雙電源電動轉換開關的制作方法
【專利摘要】本發明公開一種雙電源電動轉換開關，屬于電力設備領域，具體涉及雙電源電動轉換開關。本發明公開的開關包括設置有電磁鐵和觸發按鈕的電動操作機構、設置有接線端子的觸頭室，接線端子包括兩個電源接線端子和一個負載接線端子；接線端子設置有聯接柱，聯接柱部分嵌入接線端子且與接線端子過盈配合，聯接柱設置有與電力母排過盈配合的導電的第一柱狀部，第一柱狀部內同軸設置具有導電性的第二柱狀部，第一柱狀部和第二柱狀部過盈配合，第二柱狀部的熱脹系數大于第一柱狀部的熱脹系數。本發明公開的開關具有如下有益效果：1.相同的搭接長度產生更多的導電面積，進而降低電流密度，實現接線端子的低溫升。2.降低了母排的用量，節約了資源。3.加大了電氣間隙或者安全距離，提高了設備的電氣安全性。
【專利說明】
雙電源電動轉換開關
技術領域
[0001]本發明涉及電力設備領域，具體涉及一種雙電源電動轉換開關。
【背景技術】
[0002]現有電力成套設備廠內，施工人員將雙電源電動轉換開關安裝在配電柜內，雙電源電動轉換開關的接線端子通常采用電力母排直接聯接，電力母排直接搭接在接線端子上，接線端子與電力母排聯接通常采用重疊搭接法，之后再用螺栓緊固。如圖3和圖4所示，這樣聯接方法需要將母排與接線端子重疊一定長度，以使接觸面的電流密度維持在一定范圍值內，從而使聯接處的溫升符合相關標準。為了使聯接處溫升低，通常需要增加母排與端子重疊的長度，使接觸面積增加，進而使接觸面的電流密度降低，最終使聯接處具有較低的溫升。而增加重疊長度會加大母排的用量，進而增加制造成本。緊固用的螺栓會使導電部件與非導電部件間的電氣間隙或者安全距離減小，為了使電氣間隙或者安全距離保持不變，需要將接線端子與非導電部件間的間距加大，而加大間距必然造成整個雙電源電動轉換開關的外形尺寸變大。如何增加接觸面積而使聯接處溫升低，但不縮小電氣間隙，以及不加大聯接處占用空間。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于解決上述問題，并提供一種雙電源電動轉換開關。
[0004]為此，本發明提供一種雙電源電動轉換開關，其包括電動操作機構、與電動操作機構聯接的觸頭室，電動操作機構設置有電磁鐵和觸發按鈕，觸頭室設置有動觸頭、靜觸頭、接線端子、滅弧室及傳動機構，動觸頭與傳動機構聯接，靜觸頭與接線端子聯接，接線端子部分露出觸頭室，觸發按鈕使電磁鐵動作，電磁鐵通過傳動結構使動觸頭與靜觸頭斷開或者接通，動觸頭與靜觸頭斷開過程中產生的電弧通過滅弧室熄滅，接線端子包括兩個電源接線端子和一個負載接線端子。接線端子設置有聯接柱，聯接柱部分嵌入接線端子且與接線端子過盈配合，聯接柱設置有與電力母排過盈配合的導電的第一柱狀部，第一柱狀部同軸設置具有導電性的第二柱狀部，第一柱狀部和第二柱狀部過盈配合，第二柱狀部位于第一柱狀部內部，第二柱狀部的熱脹系數大于第一柱狀部的熱脹系數。
[0005]有利地，第二柱狀部的電阻率大于第一柱狀部的電阻率。
[0006]具體地，第二柱狀部的材質為鋁或者鋁合金，第一柱狀部的材質為銅或者銅合金。
[0007]優選地，第二柱狀部的外徑與第一柱狀部的外徑的比值為0.5-0.8。
[0008]具體地，第二柱狀部具有實心結構，第一柱狀部具有中空的結構，第二柱狀部貫穿第一柱狀部。
[0009]有利地，聯接柱內部同軸設置有第二貫穿孔，聯接柱的外柱面徑向設置第一貫穿孔，第一貫穿孔和第二貫穿孔連通，第一貫穿孔位于聯接柱的軸向中部。
