负荷开关

技术领域

本发明涉及电子器件技术领域，具体而言，涉及一种负荷开关。

背景技术

负荷开关是一种电气开关，用于传输和断开电网的额定电流，它在断开状态下要保持根据标准规定的空气中的开断距离。因为当负荷开关断开一定数值的电流时，动静触头在分离的瞬间，电流收缩到触头刚分离的一点上，出现电极间电阻剧烈增大和温度迅速提高，直至发生电极金属的蒸发，同时形成极高的电场强度，导致极强烈的发射和间隙击穿，产生电弧，负荷开关必须具备熄灭电弧的能力，电弧的功率由额定电压或要断开的额定电流确定。

负荷开关具有简单的灭弧装置，因此能通断一定的负荷电流和过负荷电流。但是它不能断开短路电流，所以它一般与熔断器串联使用，借助熔断器来进行短路保护。然而相关技术中的灭弧装置灭弧效果不理想，有待进一步改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种负荷开关，以提高灭弧效果。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。

本发明提供一种负荷开关，该负荷开关包括：熄弧触头，其绕一中心轴线呈旋转对称，沿着所述中心轴线的两相反的方向分别为第一方向和第二方向，所述熄弧触头包括：基片，其沿所述中心轴线的径向方向延伸；触片，其两端分别为连接端和活动端，所述触片沿所述第一方向延伸或沿与所述第一方向呈锐角的方向延伸，所述连接端连接于所述基片的边沿，多个所述触片环绕所述中心轴线呈周向间隔地设置并围合形成容置腔，所述容置腔具有位于所述活动端的开口，相邻的两所述触片之间形成有灭弧间隙，且所述灭弧间隙的宽度沿着所述第二方向逐渐扩大；静触头组件，连接于所述基片，并伸入所述容置腔内；动触头组件，可沿所述第二方向通过所述容置腔的开口进入所述容置腔内，并接触所述静触头组件，或沿所述第一方向通过所述容置腔的开口退出所述容置腔外，并与所述静触头组件相分离。

本申请一些实施例，所述连接端至所述活动端逐渐向靠近所述中心轴线的方向倾斜；所述动触头组件进入所述容置腔内时，迫使所述活动端向远离所述中心轴线的方向张开。

本申请一些实施例，所述触片的宽度从所述连接端至所述活动端逐渐扩大。

本申请一些实施例，所述连接端和所述基片的边沿呈弧形过渡连接，且沿着所述第一方向，所述弧形过渡连接逐渐远离所述中心轴线。

本申请一些实施例，所述活动端沿所述中心轴线的径向方向向外并向所述第二方向弯折。

本申请一些实施例，所述动触头组件包括导电杆、导电筒和绝缘套；所述导电筒可沿所述第一方向或所述第二方向移动地套设于所述导电杆，并接触所述导电杆；所述绝缘套套设于所述导电筒，并固定连接于所述导电筒；所述导电筒进入所述容置腔内时可套设于所述静触头组件外，并接触所述静触头组件，所述绝缘套夹设于所述导电筒和所述活动端之间；所述导电筒退出所述容置腔外时可与所述静触头组件相分离。

本申请一些实施例，所述负荷开关还包括摇臂；所述摇臂可绕第一端转动地设置，所述摇臂的第二端可转动地连接于所述绝缘套；所述动触头组件还包括动簧片，且所述动簧片可产生形变；所述导电杆远离所述静触头组件的一端固定连接于所述动簧片；所述摇臂绕第一端转动时，使所述动簧片发生形变以适应所述导电杆的转动，并使所述导电筒和所述绝缘筒在所述导电杆上移动。

本申请一些实施例，所述动触头组件还包括弹簧触指；所述弹簧触指固定连接于所述导电筒内，并接触所述导电筒；所述弹簧触指包括分别设于所述导电筒两端的第一弹簧触指和第二弹簧触指；所述导电筒进入所述容置腔内时，所述第一弹簧触指可套设于所述静触头组件外，并接触所述静触头组件，所述第二弹簧触指接触所述导电杆；所述导电筒退出所述容置腔外时，所述第一弹簧触指可与所述静触头组件相分离。

本申请一些实施例，所述基片上设有穿孔；所述静触头组件包括静触头和静簧片；所述静触头穿设于所述穿孔内，并与所述基片相连，所述静触头的内端位于所述容置腔内，所述静触头的外端位于所述容置腔外；所述静簧片连接于所述静触头的外端；所述动触头组件接触所述静触头的内端或与所述静触头的内端相分离。

