一种触头机构的制作方法

1.本发明涉及高电压开关技术领域，具体涉及一种触头机构。


背景技术：

2.气体绝缘全封闭组合电器(gis)由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等组成，这些设备或部件全部封闭在金属接地的外壳中。gis具有故障率低、运行可靠性高、维护工作量少、检修周期长的优点，但是，当gis应用在126kv及以上电压时，当隔离开关在开合母线转换电流时，在动触头与静触头间会产生电弧，电弧会造成触头烧损、触指损坏，产生的分解物还会污染开关内的绝缘件，引起开关绝缘故障和/或绝缘性能降低。
3.目前，为了解决上述问题，通常采用适当提高隔离开关的分合闸速度，同时在动触头与静触头端部设计合金材料(合金材料起到耐电弧烧蚀的作用)引弧结构，但在实际应用中，当隔离开关在分合闸过程中，仍会产生触头、触指等部件被电弧烧损，为电网可靠运行埋下隐患。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种分合闸速度较快、受电弧影响较小的触头机构。
5.为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种触头机构，包括相互配合的动触头和静触座，在所述静触座设有容纳腔，在所述容纳腔内装配有导电触指和第一触头组件，所述第一触头组件包括与容纳腔电连接的第一触头，导通状态时动触头伸入容纳腔内，设置在动触头端部的配合孔与第一触头的首端插接配合，同时动触头的外侧与导电触指插接配合，
7.所述第一触头组件与导电触指之间还装配有可在容纳腔内进行伸缩运动的挡板组件，在分合闸过程中，当动触头与第一触头之间产生电弧时，挡板组件位于第一触头的首端与导电触指之间用于阻隔电弧。
8.优选的，合闸过程中，动触头靠近第一触头的首端产生电弧时，挡板组件位于第一触头的首端与导电触指之间，随后动触头的顶压使挡板组件收缩，在第一触头与配合孔插接时使电弧熄灭，最后动触头与导电触指插接完成合闸；
9.分闸过程中，动触头先与导电触指分离断电，接着动触头与第一触头的首端分离并产生电弧，挡板组件复位，使挡板组件位于第一触头的首端与导电触指之间。
10.优选的，所述第一触头组件还包括弹性储能件，在动触头进行分闸运动时，第一触头的首端被拉出容纳腔外一段距离，且弹性储能件储能，当第一触头的首端与动触头分离后，由弹性储能件释能使第一触头的首端快速退回至容纳腔内。
11.优选的，所述挡板组件的首端与第一触头的首端在容纳腔的开口处平齐。
12.优选的，所述配合孔靠外的一端为摩擦端，在分闸时，第一触头的首端与摩擦端配
合拉动第一触头随动触头运动，从而使弹性储能件储能；所述配合孔靠内的一端为隔离端，在合闸时，第一触头的首端克服与摩擦端之间的摩擦力后伸入隔离端，所述隔离端与第一触头之间无电气连接。
13.优选的，所述配合孔为内端粗外端细的台阶孔，所述较粗的一端为隔离端，所述隔离端的内径大于第一触头的首端的外径，摩擦端的内径小于第一触头的具有弹性的首端外径。
14.优选的，在所述挡板组件的首端与第一触头的首端之间设置有弹性限位结构，由弹性限位结构使挡板组件的首端与第一触头的首端保持平齐。
15.优选的，所述第一触头的首端外侧壁沿径向凸出形成环形的凸台结构，所述环形的凸台结构作为弹性限位部，挡板组件的首端通过与弹性限位部配合与快速触头的首端保持平齐，所述第一触头与动触头沿同一条直线运动。
16.优选的，所述弹性储能件包括触片、绝缘导向板以及触头弹簧，所述触片固定设置在第一触头的尾端并与容纳腔电气连接，绝缘导向板套设在第一触头的中部与容纳腔绝缘配合，触头弹簧套设在触片与绝缘导向板之间的第一触头上，所述触片与容纳腔滑动配合，绝缘导向板与容纳腔固定连接。
