双电压开关的制作方法

专利名称：双电压开关的制作方法
技术领域：
本发明总的来说涉及变压器开关，并且更具体地涉及用于填充绝缘流体的变压器的双电压开关和抽头转换开关。
背景技术：
变压器是通过电磁耦合将电能从一个电路转移到另一个电路的器件。典型地，变 压器包括缠绕在铁芯周围的一个或多个绕组。施加到一个绕组(“初级绕组”)上的交流电 压在铁芯中产生一个随时间变化的磁通，其在另一个(“次级”)绕组中感应出电压。铁芯 周围的初级和次级绕组的相对匝数的改变决定变压器的输入和输出电压比。例如，匝数比 为2 1(初级次级)的变压器的输入电压是其输出电压的两倍。变压器抽头是沿着变压器绕组的连接点，其可以选择该绕组的匝数。因此，变压器 抽头使得变压器的匝数比可变。匝数比在使用中的选择可通过抽头转换开关来实现。双电压变压器是包括两个绕组的一种变压器，其能串联连接用以处理特定的电压 和电流强度，或者可以并联连接以使得电流双倍，而电压为串联连接电压的一半。该电压通 过操作双电压开关而改变。为了简便起见，术语“开关”在本文中用于表示抽头转换开关或 者双电压开关。本领域中公知的是采用诸如高纯度矿物油之类的绝缘流体来冷却高功率变压器。 该绝缘流体在高温下是稳定的，并且具有良好的绝缘特性，用于抑制变压器中的电晕放电 和电弧。典型地，该变压器包括至少部分填充有绝缘流体的箱。该绝缘流体包围着变压器 铁芯和绕组。铁芯夹子从铁芯延伸并保持铁芯和绕组在箱中的相对位置。开关安装到该箱的侧 壁上。该开关包括电气耦合到至少一个绕组上的一个或多个触头，用于改变变压器的电压。金属螺钉将触头固定到开关的外壳上。触头和螺钉是带电的(即，充电的)。铁芯 夹子和箱壁电气接地。金属螺钉使得与接地箱壁的电气隙减小。尖锐的螺钉头和螺钉孔中 的存在的气体同样减小了变压器中的绝缘性能以及无线电感应电压(“RIV”)性能。为了满足与地的电气隙要求，在带电触头和螺钉以及接地的箱壁和铁芯之间至少 必须具有最小距离。随着开关(和/或开关触头和/或螺钉)的尺寸增加，箱必须更宽，或 者箱更高时开关必须安装在铁芯夹子之上，以满足最小距离要求。随着箱尺寸的增加，得到 或者维护变压器的成本增加。例如，越大的变压器要求的空间越多，箱材料越多。越大的变 压器还要求更多的绝缘流体来填充变压器更大的箱。因此，变压器的成本直接与开关尺寸 成正比。因此，在本领域中需要开关的尺寸减小。此外，在本领域中还需要开关与接地箱壁的电气隙增加，而且绝缘和RIV性能增加。本领域中还需要开关没有用于将开关触头固定 到开关外壳上的金属螺钉。本领域中还需要开关没有用于任何目的的金属螺钉。

发明内容
本发明提供一种变压器开关，诸如双电压开关或抽头转换开关，其尺寸减小，与接地箱壁和接地铁芯夹子的电气隙增加，并且绝缘和RIV性能增加。该开关包括盖子，外壳， 以及夹在盖子和外壳之间的转子。该转子在该外壳的通道内从变压器开关的顶部延伸到该 盖子的内表面。该盖子包括基座部件以及从该基座部件延伸的壁部件。该壁部件限定了该盖子的 内部空间。例如，该壁部件可从该基座部件基本垂直延伸。在盖子的内部空间内，从壁部件 延伸的部件在该内部空间内限定了至少一个凹穴。每个凹穴构造成接收与变压器的一个或 多个绕组相关联的固定触头。例如，从该壁部件延伸的每个部件可包括构造成接收固定触 头的凹槽或突起的突起或凹槽。在某些代表性实施例中，每个固定触头电气耦合到变压器的一个或多个绕组上。 例如，耦合到该变压器的导线可通过声波焊接，一个或多个快速连接端子，或者本领域技术 人员公知的具有披露的这种效果的其他合适的装置而电气耦合到固定触头上。在某些代表 性实施例中，该基座部件可包括构造成接收与每个固定触头相关的导线的一个或多个孔。 孔还可构造成允许开关内绝缘流体的进入或者流出，从而在开关触头和变压器的导电接地 金属箱壁之间提供更大的隔离。该基座部件包括从盖子的内表面延伸的突起。该突起构造成接收该转子对应的凹 槽。该转子构造成绕着该突起转动，从而相对于盖子凹穴中的固定触头移动至少一个可动 触头。每个可动触头构造成选择性地电气耦合到至少一个固定触头上。在某些代表性实 施例中，每个固定触头-可动触头对对应于变压器不同的电气结构，因而对应于不同的变 压器电压。例如，操作者可采用连接到该转子上的把手来改变变压器电压。该开关的外壳安装在转子，可动触头以及固定触头之上，通过该外壳或盖子的一 个或多个卡扣部件而附着到该盖子上。在某些代表性实施例中，盖子和外壳中的每个至少 部分用不导电材料模制而成，该不导电材料例如不导电塑料。在这种实施例中，该变压器开 关的电气触头通过塑料模制的开关本体部而容纳在合适的位置中，而不需要传统上应用在 变压器开关中的金属、机械紧固件。金属紧固件的消除使得与接地箱壁的电气隙增加。同 样，尖锐螺钉头以及螺钉孔中气体的消除增加了绝缘和RIV性能。基于下面所示出的实施例的详细描述，本领域的普通技术人员更加清楚本发明的 这些和其他方面、特点和实施例，其中所示出的实施例代表了用于实现上述发明的最佳模 式。


图1是根据某些代表性实施例的变压器的剖面侧视图。图2是根据某些代表性实施例的安装到变压器箱壁上的开关的剖面侧视图。图3是根据某些代表性实施例的双电压开关的等距底视图。
图4是根据某些代表性实施例的双电压开关的等距顶视图。图5是根据某些代表性实施例的双电压开关的盖子、固定触头和导线的分解侧视 图。图6是根据某些代表性实施例的组装在双电压开关盖子内的固定触头和导线的 侧视图。图7是根据某些代表性实施例的双电压开关的盖子、固定触头、导线、可动触头组 件，转子，以及0形环的局部分解侧视图。图8是根据某些代表性实施例的组装在双电压开关盖子内的固定触头、导线、转 子、0形环以及可动触头组件的侧视图。图9是根据某些代表性实施例的双电压开关外壳的等距底视图。
图10是根据某些代表性实施例的外壳和垫圈对齐用于组装在双电压开关盖子内 的固定触头、导线、0形环、以及可动触头组件的侧视图。图11是根据某些代表性实施例的已组装的双电压开关的侧视图。图12是根据某些代表性实施例的在相对于组装在双电压开关盖子内的固定触头 的第一位置上的可动触头组件的正底视图。图13是根据某些代表性实施例的在相对于组装在双电压开关盖子内的固定触头 的第二位置的可动触头组件的正底视图。图14是根据某些代表性实施例的双电压开关在第一位置的正顶视图。图15是根据某些代表性实施例的双电压开关在第二位置的正顶视图。图16是根据某些代表性实施例的抽头转换开关的等距底视图。图17是根据某些代表性实施例的抽头转换开关的等距顶视图。图18是根据某些代表性实施例的抽头转换开关的盖子、固定触头以及导线的分 解侧视图。图19是根据某些代表性实施例的组装在抽头转换开关盖子内的固定触头和导线 的侧视图。图20是根据某些代表性实施例的抽头转换开关的盖子、固定触头、导线、可动触 头组件、转子以及0形环的局部分解侧视图。图21是根据某些代表性实施例的组装在抽头转换开关盖子内的固定触头、导线、 转子、0形环以及可动触头组件的侧视图。图22是根据某些代表性实施例的抽头转换开关外壳的等距底视图。图23是根据某些代表性实施例的用于采用组装在抽头转换开关盖子内的固定触 头、导线、转子、0形环以及可动触头组件组装而对齐的外壳和垫圈的侧视图。图24是根据某些代表性实施例的抽头转换开关的透视侧视图。图25是根据某些代表性实施例的可动触头组件在相对于组装在抽头转换开关盖 子内的固定触头的第一位置的正顶视图。图26是根据某些代表性实施例的可动触头组件在相对于组装在抽头转换开关盖 子内的固定触头的第二位置的正顶视图。图27是根据某些代表性实施例的抽头转换开关在第一位置的正顶视图。图28是根据某些代表性实施例的抽头转换开关在第二位置的正顶视图。
图29是根据某些可替换代表性实施例的变压器开关的“单按钮”固定触头的透视 图。图30是根据某些可替换代表性实施例的变压器开关的“双按钮”固定触头的透视 图。图31是根据某些代表性实施例的双电压开关位于对应于变压器并联结构的工作 位置的电路图。图32是根据某些代表性实施例的双电压开关位于对应于变压器串联结构的工作 位置的电路图。图33是根据某些代表性实施例的抽头转换开关在变压器中的电路图。图34是根据某些可替换代表性实施例的抽头转换开关的透视图。
