側(cè)面操作的隔離開關(guān)的設(shè)計方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種側(cè)面操作的隔離開關(guān)的設(shè)計方法，屬于電力設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及側(cè)面操作的隔離開關(guān)的設(shè)計方法，其包括提供觸頭室、設(shè)置于開關(guān)側(cè)面的手柄以及與靜觸頭聯(lián)接的接線端子，在接線端子上設(shè)置聯(lián)接柱，使聯(lián)接柱部分嵌入接線端子且與接線端子過盈配合，在聯(lián)接柱上設(shè)置與電力母排過盈配合的導(dǎo)電的第一柱狀部，在第一柱狀部的內(nèi)部同軸設(shè)置具有導(dǎo)電性的第二柱狀部，使第一柱狀部和第二柱狀部過盈配合，使第二柱狀部的熱脹系數(shù)大于第一柱狀部的熱脹系數(shù)。本發(fā)明公開的設(shè)計方法具有如下有益效果：1.相同的搭接長度產(chǎn)生更多的導(dǎo)電面積，進(jìn)而降低電流密度，實(shí)現(xiàn)接線端子的低溫升。2.降低了母排的用量，節(jié)約了資源。3.加大了電氣間隙或者安全距離，提高了設(shè)備的電氣安全性。
【專利說明】
側(cè)面操作的隔離開關(guān)的設(shè)計方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電力設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種側(cè)面操作的隔離開關(guān)的設(shè)計方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有電力成套設(shè)備廠內(nèi)，施工人員將隔尚開關(guān)安裝在開關(guān)柜內(nèi)，隔尚開關(guān)的接線端子通常采用電力母排直接聯(lián)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(lián)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(lián)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(nèi)，從而使聯(lián)接處的溫升符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。為了使聯(lián)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(jìn)而使接觸面的電流密度降低，最終使聯(lián)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(jìn)而增加制造成本。緊固用的螺栓會使導(dǎo)電部件與非導(dǎo)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(dǎo)電部件間的間距加大，而加大間距必然造成整個隔離開關(guān)的外形尺寸變大。如何增加接觸面積而使聯(lián)接處溫升低，但不縮小電氣間隙，以及不加大聯(lián)接處占用空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于解決上述問題，并提供一種側(cè)面操作的隔離開關(guān)的設(shè)計方法。
[0004]為此，本發(fā)明提供一種側(cè)面操作的隔離開關(guān)的設(shè)計方法，其包括提供容納動觸頭和靜觸頭的觸頭室、控制動觸頭運(yùn)動的手柄以及與靜觸頭聯(lián)接的接線端子，使接線端子部分露出觸頭室，將手柄設(shè)置于隔離開關(guān)的側(cè)面。在接線端子上設(shè)置聯(lián)接柱，使聯(lián)接柱部分嵌入接線端子且與接線端子過盈配合，在聯(lián)接柱上設(shè)置與電力母排過盈配合的導(dǎo)電的第一柱狀部，在第一柱狀部上同軸設(shè)置具有導(dǎo)電性的第二柱狀部，使第一柱狀部和第二柱狀部過盈配合，將第二柱狀部設(shè)置于第一柱狀部內(nèi)部，使第二柱狀部的熱脹系數(shù)大于第一柱狀部的熱脹系數(shù)。
[0005]有利地，使所述的第二柱狀部的電阻率大于第一柱狀部的電阻率。
[0006]具體地，將所述的第二柱狀部的材質(zhì)設(shè)置為鋁或者鋁合金，將第一柱狀部的材質(zhì)設(shè)置為銅或者銅合金。
[0007]優(yōu)選地，將所述的第二柱狀部的外徑與第一柱狀部的外徑的比值設(shè)置為0.5-0.8。
[0008]具體地，將第二柱狀部設(shè)置為實(shí)心結(jié)構(gòu)，將第一柱狀部設(shè)置為中空結(jié)構(gòu)，使第二柱狀部貫穿第一柱狀部。
[0009]有利地，在聯(lián)接柱內(nèi)部同軸設(shè)置有第二貫穿孔，在聯(lián)接柱的外柱面徑向設(shè)置第一貫穿孔，使第一貫穿孔和第二貫穿孔連通，將第一貫穿孔設(shè)置于聯(lián)接柱的軸向中部。
[0010]有益效果
由于本發(fā)明公開的隔離開關(guān)的設(shè)計方法是將接線端子采用對接的聯(lián)接方式與電力母排聯(lián)接，相對于現(xiàn)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(chǎn)生更多的導(dǎo)電面積，進(jìn)而降低電流密度，實(shí)現(xiàn)聯(lián)接處的低溫升。
[0012]2.無需對母排進(jìn)行重疊搭接，降低了母排的用量，節(jié)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(shè)備的電氣安全性。