17.优选的，所述挡板组件包括环形挡板和弹性件，环形挡板的中央孔供第一触头穿过，弹性件套设在第一触头的中部，弹性件的一端与环形挡板绝缘连接，弹性件的另一端与容纳腔连接。
18.优选的，所述环形挡板的中央孔靠近弹性件的一端设有作为弹性卡合部的凸台，所述弹性卡合部沿中央孔的环形凸出，环形挡板通过弹性卡合部与第一触头的首端卡合，使环形挡板与第一触头的首端保持平齐。
19.优选的，在所述容纳腔的内侧壁沿环向设有环形槽，所述导电触指设置在环形槽内，挡板组件的外径小于导电触指的内径。
20.优选的，述容纳腔包括相互连通的第一安装槽和第二安装槽，所述挡板组件以及导电触指位于第一安装槽，第一触头贯穿设置在第一安装槽与第二安装槽内，第一触头的首端与挡板组件的首端在第一安装槽远离第二安装槽的一端开口处平齐，设置在第一触头上的弹性储能件位于第二安装槽内且与第二安装槽滑动配合。
21.优选的，所述第二安装槽的内径小于第一安装槽的内径，所述第二安装槽与第一安装槽通过一个连接孔连通，所述连接孔的内径小于第二安装槽的内径。
22.优选的，在所述第一触头的中部还套设有弹性挡圈，在合闸过程中，由弹性挡圈与第一安装槽靠近连接孔一端的侧壁抵靠配合，使第一触头的首端与动触头的配合孔插接。
23.本发明的一种触头机构，在第一触头与导电触指之间设置有挡板组件，在动触头进行分合闸运动时，动触头通过与挡板组件配合，使产生在动触头与第一触头之间的电弧被挡板组件所阻隔熄灭，从而避免电弧对导电触指的损伤。
24.此外，挡板组件与第一触头在容纳腔的开口处保持平齐，分闸时第一触头的首端被拉出容纳腔外，使电弧在容纳腔外被熄灭，且弹性储能件使第一触头快速的与动触头分离，进一步降低电弧对导电触指的损害。
25.此外，第一触头的首端以及挡板组件的首端之间设置弹性限位结构，利于使第一触头以及挡板组件的首端保持平齐。
26.此外，在合闸时，第一触头的首端与动触头之间无电气连接，避免第一触头因长期通电而被烧毁。
附图说明
27.图1是本发明一种触头机构在合闸前的结构示意图；
28.图2是本发明一种触头机构在合闸完成时的结构示意图；
29.图3是本发明一种触头机构在分闸时第一触头被动触头拉出的结构示意图；
30.图4是本发明一种触头机构在分闸时第一触头退回时的结构示意图；
31.图5是本发明一种触头机构在分闸时动触头与第一触头之间产生电弧的结构示意图；
32.图6是本发明一种触头机构在分闸时电弧熄灭的结构示意图；
33.图7是本发明一种触头机构在分闸完成时的结构示意图；
34.图8是本发明一种触头机构中弹性限位结构使挡板组件与第一触头组件保持平齐时的结构示意图；
35.图9是本发明一种触头机构中第一触头被拉出时的结构示意图；
36.图10是本发明一种触头机构中动触头的结构示意图；
37.图11是本发明一种触头机构中静触座的结构示意图。
具体实施方式
38.以下结合附图1至11给出的实施例，进一步说明本发明的一种触头机构的具体实施方式。本发明的一种触头机构不限于以下实施例的描述。
39.一种触头机构，包括相互配合的动触头1和静触座2，在所述静触座2设有容纳腔，在所述容纳腔内装配有导电触指3和第一触头组件4，所述第一触头组件4包括与容纳腔电连接的第一触头41，导通状态时动触头1伸入容纳腔内，设置在动触头1端部的配合孔11与第一触头41的首端插接配合，同时动触头1的外侧与导电触指3插接配合，所述第一触头组件4与导电触指3之间还装配有可在容纳腔内进行伸缩运动的挡板组件5，在分合闸过程中，当动触头1与第一触头41之间产生电弧a时，挡板组件5位于第一触头41的首端与导电触指3之间用于阻隔电弧a。
40.本发明的一种触头机构，在第一触头41与导电触指3之间设置有挡板组件5，在动触头1进行分合闸运动时，动触头1通过与挡板组件5配合，产生在动触头1与第一触头41之间的电弧a被挡板组件5所阻隔熄灭，从而避免电弧a对导电触指3的损伤。