具体实施例方式下面代表性的详细描述参考附图，其中在整个附图中相同的标记表示相同的元 件。图1是根据某些代表性实施例的变压器100的剖面侧视图。变压器100包括部 分填有绝缘流体110的箱105。绝缘流体110包括可承受稳定电场并可用作电绝缘体的任 何液体。例如，绝缘流体可包括矿物油。绝缘流体Iio从箱的底部105a延伸到接近箱105 顶部105b的高度115。绝缘流体110包围着变压器100的铁芯125和绕组130。铁芯夹子 135从铁芯125延伸，并且维持在铁芯125和绕组130在箱105内的相对位置。开关120安装到箱105的侧壁上并通过多条导线120a，120b电气耦合到变压器 100的初级电路上。开关120构造成通过导线120a，120b改变变压器100的一个或多个绕 组130的电气结构而改变变压器100的电压。例如，开关120可包括双电压开关或者抽头 转换开关。在下文中参考图3-15描述双电压开关的某些代表性实施例。在下文中参考图 16-28描述抽头转换开关的某些代表性实施例。在某些代表性实施例中，如果开关120是双电压开关，导线120a，120b可在开关 120和变压器105的一个或多个绕组130之间延伸，其他的导线(未示出)可在开关120和 接近箱150的顶部105b上设置的一个或多个熔丝套管(未示出)之间延伸。每个熔丝套 管是高压绝缘部件，其电气耦合到变压器100的外部电源(未示出)上。如果开关120是 抽头转换开关，导线120a，120b可在开关120和变压器105的绕组130之间延伸而不需要 在开关120和变压器100的任何套管之间延伸的任何其他导线。代表性双电压和抽头转换 开关的电路连接在下文中将参考图31-33描述。开关120包括固定触头(未示出)，每个电气耦合到导线120a，120b的一条或多条 上。例如，固定触头和导线120a，120b可以通过声波焊接到一起或者阳和阴快速连接端子 (未示出)或者本领域普通技术人员公知的具有本说明书中公开的效果的其他合适装置而 进行连接。开关120的至少一个可动触头(未示出)可选择性地电气耦合到一个或多个固 定触头上。例如，每个可动触头-固定触头对可对应于绕组130的不同电结构，从而对应于 变压器100不同的电压。在某些代表性实施例中，操作员可转动与开关120相关联的把手 135，以选择固定触头，若有的话，其将电气耦合可动触头。图2是根据某些代表性实施例的安装到变压器(未示出)的箱壁105c的开关120的剖面侧视图。开关120包括设置在开关120的盖子210和外壳215之间的细长转子205。外壳215延伸通过箱壁105c，而外壳215的第一端215a设置在箱(未示出)外部，外壳215 的第二端215b设置在箱内部。第一端215a包括一个或多个凹槽215d。在某些代表性实施例中，装配螺母(未示出)可以绕着凹槽215d拧，从而将开关 120保持到箱壁105c上并且压缩垫圈230。压缩垫圈230可在箱壁105c和外壳215之间 形成机械密封。外壳215的第二端215b可通过盖子210的一个或多个卡扣部件217可拆 卸地连接到盖子210上。每个卡扣部件217包括夹紧至少一部分盖子210的一片或多个塑 料片。在某些可替换代表性实施例中，外壳215可包括卡扣部件217。每个外壳215和盖子 210至少部分用像绝缘塑料这样的不导电材料模制而成。细长转子205在外壳215的内部通道215c内延伸，而转子205的第一端205a设置 在箱外部，转子205的第二端205b设置在箱内。两个0形环220，225设置在部分转子205 的周围，靠近转子205的第一端205a。两个0形环220，225维持转子的第一端205a和外壳 215之间的机械密封。知道本发明好处的本领域普通技术人员应该意识到存在许多其他的装置，用于维 持外壳215，转子205以及箱壁105c之间的机械密封。例如，在某些的可替换代表性实施例 中，外壳215可卡入箱壁105c中，垫圈230可采用“双射(two-shot) ”模制工艺模制到外壳 215上，和/或垫圈230可采用粘结剂粘附到外壳215上。转子205的第二端205b包括构造成接收盖子210的对应突起210a的凹口 205c。 因此，转子205基本夹在盖子210和外壳215之间。转子205构造成在外壳215内绕着盖子 210的突起210a转动。例如，向连接到转子205的把手(未示出)施加力可使得转子205 绕着突起210a转动。在某些代表性实施例中，凹口 205c延伸成比突起210a的高度要深， 在突起210a和凹口 205c之间留出间隙。该间隙构造成用变压器100的绝缘流体110(图 1)填充，以防止开关120的可动触头245之间的绝缘击穿。至少一个可动触头组件235连接到转子205的一侧205d。每个可动触头组件235 包括弹簧240以及可动触头245。可动触头245包括导电材料，例如铜。在某些代表性实施 例中，可动触头245被镀银从而为防止焦化(coaking)而提供额外的保护。焦化是其中变 压器的绝缘流体由于接触表面上的局部加热而改变状态的一种情形。已经证明，在触头上 镀银可极大地减小这种局部加热以及因此导致的焦化。可动触头组件235从转子205的一侧205d垂直延伸，而弹簧240设置在可动触头 245和转子205之间。弹簧240和至少一部分可动触头245设置在转子205的一侧205d的 凹陷205e中。转子205绕着突起210a的运动使得每个可动触头组件235进行同样的轴向 运动。那种轴向运动可使得每个可动触头组件235的可动触头245相对于设置在盖子 210内的一个或多个固定触头250移动。每个固定触头250包括像铜那样的导电材料，其通 过一条或多条导线120a，120b电耦合到至少一个变压器绕组(未示出)上。固定触头250 和导线120a，120b通过声波焊接，阳阴快速连接端子，或者本领域普通技术人员知道的具 有本发明效果的其他合适装置而彼此电气耦合。在某些代表性实施例中，一个或多个固定 触头250可镀银，代替电镀可动触头245或者除了电镀可动触头245。对固定触头250和 可动触头245都镀银可为焦化提供更大的阻力。例如，如果快速连接件用于连接固定触头250以及导线120a，120b，那么镀银可设置在固定触头250以及导线120a，120b的连接点附近以减少热量。可动触头245相对于固定触头250的运动通过导线120a，120b改变绕组的电气结 构而改变了变压器的电压。例如，每个可动触头245-固定触头250对对应于绕组不同的电 气结构，因此，对应于变压器不同的电压。下面参考图12-13以及25-26更详细描述出某些 代表性电气结构。图3是根据某些代表性实施例的双电压开关300的等距底视图。图4是根据某些 代表性实施例的双电压开关300和扁平圆柱状垫圈303的等距顶视图。双电压开关300构 造成通过将变压器绕组(未示出)的电气结构从串联结构改变为并联结构或者反之而改变 电耦合到其上的变压器(未示出)电压。同图2所示的开关120 —样，双电压开关300包括设置在双电压开关300的盖子 310和外壳314之间的细长转子305。盖子310通过盖子310的一个或多个卡扣部件310a 可拆卸地连接到外壳314上。在某些的可替换代表性实施例中，外壳314可包括卡扣部件 310a。每个外壳314和盖子310至少部分用诸如不导电塑料之类的绝缘材料模制而成。盖子310和外壳314之间的卡合关系可取消用于将盖子310以及外壳314连接的 硬件。例如，卡合关系可以允许仅有少数几个或者甚至没有金属螺钉来连接盖子310以及 外壳314。因此，与传统的需要这种螺钉的开关相比，开关300的尺寸减小。开关300的尺 寸减小可以使得与开关300关联的变压器箱尺寸减小，同时仍然能够满足接地要求的最小 电气间隙。转子305设置在外壳314的内部通道314a内，并且基本夹在盖子310的内表面以 及外壳314的内部通道314a之间。两个0形环(未示出)在内部通道314a内绕部分转子 305设置。绕着外壳314设置的0形环以及扁平圆柱状垫圈303构造成维持外壳314，转子 305以及变压器的箱壁(未示出)之间的机械密封。在操作中，双电压开关300的第一端300a设置在变压器箱(未示出)的外部，双 电压开关300的第二端300b设置在变压器箱内部。