[0010]有益效果由于本發明公開的雙電源手動轉開關的接線端子采用對接的聯接方式與電力母排聯接，相對于現有的重疊搭接方式，其可帶來如下有益效果。
[0011]1.相同的搭接長度產生更多的導電面積，進而降低電流密度，實現聯接處的低溫升。
[0012]2.無需對母排進行重疊搭接，降低了母排的用量，節約了資源。
[0013]3.由于免去了緊固螺栓和螺母，所以加大了電氣間隙或者安全距離，提高了設備的電氣安全性。
[0014]4.由于免去了緊固螺栓和螺母，所以聯接處與非導電部件間的距離變大了，而聯接處占用空間并沒有增大。
【附圖說明】
[0015]
在下面參照附圖對作為非限制性實施例給出的實施方式的說明中，本發明及其優越性將得到更好的理解，附圖如下:
圖1是現有雙電源電動轉換開關正面的立體圖；
圖2是現有雙電源電動轉換開關背面的立體圖；
圖3是現有雙電源電動轉換開關正面的立體圖，其中電力母排已對接上；
圖4是現有雙電源電動轉換開關背面的立體圖，其中電力母排已對接上；
圖5是本發明公開的雙電源電動轉換開關正面的立體圖；
圖6是本發明公開的雙電源電動轉換開關背面的立體圖；
圖7是本發明公開的雙電源電動轉換開關正面的立體圖，其中電力母排已對接上；
圖8是本發明公開的雙電源電動轉換開關背面的立體圖，其中電力母排已對接上；
圖9是現有電力母排搭接方式與本發明公開的電力母排對接方式的尺寸對比圖；
圖10是圖7的接線端子位置的局部分解立體圖；
圖11是本發明公開的聯接柱的立體圖；
圖12是圖11的剖切立體圖；
圖13是圖11的分解立體圖；
圖14-15是本發明公開的聯接柱的排布示意圖；
圖16是電力母排的立體圖；
圖17是電源A接通，電源B斷開的原理圖；
圖18是兩路電源均斷開的原理圖；
圖19是電源B接通，電源A斷開的原理圖。
[0016]附圖標記說明
1.第一柱狀部;2.第二柱狀部;3.正面;4.背面;5.端面;6.第一貫穿孔;7.第二貫穿孔；
8.電動操作機構;9.觸頭室；10.手柄；11.電源A接線端子；12.電源B接線端子；13.負載接線端子；14.傳動機構；15.電源A動觸頭；16.電源A靜觸頭；17.電源B動觸頭；18.電源B靜觸頭;19.電源A觸發按鈕;20電源B觸發按鈕;21.二次接線排。
【具體實施方式】
[0017]
本申請文件中的R代表半徑。
[0018]如圖1和圖2所不，是一種現有雙電源電動轉換開關，其包括電動操作機構8、與電動操作機構8聯接的觸頭室9，電動操作機構8設置有電磁鐵、電源A觸發按鈕19、電源B觸發按鈕20及二次接線排21，觸頭室9設置有動觸頭、靜觸頭、接線端子、滅弧室及傳動機構14，動觸頭與傳動機構14聯接，靜觸頭與接線端子聯接，接線端子部分露出觸頭室，觸發電源A觸發按鈕19或者電源B觸發按鈕20使電磁鐵動作，電磁鐵通過傳動結構14使動觸頭與靜觸頭斷開或者接通，動觸頭與靜觸頭斷開過程中產生的電弧通過滅弧室熄滅，接線端子包括兩個電源接線端子11、12和一個負載接線端子13，電源A接線端子11與電源A聯接，電源B接線端子12與電源B聯接，負載接線端子13與負載聯接，電磁鐵動作所需的電力供應來源于觸頭室的電源A接線端子或者電源B接線端子，電磁鐵動作所需的指令由電源A觸發按鈕19或者電源B觸發按鈕20提供。電動操作機構8設置兩個電磁鐵，分別為電源A電磁鐵和電源B電磁鐵，電源A電磁鐵負責將負載從電源B切換到電源A，電源B電磁鐵負責將負載從電源A切換到電源B。