41.结合图1
‑
11提供一种实施例，所述触头机构包括相互配合的动触头1和静触座2，所述静触座2作为主要导通电流的元件，在所述静触座2的中部设有容纳腔，在所述容纳腔内装配有导电触指3，在动触头1伸入容纳腔时，通过与导电触指3插接配合实现电连接。在所述容纳腔内装配有第一触头组件4和挡板组件5，所述第一触头组件4与挡板组件5贯穿于导电触指3的中部设置，所述第一触头组件4包括第一触头41以及装配在第一触头41上的弹性储能件，优选将弹性储能件装配在第一触头41的尾端，所述弹性储能件与容纳腔滑动的电气连接，第一触头41的首端穿过导电触指3用于与动触头1端部的配合孔11插接配合，在动触头1进行分合闸运动时，第一触头41通过与配合孔11的插接以及弹性储能件的共同配
合，使得第一触头41可以在容纳腔内沿直线进行快速的直线往复运动，从而提高分合闸速度。优选的，所述第一触头41与动触头1沿着同一条直线运动，也就是第一触头41、容纳腔、导电触指3以及动触头1的中心轴线重合。当然，所述第一触头41也可以由一个固定设置在容纳腔内的触头替代，但固定的触头虽然会影响分断速度，但不会干扰挡板组件5的伸缩运动，使挡板组件5仍可以保护导电触指3。
42.所述挡板组件5套设在第一触头组件4之外，挡板组件5的首端与第一触头41的首端保持平齐，优选的，在挡板组件5的首端与第一触头41的首端之间设置有弹性限位结构，由弹性限位结构使挡板组件5、第一触头41的首端保持平齐，在动触头1伸入或拉出容纳腔进行分合闸运动时，动触头1通过顶压挡板组件5的首端使挡板组件5在容纳腔内进行伸缩运动，当动触头1与第一触头41的首端之间产生电弧a时，挡板组件5的首端始终位于导电触指3与第一触头41的首端之间用于阻隔熄灭电弧a，避免导电触指3被电弧a损伤。本实施例中，弹性限位结构包括分别相互配合的弹性限位部411和弹性卡合部512，弹性限位部411设置在第一触头41上，弹性卡合部512设置在挡板组件5的首端，所述弹性限位部411、弹性卡合部512可以是相互配合的凸台结构，也可以是相互配合的凸台与凹槽结构，其中凸台、凹槽结构的形状不做具体限制，凸台可以连续的环形凸台或多个凸台间隔环绕设置，相应的，凹槽结构也可以是连续环形凹槽或多个凹槽间隔环绕设置。
43.优选的，所述挡板组件5的首端与第一触头41的首端在容纳腔的开口处平齐，如此，如图1、2所示，在合闸过程中，当动触头1靠近第一触头41的首端产生电弧a时，此挡板组件5的首端位于第一触头41的首端与导电触指3之间，挡板组件5的首端将电弧a限制在一定范围内，从而保护导电触指3，随后，动触头1在容纳腔的开口处与挡板组件5的首端顶压配合，随着动触头1伸入容纳腔内部使挡板组件5被顶压收缩，同时第一触头41与配合孔11插接时使电弧a被完全熄灭，最后动触头1与导电触指3完成插接配合，完成合闸。
44.如图3
‑
9所示，在分闸过程中，动触头1先与导电触指3分离断开，随着动触头1被拉出容纳腔之外，挡板组件5的首端与动触头1已经解除顶压配合，挡板组件5进行拉伸复位后处于第一触头41的首端与导电触指3之间，动触头1与第一触头41的首端先保持插接被拉出容纳腔外一段距离，弹性储能件储能(参见图3、4和9)，随后，动触头1与第一触头41的首端分离产电弧a，弹性储能件释能(参见图5和8)，使第一触头41的首端快速退回至容纳腔的开口处与挡板组件5的首端保持平齐，实现快速分断，且此时电弧a熄灭(参见图6)，动触头1进一步向分闸方向运动，在动触头1与静触座2之间形成开关断口(参见图7)。
