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，直接經濟損失達1.4萬左右。可見保證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年代以前多數高壓開關企業使用的輔助開關為國外進口，隨著國家不斷建設，電力行業發展迅速，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的各種需求，就此輔助開關大量國產化，并且為了滿足市場需要，輔助開關也是不斷的發展種類越來越多，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化等進行介紹和討論。希望對相關企業產品應用有所幫助[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，從部分生產廠家對輔助開關命名中也可以區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，它是由軸柄驅動直接帶動觸點機構來實現的開關，快分式操作柄與開關柄不同步，依靠儲能彈簧驅動開關，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：雙側出線和單側出線。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。滑動接觸結構的輔助開關動觸片常用高質磷青銅材料,觸頭常用銀合金，定觸片常用銅鍍銀，基板采用進口優質阻燃耐高溫材料，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質黃銅材料，也有些為滿足客戶采用紫銅材料、觸頭采用銀合金，殼體常用優質阻燃高強度尼龍，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形的定觸片表面進行滑動，實現觸點的導通。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，每一款產品都是根據客戶對觸點的具體需求（數量、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量為開關層數的2倍，且常開常閉接點可以任意分配[3]。

4 性能與優化

輔助開關設計依據標準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，根據輔助開關的基本參數需要進行溫升、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，根據不同客戶的技術協議要求，需要滿足特殊的氣候條件和生態環境條件，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的使用需求研發的一種新型開關，隨著電力行業的發展，輔助開關企業間競爭日益激烈，為了需要滿足高壓成套設備對輔助開關的使用環境和負載的要求，產品上要不斷的創新優化和改進，要適應當今的市場經濟環境，努力制造優質的輔助開關產品，進而促進整個電力行業的發展。