當電源A出現故障后，為了使負載繼續運行，觸發電動操作機構8上的電源B觸發按鈕，電源B觸發按鈕閉合使B電源電磁鐵動作，通過傳動機構使觸頭室9內的電源A動觸頭15與電源A靜觸頭16先分開，見圖18，再使觸頭室9內的電源B動觸頭17與電源B靜觸頭18閉合，見圖19，進而將負載從故障的電源A切換到正常的電源B，實現負載的繼續運行。當電源B出現故障后，為了使負載繼續運行，觸發電動操作機構8上的電源A觸發按鈕，電源A觸發按鈕閉合使A電源電磁鐵動作，通過傳動機構使觸頭室9內的電源B動觸頭17與電源B靜觸頭18先分開，見圖18，再使觸頭室9內的電源A動觸頭15與電源A靜觸頭16閉合，見圖17，進而將負載從故障的電源B切換到正常的電源A，實現負載的繼續運行，雙電源電動轉換開關當前的觸頭狀態及轉換成功與否的信息通過電動操作機構8的二次端子排21輸出到指定設備，負載當前所處的電源狀態可通過電動操作機構8正面的位置指針10顯示。
[0019]如圖3和圖4所示，現有雙電源電動轉換開關的接線端子與電力母排的聯接方式，采用的聯接方式是重疊搭接方式，將電力母排和接線端子重疊一定長度后，再用螺栓和螺母將二者緊固，這樣的聯接方式被定義為搭接。
[0020]如圖5和圖6所不，本發明公開的雙電源電動轉換開關其包括電動操作機構8、與電動操作機構8聯接的觸頭室9，電動操作機構8設置有電磁鐵、電源A觸發按鈕19、電源B觸發按鈕20及二次接線排21，觸頭室9設置有動觸頭、靜觸頭、接線端子、滅弧室及傳動機構14，動觸頭與傳動機構14聯接，靜觸頭與接線端子聯接，接線端子部分露出觸頭室，觸發電源A觸發按鈕19或者電源B觸發按鈕20使電磁鐵動作，電磁鐵通過傳動結構14使動觸頭與靜觸頭斷開或者接通，動觸頭與靜觸頭斷開過程中產生的電弧通過滅弧室熄滅，接線端子包括兩個電源接線端子11、12和一個負載接線端子13，電源A接線端子11與電源A聯接，電源B接線端子12與電源B聯接，負載接線端子13與負載聯接，電磁鐵動作所需的電力供應來源于觸頭室的電源A接線端子或者電源B接線端子，電磁鐵動作所需的指令由電源A觸發按鈕19或者電源B觸發按鈕20提供。電動操作機構8設置兩個電磁鐵，分別為電源A電磁鐵和電源B電磁鐵，電源A電磁鐵負責將負載從電源B切換到電源A，電源B電磁鐵負責將負載從電源A切換到電源B。當電源A出現故障后，為了使負載繼續運行，觸發電動操作機構8上的電源B觸發按鈕，電源B觸發按鈕閉合使B電源電磁鐵動作，通過傳動機構使觸頭室9內的電源A動觸頭15與電源A靜觸頭16先分開，見圖18，再使觸頭室9內的電源B動觸頭17與電源B靜觸頭18閉合，見圖19，進而將負載從故障的電源A切換到正常的電源B，實現負載的繼續運行。當電源B出現故障后，為了使負載繼續運行，觸發電動操作機構8上的電源A觸發按鈕，電源A觸發按鈕閉合使A電源電磁鐵動作，通過傳動機構使觸頭室9內的電源B動觸頭17與電源B靜觸頭18先分開，見圖18，再使觸頭室9內的電源A動觸頭15與電源A靜觸頭16閉合，見圖17，進而將負載從故障的電源B切換到正常的電源A，實現負載的繼續運行，雙電源電動轉換開關當前的觸頭狀態及轉換成功與否的信息通過電動操作機構8的二次端子排21輸出到指定設備，負載當前所處的電源狀態可通過電動操作機構8正面的位置指針10顯示。
[0021]如圖5和圖6所示，接線端子設置有聯接柱，聯接柱部分嵌入接線端子且與接線端子過盈配合，嵌入長度為聯接柱長度的一半，聯接柱的下半部嵌入接線端子，接線端子正面的銷釘將聯接柱與接線端子二者緊固聯接。
