一种能够抵抗短路电流的磁保持继电器的制作方法

本发明涉及继电器技术领域，特别是涉及一种能够抵抗短路电流的磁保持继电器。

背景技术：

现有磁保持继电器的结构由磁路系统、接触系统、推动机构和基座组成。磁路系统一般由两个基本对称的磁路组成，包括静止导磁体部件、可动导磁体部件和线圈，接触系统包括动簧部分、静簧部分，推动机构一般由推动块担当。继电器线圈通正向脉冲电压，磁路系统工作，推动块推动动簧部分，使动静触点接触，继电器动作，线圈通反向脉冲电压，磁路系统工作，推动块推动动簧部分，使动静触点断开，继电器复归。

磁保持继电器主要应用领域为电力计量，主要功能为开关和计量。随着世界各国电网改造的不断深入，由于短路电流引发的电表炸表、着火的案例时有发生，引发了巨大的人身安全问题和财产损失问题。在此背景下，世界各大电力公司、电表企业纷纷出台相关标准或引用行业标准，以其规范电能表用电力磁保持继电器抵抗短路电流能力，提高智能电表运行的安全性。为了保证人身安全、用电设备安全，均要求磁保持继电器具有承受和接通短路电流的功能。根据电网运行特点和基于对人身、设备安全考虑，磁保持继电器抵抗短路电流有三种工况，具体如下：

工况一：电表前端(上游电网)短路，特征是磁保持继电器触点闭合(电表合闸状态)，短路电流较大，此时的短路电流称为“安全耐受短路电流”，要求磁保持继电器承受短路电流时或后“不爆炸、不起火、无飞溅物”。

工况二：电表后端(下游电网)短路，特征是磁保持继电器触点闭合(电表合闸状态)，短路电流较小，此时的短路电流称为“功能耐受短路电流”，要求磁保持继电器承受短路电流后“功能正常”。

工况三：电表后端(下游电网)短路，特征是磁保持继电器触点断开(电表拉闸状态)，短路电流较小，此时的短路电流称为“功能接通短路电流”，要求磁保持继电器接通短路电流后“功能正常”。

三种工况下，短路电流大小差异较大，如iec62055-31标准uc2等级“安全耐受短路电流”为4.5ka，是“功能耐受短路电流”或“功能接通短路电流”2.5ka的1.8倍；uc3等级“安全耐受短路电流”为6ka，是“功能耐受短路电流”或“功能接通短路电流”3ka的2倍；又如ansic12.1标准200a额定电流等级“安全耐受短路电流”峰值24ka，是“功能耐受短路电流”峰值7ka的3.4倍。

要研发出具有抵抗短路电流能力的磁保持继电器产品，就必须提高动、静触头闭合的压力，来抵消短路电流通过触点时的电动斥力。提高动、静触头闭合的压力，势必会增大产品的外形尺寸、增加线圈控制部分的功耗，无法满足客户对产品外形小型化和低功耗的要求，同时，产品成本会急聚上升，导致产品市场竞争能力下降。

为了解决上述技术问题，现有磁保持继电器在结构设计上是利用了洛仑兹力原理，利用一倍的短路电流在可动簧片(动簧片)上产生的电磁力来抵抗短路电流在动、静触点间产生的电动斥力。具体方案设计时，短路电流大小与两簧片间的距离密切相关，抵抗短路电流的效果与簧片变形量(刚性)密切相关。由于“安全耐受短路电流”与“功能耐受短路电流”或“功能接通短路电流”相差较大，满足“安全耐受短路电流”的设计方案，不一定能兼容“功能耐受短路电流”或“功能接通短路电流”，反之亦然。同进，满足uc3标准的设计方案不一定向下兼容uc2标准。

