阅读说明：本技术 一种电源开关及其操作方法 (Power switch and operation method thereof ) 是由 陈懿 于 2019-10-08 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种电源开关及其操作方法,属于电源连接器件技术领域。一种电源开关,包含连接杆、第一电极基座和第二电极基座。本发明电源闭合或断开部分接触面积大,闭合或断开动作时间短,且闭合或断开部分密封。本发明应用时避免了电源开关闭合时空气被电离产生火花,提高了电源开关使用的安全性。(The invention discloses a power switch and an operation method thereof, and belongs to the technical field of power connection devices. A power switch includes a connecting rod, a first electrode base and a second electrode base. The contact area of the power supply on-off part is large, the on-off action time is short, and the on-off part is sealed. When the invention is applied, the air is prevented from being ionized to generate sparks when the power switch is closed, and the use safety of the power switch is improved.)

一种电源开关及其操作方法

技术领域

本发明涉及电源连接器件技术领域，特别是一种电源开关及其操作方法。

背景技术

随着社会发展，各种用电器不断被开发利用，而用电器工作需要电能。从而电源开关的使用非常广泛，市场上存在各种类型的电源开关，例如机械式、电磁式和半导体。机械式电源开关由于成本最低，从而应用最多，尤其是100伏～400伏的交流电源。

机械式电源开关的特点是需要接通的两个电极在物理上接触和分离。在多数情况下，电极形状是不规则的，譬如闸刀式开关和弹片式开关。这种电极造成接触点附近的电场分布不均匀，局部电场强度过大。经常引起周围空气介质的电离击穿，形成火花。由此带来两个严重的隐患。一个是火花可能会引起消防事故，甚至引爆周围的易燃易爆物质。另一个是电离火花会造成局部温度过高而烧结接触点，同时烧结的部分会增加电阻导致接触点过热而形成火灾隐患。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种电源开关及其操作方法，减少电极接触时的高场强区域，隔离电极接触面和外界空气，缩短电极导通或断开的时间。从而消除由于火花引起的用电安全隐患或事故。

为了实现上述目的，本发明采用的第一个技术方案是：一种电源开关，包括连接杆、电极基座，所述电极基座包括第一电极基座和第二电极基座，所述连接杆包括本体以及位于所述本体左侧的第一端部和所述本体右侧的第二端部，所述连接杆本***于所述第一电极基座和所述第二电极基座之间，其特征在于，

所述连接杆本体的上表面为左上方到右下方倾斜的斜面且所述连接杆本体的下表面为平面时，所述第一电极基座的下表面为从左上方向右下方倾斜的斜面且与所述连接杆本体的上表面相对布置；

所述连接杆本体的下表面为左下方到右上方倾斜的斜面且所述连接杆本体的上表面为平面时，所述第二电极基座的上表面为从左下方向右上方倾斜的斜面且与所述连接杆本体的下表面相对布置；

所述连接杆本体的上表面为从左上方向右下方倾斜的斜面且所述连接杆本体的下表面为左下方到右上方的斜面时，所述第一电极基座的下表面为从左上方向右下方倾斜的斜面且与所述连接杆本体的上表面相对布置，所述第二电极基座的上表面为从左下方向右上方倾斜的斜面且所述连接杆本体的下表面相对布置，

当所述连接杆本体逐渐向左移动时，所述连接杆本体的上表面与所述第一电极基座的下表面之间和/或所述连接杆本体的下表面与所述第二电极基座的上表面之间产生空隙并且空隙逐渐变大，从而使得所述连接杆本体、与所述第一电极基座之间、以及所述连接杆本体与所述第二电极基座之间由接触紧密逐渐变为相互脱离；

当所述连接杆本体逐渐向右移动时，所述连接杆本体的上表面与所述第一电极基座的下表面之间和/或所述连接杆本体的下表面与所述第二电极基座的上表面之间产生空隙并且空隙逐渐变小，从而使得所述连接杆本体、与所述第一电极基座之间、以及所述连接杆本体与所述第二电极基座之间由相互脱离逐渐变为接触紧密。

优选的，所述第一电极基座包含第一绝缘体以及与所述第一绝缘体下表面贴合的第一导体片，所述第二电极基座包含第二绝缘体以及与所述第二绝缘体上表面贴合的第二导体片。

优选的，所述连接杆本体在长度方向上的截面为梯形，所述连接杆的所述两个端部在长度方向上的截面为长方形。

优选的，还包括至少一个电极连接单元，每一所述电极连接单元包括一个第一电极和一个第二电极，其中，所述第二电极穿过所述第二电极基座与所述第二导体片电连接，以及

所述第一电极穿过所述第一电极基座与所述第一导体片电连接，或者

所述第一电极直接固定在所述连接杆的所述第二端部右方，所述第一电极的左端与所述第二端部的右端相对布置，使得所述连接杆向右移动时，所述第二端部逐渐靠近直至触及所述第一电极。