[0014]4.由于免去了緊固螺栓和螺母，所以聯(lián)接處與非導(dǎo)電部件間的距離變大了，而聯(lián)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(shí)施例給出的實(shí)施方式的說明中，本發(fā)明及其優(yōu)越性將得到更好的理解，附圖如下:
圖1是現(xiàn)有隔離開關(guān)正面的立體圖；
圖2是現(xiàn)有隔離開關(guān)背面的立體圖；
圖3是現(xiàn)有隔離開關(guān)正面的立體圖，其中電力母排已對接上；
圖4是現(xiàn)有隔離開關(guān)背面的立體圖，其中電力母排已對接上；
圖5是本發(fā)明公開的隔離開關(guān)正面的立體圖；
圖6是本發(fā)明公開的隔離開關(guān)背面的立體圖；
圖7是本發(fā)明公開的隔離開關(guān)正面的立體圖，其中電力母排已對接上；
圖8是本發(fā)明公開的隔離開關(guān)背面的立體圖，其中電力母排已對接上；
圖9是現(xiàn)有電力母排搭接方式與本發(fā)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(fā)明公開的聯(lián)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(fā)明公開的聯(lián)接柱的排布示意圖；
圖16是電力母排的立體圖；
圖17是隔離開關(guān)的電氣原理圖。
[0016]附圖標(biāo)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；
9.觸頭室；10.手柄。
【具體實(shí)施方式】
[0017]
本申請文件中的R代表半徑。
[0018]如圖1和圖2所示，是ABB公司提供的一種OT系列側(cè)面操作的隔離開關(guān)，其包括容納動觸頭和靜觸頭的觸頭室9、控制動觸頭運(yùn)動的手柄10以及與靜觸頭聯(lián)接的接線端子，接線端子部分露出觸頭室9，手柄10設(shè)置于隔離開關(guān)的側(cè)面。
[0019]如圖3和圖4所示，現(xiàn)有側(cè)面操作的隔離開關(guān)的接線端子與電力母排的聯(lián)接方式，采用的聯(lián)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(lián)接方式被定義為搭接。
[0020]如圖5和圖6所示，本發(fā)明公開的側(cè)面操作的隔離開關(guān)，其包括容納動觸頭和靜觸頭的觸頭室9、控制動觸頭運(yùn)動的手柄10以及與靜觸頭聯(lián)接的接線端子，接線端子部分露出觸頭室9，手柄10設(shè)置于隔離開關(guān)的側(cè)面，通過旋轉(zhuǎn)操作手柄10，可使觸頭室9內(nèi)的動觸頭運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)動觸頭與靜觸頭的接通與分?jǐn)?，如圖17所示。
[0021]如圖5和圖6所示，接線端子設(shè)置有聯(lián)接柱，聯(lián)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(lián)接柱長度的一半，聯(lián)接柱的下半部嵌入接線端子，接線端子正面的銷釘將聯(lián)接柱與接線端子二者緊固聯(lián)接。
[0022]如圖7和圖8所示，將電力母排上的預(yù)制孔套入接線端子上的聯(lián)接柱，電力母排與聯(lián)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(lián)接柱與電力母排二者緊固聯(lián)接，這樣的聯(lián)接方式被定義為對接。
[0023]如圖9所示，是現(xiàn)有電力母排搭接方式與本發(fā)明公開的電力母排對接方式的尺寸對比圖，上半部為現(xiàn)有側(cè)面操作的隔離開關(guān)的接線端子與電力母排的搭接方式，下半部為本發(fā)明公開的側(cè)面操作的隔離開關(guān)的接線端子與電力母排的對接方式。為了增強(qiáng)兩種聯(lián)接方式的對比效果，本發(fā)明公開的聯(lián)接方式直接設(shè)置在現(xiàn)有聯(lián)接方式的下方，圖中的虛線僅僅為了體現(xiàn)上下母排的厚度相等，不代表上下母排的物理聯(lián)接方式。兩種聯(lián)接方式的的搭接長度一樣，都為L5，體現(xiàn)為:現(xiàn)有聯(lián)接方式下的電力母排與接線端子的重疊長度為L5，本發(fā)明公開的聯(lián)接方式下的聯(lián)接柱的長度也為L5。兩種聯(lián)接方式帶來的直觀改變就是相關(guān)尺寸的明顯變化，LI是現(xiàn)有聯(lián)接方式下的電氣間隙或者安全距離，L2是本發(fā)明公開的聯(lián)接方式下的電氣間隙或者安全距離，L3是現(xiàn)有聯(lián)接方式下的聯(lián)接處占用寬度，L4是本發(fā)明公開的聯(lián)接方式下的聯(lián)接處占用寬度。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。因此，對電力設(shè)備有利的因素(電氣間隙或者安全距離)得到了提高，而對電力設(shè)備不利的因素(聯(lián)接處占用空間)得到了減少，安全距離包括相對地距離。
