一种新型合闸接触器

温子荣++陈国添++温晓欣

[摘  要]电力系统中，目前仍有相当部分的开关合闸使用合闸接触器。合闸接触器具有能短时通断大电流的特点，但如接通时间过长，则很容易烧毁合闸线圈，或损坏电源系统及相关部件;另外，开关合闸后因保护动作，让开关跳闸后，因某种原因导致合闸线圈仍通电，形成合闸-分闸-再合闸的不可控恶性循环，造成更大的事故。有没有办法防止这种现象的发生呢？答案肯定的。

[关键词]合闸接触器;结构分析;过程;优点

中图分类号：TM572.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）23-0016-02

前言：

目前电力系统使用的合闸接触器的工作原理图如附图1所示：当线圈4通电时，静铁芯3产生电磁吸力，将动铁芯2吸合，使其向下运动，由于触头系统是与动铁芯2联动的，动铁芯2带动触头系统同时运动，使常开触点1闭合，从而接通电源。当切断线圈4的电源时，电磁吸力消失，触头系统与动铁芯2联动部分依靠弹簧16（该弹簧16设置于一截止板14与一固定板15之间）的反作用力而分离，使常开触点1断开，从而切断电源。但是在实际应用中，当合闸接触器因弹簧16失效或脱落、或常开触点1粘连、或因触头系统中的动杆5卡阻等情况时，而导致动铁芯2也卡阻不能返回，合闸接触器的常开触点1闭合后无法断开，此时若合闸电源熔断器无法及时熔断，大电流很容易烧毁与触头系统连接的合闸线圈、相关的二次设备（合闸线圈、相关的二次设备在图1中未标示）等，并且可能会损坏合闸接触器的电源系统。

一、结构

本人经过多年心得，针对曾经出现的合闸接触器动杆卡阻或触点粘连的情况，结合实际，构思了一种合闸接触器，如图2。在图2中，1-常开触点，2-动铁芯，3-静铁芯，4-线圈，5-动杆，6、9-弹性部件，7-连杆，8-常闭触点，10、15-固定板，11-固定件，12-孔，13-垫片，14-截止板，16-弹簧，17、18-弹力调整装置，，17A、18A-螺杆，18B、18B-螺母，VIN-电压输入端，VOUT-电压输出端。

1.防卡阻机构包括有弹性部件（6、9），连杆（7），固定板（10）以及常闭触点（8）;连杆的一端通过一弹性部件（6）与动铁芯（2）连接，所述连杆的另一端通过另一弹性部件（9）与固定板连接，所述连杆还与所述常闭触点连接以控制所述常闭触点的闭合与断开;所述的常闭触点的电压输入端与所述常开触点的电压输出端连接。

2.防卡阻机构包括两个弹力调整装置（17、18），其中一弹力调整装置（17）连接于所述弹性部件（6）与动铁芯（2）连接之间，用于调整该弹性部件（6）对连杆（7）的作用力的大小;另一弹力调整装置（18）连接于另一弹性部件（9）与固定板（10）之间，用于调整该弹性部件（9）对连杆（7）的作用力的大小。

3.弹力调整装置（17、18）包括螺母（17B、18 B）以及具有螺帽的螺杆（17 A、18A），螺母与螺杆上设置有相适配的螺纹。

4.常闭触点（8）在常态闭合时，与动铁芯（2）连接的弹性部件（6）对连接（7）的作用力小于与固定板（10）连接的另一弹性部件（9）对连杆（7）的作用力。

5.所述的静铁芯与线圈均设置于一“匚”形的固定件（11）内，所述动铁芯的一端透过所述固定件一侧设置的孔（12）伸进所述固定件内并靠近所述静铁芯。

6.上述固定件内还设置有垫片（13），设置于动铁芯与固定件的内侧壁之间。

7.弹性部件（6、9）为弹簧，常闭触点在常态闭合时，与动铁芯连接的弹性部件对连接的作用力小于与固定板连接的另一弹性部件对连杆的作用力。

8.防卡阻机构还包括两个弹力调整装置，其中一弹力调整装置连接于所述弹性部件与动铁芯连接之间，用于调整该弹性部件对连杆的作用力的大小;另一弹力调整装置连接于另一弹性部件与固定板之间，用于调整该弹性部件对连杆的作用力的大小。弹力调整装置包括螺母以及具有螺帽的螺杆，螺母与螺杆上设置有相适配的螺纹。

9.静铁芯与线圈均设置于一“匚”形的固定件内，所述动铁芯的一端透过所述固定件一侧设置的孔伸进所述固定件内并靠近所述静铁芯;所述固定件内还设置有垫片，所述垫片设置于动铁芯与固定件的内侧壁之间。