其中该第一端300a包括外壳314的上 部314b以及转子305的上部305a。第二端300b包括外壳314以及转子305的其余部分， 垫圈303，盖子310，分别连接到盖子310以及转子305的某些固定触头(未示出)以及可 动触头组件(未示出)，以及电气耦合到固定触头的一些导线315-318。固定触头以及导线315-318通过声波焊接，阴阳快速连接端子以及本领域普通技 术人员知道的具有本发明优点的其他合适装置彼此电气耦合。导线315-318从固定触头延 伸，并且每条都电气耦合到变压器的初级电路上。例如，导线315以及316可电气耦合到变 压器的一个或多个初级套管上，导线317以及318可耦合到变压器的一个或多个绕组上。参考图12-13，如下面更详细描述，可动触头相对固定触头的运动通过将绕组的电 气结构从串联结构改变为并联结构或者反之而改变变压器的电压。例如，固定和可动触头 的第一种排列对应于串联结构，固定和可动触头的第二种排列对应于并联结构。在某些代 表性实施例中，操作者可转动连接到转子305上的把手(未示出)，以相对固定触头来移动 可动触头。现在参考图5-11描述制造双电压开关300的方法。图5是根据某些代表性实施 例的双电压开关300的盖子310，固定触头505-508，以及导线315-318的分解透视侧视图。在第一步骤中，固定触头505-508以及电气耦合到其上的导线315-318与盖子310中的固 定触头孔510-513对齐。盖子310包括基座部件517，六边形壁部件520，以及一对导线导引部件525。基座 部件517基本为六边形，其具有大致为圆形的内部区域517a。基座部件517包括盖子310 的卡扣部件310a。卡扣部件310a构造成接合双电压开关的外壳(未示出)的侧面，这将在 下文中参考图10-11进行描述。基座部件517还包括构造成接收双电压开关的转子(未示 出)的凹口的突起517b，这将在下文中参考图7进行描述。导线导引部件525包括用于绕着盖子310缠绕一条或多条导线315-318的孔525a 和凹口 525b。因此该导线导引部件525构造成将导线315-318限制在变压器箱内。开关 300的整体式导线导引部件525可以取消传统开关中那样的 将附着到变压器抽头夹子上单 独的导线导引件的必要。在某些的可替换代表性实施例中，盖子310可以不包括导线导引 部件525。六边形壁部件520从基座部件517的表面517c基本垂直的延伸，因此限定了盖子 310的内部空间310b。固定触头孔510-513设置在基座部件517内，分别靠近六边形壁部 件520的拐角520a-520d。另外，类似的孔514-515设置在基座部件517内，分别靠近六边 形部件520的其他拐角520e-520f。细长部件526-527设置在每个触头孔510-512的相反侧上，分别靠近触头孔513 和514的第一和第二侧上。每个细长部件526，527包括支撑部件526a，527a,突起526b， 527b，以及上部部件526c，527c。细长部件526-527，基座部件517，以及六边形壁部件520 限定了盖子310内的凹穴530-533，其中每个凹穴530-533构造成接收固定触头505-508。每个固定触头505-508包括像铜那样的导电材料。每个固定触头505-507是“单 按钮”触头，其具有包括一对设置在其对侧上的凹口 505b，506b，507b的单个，基本为半圆形 的部件505a，506a, 507a。在下文中参考图29更详细描述的某些可替换代表性实施例中，一 个或多个固定触头505-507可包括“尖头”部件来代替半圆形部件505a，506a，507a，以增加 相邻触头505-508之间的电气间隙。每个凹口 505b，506b, 506b构造成可滑动地接合设置 在附近的细长部件526，527的对应突起526a，527a。固定触头508是“双按钮”触头，其具有两个设置在细长部件508c的对侧上的基 本为半圆形的部件508a-508b。细长部件508c允许在部件508a_508b之间一体连接。在某 些可替换代表性实施例中，双按钮触头508可用通过一个或多个离散的内部连接器连接的 触头来替代。在下文中将参考图30详细描述的某些的其他可替换代表性实施例中，一个或 多个半圆形部件508a-508b可用尖头部件来替代，以增加相邻触头505-508之间的电气间 隙。每个部件508a，508b从细长部件508c偏离，这样在每个部件508a，508b的底边以 及细长部件508c的底边之间存在不为零的锐角。这种与盖子310内的其他触头505-507 的相对空间结合的几何结构可以在开关的操作过程中使开关的可动触头以及固定触头 505-508进行平滑的转动以及选择性的耦合。例如，这种几何结构使得可动触头彼此在一条 直线上，在它们力的轴线之间的入射角为180度。下面详细描述可动触头。部件508a包括凹口 508d，该凹口 508d构造成可滑动地接合靠近其设置的细长部 件526的对应突起526b。部件508b包括凹口 508e，该凹口 508e构造成可滑动地接合靠近其设置的细长部件527的对应突起527b。固定触头505-508通过声波焊接，阴阳快速连接端子，或者本领域普通技术人 员知道的具有本发明效果的其他合适装置分别电气耦合到导线315-318上。例如，导线 315-318可分别声波焊接到半圆形部件505a，506a，507a，508a的底面上。
在制造双电压开关300的第二步中，将固定触头505-508插入到盖子310的凹穴 530-533中，如图6所示。参考图5和6，每个固定触头505-508的底面搁在靠近其设置的 细长部件526-527的支撑部件526a，527a上；每个固定触头505-508的侧面接合靠近其设 置的细长部件526-527的上部部件526c-527c ；以及每个固定触头505-508的凹口 505b， 506b, 507b, 508d和508e接合靠近其设置的细长部件526-527的突起526b_527b。因此，固 定触头505-508从基座部件517悬挂，间隙设置在固定触头505-508之下，并且设置在触头 505-508以及壁部件520之间。该间隙构造成用绝缘流体110填充，以冷却触头505-508以 及导线315-318并且防止绝缘击穿。该间隙还为触头505-508和导线315-318提供间隙。电气耦合到固定触头505-508上的导线315-318延伸通过盖子310内的固定触头 孔510-513。每条导线315-318可电气耦合到变压器的初级电路上，该初级电路受包含盖子 310，固定触头505-508以及导线315-318的双电压开关控制。例如，导线315和316可耦 合到变压器的一个或多个初级套管上，导线317和318可耦合到变压器的一个或多个绕组 上。每个凹穴530-533，孔以及盖子310内的空间，包括内部空间310b，构造成允许变 压器内的绝缘流体流入和流出。例如，尽管孔514-515不构造成接收导线315-318，但是在 某些代表性实施例中，包括它们以允许绝缘流体的流入和/或流出。绝缘流体可在固定触 头505-508，可动触头(未示出)，以及变压器箱的金属壁之间提供更多的隔离。在制造双电压开关300的第三步中，转子700，可动触头组件705以及一对0形 环连接到盖子310上。图7是根据某些代表性实施例的盖子310，固定触头505-508，导线 315-318，转子700，可动触头组件705以及0形环710的局部分解透视侧视图。转子700包括细长部件700a，该细长部件700a具有顶端700b，底端700c以及中 间部分700d。顶端700b具有大致为六边形的横截面几何结构。转子700的中间部分700d 具有大致为圆形的横截面几何结构，其具有构造成接收0形环710的圆形凹槽700e。0形 环710构造成与垫圈(未示出)结合工作，以维持双电压开关和变压器的箱壁(未示出) 的机械密封。例如，0形环710可包括丁腈橡胶或者碳氟化合物部件。转子700的底端700c具有基本为圆形的横截面几何结构，其对应于基座部件517 的内部区域517a的形状。底端700c包括构造成接收基座517的突起517b的凹口(未示 出)。转子700构造成绕着突起517b转动。