现有技术中解决磁保持继电器抵抗短路电流功能的主要技术路线有两种，均是利用一倍的短路电流流过可动簧片(即动簧片)及可动簧片引出片(即动簧引出片)，并在可动簧片(即动簧片)上产生的电磁力来抵抗短路电流在动、静触点间产生的电动斥力，流过静止簧片(即静簧片)上的短路电流不参与抵抗触点间电动斥力的功能。第一种磁保持继电器的抗短路电流结构是“利用动簧引出片与动簧片电流方向相反时产生的电磁力来抵抗动、静触头通过大电流时产生的电动力”。第二种磁保持继电器的抗短路电流结构是“利用并联回路中电流方向相同产生电磁吸力，来增大动、静触头间的压力”实现抵抗短路电流功能。这种抵抗短路电流结构的方案之一如中国专利cn201210306861.9所披露的，是采用两组动簧平行设计，利用电流用向相吸原理，来增加触点接触压力，但是，这种结构的不足之处是：动簧片有效长度短，反力大，两组动簧部分之间的距离在远离触点位置较小，靠近触点位置较大，造成了触点位置的电磁吸力较小，且电磁吸力分布不均匀的弊端，而且，由于在靠近触点的位置设有折弯，会造成类似翘翘板的结构，反而容易使触点位置的簧片向外翘，反而是减小了触点的压力。这种抵抗短路电流结构的方案之二如中国专利cn201280008648.2所披露的，也是采用两组动簧平行设计，利用电流用向相吸原理，来增加触点接触压力，但是，这种结构的不足之处是：动簧片有效长度短，反力大，两组动簧部分之间由于有动、静触点的间隔，距离较大，造成电磁吸力较小，而且，这种结构的簧片弹性小，对触点的压力也较小。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种能够抵抗短路电流的磁保持继电器，是基于利用并联回路中电流方向相同产生电磁吸力，来增大动、静触头间的压力的基础上，通过对接触部分的结构改进，能够增大两组动簧部分之间的电磁吸力，从而能够有效增加触点间的接触压力，抵抗短路电流。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种能够抵抗短路电流的磁保持继电器，包括接触部分；所述接触部分由两组大致相互平行的动簧部分构成；所述两组动簧部分分别包括动簧片、动触点、动簧引出片和静触点；所述动触点连接在所述动簧片的一端，所述动簧片的另一端连接所述动簧引出片的一端，所述静触点连接于所述动簧引出片的一端处；动簧部分的两个动触点分别与两个静触点相对应，以在动、静触点接触时形成并联电路结构；在两个动簧片中各设有一个在厚度的一面呈凸出另一面呈凹入的第一折弯部，两个第一折弯部的凸出方向相同，其中一个动簧片的第一折弯部的折弯小于另一个动簧片的第一折弯部的折弯，以使得所述一个动簧片的第一折弯部的凸出能够配合在另一个动簧片的第一折弯部的凹入中，从而在缩小两个动簧片之间的距离的同时并增加每个动簧片的有效长度。

在两个动簧片中还各设有一个在厚度的一面呈凸出另一面呈凹入的第二折弯部，两个第二折弯部的凸出方向相同，所述另一个动簧片的第二折弯部的折弯小于所述一个动簧片的第二折弯部的折弯，以使得所述另一个动簧片的第二折弯部的凸出能够配合在所述一个动簧片的第二折弯部的凹入中，以缩小两个动簧片之间的距离并增加每个动簧片的有效长度。

所述第一折弯部、第二折弯部均为弧形形状。

所述两个动簧片的第一折弯部、第二折弯部的形状大致为u型、n型或c型，且折弯部的u型、n型或c型的开口的中心线与动簧片的平直簧片呈大致垂直。

两个动簧片中，所述一个动簧片的第一折弯部和第二折弯部之间的平直簧片到所述另一个动簧片的第一折弯部和第二折弯部之间的平直簧片的距离小于两个动簧片在触点位置处的平直簧片之间的距离。

所述一个动簧片的第一折弯部和第二折弯部之间的平直簧片到所述另一个动簧片的第一折弯部和第二折弯部之间的平直簧片的距离和两个第一折弯部之间的距离以及两个第二折弯部之间的距离大致相等。

