舌簧開關(guān)原理及應(yīng)用

1、干簧管的結(jié)構(gòu)、工作原理干簧管的玻璃管內(nèi)裝有兩根強磁性簧片，將此置于管內(nèi)端使之以一定間隙彼此相對。玻璃管內(nèi)封入惰性氣體,同時觸點部位鍍銬或依,以斷開時防止觸點的活性化。干簧體，為簧利用線圈或永磁片誘導出N極和S極，后因這磁黃片硬餐片坳點部位種磁性的吸引力而開始吸合。當解除磁場時，由于簧片所具有的彈性，觸點即刻恢復(fù)原狀并打開電路。干簧管利用線圈或永磁體，極和S極,后因這種磁性的吸引力而開始吸合。當解除磁場時,由N坂于簧片所具有的彈性，觸點即刻恢復(fù)原狀并打開電路。為簧片誘導出NS棣情性氣飪暇合時轉(zhuǎn)換型產(chǎn)品，由于COM簧片經(jīng)過機械偏置，通過位于N.C簧片的觸點部位的非磁性部件保持常開狀觸點桃位N.0M

2、 片羿代悻 N.C必斷開時轉(zhuǎn)換型產(chǎn)品，在發(fā)生外部 磁場的誘導時，由于N.C側(cè)的觸點部位已被非磁性 化，COM簧片將被吸引到 N.O簧片側(cè)而開始吸合。 當解除外部磁場時，COM簧片再度移動到N.C簧片側(cè)從而恢復(fù)原狀。干簧管的應(yīng)用案例一覽表應(yīng)用案例感應(yīng)/檢測方法汽車汽化器用傳感器檢測壓力發(fā)動機機油、燃料箱液量、制動液量、風 擋玻璃清洗器、動力方向盤液量檢測*安全帶、遮陽篷頂、防盜鎖、間歇刮水器檢測位置自動調(diào)節(jié)座位檢測旋轉(zhuǎn)*燈具壽命傳感器感應(yīng)電 流安全氣囊感應(yīng)沖擊發(fā)動機機油、冷卻器感應(yīng)溫度家用電器加濕器、風扇加熱器檢測液量*熱水器的流量傳感器感應(yīng)壓力防盜探測器、手機、電飯鍋、電動牙刷（開 關(guān)）、電動

3、剃刀（開關(guān)）檢測位置煤氣表、水表、電表、熱水器檢測旋轉(zhuǎn)*熱水壺、電飯鍋感應(yīng)溫度風扇加熱器感應(yīng)風壓健康用品/娛樂健身器、電動卷軸器、步數(shù)計檢測旋轉(zhuǎn)*步數(shù)計感應(yīng)震 動健身器、體溫計、電動卷軸器檢測位置彈鋼球感應(yīng)通過產(chǎn)業(yè)設(shè)備空壓氣缸、自動銷售機檢測位置干簧繼電器（半導體測試儀、各種電子設(shè) 備、自動測定儀、一般控制系統(tǒng)、過程控 制、電話機用調(diào)制解調(diào)器、自動銷售機）電路控制安全門的開關(guān)、住宅加鎖檢測位置真空輔助開關(guān)目前，國內(nèi)隔離開關(guān)等電器配用的F系列輔助開關(guān)全部為機械磨擦接觸式，雖幾經(jīng)改進，但仍存在著接點接觸不可靠、環(huán)境適應(yīng)性差、防護等級低、使用壽命短等問題，特別是對雙母線系統(tǒng)的母線電壓切換、母 線保護

4、切換，由于輔助接點可靠性差，造成的惡性事故不勝枚舉。為解決這些難題，我公司從97年起即組織科研力量進行技術(shù)攻關(guān)，獨辟蹊徑，采用真空舌簧開關(guān)替代機械接點而研制出新穎的ZKF系列真空輔助開關(guān)。其高度的通斷可靠性，十萬次的接點使用壽命，免維護性能及其良好的兼容性能使它成為替代F系列輔助開關(guān)的首選產(chǎn)品， 廣泛適用于交直流電壓至 230伏的電控信號回路中。 本產(chǎn)品一經(jīng)推出，受到全國發(fā) 供電部門的普遍歡迎，已有上萬只產(chǎn)品投入使用。結(jié)構(gòu)與性能特點ZKF系列真空輔助開關(guān)與 F系列開關(guān)采用了相同的外形和尺寸以達到全兼容的目的。ZKF1型開關(guān)與F1型開關(guān)的外形尺寸完全一致。ZKF2型開關(guān)與F6新型輔助開關(guān)的外形尺

