专利名称：一种高压开关用弹簧触指及其制备方法
技术领域：
本发明涉及高压开关，特别提供了一种输变电线路中的电压等级(220～500千伏)开关用弹簧触指。
附
图1所示是一种新型Lw□系列高压开关的可分触头结构，由静触头1、动触头2、弹簧触指3构成，静触头1的触指是刚性的，动触头上设有环形槽，环形的弹簧触指3套于其上，动触头可在静触头中上下移动直至脱离。工作原理是动触头与静触头接触后，依靠弹簧触指的弹性变形使两者紧密接触，电流从弹簧触指流过，由于电流经每一匝弹簧流过，每一匝的发热都会造成弹性变化而自动调节动静触头的接触压力。而且，弹簧触指表面积大，散热面大，每匝极易冷却，在大电流工作时(如3000～4000A)，温度升高幅度容易控制。该种系列高压开关的设计，改变了过去高压开关结构复杂，用料多，加工难度大，部件笨重，装配繁复的缺点，可大大降低高压开关的生产成本。该种高压开关的技术关键是弹簧触指，要求其必须具备良好的弹性，以保证动触头在开合及运动中，与静触头有良好的相容接触，使电流均匀地流经每一匝弹簧丝，而不产生局部温度升高，从而整个元件温升在设计的范围内。具体地说，就是要求每一匝弹簧丝都要有精确的形状，总匝数要严格控制，弹簧丝对接处的焊口必须避免与静触头接触，焊点必须平整光滑，不得与弹簧直径有肉眼可见的差异，以避免高压下的高压放电造成损坏。
由于本发明弹簧触指采用了一种特殊的设计方式，即弹簧为椭圆截面的圈簧结构，椭圆截面的长轴沿圈簧的轴向，从而保证了弹簧触指与静触头的刚性触指之间具有较大的接触面，以保证具有较小的接触电阻。同时，由于本发明弹簧触指采用铍铜材料制作，保证了其自身的良好导电性，并且有自动灭弧的功能，不产生电火花。目前，圆形截面的圈簧制备技术已经较为成熟，但是由于椭圆截面结构的各向异性，封闭的椭圆截面圈簧的制备尚无报道。
本发明还提供了上述高压开关用弹簧触指的制备方法，其特征在于过程为——将铍铜丝进行软化处理，温度75～800℃，时间0.5～2小时；——将软化后的铍铜丝在截面为椭圆的棒状胎具上缠绕成螺旋弹簧丝，弹簧丝的长度比最终圈簧的周长长0.1～0.2mm；
——将上述弹簧丝两端焊接在一起，形成封闭环形弹簧，焊点在椭圆截面的长轴端；——将上述环形弹簧放入与最终产品形状一致的定型胎具中，在600～650℃条件下，保温1～3小时。
本发明高压开关用弹簧触指的制备方法中，弹簧丝两端焊接可以采用电子束、激光或氩弧焊的方法进行。
本发明高压开关用弹簧触指的制备方法中，时效后弹簧表面还可以进行镀镍或镀银处理。
实施例1将市场购得的φ1.5mm的QBe2铍铜丝，进行软化处理，温度800℃，时间0.5小时，将软化后的铍铜丝在截面为椭圆的棒状胎具上缠绕成螺旋弹簧丝，椭圆截面的长轴为13mm，短轴为11mm，弹簧丝的长度为90匝；将弹簧丝两端用氩弧焊焊接在一起，形成封闭环形弹簧，焊点在椭圆截面的长轴端；将环形弹簧放入定型胎具中，胎具的内径为φ90±1mm，外径为φ110±1.5mm，截面与棒状胎具截面相同。在620±10℃条件下，保温2小时；最终得到弹簧触指符合设计要求。
实施例2将市场购得的φ1.6mm的QBe1.9铍铜丝，进行软化处理，温度800℃，时间0.5小时，将软化后的铍铜丝在截面为椭圆的棒状胎具上缠绕成螺旋弹簧丝，椭圆截面的长轴为12.7mm，短轴为10.5mm，弹簧丝的长度为138匝；将弹簧丝两端用氩弧焊焊接在一起，形成封闭环形弹簧，焊点在椭圆截面的长轴端；将环形弹簧放入定型胎具中，胎具的内径为φ125±1mm，外径为φ150+2mm，截面与棒状胎具截面相同。在620±10℃条件下，保温2小时；最终得到弹簧触指符合设计要求。
实施例3将市场购得的φ1.59mm的QBe1.9铍铜丝，进行软化处理，温度800℃，时间0.5小时，将软化后的铍铜丝在截面为椭圆的棒状胎具上缠绕成螺旋弹簧丝，椭圆截面的长轴为13mm，短轴为11mm，弹簧丝的长度为159匝；将弹簧丝两端用氩弧焊焊接在一起，形成封闭环形弹簧，焊点在椭圆截面的长轴端；将环形弹簧放入定型胎具中，胎具的内径为φ145±1mm，外径为φ165±2mm，截面与棒状胎具截面相同。在620±10℃条件下，保温2小时；最终得到弹簧触指符合设计要求。
权利要求
1.一种高压开关用弹簧触指，其特征在于该弹簧触指为椭圆截面的圈簧结构，椭圆截面的长轴沿圈簧的轴向，为铍铜材料制作。
2.一种权利要求1所述高压开关用弹簧触指的制备方法，其特征在于过程为——将铍铜丝进行软化处理，温度750～800℃，时间0.5～2小时；——将软化后的铍铜丝在截面为椭圆的棒状胎具上缠绕成螺旋弹簧丝，弹簧丝的长度比最终圈簧的周长长0.1～0.2mm；——将上述弹簧丝两端焊接在一起，形成封闭环形弹簧，焊点在椭圆截面的长轴端；——将上述环形弹簧放入与最终产品形状一致的定型胎具中，在600～650℃条件下，保温1～3小时；——将上述定型后的弹簧在260～380℃条件下，时效0.2～1小时，得到高压开关用弹簧触指。
3.按照权利要求2所述高压开关用弹簧触指的制备方法，其特征在于采用电子束、激光或氩弧焊的方法进行焊接。
4.按照权利要求2所述高压开关用弹簧触指的制备方法，其特征在于时效后弹簧表面进行镀镍或镀银处理。
全文摘要
本发明提供了一种高压开关用弹簧触指，为椭圆截面的圈簧结构，椭圆截面的长轴沿圈簧的轴向，为铍铜材料制作。制备过程是将铍铜丝进行软化处理，温度750－800℃，时间0.5～2小时；在截面为椭圆的棒状胎具上缠绕成螺旋弹簧丝，弹簧丝的长度比最终圈簧的周长长0.1～0.2mm；将两端焊接在一起，形成封闭环形弹簧，焊点在椭圆截面的长轴端；放入与最终产品形状一致的定型胎具中，在600～650℃条件下，保温1～3小时。由于本发明采用了椭圆截面的圈簧结构，椭圆截面的长轴沿圈簧的轴向，从而保证了弹簧触指与静触头的刚性触指之间具有较大的接触面，较小的接触电阻。同时，由于采用铍铜材料制作，保证了其自身的良好导电性，并且有自动灭弧的功能，不产生电火花。
文档编号H01H1/00GK1404084SQ0112812
公开日2003年3月19日 申请日期2001年9月5日 优先权日2001年9月5日
发明者胡宛平, 杨奇雄, 阎德胜 申请人:中国科学院金属研究所