例如，同六角螺母上的棘齿插座一样，操作把手 (未示出)可接合转子700的顶端700b，从而绕着突起517b转动转子700。可动触头组件705连接到转子700的相反侧，靠近底端700c。每个可动触头组件 705包括弹簧715以及可动触头720。每个可动触头720包括像铜那样的导电材料。在某 些代表性实施例中，可动触头720镀银以对焦化提供额外的保护。每个可动触头组件705从转子700的一侧垂直延伸，而每个组件705的弹簧715 设置在转子700和组件705的可动触头720之间。对于每个可动触头组件705，弹簧715以 及至少部分可动触头720设置在转子700该侧内的凹陷700e中。为了将转子700和可动触头组件705安装在开关中，可动触头720往回推进凹陷700e中，因而压缩弹簧715。在压 下可动触头720并且弹簧715仍然被压缩的同时，转子700设置在突起517b上合适的位置 上。可动触头720然后被释放，并且开始与一个或多个固定触头505-508进行接触。弹簧715仍然部分被压缩，使得在固定和可动触头之间形成接触压力。该接触压 力使得转子700保持在盖子310内，直到对应的外壳(图9中的900)卡入到合适的位置为 止。该接触压力还有助于通过使得电流在触头之间流动而电气耦合这些触头。高的接触压 力可减小触头的电热量，但是还可使得更难于转动转子700和/或如果接触压力超过了开 关元件的机械强度可以导致转子700或盖子310的断裂。适量的接触压力可通过平衡这些 因素并且遵循最大接触操作温度以及开关操作扭矩的规格选择元件材料以及元件材料之 间的机械关系而实现。转子700绕着突起517b的运动使得每个可动触头组件705的轴向运动类似。这种轴向运动使得每个可动触头组件705的可动触头702相对于设置在盖子310内的一个或 多个固定触头505-508移动。如下文更详细描述的，参考图12-13，可动触头720相对于固 定触头505-508的运动通过将绕组的电结构从串联结构变化为并联结构或者反之而改变 了变压器的电压。在某些代表性实施例中，操作者可转动连接到转子700上的把手(未示 出)以相对于固定触头505-508移动可动触头720。当转子700转动时，在可动触头720和相邻固定触头505-508之间的桥被断开。 当可动触头720在转动方向上滑过固定触头505-508时，触头720进一步压到凹陷700e 中。当触头720，505-508处于正好对齐时出现最大压缩。凹陷700e，弹簧715，触头720， 505-508，盖子310等的尺寸可以是这样，其在触头720，505-508对齐的时候弹簧715不被 实心压缩。当转子700进一步转动过正好接触对齐时，可动触头720 “卡”出并且进入到合 适的位置，再次桥接下一对固定触头505-508。卡回运动可提供触头720 “卡出”的期望触 觉，这可以通知操作者开关300已经切换到另一操作位置。图8是根据某些代表性实施例的组装在双电压开关的盖子310内的固定触头 505-508，导线315-318，转子700，0形环710以及可动触头组件705的透视侧视图。参考图 7-8，0形环710设置在转子700的中间部分700d中的圆形槽700e周围。转子700的底端 700c搁在基座部件517的内部区域517a上，转子700的凹口绕基座部件517的突起517b
可转动地设置。对于每个可动触头组件705来说，弹簧715以及至少部分可动触头720设置在转 子700侧面的凹陷700e内。每个可动触头720的外边沿对着至少一个固定触头505-508 偏移并且因此电耦合到该至少一个固定触头上。例如，可动触头720电耦合到固定触头507 和508上。在制造双电压开关的第四步中，外壳(未示出)通过盖子310的卡扣部件310a连 接到盖子310上。图9是根据某些代表性实施例的双电压开关的外壳900的等距底视图。外壳900具有第一端900a以及第二端900b，第一端900a构造成在变压器箱(未 示出)的外部延伸，第二端900b构造成在变压器箱的内部延伸。第一端900a包括一个或 多个凹槽900c，绕着该凹槽可拧装配螺母(未示出)以保持外壳900到变压器箱的箱壁上。 在某些代表性实施例中，垫圈(未示出)可绕外壳900的第一端900a安装用于维持箱壁和 外壳900之间的机械密封。
外壳900的第二端900b包括构造成接收双电压开关的盖子(未示出)的卡扣部 件的凹口 900d。通道900e延伸通过外壳900的第一端900a和第二端900b。通道900e构造成接 收双电压开关的转子(未示出)。外壳900的内部轮廓900f对应于双电压开关的转子和盖子。外壳900包括多个凹穴905a，该多个凹穴构造成接收绝缘流体，以增加绝缘能力并且改进开关触头的冷却。例如，多个凹穴905a可在肋条900g之间环绕该开关。肋条900g 从外壳900的第二端900b径向向外延伸到外壳900的圆形表面900h的外径上。例如，夕卜 壳900包括大约6个凹穴905a。凹穴905a构造成填有绝缘流体，以冷却外壳900以及包含 在其中的元件并且防止绝缘击穿，其中这些元件包括触头(未示出)。在某些代表性实施例 中，绝缘流体具有比外壳900的塑料材料更大的绝缘强度以及导热性，塑料材料例如聚对 苯二甲酸乙二酯(PET)聚酯材料。因此，凹穴可增加开关的绝缘能力。这种绝缘能力的增 加使得开关比传统开关的长度更短。例如，代替采用长的材料来满足电气间隙以及冷却目 标，该开关采用了具有填充液体的凹穴的更短的材料。参考图8-9，当外壳900通过卡扣部件310a连接到盖子310上(图8)时，固定 触头505-508受外壳900内的支撑部件526a和527a以及支撑肋条900i限制。支撑部件 526a和527a以及支撑肋条900i使得绝缘流体填充在触头505-508的两侧上，改进了触头 505-508的冷却效果。在某些代表性实施例中，肋条900i从肋条900g偏离，这样从触头505-508通过两 组肋条900g和900i到变压器箱壁不存在直线路径。通过肋条900g和900i到箱壁的增加 的迂回路径增加了绝缘承受度并且使得开关长度减小。例如，由于肋条900g和900i迫使 电路径行进与传统开关相同的“长度”而减小了长度，但是该路径中的部分与开关的长度基 本垂直或者成角度设置。图10是根据某些代表性实施例的用于将组装在双电压开关的盖子310内的固定 触头505-508，导线315-318，转子700，0形环710以及可动触头组件705进行组装而对齐 的外壳900以及垫圈303的透视侧视图。图11是根据某些代表性实施例的已组装的双电 压开关300的透视侧视图。参考图10-11，已组装的双电压开关300的外壳900绕转子700，可动触头组件 705,固定触头505-508，以及盖子310设置。外壳900通过盖子310的卡扣部件310a附着 到盖子310上。每个卡扣部件310a接合外壳900对应的凹口 900d。外壳900的第一端900a包括标签1005和1010，其指示受双电压开关300控制的 变压器绕组具有串联结构还是并联结构。例如，标签1005对应于并联结构，标签1010对应 于串联结构。转子700在外壳900内的转动使得转子700的指示器1015指向其中一个标 签1005和1010。观察指示器1015的操作者可确定绕组结构，而不用物理检查双电压开关 300内的绕组或者可动触头-固定触头对。台阶状部件900j设置在凹槽900c的底部基座上，在凹槽900c和垫圈303之间。 在某些代表性实施例中，台阶状部件900j的外径略大于垫圈303的内径。因此，垫圈303可 最低程度地伸展，以安装在台阶状部件900j之上。当开关300正被安装在变压器箱中时， 垫圈303和台阶状部件900j之间的干涉配合将垫圈303限制在合适的位置。
台阶状部件900 j的外径足够大以限制垫圈303，但是不能大到干涉垫圈303的压 缩。垫圈303不正确的压缩导致变压器流体泄漏。在某些代表性实施例中，台阶状部件900 j 在外壳900的表面900k之上的高度约为垫圈303厚度的70%。台阶状部件900 j的外径大 于变压器箱壁中安装开关300的孔的直径。当安装开关300时，槽900c在变压器箱壁外部 延伸。装配螺母(未示出)绕着槽900c拧，将台阶状部件900j紧靠箱壁的内部并且压缩 垫圈303。垫圈303的压缩百分比可依据垫圈的材料改变。例如，由丙烯腈基丁二烯(NBR) 制成的垫圈可压缩约30 %。台阶状部件900 j防止垫圈303过压缩或者欠压缩，这两种中的 任何一种都导致密封失败。