[0024]如圖10所示，聯(lián)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(lián)接柱的預(yù)制孔，預(yù)制孔的直徑略小于聯(lián)接柱的外徑，使聯(lián)接柱與預(yù)制孔在徑向上過盈配合;預(yù)制孔的深度略大于0.5倍的聯(lián)接柱長度，預(yù)制孔加工好后，將聯(lián)接柱的一半長度插入預(yù)制孔中，使聯(lián)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?shù)耐祝雇棕灤┙泳€端子的正面3和背面4，且同時貫穿聯(lián)接柱，通孔的軸線與聯(lián)接柱的軸線相交，通過銷釘將接線端子和聯(lián)接柱二者緊固聯(lián)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(yù)制孔，預(yù)制孔的直徑略小于聯(lián)接柱子的外徑，使聯(lián)接柱與預(yù)制孔在徑向上過盈配合;預(yù)制孔的深度略大于0.5倍的聯(lián)接柱長度，預(yù)制孔加工好后，將電力母排上的預(yù)制孔套入接線端子上顯露出來的聯(lián)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?shù)耐?，使通孔貫穿電力母排的正?和背面4，且同時貫穿聯(lián)接柱，通孔的軸線與聯(lián)接柱的軸線相交，通過銷釘將電力母排和聯(lián)接柱二者緊固聯(lián)接，最終實(shí)現(xiàn)了電力母排和接線端子的緊固聯(lián)接。
[0026]接線端子和電力母排對接后，使聯(lián)接柱與預(yù)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(yù)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(dāng)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(lián)接柱、電力母排，銷釘四者牢固聯(lián)接一起。
[0027]如圖11所示，本發(fā)明公開的側(cè)面操作的隔離開關(guān)的接線端子用的一種聯(lián)接柱，其具有圓柱狀的外形，端部設(shè)置有方便裝配的倒角。
[0028]如圖12所示，第一柱狀部I內(nèi)同軸設(shè)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(zhì)為銅，第二柱狀部2的材質(zhì)為鋁。
[0029]如圖13所示，第一柱狀部I具有中空的結(jié)構(gòu)，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(dǎo)電性，第二柱狀部2的熱脹系數(shù)大于第一柱狀部I的熱脹系數(shù)，第二柱狀部2的電阻率大于第一柱狀部I的電阻率。
[0030]當(dāng)聯(lián)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(yù)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(lián)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(yīng)可以充分發(fā)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(shù)大于第一柱狀部I的熱脹系數(shù)，因此，在溫度和熱脹系數(shù)都相對高的情況下，第二柱狀部2的徑向脹大現(xiàn)象會明顯大于第一柱狀部I的徑向脹大現(xiàn)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(dǎo)致第一柱狀部I與接線端子及電力母排的預(yù)制孔更緊密貼合，同時也向預(yù)制孔提供徑向向外的壓力，即聯(lián)接柱與接線端子及母排之間的壓力比聯(lián)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(shù)的匹配對降低接線端子與母排聯(lián)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(shù)有了發(fā)揮作用的基礎(chǔ)，而電阻率和熱脹系數(shù)產(chǎn)生的效應(yīng)又加劇了過盈配合，最終，使得聯(lián)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(shè)置有一個接納聯(lián)接柱的預(yù)制孔，預(yù)制孔圓周到母排邊緣的距離為R，母排寬度為L6。當(dāng)采用現(xiàn)有重疊搭接法聯(lián)接時，聯(lián)接處的導(dǎo)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(lián)接柱聯(lián)接時，聯(lián)接處的導(dǎo)電面積為
S2=2jtRxL5
因此，
S2: S1=2jtR: 4R=jt/2 * 1.57
所以，采用聯(lián)接柱搭接的方式可獲得更多的接觸面積。顯然，在滿足機(jī)械強(qiáng)度的條件下，增加預(yù)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(shè)置3個接納聯(lián)接柱的預(yù)制孔，預(yù)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(dāng)采用現(xiàn)有重疊搭接法聯(lián)接時，
聯(lián)接處的導(dǎo)電面積為
Sl=L6xL5=(4R+3x2R)xL5=10RxL5
而采用聯(lián)接柱聯(lián)接時，聯(lián)接處的導(dǎo)電面積為
S2=3x2jiRxL5=6jiRxL5
因此，
S2: S1=6jtR: 10R=3jt/5 * 1.884