优选的，当所述电极连接单元为多个时，任意两个所述电极连接单元之间绝缘。

优选的，所述连接杆本体左侧面上固定安装弹簧，所述弹簧的伸缩方向为所述连接杆本体的长度方向，以及

所述连接杆本体左侧的第一端部固定安装第一铁块，所述第一铁块左方固定第一磁铁，所述连接杆本体右侧的第二端部固定安装第二铁块，所述第二铁块右方固定第二磁铁。

优选的，所述连接杆本体左侧面上固定安装弹簧，所述弹簧的伸缩方向为所述连接杆本体的长度方向，以及

所述连接杆本体左侧的第一端部固定安装第一磁铁，所述第一磁铁左方固定第一铁块，所述连接杆本体右侧的第二端部固定安装第二磁铁，所述第二磁铁右方固定第二铁块。

优选的，所述连接杆本体左侧面上固定安装弹簧，所述弹簧的伸缩方向为所述连接杆本体的长度方向，以及

所述连接杆本体左侧的第一端部固定安装第三磁铁，所述第三磁铁左方固定第一磁铁，所述连接杆本体右侧的第二端部固定安装第四磁铁，所述第四磁铁右方固定第二磁铁。

优选的，所述连接杆本体的上表面的两端及中部各有一段设置为第一平行导带，所述第一平行导带长度在左右方向上，所述第一电极基座的下表面的两端及中部各有一段设置为第二平行导带，所述第二平行导带长度在左右方向上且与所述连接杆本体上表面的所述第一平行导带相对布置；以及

所述连接杆本体的下表面的两端及中部各有一段设置为第三平行导带，所述平行导带长度在左右方向上，所述第二电极基座的上表面的两端及中部各有一段设置为第四平行导带，所述第四平行导带长度在左右方向上且与所述连接杆本体下表面的所述第三平行导带相对布置。

本发明采用的第二个技术方案是：一种电源开关的操作方法，其特征在于包括如下步骤：

初始状态下，所述连接杆与所述第一电极基座和所述第二电极基座的斜面部分紧密接触，所述第一电极基座和所述第二电极基座处于导通状态；

拉动所述连接杆左侧端部，所述连接杆向左移动，所述连接杆与所述第一电极基座和所述第二电极基座的斜面部分逐渐相互脱离，所述连接杆与所述第一电极基座和所述第二电极基座的空隙增大，当所述连接杆静止时，所述连接杆与所述第一电极基座和所述第二电极基座断开，所述第一电极基座和所述第二电极基座处于断开状态；

推动所述连接杆左侧端部，所述连接杆向右移动，所述连接杆与所述第一电极基座和所述第二电极基座的斜面部分逐渐相互靠近，所述连接杆与所述第一电极基座和所述第二电极基座的空隙减小，当所述连接杆静止时，所述连接杆与所述第一电极基座和所述第二电极基座导通，所述第一电极基座和所述第二电极基座处于连通状态。

另外一种电源开关的操作方法，其特征在于包括如下步骤：

初始状态下，所述第一铁块吸在第一磁铁上，所述连接杆与所述第一电极基座和所述第二电极基座之间存在空隙，所述弹簧不变形，所述第一电极基座与所述第二电极基座断开，所述第一电极与所述第二电极也处于断开状态；

向右推动所述弹簧，所述弹簧逐渐压缩，此时所述连接杆没有位移，继续压缩所述弹簧，当所述弹簧弹力大于所述第一磁铁对所述第一铁块的吸引力时，所述连接杆瞬间脱离所述第一磁铁，所述第二铁块吸附在所述第二磁铁上，所述连接杆上表面与所述第一电极基座下表面紧密接触，所述连接杆下表面与所述第二电极基座上表面紧密接触，所述连接杆与所述第一电极基座和所述第二电极基座导通，所述第一电极和所述第二电极导通，所述电源开关闭合；

向左拉动所述弹簧，所述弹簧逐渐伸长，此时所述连接杆没有位移，继续拉动所述弹簧，当所述弹簧弹力大于所述第二磁铁对所述第二铁块的吸引力时，所述连接杆瞬间脱离所述第二磁铁，所述第一铁块吸附在所述第一磁铁上，所述连接杆上表面与所述第一电极基座下表面相互脱离，所述连接杆下表面与所述第二电极基座上表面相互脱离，所述连接杆与所述第一电极基座和所述第二电极基座脱离，所述第一电极和所述第二电极断开，所述电源开关断开。

本发明的有益效果是：本发明应用时，可以隔离通电电极与空气，电源开关断开或闭合时间短，电极相互接通的面积大，消除了电源开关接通时的火花现象，保证了用电的安全。

附图说明

图1是本发明一种电源开关结构一示意图；

附图中各部件的标记如下：101-连接杆、102-第二电极基座、103-第二电极、104-第一电极、105-第一电极基座。

图2是本发明一种电源开关结构二示意图；

图3是本发明一种电源开关结构三示意图；

图4是本发明一种电源开关结构四示意图；

附图中各部件的标记如下：101-连接杆、102-第二电极基座、103-第二电极、104-第一电极、105-第一电极基座、201-第二铁块、202-第二磁铁、203-弹簧、204-第一铁块、205-第一磁铁。

