a與動(dòng)觸頭30處于接通狀態(tài)時(shí)電流流入或流出分叉觸頭20a的位置（即， 旋轉(zhuǎn)孔210a_l是分叉觸頭20a上的電流流入或流出點(diǎn)）。U形連接體202a兩側(cè)在旋轉(zhuǎn)孔 210a_l外設(shè)置有圓形凸臺(tái)210a。當(dāng)分叉觸頭20a通過(guò)安裝支架被安裝到低壓開(kāi)關(guān)中時(shí)，安 裝支架對(duì)U形連接體202a兩側(cè)的圓形凸臺(tái)210a有夾緊力，并且在分叉觸頭20a旋轉(zhuǎn)的過(guò)程 中圓形凸臺(tái)210a可以減小摩擦力。另外，圓形凸臺(tái)210a還可用于改善分叉觸頭20a和安 裝支架之間的導(dǎo)電情況、以及使分叉觸頭20a和安裝支架之間的接觸電阻在分叉觸頭20a 旋轉(zhuǎn)時(shí)保持穩(wěn)定。
[0033]另外，分叉觸頭20a還設(shè)置有復(fù)位結(jié)構(gòu)，由彈簧或彈片輔助復(fù)位。具體地，如圖2所 示，分叉觸頭20a的U形連接