[0022]如圖7和圖8所示，將電力母排上的預制孔套入接線端子上的聯接柱，電力母排與聯接柱過盈配合，電力母排的端面與接線端子的端面貼合，電力母排正面的銷釘將聯接柱與電力母排二者緊固聯接，這樣的聯接方式被定義為對接。
[0023]如圖9所示，是現有電力母排搭接方式與本發明公開的電力母排對接方式的尺寸對比圖，右半部為現有雙電源電動轉換開關的接線端子與電力母排的搭接方式，左半部為本發明公開的雙電源電動轉換開關的接線端子與電力母排的對接方式。為了增強兩種聯接方式的對比效果，本發明公開的聯接方式直接設置在現有聯接方式的左方，圖中的虛線僅僅為了體現左右母排的厚度相等，不代表左右母排的物理聯接方式。兩種聯接方式的的搭接長度一樣，都為L5，體現為:現有聯接方式下的電力母排與接線端子的重疊長度為L5，本發明公開的聯接方式下的聯接柱的長度也為L5。兩種聯接方式帶來的直觀改變就是相關尺寸的明顯變化，LI是現有聯接方式下的電氣間隙或者相對地距離，L2是本發明公開的聯接方式下的電氣間隙或者相對地距離，L3是現有聯接方式下的聯接處占用寬度，L4是本發明公開的聯接方式下的聯接處占用寬度，L7是現有聯接方式下的進出線間的安全距離，L9是本發明公開的聯接方式下的進出線間的安全距離。從圖中可以直觀地看出:L2明顯大于LI，增加的尺寸大約為螺母的高度加螺栓尾部突出螺母的高度。L4明顯小于L3，減小的尺寸大約為母排厚度加螺栓頭部高度加螺母高度加螺栓尾部突出螺母的高度。L9明顯大于L7，增加的尺大約為母排的厚度加螺栓頭部高度加螺母的高度加螺栓尾部突出螺母的高度。因此，對電力設備有利的因素(電氣間隙或者相對地距離或者安全距離)得到了提高，而對電力設備不利的因素(聯接處占用空間)得到了減少。
[0024]如圖10所示，聯接柱裝配于接線端子之前，先在接線端子的端面5沿輸出端的長度方向加工3個接納聯接柱的預制孔，預制孔的直徑略小于聯接柱的外徑，使聯接柱與預制孔在徑向上過盈配合;預制孔的深度略大于0.5倍的聯接柱長度，預制孔加工好后，將聯接柱的一半長度插入預制孔中，使聯接柱中部的第一貫穿孔處于端面5處，從接線端子的正面3垂直加工用于裝配銷釘的通孔，使通孔貫穿接線端子的正面3和背面4，且同時貫穿聯接柱，通孔的軸線與聯接柱的軸線相交，通過銷釘將接線端子和聯接柱二者緊固聯接。
[0025]如圖16所示，電力母排裝配于接線端子之前，先在電力母排的端面5沿母排長度方向加工3個預制孔，預制孔的直徑略小于聯接柱子的外徑，使聯接柱與預制孔在徑向上過盈配合;預制孔的深度略大于0.5倍的聯接柱長度，預制孔加工好后，將電力母排上的預制孔套入接線端子上顯露出來的聯接柱，直到電力母排的端面5與接線端子的端面5貼合，從電力母排的正面3垂直加工用于裝配銷釘的通孔，使通孔貫穿電力母排的正面3和背面4，且同時貫穿聯接柱，通孔的軸線與聯接柱的軸線相交，通過銷釘將電力母排和聯接柱二者緊固聯接，最終實現了電力母排和接線端子的緊固聯接。
[0026]接線端子和電力母排對接后，使聯接柱與預制孔在軸向上間隙配合，有利于接線端子的端面和電力母排的端面的緊貼，預制孔的頭部加工有方便安裝的倒角。由于孔與銷釘過盈配合，當銷釘裝配到位后，可限制接線端子和電力母排相互間的軸向移動，最終使接線端子、聯接柱、電力母排，銷釘四者牢固聯接一起。
[0027]如圖11所示，本發明公開的雙電源電動轉換開關的接線端子用的一種聯接柱，其具有圓柱狀的外形，端部設置有方便裝配的倒角。
[0028]如圖12所示，第一柱狀部I內同軸設置第二柱狀部2，第一柱狀部I和第二柱狀部2過盈配合，第一柱狀部I的材質為銅，第二柱狀部2的材質為鋁。
