關于一種輔助開關的設計與研究

張超

沈陽隆迪電器設備有限公司 遼寧沈陽 110000

《江南時報》曾刊登過一條新聞：天氣炎熱，供電局的變壓器跳閘，原本坐得滿滿的160多桌食客趁黑一哄而散，使老板一分飯前也沒收著，直接經(jīng)濟損失達1.4萬左右?？梢姳ＷC供電設備的安全可靠是多么的重要，輔助開關作為供電設備中高壓成套設備配套元件之一，90年代以前多數(shù)高壓開關企業(yè)使用的輔助開關為國外進口，隨著國家不斷建設，電力行業(yè)發(fā)展迅速，在二次回路中對輔助開關的各項性能也是越來越高，輔助開關需要滿足高壓開關企業(yè)的各種需求，就此輔助開關大量國產(chǎn)化，并且為了滿足市場需要，輔助開關也是不斷的發(fā)展種類越來越多，本文將從輔助開關的類型、結構特點、工作原理等方面，并結合近些年來對輔助開關的一些優(yōu)化等進行介紹和討論。希望對相關企業(yè)產(chǎn)品應用有所幫助[1]。

1 輔助開關的類型

輔助開關分類有很多種，按照觸頭接觸結構分類可以分為：滑動接觸結構和凸輪結構，按照端子安裝類型可以分為：螺釘壓接式和插接式，從部分生產(chǎn)廠家對輔助開關命名中也可以區(qū)分出螺釘壓接式和插接式，例如：FA-20C01，意思是FA系列輔助開關，20級，10開10閉，C代表插接式；FR-20Y01，意思是FR系列輔助開關，20級，10開10閉，Y代表螺釘壓接式，按照操作特點可以分為：自復型，定位型、直連式和快分式，目前大多是采用直連式這種方式，它是由軸柄驅(qū)動直接帶動觸點機構來實現(xiàn)的開關，快分式操作柄與開關柄不同步，依靠儲能彈簧驅(qū)動開關，他的特點是分或合閘速度快，開關觸點分斷能力有所保障，缺點由于和驅(qū)動不同步所以不能用于準確的時序控制，目前按照端子出線方式類型可以分為：雙側(cè)出線和單側(cè)出線。按照安裝方式可以分為立式和臥式按照：立式安裝一般立式時采用開關前面板預留安裝螺紋或螺桿方式；臥式一般采用支架板或彎板做支撐，因此要求使用方預前提供安裝方式和要求，便于安裝時的結構配合[2]。

2 結構特點

輔助開關都是由結構相同的多個單位組合而成，每個單位都包括基板、動觸片和定觸片，而凸輪結構的開關會有彈簧、導桿、凸輪等其他附件?；瑒咏佑|結構的輔助開關動觸片常用高質(zhì)磷青銅材料,觸頭常用銀合金，定觸片常用銅鍍銀，基板采用進口優(yōu)質(zhì)阻燃耐高溫材料，強度高、絕緣性能好，結構合理防塵性好。

凸輪結構的輔助開關定觸片和動觸片常用優(yōu)質(zhì)黃銅材料，也有些為滿足客戶采用紫銅材料、觸頭采用銀合金，殼體常用優(yōu)質(zhì)阻燃高強度尼龍，絕緣性能好，零件種類上凸輪結構的輔助開關要多于滑動接觸結構的輔助開關。凸輪結構的輔助開關優(yōu)點在于通斷角度設置比較靈活廣泛，可以滿足客戶的特殊角度要求。

3 工作原理

滑動接觸結構的輔助開關觸頭接觸形式是“滑動接觸式”，在預定的角度位置，動觸頭U形夾會夾住定觸片并沿著圓環(huán)形的定觸片表面進行滑動，實現(xiàn)觸點的導通。整個輔助開關是由結構相同的多個單元按需組合而成的，每個單元擁有一個或兩個觸點，每一款產(chǎn)品都是根據(jù)客戶對觸點的具體需求（數(shù)量、角度）量身定制的。凸輪結構的輔助開關由方軸、前后蓋板、軸套和結構相同的多個單元基板組件組合而成，每個單元包括基板、動觸片和定觸片、銀點、彈簧、導桿、凸輪等其他輔件，通過方軸帶動凸輪的旋轉(zhuǎn)推動導桿進而推動動觸片來控制回路的接通和斷開；單層設置兩對動定觸點，可以構成兩對獨立回路；開關常開常閉接點總和數(shù)量為開關層數(shù)的2倍，且常開常閉接點可以任意分配[3]。

4 性能與優(yōu)化

輔助開關設計依據(jù)標準GB/T 14048.5《低壓開關設備和控制設備 第5-1部分：控制電路電器和開關元件 機電式控制電路電器》，按照標準要求，根據(jù)輔助開關的基本參數(shù)需要進行溫升、介電性能、接線端子的機械性能、正常條件下接通與分斷能力、非正常條件下接通與分斷能力，限制短路電流、驗證操作力、測量電氣間隙和爬電距離、耐濕熱性能試驗、抗非正常熱和著火危險等試驗。同時還要滿足GB/T11022《高壓開關設備和控制設備標準的共用技術要求》標準中對輔助觸頭的等級要求，輔助開關觸頭的等級一般要求為1級。如表1，根據(jù)不同客戶的技術協(xié)議要求，需要滿足特殊的氣候條件和生態(tài)環(huán)境條件，為了滿足市場需求，輔助開關結構、材料包括工藝要不斷的進行優(yōu)化和改進提升，例如實際應用中高壓開關機構有不同的限制條件,高壓開關機構要求輔助開關在較短的行程下實現(xiàn)較慢速度的角速度要求，輔助開關就需要配備帶有快分功能的配件，或者提高輔助開關的載流能力。這就需要輔助開關在保證通斷性能基礎上實現(xiàn)快分功能，輔助開關載流能力的提高可以在輔助開關上增加磁吹功能，通過磁吹滅弧功能，提高輔助開關的開斷能力和可靠性。

表1 不同等級開關對應的額定連續(xù)電流和短時耐受電流以及開斷能力

5 結語

輔助開關作為高壓成套設備配套元件之一，是針對當前電力行業(yè)的使用需求研發(fā)的一種新型開關，隨著電力行業(yè)的發(fā)展，輔助開關企業(yè)間競爭日益激烈，為了需要滿足高壓成套設備對輔助開關的使用環(huán)境和負載的要求，產(chǎn)品上要不斷的創(chuàng)新優(yōu)化和改進，要適應當今的市場經(jīng)濟環(huán)境，努力制造優(yōu)質(zhì)的輔助開關產(chǎn)品，進而促進整個電力行業(yè)的發(fā)展。