图12是根据某些代表性实施例的可动触头组件705相对于组装在双电压开关的 盖子310内的固定触头505-508处于第一位置的正面底视图。图13是可动触头组件705 相对于固定触头505-508处于第二位置的正面底视图。每个位置对应于正在受双电压开关控制的变压器不同的电气结构。例如，第一和 第二位置可分别对应于变压器绕组的串联和并联结构。因此，每个位置可对应于变压器不 同的电压。在第一位置上，可动触头720a电气耦合到固定触头507和508上，可动触头720b 电气耦合到固定触头505上。在第二位置上，可动触头720b电气耦合到固定触头505和 508上，可动触头720b电气耦合到固定触头506和507上。下面将参考图31-32讨论代表 性电路图，这些代表性电路图示出了对应于第一和第二位置的电路。图14是根据某些代表性实施例的双电压开关300位于第一位置的正面顶视图。图 15是根据某些代表性实施例的双电压开关300位于第二位置的正面顶视图。参考图12-15， 双电压开关300的外壳900的第一端部900a包括标签1005和1010，其表示可动触头组件 相对于固定触头505-508的位置。标签“1-1” 1005对应于图13中的可动触头组件705的 第一位置，标签“2-2” 1010对应于图12中的可动触头组件705的第二位置。转子700在外壳900内的转动使转子700的指示器1015指向标签1005和1010中 的一个。因此，观察指示器1015的操作者可确定绕组结构而不用物理检查双电压开关300 中的绕组或者可动触头_固定触头对。在某些代表性实施例中，操作者可转动连接到转子 700上的把手(未示出)以将该位置从第一位置变化到第二位置或者反之。在某些代表性 实施例中，固定触头505-508以及连接到触头505-508上的导线由开关300的盖子310的 外部上的标签1005，1010(图3中示出)识别。这些标签1005，1010可帮助安装开关300 的操作者正确地将开关300相对于外壳900前面的标签1005，1010进行导线连接。图16是根据某些代表性实施例的抽头转换开关1600的等距底视图。图17是根 据某些代表性实施例的触头转换器1600和扁平圆柱形垫圈1603的等距底视图。触头转换 器1600构造成通过改变变压器绕组的匝数比来改变电气耦合到其上的变压器(未示出) 的电压。如同图2中所示的开关120以及图3-15所示的双电压开关300，抽头转换开关 1600包括设置在抽头转换开关1600的盖子1610以及外壳1614之间的细长转子1605。盖 子1610通过盖子1610的一个或多个卡扣部件1610a可拆卸地连接到外壳1614上。在某 些的可替换代表性实施例中，外壳1614可包括卡扣部件1610a。外壳1614和盖子1610中 的每个至少部分由诸如绝缘塑料之类的不导电材料模制而成。
转子1605设置在外壳1614的内部通道1614a内，并且基本夹在盖子1610的内表 面以及外壳314的内部通道1614a之间。两个0形环(未示出)在内部通道1614a内绕转 子1605的一部分设置。0形环构造成维持外壳1614以及转子1605之间的机械密封。在运行中，抽头转换开关1600的第一端1600a设置在变压器箱(未示出)外部， 抽头转换开关1600的第二端1600b设置在变压器箱(未示出)内部。其中该抽头转换开 关的第一端包括外壳1614的上部1614b以及转子1605的上部1605a。抽头转换开关的第 二端包括外壳1614和转子1605的剩余部分，垫圈1603，盖子1610，连接到盖子1610上的 某些固定触头(未示出)，连接到转子1605上的可动触头组件(未示出)，以及电气耦合到 固定触头的某些导线1615-1620。外壳1614的上部1614b包括凹槽1614c。在某些代表性 实施例中，装配螺母(未示出)绕着凹槽1614c拧以将开关1600附着到变压器箱壁(未示 出)上并且压缩垫圈1603。固定触头和导线1615-1620通过声波焊接，阴阳快速连接端子，或者本领域普通 技术人员知道本发明效果的其他合适装置而彼此电气耦合。导线1615-1620从固定触头延 伸并且均电气耦合到变压器的一个或多个绕组上。如下文中参考图25-26更详细描述的， 可动触头相对于固定触头的运动通过改变变压器绕组的电气结构而改变了变压器的电压。 例如，固定和可动触头的第一种排列对应于绕组的第一匝数比，固定和可动触头的第二种 排列对应于绕组的第二匝数比。在某些代表性实施例中，操作者可转动连接到转子1605上 的把手(未示出)而使得可动触头相对于固定触头而移动。现在参考图18-24描述制造抽头转换开关1600的方法。图18是根据某些代表性 实施例的抽头转换开关1600的盖子1610，固定触头1835-1840，以及导线1615-1620的分 解透视侧视图。在第一步中，固定触头1835-1840以及电气耦合到其上的导线1615-1620 与盖子1610中的固定触头孔1810-1815对齐。盖子1610包括基座部件1817，六边形壁部件1820，以及一对导线导引部件1825。 基座部件1817基本为六边形形状，其具有基本为圆形的内部区域1817a。基座部件1817包 括盖子1610的卡扣部件1610a。卡扣部件1610a构造成接合抽头转换开关的外壳(未示 出)的侧面上，这将参考图23-24在下文中进行描述。基座部件1817还包括突起1817b，突 起1817b构造成接收抽头转换开关的转子(未示出)的凹口，这将参考图20在下文中进行 描述。导线导引部件1825包括孔1825a以及凹口 1825b，用于将一条或多条导线 1615-1620绕着盖子1610缠绕。因此，该导线导引部件1825构造成将导线1615-1620限制 在变压器箱内。一体的导线导引部件1825可消除传统开关那样的将单独的导线导引件附 着到变压器的铁心夹子的要求。在某些可替换代表性实施例中，盖子1610可不包括导线导 引部件1825。六边形壁部件1820基本从基座部件1817的表面1817c垂直延伸，并且因此限定 了盖子1610的内部空间1610b。设置在基座部件1817内的固定触头孔1810-1815分别靠 近六边形壁部件1820的拐角1820a-1820f。一对细长部件1826-1827设置在每个接触孔1810-1815的相反侧上。每个细长部 件1826，1827包括支撑部件1826a, 1827a,突起1826b，1827b,以及上部部件1826c, 1827c。 细长部件1826-1827，基座部件1817，以及六边形壁部件1820在盖子1610中限定出凹穴1845-1850，其中每个凹穴1845-1850构造成接收固定触头1835-1840。每个固定触头1835-1840包括像铜那样的导电材料。每个固定触头1835-1840是具有单个基本为半圆形的部件1835a，1836a, 1837a, 1838a, 1839a, 1840a的“单按钮”触 头，单个基本为半圆形的部件1835a，1836a, 1837a, 1838a, 1839a, 1840a具有设置在其相反 侧上的一对凹口 1835b，1836b，1837b，1838b，1839b，1840b。在下文中参考图29更详细描 述的某些可替换代表性实施例中，一个或多个固定触头1835-1840可包括代替半圆形部件 1835a, 1836a, 1837a, 1838a, 1839a, 1840a的尖头部件，用以增加相邻触头1835-1840之间 的电气间隙。每个凹口 1835b，1836b，1837b，1838b，1839b，1840b构造成滑动接合设置在其 附近的细长部件1826，1827的对应突起1826b，1827b上。固定触头1835-1840分别通过声波焊接，阴阳快速连接端子或者本领域普通技 术人员已经知道本发明效果的其他合适装置电气耦合到导线1615-1620上。例如，导线 1615-1620可分别声波焊接到半圆形部件1835a, 1836a, 1837a, 1838a, 1839a, 1840a的底面上。