关于一种辅助开关的设计与研究

张超

沈阳隆迪电器设备有限公司 辽宁沈阳 110000

《江南时报》曾刊登过一条新闻：天气炎热，供电局的变压器跳闸，原本坐得满满的160多桌食客趁黑一哄而散，使老板一分饭前也没收着，直接经济损失达1.4万左右。可见保证供电设备的安全可靠是多么的重要，辅助开关作为供电设备中高压成套设备配套元件之一，90年代以前多数高压开关企业使用的辅助开关为国外进口，随着国家不断建设，电力行业发展迅速，在二次回路中对辅助开关的各项性能也是越来越高，辅助开关需要满足高压开关企业的各种需求，就此辅助开关大量国产化，并且为了满足市场需要，辅助开关也是不断的发展种类越来越多，本文将从辅助开关的类型、结构特点、工作原理等方面，并结合近些年来对辅助开关的一些优化等进行介绍和讨论。希望对相关企业产品应用有所帮助[1]。

1 辅助开关的类型

辅助开关分类有很多种，按照触头接触结构分类可以分为：滑动接触结构和凸轮结构，按照端子安装类型可以分为：螺钉压接式和插接式，从部分生产厂家对辅助开关命名中也可以区分出螺钉压接式和插接式，例如：FA-20C01，意思是FA系列辅助开关，20级，10开10闭，C代表插接式；FR-20Y01，意思是FR系列辅助开关，20级，10开10闭，Y代表螺钉压接式，按照操作特点可以分为：自复型，定位型、直连式和快分式，目前大多是采用直连式这种方式，它是由轴柄驱动直接带动触点机构来实现的开关，快分式操作柄与开关柄不同步，依靠储能弹簧驱动开关，他的特点是分或合闸速度快，开关触点分断能力有所保障，缺点由于和驱动不同步所以不能用于准确的时序控制，目前按照端子出线方式类型可以分为：双侧出线和单侧出线。按照安装方式可以分为立式和卧式按照：立式安装一般立式时采用开关前面板预留安装螺纹或螺杆方式；卧式一般采用支架板或弯板做支撑，因此要求使用方预前提供安装方式和要求，便于安装时的结构配合[2]。

2 结构特点

辅助开关都是由结构相同的多个单位组合而成，每个单位都包括基板、动触片和定触片，而凸轮结构的开关会有弹簧、导杆、凸轮等其他附件。滑动接触结构的辅助开关动触片常用高质磷青铜材料,触头常用银合金，定触片常用铜镀银，基板采用进口优质阻燃耐高温材料，强度高、绝缘性能好，结构合理防尘性好。

凸轮结构的辅助开关定触片和动触片常用优质黄铜材料，也有些为满足客户采用紫铜材料、触头采用银合金，壳体常用优质阻燃高强度尼龙，绝缘性能好，零件种类上凸轮结构的辅助开关要多于滑动接触结构的辅助开关。凸轮结构的辅助开关优点在于通断角度设置比较灵活广泛，可以满足客户的特殊角度要求。

3 工作原理

滑动接触结构的辅助开关触头接触形式是“滑动接触式”，在预定的角度位置，动触头U形夹会夹住定触片并沿着圆环形的定触片表面进行滑动，实现触点的导通。整个辅助开关是由结构相同的多个单元按需组合而成的，每个单元拥有一个或两个触点，每一款产品都是根据客户对触点的具体需求（数量、角度）量身定制的。凸轮结构的辅助开关由方轴、前后盖板、轴套和结构相同的多个单元基板组件组合而成，每个单元包括基板、动触片和定触片、银点、弹簧、导杆、凸轮等其他辅件，通过方轴带动凸轮的旋转推动导杆进而推动动触片来控制回路的接通和断开；单层设置两对动定触点，可以构成两对独立回路；开关常开常闭接点总和数量为开关层数的2倍，且常开常闭接点可以任意分配[3]。

4 性能与优化

辅助开关设计依据标准GB/T 14048.5《低压开关设备和控制设备 第5-1部分：控制电路电器和开关元件 机电式控制电路电器》，按照标准要求，根据辅助开关的基本参数需要进行温升、介电性能、接线端子的机械性能、正常条件下接通与分断能力、非正常条件下接通与分断能力，限制短路电流、验证操作力、测量电气间隙和爬电距离、耐湿热性能试验、抗非正常热和着火危险等试验。同时还要满足GB/T11022《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》标准中对辅助触头的等级要求，辅助开关触头的等级一般要求为1级。如表1，根据不同客户的技术协议要求，需要满足特殊的气候条件和生态环境条件，为了满足市场需求，辅助开关结构、材料包括工艺要不断的进行优化和改进提升，例如实际应用中高压开关机构有不同的限制条件,高压开关机构要求辅助开关在较短的行程下实现较慢速度的角速度要求，辅助开关就需要配备带有快分功能的配件，或者提高辅助开关的载流能力。这就需要辅助开关在保证通断性能基础上实现快分功能，辅助开关载流能力的提高可以在辅助开关上增加磁吹功能，通过磁吹灭弧功能，提高辅助开关的开断能力和可靠性。

表1 不同等级开关对应的额定连续电流和短时耐受电流以及开断能力

5 结语

辅助开关作为高压成套设备配套元件之一，是针对当前电力行业的使用需求研发的一种新型开关，随着电力行业的发展，辅助开关企业间竞争日益激烈，为了需要满足高压成套设备对辅助开关的使用环境和负载的要求，产品上要不断的创新优化和改进，要适应当今的市场经济环境，努力制造优质的辅助开关产品，进而促进整个电力行业的发展。