5、寸完全一致，體積小，可靠性更高。ZKF系列開關(guān)的核心部件被密封成為一個整體，以增強可靠性，其運動部分 一子安裝永久磁鋼，置于定盤中，不與定盤產(chǎn)生摩擦，所以轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動輕盈靈活，不存在機械卡死的狀況。開關(guān)的頭部采用速動機構(gòu)，當轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)到75o后,在儲能彈簧的作用下，活動撥塊帶動轉(zhuǎn)子快速動作，并可靠 地停留在終點位置。接線端采用復(fù)合槽組合螺釘，壓線墊片隨螺釘緊松而自動升降，接線方便。ZKF系列真空輔助開關(guān)與目前國內(nèi)普遍使用的F系列機械接點輔助開關(guān)相比具有一系列的優(yōu)越性：1. 電接觸可靠性高F系列開關(guān)接點的通斷是靠機械摩擦接觸實現(xiàn)的，產(chǎn)生的電弧使接點表面燒黑，嚴重影響接觸可靠性。而ZKF系列開關(guān)的接點工作

6、于真空或惰性氣體介質(zhì)中，在規(guī)定電流下不產(chǎn)生電弧，確保良好的電接觸可靠性。2. 機械強度高,無需檢修F系列開關(guān)的零部件比較分散，且因其本身的不可靠性而檢修頻繁。而ZKF系列開關(guān)將核心部件真空管以及連接銅片用環(huán)氧樹脂密封于定盤中，一層就是一個整體，其機械強度高，從根本上杜絕了接觸不可靠的可能性，因而省去了頻繁檢修的煩惱。3. 壽命長，抗干擾能力強ZKF系列開關(guān)的真空管的壽命是 100000次分斷能力，遠遠高于機械 接點的幾千次；而控制開關(guān)通斷的永久磁鋼采用稀土磁性材料釵鐵硼制作，磁性強，永不退磁。開關(guān)本身的結(jié)構(gòu)可有效地抵抗各種磁場和電場的干擾。4. 適應(yīng)性強ZKF系列開關(guān)的接點因密封在真空管中，在

7、多粉塵、潮濕及腐蝕性環(huán)境中也能保證良好的通斷性能。相反，機械接點的開關(guān)在腐蝕性環(huán)境中很快會因為觸點被腐蝕而使接觸不良?？紤]到用戶更換舊開關(guān)的需要以及適應(yīng)各種安裝場合的要求，ZKF系列真空開關(guān)考慮了不同的安裝方式和旋轉(zhuǎn)角度以及不同的中心高度的要求。除斷路器主輔助觸點頭外可以替代所有F系列的輔助開關(guān)。5. 完全兼容國內(nèi)所有隔離開關(guān)幾十年來使用的給內(nèi)機械摩擦接觸式輔助開關(guān)。6. 采用進口干簧管、壽命長、完全滿足我國電氣二次回路電氣參數(shù)要求。7. 通過電科院鑒定檢驗和 3C認證，已銷售數(shù)萬只且投運元件均能可靠運行。8. 真空輔助開關(guān)時由我公司在全國第一家研制開發(fā)的產(chǎn)品，目前國內(nèi)其他廠家產(chǎn)品基本上都是仿

8、 制我公司的產(chǎn)品制造的。真空輔助開關(guān)的特點及應(yīng)用輔助開關(guān)在電力系統(tǒng)中使用十分廣泛，是二次控制和保護回路中必不可少的元件之一，它對確保電力系統(tǒng) 的安全可靠運行起著十分重要的作用。上世紀80年代前，國內(nèi)使用的輔助開關(guān)結(jié)構(gòu)比較陳舊，只有 F1、F2、F4等幾種。近十多年來，隨著 國外技術(shù)的引進和交流，制造部門進行了許多研究改進，產(chǎn)生了F6、F7、 F8、F10等一些新品種，性能上有了很大提高。但是產(chǎn)品質(zhì)量在電力系統(tǒng)運行中，仍然存在不少問題，由此引起的事故頻繁發(fā)生。因此， 國產(chǎn)輔助開關(guān)的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量仍有改進的空間。1、真空輔助開關(guān)脫穎而出目前，國內(nèi)廣泛采用的 F系列輔助開關(guān)，大多采用機械摩擦接觸式，不管