在制造抽头转换开关1600的第二步中，固定触头1835-1840插入到盖子1610的 凹穴1845-1850中，如图19所示。参考图18和19，每个固定触头1835-1840的底面搁在设 置在其附近的细长部件1826-1827的支撑部件1826a，1827a上，每个固定触头1835-1840 的侧面接合设置在其附近的细长部件1826-1827的上部部件1826c-1827c，每个固定触头 1835-1840的凹口 1835b，1836b, 1837b, 1838b, 1839b, 1840b接合设置在其附近的细长部件 1826-1827的突起1826b_1827b。因此，固定触头1835-1840从基座部件1817悬挂，并且间 隙设置在固定触头1835-1840之下以及触头1835-1840和壁部件1820之间。间隙构造成 填充有绝缘流体以冷却触头1835-1840和导线1615-1620并且防止绝缘击穿。该间隙还提 供用于触头1835-1840以及导线1615-1620的间隙。电气耦合到固定触头1835-1840的导线1615-1620延伸通过盖子1610内的固定 触头孔1810-1815。每条导线1615-1620可电气耦合到受抽头转换开关控制的变压器(未 示出)的一个或多个绕组(未示出)上，其中该抽头转换开关包含盖子1610，固定触头 1835-1840，以及导线 1615-1620。每个凹穴1845-1850，孔，以及盖子1610内的空间，包括内部空间1610b，构造成使 得绝缘流体进入和/或流出。绝缘流体可在固定触头1835-1840，可动触头(未示出)以及 变压器箱的金属壁之间提供更大的隔离。在制造抽头转换开关1600的第三步中，转子2000，可动触头组件2005，以及一对 0形环2010连接到盖子1610上。图20是根据某些代表性实施例的盖子1610，固定触头 1835-1840，导线1615-1620，转子2000，可动触头组件2005以及0形环2010的局部分解透 视侧视图。转子2000包括细长部件2000a，该细长部件2000a具有顶端2000b，底端2000c，中 部2000d。顶端2000b具有基本为六边形的横截面几何结构。转子2000的中部2000d具 有基本为圆形的横截面几何结构，其具有构造成接收0形环2010的圆形槽2000e。0形环 2010构造成在转子2000和开关外壳(未示出)之间维持机械密封。例如，0形环2010可 包括丁腈橡胶或者碳氟化合物部件。转子2000的底端2000c具有基本为圆形的横截面几何结构，其对应于基座部件1817的内部区域1817a的形状。底端2000c包括构造成接收基座部件1817的突起1817b的凹口(未示出)。转子2000构造成绕着突起1817b转动。可动触头组件2005靠近底端2000c连接到转子2000的一侧2000f。可动触头组 件2005包括弹簧2015以及可动触头2020。可动触头2020包括像铜那样的导电材料。在 某些代表性实施例中，将可动触头2020镀银以提供额外的保护抵抗焦化。可动触头组件2005从转子2000的侧面2000f垂直延伸，弹簧2015设置在转子 2000以及组件2005的可动触头2020之间。弹簧2015以及至少部分可动触头2020设置在 转子2000的侧面2000f内的凹陷2000g中。为了将转子2000和可动触头组件2005安装 在开关1600中，将可动触头2020往回推进凹陷2000g中，因而压缩弹簧2015。在按压可动 触头2020并且弹簧2015仍然被压缩的同时，转子2000设置在突起1817b上的合适位置。 可动触头2020然后释放，开始与一个或多个固定触头1835-1840接触。弹簧2015仍然局部被压缩，使得固定和可动触头之间存在接触压力。这种接触压 力使得转子2000被限制在盖子1610内，直到对应的外壳(图22中的2200)可被卡到合适 的位置为止。该接触压力还有助于通过使得电流在触头之间流动而电气耦合这些触头。接 触压力高可减小触头的电热量，但是还可使其更难于转动转子2000和/或如果接触压力超 过开关元件的机械强度可以导致转子2000或盖子1610断裂。适量的接触压力可通过平衡 这些因素并且满足最大接触操作温度以及开关操作扭矩的规格来选择部件材料以及部件 材料之间的机械关系而实现。转子2000绕着突起1817b的运动使得可动触头组件2005进行同样的轴向运动。 这种轴向运动使得可动触头组件2005的可动触头2020相对设置在盖子1610内的一个或 多个固定触头1835-1840移动。如下文参考图27-28更加详细描述的，可动触头2020相对 于固定触头1835-1840的移动通过改变了绕组的电气结构(换句话说，匝数比)而改变了 变压器的电压。在某些代表性实施例中，操作者可转动连接到转子2000上的把手(未示 出)以相对于固定触头1835-1840移动可动触头2020。图21是根据某些代表性实施例的装配在抽头转换开关1600的盖子1610内的 固定触头1835-1840，导线1615-1620，转子2000，以及0形环2010的透视侧视图。参考 图20-21，0形环2010绕在转子2000中部2000d的圆形槽2000e设置。转子2000的底端 2000c搁在基座部件1817的内部区域1817b上，而转子2000的凹口绕基座部件1817的突 起1817b可转动地设置。弹簧2015和至少部分可动触头2020设置在转子2000的侧面2000f的凹陷2000g 内。可动触头2020的外边沿相对至少一个固定触头1835-1840偏置，因而电气耦合到至少 一个固定触头1835-1840上。图21中，可动触头2020 (未示出)电气耦合到固定触头1836 和1837 (未示出)上。在制造抽头转换开关1600的第四步中，外壳(未示出)通过盖子1610的卡扣部 件1610a连接到盖子1610上。图22是根据某些代表性实施例的抽头转换开关的外壳2200 的等距底视图。外壳2200具有第一端2200a以及第二端2200b，其中第一端2200a构造成在变压 器箱(未示出)外部延伸，第二端2200b构造成在变压器箱内部延伸。第一端2200a包括 一个或多个槽2200c，绕这些槽拧装配螺母(未示出)以保持外壳2200到变压器箱的箱壁上。在某些代表性实施例中，垫圈(未示出)可绕外壳2200的第一端2200a装配用于维持 箱壁和外壳2200之间的机械密封。外壳2200的第二端2200b包括构造成接收抽头转换开 关盖子(未示出)的卡扣部件的凹口 2200d。通道2200e延伸通过外壳2200的第一端2200a以及第二端2200b。通道2200e构造成接收抽头转换开关1600的转子(未示出)。外壳2200的内部轮廓2200f对应于抽头 转换开关1600的转子和盖子。外壳2200包括多个凹穴，其构造成接收绝缘流体以增加绝缘能力并改进开关触 头的冷却。例如，多个凹穴2205a可在肋条2200g之间包围开关1600。肋条2200g从外壳 2200的第二端2200b径向向外延伸到外壳2200的圆形表面2000h的外径。例如，外壳2200 可包括大约六个凹穴2205a。这些凹穴构造成填有绝缘流体以冷却外壳2200以及包含在其 中的部件并且防止绝缘击穿，其中包含在其中的部件包括触头(未示出)。在某些代表性实 施例中，绝缘流体比外壳的塑料材料具有更大的绝缘强度以及导热性。其中塑料材料例如 聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)聚酯材料。因此，凹穴可增加开关1600的绝缘能力。这种增 加的绝缘能力使得开关1600与传统的开关相比具有更短的长度。例如，代替采用长的材料 来满足电气间隙以及冷却目标，开关1600可使用具有填充有流体的凹穴的更短的材料。参考图18-22，当外壳2200通过卡扣部件1610a连接到盖子1610上(图21)时， 固定触头1835-1840受外壳2200内的支撑部件1826a和1827a以及支撑肋条2200i的限 制。支撑部件1826a和1827a以及支撑肋条2200i使得绝缘流体填充在触头1835-1840的 两侧上，改进了触头1835-1840的冷却。