开关、触头保护组件及其制造方法与流程

电气元件制品的制造及其应用技术1.本公开的实施方式总体上涉及开关，并且更具体地涉及用于开关的触头保护组件及其制造方法。背景技术：2.在电气工程中，隔离开关、断开开关或隔离器开关用于确保电路被完全断电来进行检修或维护。这样的开关通常用于配电和工业应用中，在这些应用中，机器必须移除其驱动电源来进行调整或维修。高压隔离开关用于变电站，以允许将设备比如断路器、变压器和传输线路隔离来进行维护。隔离开关通常不用于电路的正常控制，而仅用于安全隔离。隔离开关可以手动地或自动地操作。3.接地开关是在断路器和隔离器之后使用的保护设备。在断路器和隔离开关开断之后，由于其电容而导致一些电荷仍留在电力线路中。如果这些电荷未被从电力线移除，则这些电荷会对在电力线路上工作的人员造成危险。因此，为了保护这些人员并释放陷阱电荷，使用接地开关，使得将陷阱电荷接地。在正常操作条件下，隔离开关关合，但接地开关开断。并且在故障或维护期间，隔离开关开断，但接地开关关合。4.在传输线路中使用的隔离开关和接地开关通常布置在室外，并且容易受到异物比如冰雪的阻碍。在冬季风暴期间电力传输线路结冰是长期存在的问题，其会导致停电并导致大量维修费用。技术实现要素：5.本公开的各实施方式提供了一种触头保护组件和一种对应的开关，以至少部分地解决上述问题和其他潜在问题。6.在第一方面，提供了一种用于开关的触头保护组件。该触头保护组件包括：保护盖组件，该保护盖组件以可旋转的方式联接至开关的可移动刀片，可移动刀片能够绕开关的第一轴旋转，以改变可移动刀片的触指与固定触头的接合状态；第二轴，该第二轴布置成与第一轴相距一距离；以及致动杆，该致动杆联接在保护盖组件与第二轴之间并且构造成能够随着可移动刀片的旋转而绕第二轴旋转，其中，第二轴平行于第一轴布置，以使得致杆能够将保护盖组件推动或拉动成在覆盖位置与暴露位置之间旋转，其中，保护盖组件在覆盖位置覆盖触指并且在暴露位置将触指暴露。7.利用触头保护组件，通过保护盖组件的旋转，可以容易地移除覆盖触指的异物如冰。这种布置使得开关比如接地开关满足相关标准的要求，这些标准要求：在触指被20mm冰层覆盖的情况下，触指与固定触头的接合不会受到影响。以此方式，提高了开关的稳定性。8.在一些实施方式中，触头保护组件还包括固定保护盖，该固定保护盖布置在固定触头上并且构造成便于触指与固定触头的接合或脱离接合。这种布置允许即使在暴露于冰雪的情况下也可以实现触指与固定触头的脱离接合，从而进一步提高了使用触头保护组件的开关的稳定性。9.在一些实施方式中，固定保护盖至少部分地封围固定触头，并且固定保护盖包括适于触指移动到固定保护盖中以与固定触头接合的开口。这种布置进一步确保了开关的稳定性，而不影响接合操作。此外，固定保护盖可以为触指提供引导。10.在一些实施方式中，保护盖组件包括：保护盖，该保护盖邻近触指的第一侧布置并且适于在可移动刀片处于开断位置时覆盖触指；以及从动杆，该从动杆邻近触指的与第一侧相反的第二侧布置，从动杆包括第一端部和第二端部，第一端部经由位于触指之间的连接杆固定地联接至保护盖，第二端部以可旋转的方式联接至致动杆。这种布置可以防止致动杆与可移动刀片的支承臂发生干涉且同时降低保护盖组件的成本。11.在一些实施方式中，保护盖组件还包括：支承套筒，该支承套筒布置在触指的与可移动刀片的支承臂邻近的固定端部处，支承套筒适于供连接杆穿过；以及固定块，该固定块布置在支承套筒之间。这种布置为保护盖的旋转提供了可靠的支点。12.在一些实施方式中，保护盖的邻近连接杆的端部具有圆形形状。因此，即使在厚冰覆盖触指和保护盖的情况下，保护盖也可以顺利地旋转。13.在一些实施方式中，从动杆相对于保护盖的延伸方向成非零角度。以此方式，可以防止传动的死角，以便于保护盖的驱动。14.在一些实施方式中，响应于可移动刀片旋转以实现触指与固定触头的接合，致动杆适于使保护盖组件旋转远离隔离开关的绝缘体，固定触头布置在隔离开关的绝缘体的上。这种布置可以很好地防止在保护盖组件与隔离开关的绝缘体之间发生干涉，从而进一步提高了开关的稳定性。15.