45.进一步的，所述动触头1的配合孔11包括摩擦端111和隔离端112(参见图10)，其中摩擦端111位于配合孔11靠外的一端，摩擦端111与第一触头41的首端在分闸时配合，使动触头1通过两者的摩擦力带动第一触头41沿直线向容纳腔外运动，所述隔离端112位于配合孔11靠内的一端，所述隔离端112与第一触头41的首端在合闸时配合，此时第一触头41的首端与动触头1之间无电气连接，从而避免导通电流能力较差的第一触头41长期通电而造成发热甚至被烧毁。
46.结合图10提供本实施例中动触头1的具体结构，所述动触头1整体呈杆状结构，动触头1向右运动为合闸运动的方向，向左运动为分闸运动的方向，在动触头1的一端端部开设有配合孔11，图中为右端端部，所述配合孔11优选为外端细内端粗的台阶孔，其中较细的一端作为摩擦端111，较粗的一端作为隔离端112，所述摩擦端111的内径略小于第一触头41
的首端具有弹性的外径，如此，在分闸运动时，通过摩擦端111与第一触头41的首端之间的弹力摩擦将第一触头41的首端拉出容纳腔外一段距离；所述隔离端112的内径大于第一触头41的外径，在本实施例中，第一触头41的首端外径最大，隔离端112的内径优选大于第一触头41的首端外径，使两者在合闸插接配合时不能接触，从而实现隔离。当然，配合孔11也可以采用内径相同的直孔，通过在摩擦端111设置弹性材料，使第一触头41与摩擦端111配合时有足够的摩擦力，在隔离端112涂覆不同材料，使第一触头41与隔离端112配合无电气连接。
47.如图11所示，所述静触座2作为主要导电元件，优选采用利于优化电场作用的圆滑过渡结构，且静触座2面向动触头1的一端具有较大倒角的设计，在所述静触座2的中部设置有至少一端敞开的容纳腔，在所述容纳腔内装配有导电触指3、第一触头组件4以及挡板组件5，使静触座2对内部的零部件起到屏蔽作用。
48.所述容纳腔包括相互连通的第一安装槽21和第二安装槽22，优选第一安装槽21与第二安装槽22通过连接孔23连通，第一安装槽21远离第二安装槽22的一端敞开，其中第一安装槽21的内径大于第二安装槽22的内径，第二安装槽22的内径大于连接孔23的内径，在所述第一安装槽21内沿侧壁环向设置有环形槽24，优选所述环形槽24位于远离第二安装槽22的一端，且环形槽24与第一安装槽21的开口处留有一段距离，在所述环形槽24内装配有导电触指3，动触头1伸入第一安装槽21内与导电触指3插接完成合闸。
49.如图1
‑
9所示，所述第一触头组件4包括第一触头41、弹性挡圈45以及弹性储能件，所述第一触头41为贯穿设置在容纳腔内的杆体结构，第一触头41的首端位于第一安装槽21的开口处用于与动触头1的配合孔11插接，所述第一触头41的首端外侧壁沿径向凸出环形的凸台结构，所述环形的凸台结构作为弹性限位部411使第一触头41的首端外侧壁呈台阶结构，所述弹性限位部411用于与挡板组件5配合，使挡板组件5与第一触头41的首端保持平齐，另外，弹性限位部411作为第一触头41中外径最大的部分，使第一触头41的首端具有弹性，在第一触头41与配合孔11插接配合时，配合孔11的摩擦端111以及隔离端112的内径设置参考弹性限位部411的外径；弹性挡圈45套设在第一触头41的中部，弹性挡圈45位于第一安装槽21内并可以与第一安装槽21限位配合；第一触头41的尾端以及弹性储能件位于第二安装槽22内，所述弹性储能件包括触片42、绝缘导向板43以及触头弹簧44，所述触片42固定设置在第一触头41的尾端与容纳腔电气连接，本实施例的触片42通过螺钉固定在第一触头41的尾端端部，绝缘导向板43套设在第一触头41的中部与容纳腔绝缘配合，触头弹簧44套设在触片42与绝缘导向板43之间的第一触头41上，所述触片42与容纳腔滑动配合，绝缘导向板43与第二安装槽22固定连接，具体固定在第二安装槽22靠近第一安装槽21的一端。