[0029]如圖13所示，第一柱狀部I具有中空的結構，第二柱狀部2貫穿第一柱狀部I，第二柱狀部2的外徑與第一柱狀部I的外徑的比值為0.5-0.8。第一、二柱狀部1、2都具有導電性，第二柱狀部2的熱脹系數大于第一柱狀部I的熱脹系數，第二柱狀部2的電阻率大于第一柱狀部I的電阻率。
[0030]當聯接柱裝配于接線端子和電力母排后，由于第一柱狀部I與接線端子及母排的預制孔過盈配合，所以，第一柱狀部I和接線端子及母排緊密貼合，聯接柱的第一柱狀部I充分承載電流。由于第一柱狀部I和第二柱狀部2也過盈配合，所以第一柱狀部I和第二柱狀部2也緊密貼合，第二柱狀部2也充分承載電流。因此，第一柱狀部I和第二柱狀部2的熱效應可以充分發揮，由于第二柱狀部2的電阻率大于第一柱狀部I的電阻率，所以第二柱狀部2的溫度會高于第一柱狀部I，由于第二柱狀部2的熱脹系數大于第一柱狀部I的熱脹系數，因此，在溫度和熱脹系數都相對高的情況下，第二柱狀部2的徑向脹大現象會明顯大于第一柱狀部I的徑向脹大現象，因此第二柱狀部2會緊密貼合第一柱狀部I并向第一柱狀部I施加徑向向外的壓力，由此使第一柱狀部I的徑向尺寸也向外變大，最終導致第一柱狀部I與接線端子及電力母排的預制孔更緊密貼合，同時也向預制孔提供徑向向外的壓力，即聯接柱與接線端子及母排之間的壓力比聯接柱剛裝配時更大了，增大接觸壓力也可以使接觸部位的溫升降低。
[0031]由此可見，各個特征間的過盈配合、電阻率的匹配及熱脹系數的匹配對降低接線端子與母排聯接處的溫升有著顯著的作用，三者之間的作用是相輔相成的，起初的過盈配合使得電阻率和熱脹系數有了發揮作用的基礎，而電阻率和熱脹系數產生的效應又加劇了過盈配合，最終，使得聯接處的接觸壓力加大。
[0032]如圖14所示，橫截面為正方形的電力母排，中間設置有一個接納聯接柱的預制孔，預制孔圓周到母排邊緣的距離為R，母排寬度為L6。當采用現有重疊搭接法聯接時，聯接處的導電面積為
Sl=L6xL5=(R+2R+R)xL5=4RxL5(L5 為搭接長度，如圖 9 所示)
而采用聯接柱聯接時，聯接處的導電面積為
S2=2jtRxL5
因此，S2: S1=2jtR: 4R=jt/2^1.57
所以，采用聯接柱搭接的方式可獲得更多的接觸面積。顯然，在滿足機械強度的條件下，增加預制孔的直徑，減小孔邊距可獲得更大的接觸面積。
[0033]如圖15所示，橫截面為長方形的電力母排，中間設置3個接納聯接柱的預制孔，預制孔圓周到母排邊緣的距離為R，各個孔間的最短距離為R，母排寬度為L6。當采用現有重疊搭接法聯接時，
聯接處的導電面積為
Sl=L6xL5=(4R+3x2R)xL5=10RxL5
而采用聯接柱聯接時，聯接處的導電面積為
S2=3x23tRxL5=63tRxL5
因此，
S2: S1=6jtR: 10R=3jt/5^1.884
所以，采用聯接柱搭接的方式可獲得更多的接觸面積。顯然，在滿足機械強度的條件下，增加預制孔的直徑，減小孔邊距可獲得更大的接觸面積。
[0034]因此，本發明公開的聯接柱產生了兩個方面的積極效果，一是增加了接觸壓力，二是大幅度增加了導電面積，在這兩個積極因素的共同作用下，聯接處的溫升大幅度降低，實現了本發明的目的。
[0035]如圖16所示，為了區分母排及接線端子的各個面，端面5被定義為以母排(或者接線端子)的厚度和寬度組成的面，即圖16中標識5的面。正面和背面被定義為以母排(或者接線端子)的寬度和長度組成的面，即圖中標識3、4的面，3為正面，4為背面。