在一些实施方式中，第二轴以可旋转的方式布置在支承构件上，支承构件布置在可移动刀片的邻近绝缘体的一侧，并且触头保护组件还包括布置在致动杆与第二轴之间以及致动杆与从动杆之间的万向接头。以此方式，驱动杆可以以简单的结构自由地旋转，从而降低了材料和组装成本。16.在一些实施方式中，万向接头包括：第一接头，该第一接头通过具有左旋螺纹的第一紧固件联接至致动杆；以及第二接头，该第二接头通过具有右手螺纹的第二紧固件联接至致动杆。通过驱动杆的相反端部上的左旋螺纹和右旋螺纹，可以容易地调节万向接头之间的距离，从而降低维护和组装成本。17.在一些实施方式中，支承构件包括适于供第一轴穿过的通孔。18.在一些实施方式中，固定保护盖由尼龙材料一体地形成。以此方式，可以容易地形成固定保护盖并且该固定保护盖是防水的。19.在第二方面，提供了一种开关。该开关包括：固定触头，该固定触头适于布置在隔离开关的绝缘体上；第一轴，该第一轴邻近用于绝缘体的远离固定触头的基部布置；可移动刀片，该可移动刀片能够绕第一轴旋转以改变可移动刀片的触指与固定触头的接合状态；以及如上所述的触头保护组件。通过该触头保护组件，可以提高开关比如接地开关的稳定性。20.在第三方面，提供了一种制造触头保护组件的方法。该方法包括：提供保护盖组件，该保护盖组件以可旋转的方式联接至开关的可移动刀片，该可移动刀片能够绕开关的第一轴旋转，以改变可移动刀片的触指与固定触头的接合状态；提供第二轴，该第二轴布置成与第一轴相距一距离；以及提供致动杆，该致动杆联接在保护盖组件与第二轴之间并且构造成随着可移动刀片的旋转而绕第二轴旋转，其中，第二轴平行于第一轴布置，以使得致动杆能够将保护盖组件推动或拉动成在覆盖位置与暴露位置之间旋转，并且保护盖组件在覆盖位置覆盖触指并且在暴露位置将触指暴露。21.在一些实施方式中，该方法还包括提供固定保护盖，该固定保护盖布置在固定触头上并且构造成便于触指与固定触头的接合或脱离接合。22.应当理解，该发明内容并不意在识别本公开的实施方式的关键或基本特征，也不意在用于限制本公开的范围。通过下面的描述，本公开的其他特征将变得容易理解。附图说明23.通过结合附图对本公开的示例性实施方式的更详细的描述，本公开的上述及其他目的、特征和优点将变得更加明显，其中，在本公开的实例性实施方式中，相同的附图标记通常表示相同的部件。24.图1示出了根据本公开实施方式的处于开断位置的隔离开关和接地开关的立体图；25.图2示出了根据本公开的实施方式的处于开断位置的隔离开关和接地开关的俯视图；26.图3示出了根据本公开的实施方式的触头保护组件的立体图；27.图4示出了根据本公开的实施方式的处于开断位置与关合位置之间的中间位置的隔离开关和接地开关的侧视图；28.图5示出了根据本公开的实施方式的处于开断位置与关合位置之间的中间位置的隔离开关和接地开关的立体图；29.图6示出了根据本公开的实施方式的处于开断位置与关合位置之间的中间位置的隔离开关和接地开关的前视图；30.图7示出了根据本公开的实施方式的处于关合位置的隔离开关和接地开关的立体图；31.图8示出了根据本公开的实施方式的处于关合位置的隔离开关和接地开关的前视图；32.图9a和图9b分别示出了根据本公开的实施方式的固定触头和固定保护盖的立体图和仰视图；以及33.图10示出了根据本公开实施方式的制造触头保护组件的方法的流程图。34.在整个附图中，相同或相似的附图标记用于指示相同或相似的元件。具体实施方式35.现在将参照多个示例实施方式来论述本公开。将理解的是，论述这些实施方式仅仅是为了使本领域普通技术人员能够更好地理解并因此实现本公开，而不是对主题的范围提出任何限制。36.如本文所使用的，术语“包括”及其变型应理解为开放术语，表示“包括但不限于”。术语“基于”应理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施方式”和“一实施方式”应解读为“至少一个实施方式”。术语“另一实施方式”应理解为“至少一个其他实施方式”。术语“第一”、“第二”等可以指代不同或相同的对象。在下文中可能包括明确和隐含的其他定义。