在某些代表性实施例中，肋条2200i从肋条2200g偏移，这样从触头1835-1840通 过两组肋条2200g和2200i到变压器箱壁不存在直线路径。通过肋条2200g和2200i到箱 壁的所增加的迂回路径增加了绝缘耐受力并且使得开关长度减小。例如，长度减小的原因 是肋条2200g和2200i迫使电气路径行进与传统开关相同的“长度”，但是部分该路径与该 开关的长度基本垂直或成角度设置。图23是根据某些代表性实施例的用于采用装配在抽头转换开关盖子1610内的 固定触头1835-1840，导线1615-1620，转子2000以及0形环2010进行装配而对齐的外壳 2200和垫圈1603的透视侧视图。图24是根据某些代表性实施例的已组装的抽头转换开关 1600的透视侧视图。参考图23-24，已组装的抽头转换开关1600的外壳2200绕着转子2000，可动触头 组件2005，固定触头1835-1840，以及盖子1610设置。外壳2200通过盖子1610的卡扣部 件1610a附着到盖子1610上。每个卡扣部件1610a接合外壳2200对应的凹口 2200d。外壳2200的第一端2200a包括标签2305-2309，其指示受抽头转换开关控制的 变压器的电结构以及对应的电压设置。例如，每个标签2305-2309对应于不同的变压器匝 数比。外壳2200内的转子2000的转动使得转子2000的指示器2315指向其中一个标签 2305-2309。因此，观察指示器2315的操作者可确定绕组的电气结构，而不用物理检查抽 头转换开关1600内的绕组或者可动触头_固定触头对。在某些代表性实施例中，操作者可 转动连接到转子2000上的把手(未示出)以改变匝数比。在某些代表性实施例中，固定 触头1835-1840以及连接到触头1835-1840的导线由开关盖子1610的外部上的标签(图 16中示出)识别。这些标签有助于组装开关的操作者将开关相对于外壳2200前面的标签2305-2309正确接线。图25是根据某些代表性实施例的可动触头组件2005相对于装配在抽头转换开关 盖子1610内的固定触头1835-1840位于第一位置的正面底视图。图26是可动触头组件 2005相对于固定触头1835-1840位于第二位置的正面底视图。每个位置对应于受抽头转换开关控制的变压器不同的电气结构。例如，每个位置 可对应于不同的匝数比。在第一位置上，可动触头2020电耦合到固定触头1836和1837。 在第二位置上，可动触头2020电耦合到固定触头1837和1838。图27是根据某些代表性实施例的抽头转换开关1600位于第一位置的正面顶视 图。图28是根据某些代表性实施例的抽头转换开关1600位于第二位置的正面顶视图。参 考图25-28，抽头转换开关1600外壳2200的第一端2200a包括标签2305-2309，其指示可 动触头2005相对于固定触头1835-1840的位置。标签“A”2005对应于可动触头组件2305 在图25中的第一位置，标签“B” 2306对应于可动触头组件2305在图26中的第二位置。 同样，标签“C” 2307，“D” 2308，以及“E” 2309对应于可动触头组件2005相对于固定触头 1835-1840的其他位置。例如，在对应于标签“C”2307的位置中，可动触头2020电耦合到固定触头1838以 及1839，在对应于标签“D”2308的位置中，可动触头2020电耦合到固定触头1839和1840 ； 在对应于标签E 2309的位置中，可动触头2020电耦合到固定触头1840和1835。转子2000 在外壳2200内的转动使得转子2000的指示器2315指向标签2305-2309中的一个。因此， 观察指示器2315的操作者可确定绕组结构而不用物理检查抽头转换开关1600内的绕组或 可动触头_固定触头对。在某些代表性实施例中，操作者可转动连接到转子2000的把手 (未示出)来改变可动触头2020相对于固定触头1835-1840的位置。图29是根据某些可替换代表性实施例的变压器开关(未示出)的“单按钮”固定 触头2900的透视图。触头2900包括像铜那样的导电材料。触头2900包括基本为扁平的 基座部件2900a和基本为尖头的顶部部件2900b。一对凹口 2900c设置在基座部件2900a 和顶部部件2900b之间触头2900的相反侧上。每个凹口 2900c构造成可滑动接合开关盖 子(未示出)对应的突起，其基本如上所述。与前述的基本为半圆形形状的触头相比，通过 增加触头的外边沿之间的距离，触头2900的尖头形状可以增加开关内相邻触头之间的电 气间隙。图30是根据某些可替换代表性实施例的变压器开关(未示出)的“双按钮”固 定触头3000。固定触头3000包括设置在细长部件3000c的相反侧上的基本为尖头的部件 3000a-3000b。每个部件3000a, 3000b从细长部件3000c偏移，使得在每个部件3000a, 3000b 的底边和细长部件3000c的底边之间存在一个不为零的锐角。与变压器开关其他触头的相 对空间结合的这种几何结构可以在开关的操作过程中进行开关的可动和固定触头的平滑 转动以及选择性耦合。例如，这种几何结构使得可动触头彼此在一条直线上，在它们力的轴 线之间的入射角为180度。每个部件3000a和3000b包括构造成可滑动接合开关盖子对应 突起的凹口 3000d，基本如上所述。与参考图5在前面进行描述的双按钮触头的基本为半圆 形形状的部件相比，通过增加触头的外边沿之间的距离，部件2900a-2900b的尖头形状可 以增加开关内相邻触点之间的电气间隙。图31是根据某些代表性实施例的双电压开关在对应于变压器并联结构的工作位置的电路图。在并联结构中，电流从第一套管3100流出，通过固定触头505，通过固定触头 508，通过变压器绕组3105，流到第二套管3110。电流还从第一套管3100流出，通过第二变 压器绕组3115，通过固定触头507，通过固定触头506，流到第二套管3110。图32是根据某些代表性实施例的双电压开关在对应于变压器串联结构的工作位 置的电路图。在串联结构中，电流从第一套管3100流出，通过第二变压器绕组3115，通过固 定触头507，通过固定触头508，通过第一变压器绕组3105，流到第二套管3110。图33是根据某些代表性实施例在变压器中的触头转换开关的电路图。对于可动 触头2020相对于固定触头1835-1840的每个位置存在不同的电路结构。例如，当可动触头 2020跨接在固定触头1836和1837上时，电流从第一套管3300流出，通过第一变压器绕组 3305的所有匝，通过固定触头1836，通过可动触头2020，通过固定触头1837，通过第二变压 器绕组3310的所有匝，流到第二套管3315上。当可动触头2020跨接在固定触头1837和 1838上时，电流从第一套管3300流出，通过三匝第一变压器绕组3305，通过固定触头1838， 通过可动触头2020，通过固定触头1837，通过第二变压器绕组3310的所有匝，流到第二套 管3315上。当可动触头2020跨接在固定触头1838和1839上时，电流从第一套管3300流 出，通过三匝第一变压器绕组3305，通过固定触头1838，通过可动触头2020，通过固定触头 1839，通过三匝第二变压器绕组3310，流到第二套管3315上。本领域知道本发明效果的普 通技术人员将意识到可以使用许多其他的电路结构。当可动触头2020跨接在固定触头1839和1840上时，电流从第一套管3300流 出，通过两匝第一变压器绕组3305，通过固定触头1840，通过可动触头2020，通过固定触头 1839，通过三匝第二变压器绕组3310，流到第二套管3315上。当可动触头2020跨接在固定 触头1840和1835上时，电流从第一套管3300流出，通过两匝第一变压器绕组3305，通过固 定触头1840，通过可动触头2020，通过固定触头1835，通过两匝第二变压器绕组3310，流到 第二套管3315上。图34是根据某些可替换代表性实施例的抽头转换开关3400的透视图。除了抽头转换开关3400包括与分别属于抽头转换开关1600的外壳1614和盖子1610类似的前部外 壳3410a以及后盖子3415c之外，抽头转换开关3400基本与前面参考图16-28讨论的抽头 转换开关1600类似。