[0036]如圖12所示，第二柱狀部2的內部同軸設置有第二貫穿孔7，第一柱狀部6具有中空結構，第二柱狀部2貫穿第一柱狀部I，第一柱狀部I的外柱面徑向設置第一貫穿孔6，第一貫穿孔6和第二貫穿孔7連通，第一貫穿孔6位于第一柱狀部I的軸向中部。
[0037]由于貫穿孔6、7的設置，使得聯接柱在插入接線端子的預制孔的過程中，預制孔內的空氣可以順利地從第二貫穿孔7排出，進而使得聯接柱可以順利地裝配到位，當電力母排套入已經安裝好的聯接柱時，電力母排的預制孔中的空氣可以順利地通過第二貫穿孔7從第一貫穿孔6排出，進而使得第二母排可以順利的裝配到位。
[0038]實施例二
將實施例一中的第一柱狀部I的材質更改為銅合金，第二柱狀部2的材質更改為鋁合金，由于合金的硬度相對高些，可先將第二柱狀部2在低溫環境(5度)下保存一段時間(5分鐘)，而第一柱狀部I在高溫環境(80度)下保存一段時間(5分鐘)，借助熱脹冷縮效應，可使第一柱狀部I的內徑略微變大，而第一柱狀部I的外徑略微變小，進而方便地將第二柱狀部2裝配到第一柱狀部I中，待裝配好的聯接柱恢復常溫后，第一柱狀部I和第二柱狀部2即可實現過盈配合。本發明公開的聯接柱的直徑和長度具有不同尺寸規格，以適應不同母排尺寸或者接線端子尺寸的需要。
【主權項】
1.一種雙電源電動轉換開關，其包括電動操作機構(8)、與電動操作機構(8)聯接的觸頭室(9)，電動操作機構(8)設置有電磁鐵及觸發按鈕，觸頭室(9)設置有動觸頭、靜觸頭、接線端子、滅弧室及傳動機構(14)，動觸頭與傳動機構(9)聯接，靜觸頭與接線端子聯接，接線端子部分露出觸頭室，觸發按鈕使電磁鐵動作，電磁鐵通過傳動結構(9)使動觸頭與靜觸頭斷開或者接通，動觸頭與靜觸頭斷開過程中產生的電弧通過滅弧室熄滅，接線端子包括兩個電源接線端子(11、12)和一個負載接線端子(13);其特征在于，接線端子設置有聯接柱，聯接柱部分嵌入接線端子且與接線端子過盈配合，聯接柱設置有與電力母排過盈配合的導電的第一柱狀部(I)，第一柱狀部(I)同軸設置具有導電性的第二柱狀部(2)，第一柱狀部(1)和第二柱狀部(2)過盈配合，第二柱狀部(2)位于第一柱狀部(I)內部，第二柱狀部(2)的熱脹系數大于第一柱狀部(I)的熱脹系數。2.根據權利要求1所述的一種雙電源電動轉換開關，其特征在于，所述的第二柱狀部(2)的電阻率大于第一柱狀部(I)的電阻率。3.根據權利要求2所述的一種雙電源電動轉換開關，其特征在于，所述的第二柱狀部(2)的材質為鋁或者鋁合金，第一柱狀部(I)的材質為銅或者銅合金。4.根據權利要求1所述的一種雙電源電動轉換開關，其特征在于，所述的第二柱狀部(2)的外徑與第一柱狀部(I)的外徑的比值為0.5-0.8。5.根據權利要求4所述的一種雙電源電動轉換開關，其特征在于，第二柱狀部(2)具有實心結構，第一柱狀部(I)具有中空結構，第二柱狀部(2)貫穿第一柱狀部(I)。6.根據權利要求4所述的一種雙電源電動轉換開關，其特征在于，聯接柱內部同軸設置有第二貫穿孔(7)，聯接柱的外柱面徑向設置第一貫穿孔(6)，第一貫穿孔(7)和第二貫穿孔(6)連通，第一貫穿孔(6)位于聯接柱的軸向中部。
【文檔編號】H01H3/26GK105931871SQ201610354976
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月25日
【發明人】不公告發明人
【申請人】林益晶