除非上下文另有明确说明，否则术语的定义在整个描述中是一致的。37.在高压配电系统、特别是高压传输线路中，为了便于线路维护，隔离开关和接地开关是常见的部件。接地开关的固定触头通常布置在隔离开关的绝缘体的自由端部处。接地开关的可移动刀片的支承臂能够旋转以将布置在其端部处的触指驱动成与固定触头接合或脱离接合。以此方式，可以接通或断开接地电路。38.由于用于传输线路的隔离开关和接地开关通常位于室外，因此在冬季在某些地区，触指通常容易形成冰层。冰层通常覆盖触指以阻碍与固定触头的接合，从而影响传输线路的维护。此外，在某些情况下，处于接合状态的触指和固定触头可能被冰或其他异物束缚或阻碍，从而导致触指与固定触头不能脱离接合。39.为了至少部分地解决上述及其他潜在问题，本公开的实施方式提供了一种用于开关的触头保护组件和一种相关联的开关。图1示出了处于开断位置的隔离开关和接地开关的立体图；图2示出了处于开断位置的隔离开关和接地开关的俯视图；并且图3示出了触头保护组件的立体图。40.如所示的，总体上，用于开关200的触头保护组件100包括保护盖组件101和致动杆102。开关20可以指具有类似结构的任何适合的开关，并且接地开关在下文中用作示例来描述本公开的构思。保护盖组件101联接至开关200的可移动刀片201。可移动刀片201能够绕轴(为了便于论述，该轴被称为第一轴203)旋转，以改变可移动刀片201的触指2011与固定触头202的接合状态。41.保护盖组件101能够在可移动刀片201上绕垂直于可移动刀片201的轴线旋转。致动杆102的一个端部联接至保护盖组件101，并且致动杆102的另一端部联接至轴(该轴被称为第二轴103)，如图1至图3中所示。随着可移动触头201的旋转，致动杆102可以旋转。42.根据本技术的实施方式，第二轴103平行于第一轴203。以此方式，随着可移动刀片201的旋转，致动杆102可以将保护盖组件101推动或拉动成在两个位置之间旋转。为了便于论述，这两个位置被称为覆盖位置和暴露位置。覆盖位置对应于触指2011的开断位置，在该开断位置，触指2011与固定触头202脱离接合，如图1和图2中所示。类似地，暴露位置对应于触指2011的关合位置，在该关合位置，触指2011与固定触头202接合。在覆盖位置，保护盖组件101覆盖触指2011，以保护触指2011免受冰层影响或防止触指2011受冰层影响。在暴露位置，保护盖组件101将触指2011暴露，以便于触指2011与固定触头202接合。43.也就是说，随着可移动刀片201的旋转以执行触指2011与固定触头202的接合，致动杆102将保护盖组件101从覆盖位置拉动至暴露位置。为了解释本公开的原理，引入虚拟三角形abc，如图4中所示。图4示出了处于中间位置的隔离开关200和可移动刀片201的侧视图。中间位置是可移动刀片201在开断位置与关合位置之间的位置。也就是说，中间位置是可移动刀片201从开断位置移动至关合位置所经过的位置，并且是可移动刀片201从关合位置移动至开断位置所经过的位置。44.返回参照图4，如所示的，三角形abc的第一边ab是从第一轴203至第二轴103，第二边ac是从第一轴203至保护盖组件101联接至致动杆102的点，并且第三边bc从第二轴103至保护盖组件101的如上所述的点。45.应理解的是，第一边ab和第三边bc的长度是恒定的。当可移动刀片201处于如图1和图2中所示的开断位置时，第一边ab与第三边bc之间的角度接近180度，从而导致第二边ac的相对较大的长度。当可移动刀片201从开断位置旋转至如图4中所示的中间位置时，第一边ab与第三边bc之间的角度逐渐变小，从而导致第二边ac变短。46.由于保护盖组件101以可旋转的方式联接至可移动刀片201，因此第三边ac的缩短将导致保护盖组件101绕枢转点旋转，如图5和图6中所示。随着可移动刀片201从如图4至图6中所示的中间位置进一步旋转至如图7和图8中所示的关合位置，第一边ab与第三边bc之间的角度逐渐变得更小，这进一步缩短了第二边ac。47.以此方式，保护盖组件101由致动杆102进一步旋转至暴露位置，以将触指2011暴露以便与固定触头202接合。