在同一组动簧部分中，所述静触点连接在所述动簧片的另一端与所述动簧引出片的一端的相接处。

在同一个动簧片中，第一折弯部的凸出方向与第二折弯部的凸出方向相反。

在同一个动簧片中，第一折弯部和第二折弯部分别处在该动簧片的两端。

所述动簧片与动簧引出片为两个单独的零件。

所述动簧片与动簧引出片为一体式结构。

所述动簧片由单片簧片构成。

所述动簧片由二片或二片以上簧片在厚度方向上叠合构成。

所述具有第一折弯部和第二折弯部的两组动簧部分的动簧片的长度和形状完全相同。

进一步的，还包括基座，所述接触部分的动簧引出片插接在所述基座上，且两个动簧引出片分别处在基座的两侧，其中一个动簧引出片为电流引入端，另一个动簧引出片为电流引出端；所述两个动簧引出片的各一端分别适配在基座内，所述两个动簧引出片的各另一端分别延伸在基座外。

所述两个动簧引出片在厚度方向分别设有一个用来与基座相配合的定位凸苞，所述基座设有用来与对应的动簧引出片的定位凸苞相配合的插槽。

所述两个动簧引出片的各一端端沿分别向外延伸一定位舌片，所述定位舌片相对于动簧引出片倾斜一个角度以实现对动簧片的折弯部进行避让。

所述定位舌片的厚度尺寸小于动簧引出片的厚度尺寸。

所述两个动簧引出片的相对一面的延长线的垂直距离为4.6mm，其公差范围是-0.1～+0.5mm；所述两个动簧引出片中，距离基座中的平行侧壁更近的一个动簧引出片的所述相对一面到所述平行侧壁的外表面的尺寸为5.1mm，其公差范围是-0.5～+0.5mm。

进一步，还包括旋转式磁路部分和推动块，旋转式磁路部分通过推动块分别与所述两个动簧片的末端相配合，以在旋转式磁路部分朝一边旋转时，能使两个动触点与两个静触点分别相接触，而在旋转式磁路部分朝另一边旋转时，使两个动触点与两个静触点分别相分离。

与现有技术相比较，本发明的有益效果是：

1、本发明由于采用了在两个动簧片中各设有一个在厚度的一面呈凸出另一面呈凹入的第一折弯部，两个第一折弯部的凸出方向相同，其中一个动簧片的第一折弯部的折弯小于另一个动簧片的第一折弯部的折弯，以使得所述一个动簧片的第一折弯部的凸出能够配合在另一个动簧片的第一折弯部的凹入中，从而在缩小两个动簧片之间的距离的同时并增加每个动簧片的有效长度。本发明的这种结构，一方面，利用了设置簧片弯折以增加动簧片弹性，从而增加触点压力，另一方面，利用弯折部的特殊结构(凸出配合在凹入中)，缩短两个动簧片之间的距离，从而增大吸力，同时，由于簧片弯折后使动簧片有效长度更长，从而进一步增大吸力，使吸力更大。

2、本发明由于采用了在两个动簧片中分别设有第一折弯部和第二折弯部，且第一折弯部和第二折弯部在两个动簧片中的凸出方向均相同，而在同一个动簧片中，第一折弯部的凸出方向与第二折弯部的凸出方向相反。本发明的这种结构，由于每个动簧片均设有两处折弯，可以大大增加动簧片弹性，从而大大增加触点压力，使动簧片有效长度进一步增长，从而再进一步增大吸力，使吸力增加更大，而且，不但可以缩短两个动簧片的两处折弯位置的距离，还可以缩短两个动簧片的在两处折弯之间位置的距离，从而进一步增大吸力。

3、本发明由于采用了在两个动簧片中分别设有第一折弯部和第二折弯部，且具有第一折弯部和第二折弯部的两组动簧部分的动簧片的长度和形状完全相同。本发明的这种结构，两组动簧片的长度相等，形状一致，既便于制作，也保证了两组动簧性能的一致性。

4、本发明由于采用了动簧引出片在厚度方向设有一个用来与基座相配合的定位凸苞，在动簧引出片的一端端沿向外延伸一定位舌片，且定位舌片相对于动簧引出片倾斜一个角度以实现对动簧片的折弯部进行避让。本发明的这种结构，通过对动簧引出片的合理定位，避免了在产品使用过程中，因无可靠的定位，在温度、振动冲击的外界应力作用下，动簧引出片因松动、脱落，导致产品功能失效的弊端。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种能够抵抗短路电流的磁保持继电器不局限于实施例。