本申请一些实施例，所述静触头位于所述中心轴线上，且所述静触头的内端靠近所述容置腔的中心。

由上述技术方案可知，本发明实施例至少具有如下优点和积极效果：

本发明实施例的负荷开关中，动触头组件可沿第二方向通过容置腔的开口进入容置腔内，并接触静触头组件，实现动触头组件和静触头组件组件的接触导通。

或者动触头组件沿第一方向通过容置腔的开口退出容置腔外，并与静触头组件相分离。在动触头组件与静触头组件分离的瞬间产生电弧，并随着动触头组件和静触头组件之间距离的增大，电弧分散到多个触片上形成电流，电流从触片的活动端沿着第二方向朝着连接端流动，在相邻的两触片之间形成有灭弧间隙，灭弧间隙起到辅助熄灭相邻的两触片之间产生的电弧的作用。并且灭弧间隙的宽度沿着第二方向逐渐扩大，使得电流从活动端流动至连接端的过程中，灭弧间隙起到逐渐拉长相邻的两触片之间的电弧的作用，使得熄弧触头可以起到更好的辅助灭弧的效果，更快地将电弧熄灭。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本发明的优选实施方式的详细说明，本发明的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本发明的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。

其中：

图1是示例性的示出了熄弧触头的主视图，其中触片沿与第一方向呈锐角的方向延伸。

图2是图1的立体图。

图3是图1的俯视图。

图4是示例性的示出了熄弧触头的主视图，其中触片沿与第一方向呈锐角的方向延伸。

图5是图1的立体图。

图6是图1的俯视图。

图7是示例性的示出了负荷开关处于合闸状态下的主视图。

图8是示例性的示出了负荷开关处于起弧状态下的主视图。

图9是示例性的示出了负荷开关处于电弧扩散状态下的主视图。

图10是示例性的示出了负荷开关处于熄弧状态下的主视图。

图11是示例性的示出了负荷开关处于分闸状态下的主视图。

附图标记说明如下：1、熄弧触头；11、基片；12、触片；121、连接端；122、活动端；13、容置腔；14、灭弧间隙；2、静触头组件；21、静触头；22、静簧片；3、动触头组件；31、导电杆；32、导电筒；33、绝缘套；34、第一弹簧触指；35、第二弹簧触指；36、动簧片；4、摇臂；L、中心轴线。

具体实施方式

尽管本发明可以容易地表现为不同形式的实施例，但在附图中示出并且在本说明书中将详细说明的仅仅是其中一些具体实施例，同时可以理解的是本说明书应视为是本发明原理的示范性说明，而并非旨在将本发明限制到在此所说明的那样。

由此，本说明书中所指出的一个特征将用于说明本发明的一个实施例的其中一个特征，而不是暗示本发明的每个实施例必须具有所说明的特征。此外，应当注意的是本说明书描述了许多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出可能的系统设计，但是这些特征也可用于其他的未明确说明的组合。由此，除非另有说明，所说明的组合并非旨在限制。

在附图所示的实施例中，方向的指示(诸如上、下、左、右、前和后)用于解释本发明的各种元件的结构和运动不是绝对的而是相对的。当这些元件处于附图所示的位置时，这些说明是合适的。如果这些元件的位置的说明发生改变时，则这些方向的指示也相应地改变。

请参阅图1至图11，本发明一实施例提供的负荷开关包括熄弧触头1、静触头组件2和动触头组件3。

熄弧触头1绕一中心轴线L呈旋转对称，沿着中心轴线L的两相反的方向分别为第一方向和第二方向，熄弧触头1包括基片11和触片12。

基片11沿中心轴线L的径向方向延伸。

触片12的两端分别为连接端121和活动端122，触片12沿第一方向延伸或沿与第一方向呈锐角的方向延伸，连接端121连接于基片11的边沿，多个触片12环绕中心轴线L呈周向间隔地设置并围合形成容置腔13，容置腔13具有位于活动端122的开口，相邻的两触片12之间形成有灭弧间隙14，且灭弧间隙14的宽度沿着第二方向逐渐扩大。

静触头组件2连接于基片11，并伸入容置腔13内。

动触头组件3可沿第二方向通过容置腔13的开口进入容置腔13内，并接触静触头组件2，实现动触头组件3和静触头组件2组件的接触导通。

或者动触头组件3沿第一方向通过容置腔13的开口退出容置腔13外，并与静触头组件2相分离。在动触头组件3与静触头组件2分离的瞬间产生电弧，并随着动触头组件3和静触头组件2之间距离的增大，电弧分散到多个触片12上形成电流，电流从触片12的活动端122沿着第二方向朝着连接端121流动，在相邻的两触片12之间形成有灭弧间隙14，灭弧间隙14起到辅助熄灭相邻的两触片12之间产生的电弧的作用。并且灭弧间隙14的宽度沿着第二方向逐渐扩大，使得电流从活动端122流动至连接端121的过程中，灭弧间隙14起到逐渐拉长相邻的两触片12之间的电弧的作用，使得熄弧触头1可以起到更好的辅助灭弧的效果，更快地将电弧熄灭。