即使在于触指2011上存在冰层并且保护盖组件101处于覆盖位置时，随着保护盖组件101的上述旋转，冰层也将被移除以便不影响触指2011与固定触头202的接合。通过上述布置，保护盖组件101可以完全移除20mm及以上的冰层，这完全符合相关标准的要求。48.类似地，在可移动刀片201从关合位置旋转至开断位置期间，第一边ab与第三边bc之间的角度逐渐变大，从而导致第二边ac变长。以此方式，保护盖组件101将被推动以从暴露位置旋转至覆盖位置。49.因此，随着触头保护组件101的旋转，可以容易地移除覆盖触指的异物比如冰。这种布置使得开关比如接地开关满足相关标准的要求，这些标准要求：在触指被厚度为20mm的冰层覆盖的情况下，触指2011与固定触头202的接合不会受到影响。以此方式，提高了开关200的稳定性。50.此外，从上面可以看出，保护盖组件101的旋转根本不需要额外的驱动机构，而是仅需要简单的连杆机构。这种布置不仅可以应用于新设备，还可以用于改进常规开关，由此以低的材料和组装成本提高常规开关的稳定性。51.在一些实施方式中，如图9a和图9b中所示，触头保护组件100还可以包括设置在固定触头202上的固定保护盖104。通过固定保护盖104，处于接合状态的固定触头202和触指2011将不会受到雪或冰的损坏。以此方式，固定触头202与触指2011的脱离接合将不会受到覆盖在其上的冰的束缚或阻碍。52.在一些实施方式中，固定保护盖104可以至少部分地封围固定触头202。例如，固定保护盖104可以包括开口1041，开口1041供触指2011移动到固定保护盖104中以与固定触头202接合。开口1041还可以为触指2011在固定保护盖104中的运动提供引导，以便于触指2011与固定触头202接合。53.在一些实施方式中，固定保护盖104可以由尼龙材料一体地形成。尼龙材料具有优异的耐水性并且易于成形，这降低了制造成本并提高了固定触头202的耐水性。54.返回参照图6和图8，在一些实施方式中，为了实现保护盖组件101的上述功能，保护盖组件101可以包括保护盖1011和从动杆1012。如所示的，保护盖1011邻近触指2011的一侧(为了便于讨论，该侧被称为第一侧)布置，并且从动杆1012邻近触指2011的与第一侧相反的第二侧布置。也就是说，保护盖1011和从动杆1012布置在触指2011的两个相反侧。这种布置可以防止致动杆102与可移动刀片201的支承臂2012之间发生干涉。55.当可移动刀片201处于开断位置时，保护盖1011用于覆盖触指2011。应当理解的是，包括保护盖1011的宽度和长度在内的保护盖1011的尺寸大于或等于触指2011的尺寸。以此方式，可以很好地保护触指。56.保护盖1011经由连接杆1013固定地联接至从动杆1012的第一端部。连接杆1013布置在触指2011之间。从动杆1012的与第一端部相反的第二端部以可旋转的方式联接至致动杆102。如上所述的保护盖组件101的联接至致动杆102的点c位于从动杆1012的第二端部处。57.如从图6和图8可以清楚地看出的，在一些实施方式中，从动杆1012可以相对于保护盖1011的延伸方向d1成非零角度。这种布置可以通过避免死角驱动而有助于致动杆102对从动杆1012的驱动。58.此外，在一些实施方式中，如图2中所示，保护盖1011的邻近连接杆1013的端部具有圆形形状。该端部的圆形形状可以防止雪和冰附着至保护盖1011，这有利于带有覆盖冰层的保护盖1011的旋转。59.在一些实施方式中，为了将连接杆1013充分地支承在触指2011之间并且为了固定触指2011，保护盖组件101还可以包括固定块1014，固定块1014布置在触指2011的与支承臂2012邻近的固定端部处。此外，为了便于保护盖1011绕连接杆1013旋转，可以在固定块1014的两个端部处设置支承套筒，以供连接杆1013穿过。60.在一个方面，固定块1014可以将触指2011固定至支承臂2012。另一方面，固定块1014可以用作用于支承套筒的支承基部，以便于保护盖1011和连接杆1013定位以及触头盖组件101作为整体绕布置在支承套筒中的连接杆1013旋转。