附图说明

图1是实施例本发明的接触部分的结构示意图；

图2是实施例本发明的接触部分与磁路部分、推动块之间相配合的立体构造示意图；

图3是实施例本发明的接触部分与磁路部分、推动块之间相配合(触点闭合)的结构示意图；

图4是是实施例本发明的接触部分与磁路部分、推动块之间相配合(触点断开)的结构示意图；

图5是实施例本发明的动簧部分的立体构造示意图；

图6是实施例本发明的动簧部分的主视图；

图7是实施例本发明的动簧部分的俯视图；

图8是实施例本发明的动簧部分的立体构造分解示意图；

图9是实施例本发明的动簧部分的立体构造分解状态的主视图；

图10是实施例本发明的接触部分与磁路部分、推动块、基座之间相配合的立体构造示意图；

图11是实施例本发明的接触部分与磁路部分、推动块、基座之间相配合的俯视图。

具体实施方式

实施例

参见图1至图11所示，本发明的一种能够抵抗短路电流的磁保持继电器，包括接触部分；所述接触部分由两组大致相互平行的动簧部分1、2构成；动簧部分1包括动簧片11、动触点12、动簧引出片13和静触点14，动簧部分2包括动簧片21、动触点22、动簧引出片23和静触点24；动触点12连接在动簧片11的一端，动簧片11的另一端连接动簧引出片13的一端，静触点14连接于动簧引出片13的一端处，本实施例中，静触点14是连接在动簧片11的另一端与动簧引出片13的一端的相接处，同样的，动触点22连接在动簧片21的一端，动簧片21的另一端连接动簧引出片23的一端，静触点24连接于动簧引出片23的一端处，静触点24是连接在动簧片21的另一端与动簧引出片23的一端的相接处；动簧部分的两个动触点分别与两个静触点相对应，即动簧部分1的动触点12与动簧部分2的静触点24处在对应配合的位置，动簧部分2的动触点22与动簧部分1的静触点14处在对应配合的位置，以在动、静触点接触时形成并联电路结构；在两个动簧片中各设有一个在厚度的一面呈凸出另一面呈凹入的第一折弯部，动簧片11设有第一折弯部111，第一折弯部111为弧形形状，,动簧片21设有第一折弯部211，第一折弯部211为弧形形状，且动簧片11的第一折弯部111和动簧片21的第一折弯部211的凸出方向相同，动簧片21的第一折弯部211的折弯小于另一个动簧片11的第一折弯部111的折弯，以使得所述一个动簧片21的第一折弯部211的凸出能够配合在另一个动簧片11的第一折弯部111的凹入中，从而在缩小两个动簧片11、12之间的距离的同时并增加每个动簧片的有效长度。

在两个动簧片中还各设有一个在厚度的一面呈凸出另一面呈凹入的第二折弯部，即，动簧片11设有第二折弯部112，第二折弯部112为弧形形状，动簧片21设有第二折弯部212，第二折弯,212为弧形形状，动簧片11的第二折弯部112和动簧片21的第二折弯部212的凸出方向相同，动簧片11的第二折弯部112的折弯小于所述一个动簧片21的第二折弯部212的折弯，以使得所述另一个动簧片11的第二折弯部112的凸出能够配合在所述一个动簧片21的第二折弯部212的凹入中；在同一个动簧片中，第一折弯部的凸出方向与第二折弯部的凸出方向相反，动簧片11中，第一折弯部111凸出方向与第二折弯部112的凸出方向相反，动簧片21中，第一折弯部211凸出方向与第二折弯部212的凸出方向相反，而且，在同一个动簧片中，第一折弯部和第二折弯部分别处在该动簧片的两端；由于，动簧片21的第一折弯部211的凸出是配合在动簧片11的第一折弯部111的凹入中，因此，动簧片11的第二折弯部112的凸出配合在动簧片21的第二折弯部212的凹入中，以缩小两个动簧片之间的距离并增加每个动簧片的有效长度。

两个动簧片的第一折弯部、第二折弯部的形状大致可以为u型、n型或c型，且折弯部的u型、n型或c型的开口的中心线与动簧片的平直簧片呈大致垂直；u型、n型或c型的形状都是符合在厚度的一面呈凸出另一面呈凹入。