图1至图3示出了触片12沿与第一方向呈锐角的方向延伸的结构示意图，此时触片12的中轴线与第一方向呈锐角。图4至图6示出了触片12沿第一方向延伸的结构示意图，此时触片12的中轴线与第一方向平行。

在动触头组件3从接触静触头组件2至动触头组件3与相分离的过程中具有五个状态，依次分别为图7所示的合闸状态、起弧状态、电弧扩散状态、熄弧状态和分闸状态。

请参阅图7，处于合闸状态时，动触头组件3接触静触头组件2，动触头组件3和触静触头组件2之间形成导电连接。

请参阅图8，处于起弧状态时，动触头组件3和静触头组件2刚刚分离，动触头组件3和静触头组件2相互仍为最近点，电弧产生于动触头组件3和静触头组件2之间。

请参阅图9，处于电弧扩散状态时，动触头组件3相对起弧状态时更远离静触头组件2，静触头组件2的最近点为触片12上最靠近动触头组件3和静触头组件2接触位置的地方，静触头组件2与该触片12上最靠近接触位置的地方之间产生电弧(图未示)，动触头组件3的最近点为触片12的活动端122，动触头组件3和活动端122之间产生电弧，电弧扩散至多个触片12的活动端122，并由活动端122沿第二方向朝着连接端121流动。

请参阅图10，处于熄弧状态时，动触头组件3相对电弧扩散状态时更远离静触头组件2，此时电弧在熄弧触头1上已被熄灭。

请参阅图11，处于分闸状态时，动触头组件3相对熄弧状态时更远离静触头组件2，动触头组件3移动至最远离静触头组件2的位置。

请参阅图1至图6，触片12的宽度从连接端121至活动端122逐渐扩大，连接端121宽度较小，活动端122宽度较大，使得相邻的连接端121之间的灭弧间隙14较大，相邻的活动端122之间的灭弧间隙14较小，也可以说触片12的宽度沿着第一方向逐渐扩大，从而使灭弧间隙14的宽度沿着第二方向逐渐扩大。

连接端121和基片11的边沿呈弧形过渡连接，且沿着第一方向，弧形过渡连接逐渐远离中心轴线L。弧形过渡连接不仅降低了连接端121和基片11之间的应力，而且弧形过渡连接逐渐远离中心轴线L，增大了容置腔13内弧形过渡连接处的内径，在连接端121的宽度一定的情况下，容置腔13内弧形过渡连接处的内径的增大使得相邻的弧形过渡连接之间的灭弧间隙14也增大，从而提高了电流流动至连接端121时的灭弧效果。

连接端121至活动端122逐渐向靠近中心轴线L的方向倾斜。动触头组件3进入容置腔13内时，迫使活动端122向远离中心轴线L的方向张开。触片12由金属材质制成，动触头组件3使活动端122受迫张开时，活动端122产生向中心轴线L方向的并拢的弹力，使得多个触片12的活动端122能够将动触头组件3夹紧，起到固定动触头组件3的效果，使得动触头组件3在进入容置腔13内时，能够更稳定地接触静触头组件2。

活动端122沿中心轴线L的径向方向向外并向第二方向弯折。活动端122经弯折后能够避免动触头组件3进出容置腔13时被刮伤。

以下结合图7至图11具体说明静触头组件2和动触头组件3的组成结构，以及动触头组件3沿着第一方向和第二方向移动的过程。

静触头组件2包括静触头21和静簧片22。基片11上设有穿孔，静触头21穿设于穿孔内，并与基片11相连，静触头21的内端位于容置腔13内，静触头21的外端位于容置腔13外。静簧片22连接于静触头21的外端，动触头组件3接触静触头21的内端或与静触头21的内端相分离。

静触头21位于中心轴线L上，且静触头21的内端靠近容置腔13的中心，可以理解的是，静触头21的内端为接触位置，在电弧扩散状态，触片12上最靠近静触头21的内端的地方为触片12的中部，因此在电弧扩散状态，静触头21内端和触片12的中部之间产生电弧，在触片12的中部灭弧间隙14仍有较大的宽度，并且触片12的中部至连接端121仍有较长的电流流动长度，保证灭弧效果的同时又能够保护动触头组件3进入容置腔13内足够的长度，利用多个活动端122的夹持，使动触头组件3可以稳定地接触静触头21。

动触头组件3包括导电杆31、导电筒32和绝缘套33。导电筒32可沿第一方向或第二方向移动地套设于导电杆31，导电杆31限定导电筒32的移动轨迹，并对导电筒32的移动进行导向。导电筒32接触导电杆31，实现导电筒32和导电杆31之间的导电连接。绝缘套33套设于导电筒32，并固定连接于导电筒32，绝缘套33能够随导电筒32同步在导电杆31上移动。

