一种高压隔离开关动静触头用弹簧片及其生产工艺 |
|||||||
| 申请号 | CN201510209419.2 | 申请日 | 2015-04-29 | 公开(公告)号 | CN104779083A | 公开(公告)日 | 2015-07-15 |
| 申请人 | 苏州西脉记忆合金有限公司; | 发明人 | 李岩; 孙宝辉; 韩步云; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种高压隔离 开关 动静触头用 弹簧 片及其生产工艺，所述弹 簧片 的材质为镍 钛 基形状记忆 合金 ；所述弹簧片中部为弧形，两端分别为自由端和固定端；所述弹簧片的固定端设置有 螺栓 孔。本发明采用具有良好超弹性、热 稳定性 和耐蚀性的镍钛基形状 记忆合金 制备出高压 隔离开关 动静触头用弹簧片产品，替代现有的普通 弹簧 钢 片，从根本上解决因为夹紧弹簧失效导致的隔离开关 过热 失效问题，从而大大减少隔离开关发热事故和大面积停电事故的发生，为电 力 部 门 节省大量的检修、维护用人力和物力，满足国内电力运行企业的迫切需要，同时避免由于输电线路停电产生的重大经济损失和恶劣社会影响。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种高压隔离开关动静触头用弹簧片，其特征在于：所述弹簧片的材质为镍钛基形状记忆合金；所述弹簧片中部为弧形，两端分别为自由端和固定端；所述弹簧片的固定端设置有螺栓孔。 |
||||||
| 说明书全文 | 一种高压隔离开关动静触头用弹簧片及其生产工艺技术领域背景技术[0002] 高压隔离开关是电力系统中使用量最大、应用范围最广的电气设备之一，长期以来，由于隔离开关其结构相对简单，人们往往将高压隔离开关作为与断路器配套使用的附加产品进行生产，将其选材、设计和加工工艺等均置于次要地位，因此质量很难保证，导致高压隔离开关发热现象频发，甚至造成大范围的停电事故，严重影响电网的运营安全。 [0003] 目前，国内外对隔离开关触头的发热及过热现象主要从触头材料及动静触头结构设计方面入手解决，但是对动静触头中夹紧弹簧的关注较少。由于隔离开关动静触头的夹紧弹簧一般采用普通的弹簧钢，如65Mn钢，往往存在弹性较差、热敏感性高等缺点，容易因长期处于高温状态退火而失去弹性、发生塑性变形，从而导致动静触头发生过热，甚至烧损。因此，当前急需一种在动静触头工作温度范围(-40～+80℃)内具有良好弹性、强度及热稳定性的材料来替代普通的弹簧钢，进而从根本上解决隔离开关发热问题。目前，市场上没有合适的替代产品在售，相关研究文献也未见报道。 发明内容[0004] 发明目的：本发明解决了上述问题，提供了一种高压隔离开关动静触头用弹簧片及其生产工艺。 [0006] 为了进一步提高本发明的夹持性能，所述弹簧片的自由端和固定端平行设置；所述弹簧片的自由端与固定端之间设置有高度差，当所述弹簧片的自由端与固定端水平放置并且所述弹簧片向上突起时，所述自由端比所述固定端的高度低。 [0007] 作为本发明的优选方案，所述弹簧片厚度为1～5mm，宽度为5～40mm。 [0008] 一种制备高压隔离开关动静触头用弹簧片的生产工艺，包括以下步骤： [0009] 步骤1，将镍钛基形状记忆合金板材切割成所需形状的弹簧片毛坯； [0010] 步骤2，在弹簧片毛坯上制备出安装螺栓用孔； [0011] 步骤3，将步骤2加工后的弹簧片毛坯装入压铸模具固定，然后在600-700℃下保温10～30分钟定型，冷却到室温后脱模，从而制备出所需形状的弹簧片成品。 [0012] 有益效果：本发明与现有技术相比，其优点在于： [0013] 1、采用在隔离开关工作温度范围(-40～+80℃)内具有良好综合力学性能和独特超弹性的镍钛基形状记忆合金作为弹簧材料，制备高压隔离开关动静触头用弹簧片，能够满足高压隔离开关动静触头用弹簧片要求，替代现有的普通弹簧钢弹簧片，实现电力产品的换代升级，从根本上解决高压隔离开关动静触头发热失效问题。 [0014] 2、由于镍钛基合金本身具有优异的耐蚀性、耐磨性和抗氧化性等综合力学性能，相比普通的弹簧钢片，不需要对再其进行后续表面电镀耐腐蚀涂层处理，即简化了加工工序，节约了成本，又避免了电镀造成的环境污染。 [0016] 图1是本发明的立体图； [0017] 图2是本发明的正视图； [0018] 图3是本发明的俯视图； [0019] 图4是本发明的夹紧力与张开角度关系曲线图。 具体实施方式[0020] 下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明。 [0021] 实施例 [0022] 结合图1至图4，本发明提供一种高压隔离开关动静触头用弹簧片，所述弹簧片厚度优选为1～5mm，宽度优选为5～40mm。所述弹簧片结构如图1所示，所述弹簧片采用镍钛基形状记忆合金制成，具有良好超弹性、热稳定性和耐蚀性；所述弹簧片中部为弧形，两端分别为自由端和固定端；所述弹簧片的固定端设置有螺栓孔。所述弹簧片的自由端和固定端最好平行设置；所述弹簧片的自由端与固定端之间设置有高度差，当所述弹簧片的自由端与固定端水平放置并且所述弹簧片向上突起时，所述自由端比所述固定端的高度低，这样设置可以进一步提高所述弹簧片安装后的夹持力。 [0023] 本发明公开的一种制备高压隔离开关动静触头用弹簧片的生产工艺，包括以下步骤： [0024] 步骤1，将镍钛基形状记忆合金板材切割成所需形状的弹簧片毛坯； [0025] 步骤2，在弹簧片毛坯上制备出安装螺栓用孔，螺栓用孔的形状和数量可以根据实际需要设置； [0026] 步骤3，将步骤2加工后的弹簧片毛坯装入压铸模具固定，然后在600-700℃下保温10分钟定型，冷却到室温后脱模，从而制备出所需形状的弹簧片成品。 [0027] 本发明采用具有良好超弹性、热稳定性和耐蚀性的镍钛基形状记忆合金制备出高压隔离开关动静触头用弹簧片产品，替代现有的普通弹簧钢片，从根本上解决因为夹紧弹簧失效导致的隔离开关过热失效问题，从而大大减少隔离开关发热事故和大面积停电事故的发生，为电力部门节省大量的检修、维护用人力和物力，满足国内电力运行企业的迫切需要，同时避免由于输电线路停电产生的重大经济损失和恶劣社会影响。 [0028] 制备该弹簧片材料为镍钛基形状记忆合金板材，其性能如表1所示，可知在高压隔离开关工作温度范围(-40～+80℃)内，该合金具有良好的屈服强度、抗拉强度、延伸率及弹性应变，完全满足隔离开关夹紧弹簧选材要求。 [0029] 表1镍钛基合金不同温度下力学性能 [0030] [0031] 由表2可知，与普通65Mn弹簧钢相比，虽然镍钛基合金屈服强度和抗拉强度略低，但是镍钛基合金的弹性应变是65Mn弹簧钢的7～13倍，更适合作为弹簧片材料使用。 [0032] 表2镍钛基合金与65Mn弹簧钢力学性能对比 [0033] [0034] 使用镍钛基形状记忆合金板材，将其在低温下变形、高温定型，制备出所需规格的弹簧片，其结构如图1所示。 [0035] 图2和图3分别为本发明的正视图和俯视图。由图可知，所设计弹簧片自由端与固定端之间设置有高度差Δh，这样可以保证在弹簧片在装配后具有一定程度的初始夹紧力，通过Δh的变化可以调整初始夹紧力的大小；同时通过调节弹簧片弧度半径的大小，也可实现夹紧力大小的调整。 [0036] 图4为本发明所述的弹簧片夹紧力与张开角度关系曲线图。由图可知，弹簧片装配后初始夹紧力为20N，并随着弹簧片张开角度的增大，夹紧力呈线性增大。通常隔离开关用弹簧片张开角度最大为7.5°，因此本发明所制备的弹簧片能够满足隔离开关弹簧片夹紧力要求。 [0037] 综上可知，本发明所述的高压隔离开关动静触头用弹簧片，具有性能优良、易加工成型等特点，能够完全满足隔离开关夹紧力的要求，从根本上解决动静触头因弹簧片失效而过热问题，因而实现高压隔离开关动静触头用弹簧片的换代升级，具有良好的市场前景。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