两个动簧片中，其中一个动簧片的第一折弯部和第二折弯部之间的平直簧片到另一个动簧片的第一折弯部和第二折弯部之间的平直簧片的距离小于两个动簧片在触点位置处的平直簧片之间的距离；动簧片11的第一折弯部111和第二折弯部112之间的部分为平直簧片113，动簧片21的第一折弯部211和第二折弯部212之间的部分为平直簧片213，动簧片11的平直簧片113到动簧片21的平直簧片213的距离小于两个动簧片在触点位置处的平直簧片之间的距离(比如动触点12处簧片与静触点24处簧片之间的距离，也可以是动触点22处簧片与静触点14处簧片之间的距离)。

本实施例中，其中一个动簧片的第一折弯部和第二折弯部之间的平直簧片到另一个动簧片的第一折弯部和第二折弯部之间的平直簧片的距离和两个第一折弯部之间的距离以及两个第二折弯部之间的距离大致相等；也就是说，动簧片11的第一折弯部111到动簧片21的第一折弯部211的距离，动簧片11的第二折弯部112到动簧片21的第二折弯部212的距离，动簧片11的平直簧片113到动簧片21的平直簧片213的距离，这三个距离大致相等。

本实施例中，动簧片11与动簧引出片13为两个单独的零件；动簧片21与动簧引出片23也为两个单独的零件；当然，动簧片与动簧引出片也可以为一体式结构。

本实施例中，动簧片11由三片簧片在厚度方向上叠合构成，动簧片21也是由三片簧片在厚度方向上叠合构成；当然，动簧片也可以由单片簧片构成。

本实施例中，所述具有第一折弯部和第二折弯部的两组动簧部分的动簧片11、12的长度和形状完全相同。也就是说，动簧片11和动簧片12装配后，动簧片11的第一折弯部111和动簧片21的第一折弯部211的配合形状与动簧片21的第二折弯部212与动簧片11的第二折弯部112的配合形状为中心对称结构，换句话说，就是动簧片11的第一折弯部111和动簧片21的第一折弯部211的配合形状围绕对称中心经过180度旋转后，和动簧片21的第二折弯部212与动簧片11的第二折弯部112的配合形状相吻合。

本发明包括基座3，所述接触部分的动簧引出片13、23分别插接在所述基座3上，且两个动簧引出片13、23分别处在基座3的两侧，其中一个动簧引出片为电流引入端，另一个动簧引出片为电流引出端；所述动簧引出片13、23的各一端适配在基座3内，所述动簧引出片13、23的各另一端延伸在基座3外。

本实施例中，动簧引出片13在厚度方向设有一个用来与基座相配合的定位凸苞131，该定位凸苞131处在对应于固定静触点14的相背的一面并在位置上比静触点14更加靠近外侧，基座3设有用来与动簧引出片13的定位凸苞131相配合的插槽31；动簧引出片23在厚度方向设有一个用来与基座相配合的定位凸苞231，该定位凸苞231处在对应于固定静触点24的相同的一面并在位置上比静触点24更加靠近外侧，基座3还设有用来与动簧引出片23的定位凸苞231相配合的插槽32。

本实施例中，动簧引出片13的一端端沿向外延伸一定位舌片132，该定位舌片132相对于动簧引出片13倾斜一个角度以实现对动簧片11的折弯部111进行避让，定位舌片132的厚度尺寸小于动簧引出片13的厚度尺寸，基座3设有用来与动簧引出片13的定位舌片132相配合的插槽33；动簧引出片23的一端端沿向外延伸一定位舌片232，该定位舌片232相对于动簧引出片23倾斜一个角度以实现对动簧片21的折弯部212进行避让，定位舌片232的厚度尺寸小于动簧引出片23的厚度尺寸，基座3设有用来与动簧引出片23的定位舌片232相配合的插槽34。