导电筒32进入容置腔13内时可套设于静触头组件2外，并接触静触头组件2，实现导电筒32和静触头组件2之间的导电连接。在本实施例中，导电筒32可套设于静触头21外，并接触静触头21。绝缘套33夹设于导电筒32和活动端122之间，避免导电筒32和活动端122之间接触导电产生电能损耗。同时绝缘套33起到保护导电筒32的作用。导电筒32退出容置腔13外时可与静触头组件2相分离。

动触头组件3还包括弹簧触指。弹簧触指固定连接于导电筒32内，并接触导电筒32。弹簧触指包括分别设于导电筒32两端的第一弹簧触指34和第二弹簧触指35。导电筒32进入容置腔13内时，第一弹簧触指34可套设于静触头组件2外，并接触静触头组件2，第二弹簧触指35接触所述导电杆31。静触头组件2、第一弹簧触指34、导电筒32和第二弹簧触指35形成接触导电。在本实施例中，第一弹簧触指34可套设于静触头21外，静触头21、第一弹簧触指34、导电筒32和第二弹簧触指35形成接触导电。导电筒32退出容置腔13外时，第一弹簧触指34可与静触头组件2相分离。

弹簧触指具有结构简单、装配方便、接触点多、导电性能好、通流能力强、磨损小等优点。

负荷开关还包括摇臂4。摇臂4可绕第一端转动地设置，摇臂4的第二端可转动地连接于绝缘套33。动触头组件3还包括动簧片36，且动簧片36可产生形变，即动簧片36为软连接。导电杆31远离静触头组件2的一端固定连接于动簧片36。摇臂4绕第一端转动时，使动簧片36发生形变以适应导电杆31的转动，并使导电筒32和绝缘筒在导电杆31上移动。

随着摇臂4的转动，导电筒32和绝缘筒在导电杆31上移动，同时导电杆31相对导电杆31与动簧片36的连接位置发生转动，动簧片36可产生形变以适应导电杆31的转动，当导电杆31转动至趋于逐渐与中心轴线L重合时，导电筒32和绝缘筒在导电杆31上沿第二方向的移动速度达到最大，动触头组件3快速接触静触头组件2。

值得一提的是，在其他实施例中，导电杆31也可以转动连接于动簧片36，但是转轴和转孔之间必然存在间隙，产生电能损耗和发热，因此导电杆31固定连接于动簧片36，通过动簧片36的形变来适应导电杆31的转动能够降低电能损耗。

结合静簧片22组件和动簧片36组件、摇臂4的具体结构说明合闸状态、起弧状态、电弧扩散状态、熄弧状态和分闸状态变化的详细过程。

处于合闸状态时，导电杆31和中心轴线L重合，导电筒32和绝缘筒伸入容置腔13内，第一弹簧触指34套设于静触头21并接触静触头21，静簧片22、静触头21、第一弹簧触指34、导电筒32、第二弹簧触指35、导电杆31和动簧片36接触导电。

处于起弧状态时，摇臂4顺时针转动，导电杆31开始偏离中心轴线L，导电筒32和绝缘筒向第一方向移动，导电筒32和绝缘筒的部分仍处于容置腔13内，但静触头21和第一弹簧触指34刚刚分离，静触头21和第一弹簧触指34相互仍为最近点，静触头21和第一弹簧触指34之间产生电弧。

处于电弧扩散状态时，摇臂4继续顺时针转动，导电杆31偏离中心轴线L更大的角度，导电筒32和绝缘筒向第一方向继续移动，导电筒32和绝缘筒退出容置腔13外，第一弹簧触指34相对起弧状态更远离静触头21。静触头21内端和触片12的中部之间产生电弧，第一弹簧触指34和活动端122之间产生电弧，电弧在触片12上沿着第二方向移动。

处于熄弧状态时，摇臂4继续顺时针转动，导电杆31继续偏离中心轴线L更大的角度，导电筒32和绝缘筒向第一方向继续移动，第一弹簧触指34相对熄弧状态更远离静触头21，此时电弧在熄弧触头1上已被熄灭。

处于分闸状态时，摇臂4继续顺时针转动，导电杆31继续偏离中心轴线L更大的角度，约呈30度的锐角。导电筒32和绝缘筒向第一方向继续移动，第一弹簧触指34相对熄弧状态更远离静触头21。

其中静簧片22和动簧片36两者之一用于连接电源正极，两者之另一用于连接电源负极。即可以是静簧片22连接电源正极，动簧片36连接电源负极，也可以是静簧片22连接电源负极，动簧片36连接电源正极。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。