二、动作过程：

如附图2所示，线圈4通电后所述静铁芯能产生电磁吸力，动铁芯与所述合闸接触器的触头系统中的动杆5连接以实现动铁芯与触头系统的联动，从而控制所述合闸接触器的常开触点1的闭合与断开;本合闸接触器中的防卡阻机构与动铁芯连接。

其中，所述防卡阻机构包括有弹性部件，连杆7，固定板10以及常闭触点8;所述连杆7的一端通过一弹性部件6与动铁芯2连接，所述连杆7的另一端通过另一弹性部件9与固定板10连接，所述连杆7还与所述常闭触点8连接以控制所述常闭触点的闭合与断开;所述的常闭触点8的电压输入端与所述常开触点1的电压输出端连接。在常态下常闭触点8闭合时，与动铁芯2连接的弹性部件6对连杆7的作用力小于与固定板10连接的另一弹性部件9对连杆7的作用力。

为了很好地调整两弹性部件6、9对连杆7的作用力，防卡阻机构还包括两个弹力调整装置17、18，其中一弹力调整装置17连接于所述弹性部件6与动铁芯2连接之间，用于调整该弹性部件6对连杆7的作用力的大小;另一弹力调整装置18连接于另一弹性部件9与固定板10之间，用于调整该弹性部件9对连杆7的作用力的大小。在本实施例中，所述的弹性部件为弹簧;所述的弹力调整装置包括螺母17B、18B以及具有螺帽的螺杆17A、18A，螺母与螺杆上设置有相适配的螺纹，通过调整螺母与螺杆之间地相对位置来达到调整两弹性部件对连杆的作用力。

在实际应用中，合闸接触器中的线圈4通常与上一级的继电器连接，电压输入端VIN与继电器和电源系统连接，电压输出端VOUT则与高压开关连接。当继电器的常开触点闭合后，合闸接触器的线圈4得电，使合闸接触器的常开触点1闭合，从而使所述高压开关中的合闸线圈得电，将高压开关合闸。由于继电器的触点容量小，不能承载大电流，所以要经过合闸接触器与高压开关的合闸线圈连接，而且高压开关中的合闸线圈的大电流只能短时通过，大概维持0.6S后就要断开，如不能及时切断合闸线圈的大电流，大电流将可能会损坏高压开关中的合闸线圈，合闸接触器，电源系统等。更为恶劣的后果是，高压开关合闸后，因线路或设备可能会有故障，保护装置会动作，立即让高压开关中的跳闸线圈通电，使高压开关断开，但因合闸接触器中的常开触点1没断开，或者熔断器没熔断，为合闸线圈继续供电，再将高压开关合闸，这样造成高压开关合闸-分闸-再合闸这样恶性循环，扩大事故范围和损坏程度。

本实用新型提供的合闸接触器，解决了当合闸接触器中的常开触点因某种原因闭合后无法及时断开，而不能及时切断高压开关的合闸线圈电源的问题而提出的。如因弹簧5失效或脱落，导致动铁芯2仍然处于与静铁芯吸合状态，而使得常开触点1无法复原，处于闭合状态，此时动铁芯会压缩弹性部件6，当压缩到一定程度，弹性部件6的压力大于另一弹性部件9的压力时，与连杆7相连的常闭触点8向下运动，使得常闭触点2断开，从而可切断对高压开关的电源输出。

三、本新型合闸接触器的优点：

1、技术。本新型合闸接触器与现有技术比较，通过在合闸接触器内设置防卡阻机构，可有效防止因弹簧失效或脱落、或常开触点粘连等情况而导致动杆、铁芯卡阻不能返回，无法及时使常开触点断开而切断合闸线圈电源的问题，进而可能出现在大电流通过时烧毁合闸接触器、合闸线圈、或损坏电源系统等电力二次设备的问题，更防止了合闸-分闸-再合闸这样恶性循环的现象，有效提高了合闸接触器、合闸电源系统以及电子设备的安全性和稳定性。

2、经济性。与现用的合闸接触器比较，主要增加的部件是：一对常开触点、延长原有动杆和两个弹簧，结构简单，规模生产后增加的成本不高（具体增加的成本目前本人不会预测，只从增加的部件推测）。

3、可靠性。增加的部件结构简单，提高了可靠性。

4、应用前景。电力系统中，使用合闸接触器的场所仍有相当数量，如果能推广应用本技术，对电力系统的可靠性将有一定的提高。

四 结论：

当然，本实用新型并不仅仅限于在合闸接触器的应用，还可以应用于其他要求瞬时起动、又要求瞬时返回的开关器件中，如继电器等。

参考文献

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[2] 徐文芳.断路器合闸接触器线圈烧毁原因及对策[J].决策与信息旬刊，2014（6）：176.

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注：本技术已获得专利，专利号ZL2013 2 0686943.5。