50.在本实施例中，所述弹性挡圈45的内径大于连接孔23的孔径，触片42、绝缘导向板43的外径与第二安装槽22内的内径相同，在合闸时，参见图1、2和8，弹性挡圈45与第一安装槽21靠近连接孔23一端的侧壁抵靠配合，第一触头41被限位不能被推动，使第一触头41的首端克服与摩擦端111之间的摩擦力伸入隔离端112，完成插接配合；在分闸时，参见图3
‑
7、9所示，摩擦端111与第一触头41的首端配合向容纳腔外拉动第一触头41(向左拉动第一触头41)，此时触片42被带动向第一安装槽21的方向滑动(图中向左)，触头弹簧44在触片42与绝缘导向板43的作用下被挤压储能，随后由于动触头1持续向分闸方向运动，绝缘导向板43与第二安装槽22配合使第一触头41不能继续被拉动，使得第一触头41的首端与摩擦端111
克服摩擦力后被分离，此时触头弹簧44释能使触片42向远离第一安装槽21的方向(图中向右)滑动，第一触头41退回至容纳腔中，第一触头41的首端位于第一安装槽21的开口处，动触头1继续运动，使动触头1与静触座2第一触头41、挡板组件5的首端之间形成分闸断口。需要说的是，本实施例的第一触头41在合闸时由于弹性挡圈45的位置与第一安装槽21的侧壁抵靠，使第一触头41在合闸时不进行直线运动，仅在分闸运动时进行直线往复运动，当然，通过改变弹性挡圈45的位置或延长第一安装槽21的长度，也可以使第一触头41在合闸时进行直线往复运动。
51.所述触片42与容纳腔始终保持电气连接，触头弹簧44的一端与触片42连接，触头弹簧44的另一端与绝缘导向板43连接，使得触头弹簧44中无电流流过，触头弹簧44与静触座2等电位。
52.如图1
‑
9所示，所述挡板组件5环绕套设在第一触头41之外，挡板组件5完全位于第一安装槽21内且挡板组件5的外径小于导电触指3的内径，使挡板组件5在进行伸缩运动时不会与导电触指3接触。所述挡板组件5包括环形挡板51和弹性件52，所述环形挡板51作为挡板组件5的首端采用绝缘耐高温材料制成，环形挡板51的中央孔511供第一触头41穿过，环形挡板51的中央孔511靠近弹性件52的一端设有作为弹性卡合部512的凸台，所述弹性卡合部512沿中央孔511的环向凸出，弹性卡合部512使中央孔511的侧壁整体呈台阶结构，其中，中央孔511设有弹性卡合部512处的内径小于第一触头41设有弹性限位部411处的外径，中央孔511未设置弹性卡合部512处的内径大于等于第一触头41设有弹性限位部411处的外径，环形挡板51通过弹性卡合部512与第一触头41的首端卡合，使环形挡板51与第一触头41的首端保持平齐(参见图8)。弹性件52作为挡板组件5的尾端套设在第一触头41的中部，弹性件52的弹力小于弹性储能件中触头弹簧44的弹力，利于动触头1与挡板组件5顶压配合，弹性件52的一端与环形挡板51绝缘连接，弹性件52的另一端与容纳腔电气连接，具体连接在第一安装槽21靠近第二安装槽22的一端，使弹性件52中无电流流过，弹性件52与静触座2等电位。
53.在合闸时，动触头1端部与环形挡板51抵靠并通过顶压环形挡板51使弹性件52被压缩，此时环形挡板51随着动触头1的伸入而逐渐退回至第一安装槽21内，使动触头1与导电触指3可以插接配合，在分闸时，动触头1被拉出第一安装槽21时，随着动触头1的运动弹性件52释能，环形挡板51被推动随动触头1一起恢复至第一安装槽21的开口处。
54.需要说明的是，第一触头41与环形挡板51也可以是不完全平齐，相比环形挡板51，第一触头41的首端可以略内缩至容纳腔内一点也是可以的。另外，在环形挡板51、第一触头41、动触头1、弹性限位部411以及弹性卡合部512的边缘采用圆弧过渡，利于提高各部件之间的相互配合。
55.以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。