抽头转换开关3400还包括两个外壳组件3405b，3405c,该两个外壳组 件3405b，3405c具有外壳3410b，3410c以及一体的盖子3415a，3415b。盖子3415a (与一体 的外壳3410b —起)卡到外壳3410a上。盖子3415b (与一体的外壳3410c —起)卡到外 壳3410b上。盖子3415c卡到外壳3410c上。每个外壳和盖子组件3405b，3405c包含了单 个外壳3410a和盖子3415c所有的结构。例如，外壳3410b和盖子3415b与分别属于抽头 转换开关1600的外壳1614和盖子1610类似。多个转子(未示出)沿着抽头转换开关3400的中心轴线延伸，每个转子设置在对 应的外壳3410和盖子3415之间。转子构造成彼此接合，这样一个转子的运动可导致其他 转子类似的运动。例如，每个转子可包括构造成由相邻转子的对应突起和/或凹口进行接 合的凹口和/或突起。这种设置使得转子和连接到其上的可动触头(未示出)沿着抽头转 换开关3400的中心轴线基本共轴转动。在某些代表性实施例中，操作者可转动连接到一个 转子上的把手(未示出)，以在外壳和盖子组件3405a-c内转动该转子，其中该转子例如设 置在顶部外壳和盖子组件3405a内。
多个外壳和盖子组件3405a_c可采用许多不同的结构。例如，每个外壳和盖子组 件3405a-c可电气耦合到变压器三相功率的不同相中。尽管图34示出了抽头转换开关3400 具有三个外壳和盖子组件3405a-c，但是知道本发明效果的本领域普通技术人员将意识到 可包括任何数量的外壳和盖子组件。另外，包括双电压开关的其他类型变压器开关还可包 括多个外壳和盖子组件。例如，双电压开关可包括成为三相功率结构，2 1+匝数比结构， 2 1-匝数比结构，和/或3 1匝数比结构的两个或多个外壳和盖子组件。尽管本发明的某些实施例已经在上面详细地描述，但是本说明书仅用于演示。因 此应该知道，本发明的许多方面可仅仅通过实施例的方式在上面进行描述，并且除非其清 楚表述，其并不旨在作为本发明要求或者基本的元件。除上面描述的之外，对应于这些代表 性实施例的所公开的方面的各种变形和等效步骤可由知道本发明效果的本领域普通技术 人员来实现，而不脱离所附权利要求 限定的本发明的精神和范围，其精神与最宽泛的解释 一致，从而涵盖了这些变形和等效结构。
权利要求
一种双电压开关，包括盖子，该盖子包括基座部件，从基座部件的表面延伸并构造成接收转子凹口的突起，壁部件，该壁部件从基座部件的表面延伸并限定盖子的内部空间，以及多个凹穴，该多个凹穴在盖子的内部空间内从该壁部件延伸；多个固定电触头，每个固定电触头设置在盖子的其中一个凹穴内；转子，该转子连接到该盖子上并且绕着基座部件的突起可转动；以及两个可动触头，该两个可动触头连接到转子上并构造成在至少第一结构和第二结构中选择性地电耦合到固定电触头，第一结构对应于与该双电压开关关联的变压器的串联结构，第二结构对应于该变压器的并联结构。
2.权利要求1的双电压开关，其中该盖子还包括卡扣部件，该卡扣部件连接到基座部 件并构造成将盖子可拆卸地连接到变压器开关的外壳上。
3.权利要求1的双电压开关，其中该盖子由绝缘塑料模制而成。
4.权利要求1的双电压开关，其中该盖子的基座部件包括至少一个孔，该至少一个孔 构造成允许绝缘流体流入双电压开关内。
5.权利要求1的双电压开关，其中该双电压开关没有金属紧固件。
6.权利要求1的双电压开关，其中可动触头连接到转子的相反侧上，在可动触头的力 的轴线之间的入射角约为180度。
7.权利要求1的双电压开关，其中至少一个固定电触头包括双按钮触头，该双按钮触 头包括设置在细长部件的相反侧上的两个触头部件。
8.权利要求7的双电压开关，其中至少一个触头部件具有基本为半圆形的形状。
9.权利要求7的双电压开关，其中至少一个触头部件具有基本为尖头的形状。
10.权利要求1的双电压开关，其中该盖子还包括设置在其中一个凹穴内的支撑部件， 该支撑部件构造成从基座部件悬挂至少一个固定电触头，以使至少一个间隙设置在被悬挂 的至少一个固定电触头和基座部件之间。
11.权利要求10的双电压开关，其中该至少一个间隙构造成至少局部填有绝缘流体。
12.权利要求1的双电压开关，其中该盖子还包括设置在其中一个凹穴内的一对支撑 部件，这对支撑部件构造成从基座部件悬挂至少一个固定电触头，以使至少一个间隙设置 在被悬挂的至少一个固定电触头和基座部件之间。
13.权利要求12的双电压开关，其中该至少一个间隙构造成至少局部填有绝缘流体。
14.一种双电压开关，包括盖子，该盖子包括多个凹穴，在每个凹穴内设置固定电触头； 连接到盖子上的外壳，该外壳包括通道；在外壳和盖子之间延伸的转子，该转子构造成基本在通道内转动，因而使两个可动触 头相对固定电触头移动；以及连接到该转子的该两个可动触头，可动触头构造成在至少第一结构和第二结构中选择 性地电耦合到固定电触头，第一结构对应于与双电压开关关联的变压器的串联结构，第二 结构对应于变压器的并联结构，其中盖子和外壳中的每个由绝缘材料模制而成。
15.权利要求14的双电压开关，其中盖子和外壳中的一个包括卡扣部件，该卡扣部件 构造成将盖子和外壳中的一个可拆卸地连接到盖子和外壳中的另一个上。
16.权利要求14的双电压开关，其中该盖子包括至少一个孔，该至少一个孔构造成允 许绝缘流体流入双电压开关内。
17.权利要求14的双电压开关，其中双电压开关没有金属紧固件。
18.权利要求14的双电压开关，其中可动触头连接到转子的相反侧上，可动触头的力 的轴线之间的入射角约为180度。
19.权利要求14的双电压开关，其中该盖子包括设置在至少一个凹穴内的支撑部件， 该支撑部件构造成从基座部件悬挂至少一个固定电触头，以使至少一个间隙设置在被悬挂 的至少一个固定电触头和盖子的基座部件之间。
20.权利要求19的双电压开关，其中该至少一个间隙构造成至少局部填有绝缘流体。
21.权利要求14的双电压开关，其中该外壳包括多个肋条，至少一个肋条沿着双电压 开关的长度方向设置，至少另一个肋条基本垂直于双电压开关的长度方向设置。
22.权利要求21的双电压开关，其中肋条形成构造成至少局部填有绝缘流体的至少一 个贮存器。
23.一种双电压开关，包括盖子，该盖子包括多个凹穴，其中每个凹穴内设置固定电触头；连接到该盖子的外壳，该外壳包括通道；在外壳和盖子之间延伸的转子，该转子构造成基本在通道内转动，因而使得两个可动 触头相对于固定电触头移动；以及连接到转子的相反侧上的该两个可动触头，在可动触头的力的轴线之间的入射角约为 180度，可动触头构造成在至少第一结构和第二结构中选择性地电耦合到固定电触头，第一 结构对应于与双电压开关关联的变压器的串联结构，第二结构对应于变压器的并联结构，其中盖子和外壳中的每个由绝缘材料模制而成。
24.权利要求23的双电压开关，其中盖子和外壳中的一个包括卡扣部件，该卡扣部件 构造成将盖子和外壳中的一个可拆卸地连接到盖子和外壳中的另一个。
25.权利要求23的双电压开关，其中该盖子包括至少一个孔，该至少一个孔构造成允 许绝缘流体流入双电压开关内。
26.权利要求23的双电压开关，其中该双电压开关没有金属紧固件。
27.权利要求23的双电压开关，其中该外壳包括多个肋条，至少一个肋条沿着双电压 开关的长度方向设置，至少另一个肋条基本垂直于双电压开关的长度方向设置。
全文摘要
一种变压器开关，诸如双电压开关或抽头转换开关。该开关包括盖子，外壳，以及夹在盖子和外壳之间的转子。该盖子和外壳由绝缘塑料模制而成。盖子的内部空间包括至少一个凹穴，在该凹穴内设置固定触头。每个固定触头电气耦合到变压器的一个或多个绕组上。转子在外壳的通道内从变压器开关的顶部延伸到盖子的内表面。该内表面包括突起，可绕着该突起转动该转子以及耦合到其上的至少一个可动触头。可动触头构造成选择性地电气耦合到至少一个固定触头。例如，不同的固定触头-可动触头对可对应于变压器不同的电压。
文档编号H01H19/38GK101807475SQ20091021161
公开日2010年8月18日 申请日期2009年8月14日 优先权日2008年8月14日
发明者K·L·林赛, R·A·拉爀瓦尔, R·V·玛丽埃特, 帕特里克·哈罗德·普莱德 申请人:库帕技术公司