9、是夾片式或壓接式，普遍存 在著觸頭接觸不可靠、環(huán)境適應(yīng)性差、防護等級低、使用壽命短、需要經(jīng)常檢修等問題。特別是對雙母線 系統(tǒng)的電壓切換、母線保護切換，由于輔助開關(guān)接觸不良接點可靠性差，造成惡性事故很多。為解決這些 難題，近幾年國內(nèi)出現(xiàn)一種真空輔助開關(guān)，其高度的通斷可靠性、十萬次的接點使用壽命、免維護性能及 與F系列輔助開關(guān)的良好兼容性能，受到用戶的關(guān)注，廣泛適用于繼電器切換回路和信號采集回路。而且 對于保護回路、聯(lián)鎖回路、隔離開關(guān)輔助回路及斷路器二次控制中間回路皆適用，在高壓開關(guān)柜上，亦可 作轉(zhuǎn)換或組合開關(guān)使用。2、真空輔助開關(guān)的結(jié)構(gòu)真空輔助開關(guān)的觸頭采用真空舌簧管，其兩端與接線端焊接固定，再

10、用環(huán)氧樹脂密封于聚碳酸酯絕緣 定盤中。觸頭的通斷由裝在方軸上嵌有永久磁鋼的轉(zhuǎn)輪控制。觸頭的通斷靠磁場的近遠，轉(zhuǎn)輪不與觸頭機 械接觸，因此方軸轉(zhuǎn)動輕便靈活。目前國內(nèi)幾家制造廠的真空輔助開關(guān)的整體結(jié)構(gòu)布置都是仿照F6型（每節(jié)雙觸頭）設(shè)計的。主要是考慮F6型在國內(nèi)應(yīng)用比較廣泛，使其安裝尺寸、接線方式、轉(zhuǎn)軸連接等與F6型兼容可以互換。當然，改變設(shè)計也可以與其它型號輔助開關(guān)兼容互換。3、真空輔助開關(guān)的優(yōu)越性真空輔助開關(guān)與目前國內(nèi)普遍使用的F系列機械接觸式輔助開關(guān)相比，除了開斷電流略低于F型輔助開關(guān)外（已有廠家推出了大開斷電流的產(chǎn)品 ），具有一系列的優(yōu)越性：3.1 環(huán)境適應(yīng)性強機械接點輔助開關(guān)，在潮濕、鹽

11、霧等腐蝕性環(huán)境中，接觸點容易被氧化腐蝕而使接觸不良，降低使用可靠性，而真空輔助開關(guān)的接點密封在真空舌簧管中，與外界完全隔絕，不受周圍環(huán)境的影響，在多粉塵、 潮濕及腐蝕性環(huán)境中，能保證良好的通斷性能，防護等級達IP55 o3 . 2壽命長、抗干擾機械接點輔助開關(guān)的帶負載壽命，標準規(guī)定為2萬次。而真空舌簧管的分斷壽命次數(shù)是10萬次?？刂仆〝嗟挠谰么配摬捎孟⊥链判圆牧现瞥?，磁性強，永不退磁。而且真空輔助開關(guān)本身結(jié)構(gòu)可有效地抵抗各 種磁場和電場的干擾。3. 3 電接觸可靠性高F系列輔助開關(guān)接點的通斷，是靠機械摩擦接觸實現(xiàn)的，產(chǎn)生的電弧使接點表面燒損，觸頭接觸部位 干摩擦會使鍍銀層磨損，影響接觸可靠性。

12、而真空輔助開關(guān)的接點工作于真空或惰性氣體介質(zhì)中，在規(guī)定 電流下不產(chǎn)生電弧，且接觸部分通常鍍以金、佬、鉗等貴金屬，確保良好的電接觸性能。3 . 4免維護，不需檢修F系列輔助開關(guān)觸頭部位為非全密封結(jié)構(gòu)，灰塵、飛蟲、油垢在動靜觸頭處積聚，加上接觸部位氧化 銹蝕、電弧燒傷和鍍層磨損，觸頭彈簧永久變形等，致使喪失導電性能，需要經(jīng)常維修。而真空輔助開關(guān) 的核心部分真空管以及連接銅片，用環(huán)氧樹脂密封于定盤中，其機械強度高，工作穩(wěn)定，可以實現(xiàn)免維護。3.5操作輕便靈活真空輔助開關(guān)控制通斷的轉(zhuǎn)輪不與觸頭機械接觸，因此，操作輕便靈活。接點數(shù)目增加與操作力無關(guān)，不會有卡死的現(xiàn)象發(fā)生。4、選用真空輔助開關(guān)應(yīng)注意的問題