本实施例中，两个动簧引出片的相对一面的延长线的垂直距离为4.6mm，其公差范围是-0.1～+0.5mm，即，动簧引出片13的相对一面133的延长线到动簧引出片23的相对一面233的垂直距离为4.6mm(也可以是动簧引出片23的相对一面233的延长线到动簧引出片13的相对一面133的垂直距离，或者是动簧引出片13的相对一面133的延长线到动簧引出片23的相对一面233的延长线的垂直距离)，尺寸4.6mm限定了两个动簧引出片之间的距离，同时也限定了触点间的距离；所述两个动簧引出片中，距离基座中的平行侧壁更近的一个动簧引出片的所述相对一面到所述平行侧壁的外表面的尺寸为5.1mm，其公差范围是-0.5～+0.5mm，在动簧引出片13和动簧引出片23中，距离基座3中的平行侧壁35更近的是动簧引出片13，因此，动簧引出片13的所述相对一面133到所述平行侧壁35的外表面的尺寸为5.1mm，其公差范围是-0.5～+0.5mm，尺寸5.1mm反应了动簧引出片13到基座一个侧面的距离，该尺寸确定了动簧引出片13从基座引出的位置，尺寸4.6mm和尺寸5.1mm，可以反应另一个动簧引出片23从基座引出的位置，这样，也就决定了继电器的主要外形尺寸。

本发明包括旋转式磁路部分4和推动块5，旋转式磁路部分4和推动块5分别安装在基座3内，旋转式磁路部分4通过推动块5分别与两个动簧片11、21的末端相配合，以在旋转式磁路部分朝一边旋转时，使两个动触点12、22与两个静触点24、14分别相接触，而在旋转式磁路部分朝另一边旋转时，使两个动触点12、22与两个静触点24、14分别相分离。

本发明的一种能够抵抗短路电流的磁保持继电器，采用了在两个动簧片11、21中各设有一个在厚度的一面呈凸出另一面呈凹入的第一折弯部111、211，且第一折弯部111、211为弧形形状，两个第一折弯部111、211的凸出方向相同，其中一个动簧片21的第一折弯部211的折弯小于另一个动簧片11的第一折弯部111的折弯，以使得所述一个动簧片21的第一折弯部211的凸出能够配合在另一个动簧片11的第一折弯部111的凹入中，从而在缩小两个动簧片之间的距离的同时并增加每个动簧片的有效长度。本发明的这种结构，一方面，利用了设置簧片弯折以增加动簧片弹性，从而增加触点压力，另一方面，利用弯折部的特殊结构(凸出配合在凹入中)，缩短两个动簧片之间的距离，从而增大吸力，同时，由于簧片弯折后使动簧片有效长度更长，从而进一步增大吸力，使吸力更大。

本发明的一种能够抵抗短路电流的磁保持继电器，采用了在两个动簧片11、21中分别设有第一折弯部111、211和第二折弯部112、212，且第一折弯部111、211和第二折弯部112、212均为弧形形状，第一折弯部和第二折弯部在两个动簧片中的凸出方向均相同，而在同一个动簧片中，第一折弯部的凸出方向与第二折弯部的凸出方向相反。本发明的这种结构，由于每个动簧片均设有两处折弯，可以大大增加动簧片弹性，从而大大增加触点压力，使动簧片有效长度进一步增长，从而再进一步增大吸力，使吸力增加更大，而且，不但可以缩短两个动簧片的两处折弯位置的距离，还可以缩短两个动簧片的在两处折弯之间位置的距离，从而进一步增大吸力。

本发明的一种能够抵抗短路电流的磁保持继电器，采用了在两个动簧片中分别设有第一折弯部和第二折弯部，且具有第一折弯部和第二折弯部的两组动簧部分的动簧片的长度和形状完全相同。本发明的这种结构，两组动簧片的长度相等，形状一致，既便于制作，也保证了两组动簧性能的一致性。

本发明的一种能够抵抗短路电流的磁保持继电器，采用了动簧引出片13、23在厚度方向设有一个用来与基座相配合的定位凸苞131、231，在动簧引出片13、23的一端端沿向外延伸一定位舌片132、232，且定位舌片132、232相对于动簧引出片13、23倾斜一个角度以实现对动簧片的折弯部进行避让。本发明的这种结构，通过对动簧引出片的合理定位，避免了在产品使用过程中，因无可靠的定位，在温度、振动冲击的外界应力作用下，动簧引出片因松动、脱落，导致产品功能失效的弊端。

上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。