所以，采用聯(lián)接柱搭接的方式可獲得更多的接觸面積。顯然，在滿足機(jī)械強(qiáng)度的條件下，增加預(yù)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(fā)明公開的聯(lián)接柱產(chǎn)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(dǎo)電面積，在這兩個積極因素的共同作用下，聯(lián)接處的溫升大幅度降低，實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的目的。
[0035]如圖16所示，為了區(qū)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(biāo)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(biāo)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(nèi)部同軸設(shè)置有第二貫穿孔7，第一柱狀部6具有中空結(jié)構(gòu)，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(shè)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(shè)置，使得聯(lián)接柱在插入接線端子的預(yù)制孔的過程中，預(yù)制孔內(nèi)的空氣可以順利地從第二貫穿孔7排出，進(jìn)而使得聯(lián)接柱可以順利地裝配到位，當(dāng)電力母排套入已經(jīng)安裝好的聯(lián)接柱時，電力母排的預(yù)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(jìn)而使得第二母排可以順利的裝配到位。
[0038]實(shí)施例二
將實(shí)施例一中的第一柱狀部I的材質(zhì)更改為銅合金，第二柱狀部2的材質(zhì)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(huán)境(5度)下保存一段時間(5分鐘)，而第一柱狀部I在高溫環(huán)境(80度)下保存一段時間(5分鐘)，借助熱脹冷縮效應(yīng)，可使第一柱狀部I的內(nèi)徑略微變大，而第一柱狀部I的外徑略微變小，進(jìn)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(lián)接柱恢復(fù)常溫后，第一柱狀部I和第二柱狀部2即可實(shí)現(xiàn)過盈配合。本發(fā)明公開的聯(lián)接柱的直徑和長度具有不同尺寸規(guī)格，以適應(yīng)不同母排尺寸或者接線端子尺寸的需要。
【主權(quán)項】
1.一種側(cè)面操作的隔離開關(guān)的設(shè)計方法，其包括提供容納動觸頭和靜觸頭的觸頭室(9)、控制動觸頭運(yùn)動的手柄(10)以及與靜觸頭聯(lián)接的接線端子，使接線端子部分露出觸頭室(9)，將手柄(10)設(shè)置于隔離開關(guān)的側(cè)面;其特征在于，在接線端子上設(shè)置聯(lián)接柱，使聯(lián)接柱部分嵌入接線端子且與接線端子過盈配合，在聯(lián)接端(9)設(shè)置聯(lián)接柱，使聯(lián)接柱部分嵌入聯(lián)接端(9)且與聯(lián)接端(9)過盈配合，在聯(lián)接柱上設(shè)置與電力母排過盈配合的導(dǎo)電的第一柱狀部(I)，在第一柱狀部(I)上同軸設(shè)置具有導(dǎo)電性的第二柱狀部(2)，使第一柱狀部(I)和第二柱狀部(2)過盈配合，將第二柱狀部(2)設(shè)置于第一柱狀部(I)內(nèi)部，使第二柱狀部(2)的熱脹系數(shù)大于第一柱狀部(I)的熱脹系數(shù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種側(cè)面操作的隔離開關(guān)的設(shè)計方法，其特征在于，使所述的第二柱狀部(2)的電阻率大于第一柱狀部(I)的電阻率。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種側(cè)面操作的隔離開關(guān)的設(shè)計方法，其特征在于，將所述的第二柱狀部(2)的材質(zhì)設(shè)置為鋁或者鋁合金，將第一柱狀部(I)的材質(zhì)設(shè)置為銅或者銅合金。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種側(cè)面操作的隔離開關(guān)的設(shè)計方法，其特征在于，將所述的第二柱狀部(2)的外徑與第一柱狀部(I)的外徑的比值設(shè)置為0.5-0.8。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種側(cè)面操作的隔離開關(guān)的設(shè)計方法，其特征在于，將第二柱狀部(2)設(shè)置為實(shí)心結(jié)構(gòu)，將第一柱狀部(I)設(shè)置為中空結(jié)構(gòu)，使第二柱狀部(2)貫穿第一柱狀部(I)。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種側(cè)面操作的隔離開關(guān)的設(shè)計方法，其特征在于，在聯(lián)接柱內(nèi)部同軸設(shè)置有第二貫穿孔(7)，在聯(lián)接柱的外柱面徑向設(shè)置第一貫穿孔(6)，使第一貫穿孔(7)和第二貫穿孔(6)連通，將第一貫穿孔(6)設(shè)置于聯(lián)接柱的軸向中部。
【文檔編號】H01R4/28GK105826122SQ201610355408
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年5月25日
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】龔雅麗