61.如图1至图8中所示，随着可移动刀片201旋转以实现触指与固定触头202的接合，保护盖组件101旋转远离隔离开关210的绝缘体204。这种布置有效地避免了保护盖组件101与绝缘体204的可能干涉，从而提高了开关200和甚至隔离开关的稳定性。62.上述布置可以以任何适合的方式实现。例如，在一些实施方式中，第二轴103以可旋转的方式布置在支承构件205上。支承构件205布置在供布置绝缘体204的基部上。从图6中可以清楚地看到的，支承构件205布置在可移动刀片201的邻近绝缘体204的一侧。从如图6所示的前视图中，可移动刀片201和致动杆102呈“交叉结构”。该“交叉结构”使保护盖组件101能够沿远离绝缘体204的方向旋转。63.为了在致动杆102的旋转期间补偿致动杆102与从动杆1012或第二杆103之间的相对旋转，在致动杆102与第二轴103之间以及致动杆102与从动杆1012之间可以布置有万向接头105。64.在一些实施方式中，万向接头105可以包括第一接头和第二接头。第一接头通过具有左旋螺纹的第一紧固件联接至致动杆102，并且第二接头通过具有右旋螺纹的第二紧固件联接至致动杆102。也就是说，布置在致动杆102的两个端部处的紧固件具有相反方向的螺纹。以此方式，致动杆102的两个端部处的枢转点可以容易地调整，以便于对触头保护组件100进行维护。65.应当理解的是，关于触头保护组件100的上述布置是用于隔离开关或开关的一个相。换言之，触头保护组件100可以布置至开关200的每个相。此外，在一些实施方式中，三个相中的绝缘体204仅由一个驱动机构驱动而旋转。66.具体地，在一些实施方式中，支承构件205包括供第一轴203穿过的通孔2051。三个相中的可移动刀片由共同的第一轴203驱动，第一轴203延伸穿过三个相中的支承构件。可以使用适合的固定措施比如锚固耳来将三个相的可移动刀片201固定至由驱动机构驱动的第一轴203。以此方式，三个相中的可移动刀片201可以由一个驱动机构驱动。67.本公开的实施方式还提供了一种开关，该开关包括如上所述的触头保护组件100。开关100可以是接地开关，该接地开关包括布置在隔离开关201的绝缘体204上的固定触头202、邻近用于绝缘体204的基部布置的第一轴203、以及可移动刀片201，可移动刀片201能够绕第一轴203旋转以改变可移动刀片201的触指2011与固定触头202的接合状态。利用如上所述的触头保护组件100，开关200具有优异的抗冰雪性。68.本公开的实施方式还提供了一种制造触头保护组件100的方法。图10示出了说明该方法的流程图500。如所示的，在框510中，提供保护盖组件101，保护盖组件101以可旋转的方式联接至开关200的可移动刀片201。69.在框520中，提供第二轴103，第二轴103布置成与第一轴相距一距离。在框530中，提供致动杆102，致动杆102联接在保护盖组件101与第二轴103之间并且构造成能够随着可移动刀片的旋转而绕第二轴103旋转。在第二轴103平行于第一轴203的情况下，致动杆102可以将保护盖组件101推动或拉动成在覆盖位置与暴露位置之间旋转，以保护触指免受冰层的影响。70.在一些实施方式中，该方法还可以包括提供固定保护盖104，固定保护盖布置在固定触头202上并且构造便于触指2011与固定触头的接合或脱离接合。以此方式，可以很好地保护固定触头202以及固定触头202与触指的脱离接合。71.应当理解的是，上述步骤的顺序并不意味着必须按照该顺序执行该方法，并且可以调整或同时执行这些步骤的顺序。72.应当理解，本公开的以上详述实施方式仅用于例示或解释本公开的原理，而不是限制本公开。因此，在不背离本公开的精神和范围的情况下，任何修改、等同替代方案和改进等均应包含在本公开的保护范围内。同时，本公开的所附权利要求旨在覆盖落入权利要求的范围和边界或范围和边界的等同物内的所有变化和修改。









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