13、4.1真空輔助開關(guān)的開斷性能要適應(yīng)回路的參數(shù)真空輔助開關(guān)的開斷及閉合電流決定于真空舌簧管的特性。目前國內(nèi)幾個廠家均宣稱是采用進口舌簧 管，所公布的技術(shù)參數(shù)有所不同。選用真空輔助開關(guān)時，要使所選輔助開關(guān)的開斷性能符合所在電氣回路 的參數(shù)，由于目前國產(chǎn)真空輔助開關(guān)的開斷性能大多低于F系列輔助開關(guān)，且過載能力差，因此不可輕易地替代。要設(shè)法查清回路的電氣參數(shù)及真空輔助開關(guān)的性能。如用作斷路器分、合閘線圈回路時，要考慮 分、合閘線圈的電流值。某電廠曾用一批真空輔助開關(guān)替換原斷路器操動機構(gòu)上的F1型輔助開關(guān)，更換后真空輔助開關(guān)相繼被燒壞，究其原因就是斷路器分、合閘線圈的電流大于所用真空輔助開關(guān)的開斷電流值

14、， 導致開不斷而燒壞。4.2根據(jù)不同場合選用是否帶快分裝置的輔助開關(guān)F6系列輔助開關(guān)分為帶延時速動 （快分）和不帶延時速動兩種。一般用于隔離開關(guān)操動機構(gòu)的輔助開關(guān) 要選用帶延時速動裝置的，用于斷路器操動機構(gòu)的不必帶延時速動裝置。因為隔離開關(guān)分、合閘速度較慢,一般為4 12s。這樣慢的速度驅(qū)動 F型機械接觸式輔助開關(guān)時， 其觸頭間的電弧不易熄滅，會造成切合回 路不可靠，并會燒損觸頭。因此設(shè)計了延時速動裝置，以提高觸頭分合速度，加強滅弧效果，解決輔助開 關(guān)開斷能力問題。至于斷路器，其分、合閘速度較高，一般分、合閘時間為20150ms與其同步動作的輔助開關(guān)分合速度也較高，電弧容易熄滅，因此不必帶速動

15、裝置。而且當斷路器動作與輔助開關(guān)速動裝置不同步時，可 能損壞速動裝置，影響輔助開關(guān)的機械壽命，帶了速動裝置有害無益。真空輔助開關(guān)，有的廠家相應(yīng)也分 為兩種，但有的廠家一律帶延時速動裝置，選用時應(yīng)注意。5、對簡化真空輔助開關(guān)結(jié)構(gòu)的建議5 . 1限制真空輔助開關(guān)大量推廣的原因真空輔助開關(guān)除了開斷電流低于 F型機械接觸式輔助開關(guān)外，它的性能特點是公認的。限制其大量推 廣的原因是售價過高。目前售價是 F6型的2.55倍（各廠家的售價不同）。用在斷路器操動機構(gòu)上，由于 斷路器售價較高，對價格影響不明顯，但用在隔離開關(guān)操動機構(gòu)上，對價格影響就很大。以配4開4閉輔助開關(guān)的手力操動機構(gòu)為例，真空輔助開關(guān)售價均

16、占機構(gòu)價格的30 70 %。再以配10開10閉輔助開關(guān)的電動操動機構(gòu)為例，一臺真空輔助開關(guān)售價占機構(gòu)價格的1 /61 /3 o筆者認為，要擴大真空輔助開關(guān)的銷量，就要應(yīng)用到隔離開關(guān)產(chǎn)品上，因為隔離開關(guān)用量很大，是斷路器的23倍，據(jù)不完全統(tǒng)計，2003年全國隔離開關(guān)和接地開關(guān)的產(chǎn)量為 27. 6萬多組。而一組隔離開關(guān)往往要配 13臺三相聯(lián)動或3 15臺分 相操作操動機構(gòu)。要把真空輔助開關(guān)推廣應(yīng)用到隔離開關(guān)上，就要設(shè)法降低售價。5. 2簡化結(jié)構(gòu)降低成本的建議5. 2. 1縮小輔助開關(guān)的體積做成小型化產(chǎn)品目前國內(nèi)生產(chǎn)的真空輔助開關(guān)都是考慮與F6型輔助開關(guān)兼容，因此體積較大，所耗材料也較多，自然成本就高。研發(fā)一種新型的輔助開關(guān)，可以不考慮兼容，完全從自身的結(jié)構(gòu)特點出發(fā)進行設(shè)計。這樣一來， 每一片固定盤的厚度可以減薄，外形可以縮小，推出一種小型化的產(chǎn)品讓用戶選用，用戶將是十分歡迎的。