图5是本发明一种电源开关结构五示意图；

附图中各部件的标记如下：101-连接杆、102-第二电极基座、103-第二电极、104-第一电极、105-第一电极基座。

图6是本发明一种电源开关结构六示意图；

附图中各部件的标记如下：101-连接杆、102-第二电极基座、103-第二电极、104-第一电极、105-第一电极基座、301-第二电极基座上绝缘条、302-连接杆上绝缘条、303-第一电极基座上绝缘条。

图7是本发明一种电源开关结构七示意图；

附图中各部件的标记如下：101-连接杆、102-第二电极基座、103-第二电极、104-第一电极、105-第一电极基座、201-第二铁块、202-第二磁铁、203-弹簧、204-第一铁块、205-第一磁铁、301-第二电极基座上绝缘条、302-连接杆上绝缘条、303-第一电极基座上绝缘条。

图8是本发明一种电源开关结构八示意图；

附图中各部件的标记如下：101-1-第一平行导带、101-2-第三平行导带、102-1-第四平行导带、105-1-第二平行导带。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

本发明一种电源开关包括电极基座、连接杆和电极连接单元。其中电极基座包含第一电极基座和第二电极基座；连接杆包括本体以及位于本体左侧的第一端部和本体右侧的第二端部，连接杆本***于所述第一电极基座和所述第二电极基座之间；电极连接单元包括第一电极和第二电极。

图1所示是一种电源开关结构一，主要由连接杆101、第二电极基座102、第二电极103、第一电极104、第一电极基座105构成。

连接杆101本体长度在左右方向上，连接杆101本体在左右方向上的截面为梯形。连接杆101的两个端部长度也在左右方向上，所述连接杆101的两个端部在左右方向上的截面为长方形。连接杆101本***于第一电极基座105和第二电极基座102之间，第一电极基座105的下表面为左上方向右下方倾斜的斜面，第二电极基座102的上表面为左下方向右上方倾斜的斜面。连接杆101本体的上表面为左上方向右下方倾斜的斜面，其与第一电极基座105的下表面相对布置。连接杆101本的下表面为左下方向右上方倾斜的斜面，其与第二电极基座102的上表面相对布置。

连接杆101本体、第一电极基座105及第二电极基座102三者的长度均在左右方向上，连接杆101本体可在第一电极基座105及第二电极基座102之间左右移动。第一电极基座105下表面贴合第一导体片，其余部分为第一绝缘体(比如第一电极基座105下表面镶嵌一块金属导体片，周围都是绝缘塑料)；第二电极基座102上表面贴合第二导体片，其余部分为第二绝缘体(比如第二电极基座102上表面镶嵌一块金属导体片，周围都是绝缘塑料)。第一电极104穿过第一电极基座105电连接在第一电极基座105下表面的第一导体片，第二电极103穿过第二电极基座102电连接在第二电极基座102上表面的第二导体片。

由于连接杆101与第一电极基座105和第二电极基座102通过长斜面接触导电，接通面积大，从而避免了电源闭合瞬间火花现象的产生。

下面结合图1详细说明本发明的操作方法：

初始状态下，连接杆101与第一电极基座105和第二电极基座102的斜面部分紧密接触，第一电极基座105和第二电极基座102处于连通状态，第一电极104和第二电极103也处于连通状态；

向左拉动连接杆101左侧端部，连接杆101逐渐向左移动，连接杆101与第一电极基座105和第二电极基座102的斜面部分逐渐相互脱离，连接杆101与第一电极基座105和第二电极基座102的空隙增大，当连接杆向左移动的距离足够大时，连接杆101中间部位的上表面与第一电极基座105下表面之间不可能导电，连接杆101中间部位的下表面与第二电极基座102上表面之间也不可能导电。连接杆101静止，连接杆101与第一电极基座105和第二电极基座102断开，第一电极基座105和第二电极基座102处于断开状态，第一电极104和第二电极103处于断开状态；

向右推动连接杆101左侧端部，连接杆101逐渐向右移动，连接杆101与第一电极基座105和第二电极基座102的斜面部分逐渐相互靠近，连接杆101与第一电极基座105和第二电极基座102的空隙减小，当连接杆101向右移动的距离足够大时，连接杆101中间部位的上表面与第一电极基座105下表面紧密接触，连接杆101中间部位的下表面与第二电极基座102上表面也紧密接触。连接杆101静止，连接杆101与第一电极基座105和第二电极基座102导通，第一电极基座105和第二电极基座102处于连通状态，第一电极104和第二电极103处于连通状态。

图2是图1的变形，仅将图1中连接杆101本体的下表面和第二电极基座102的上表面由斜面改成平面，其操作方法原理与图1相同。

图3是图1的另一种变形，仅将图1中连接杆101本体的上表面和第一电极基座105的下表面由斜面改成平面，其操作方法原理与图1相同。

图4所示是一种电源开关结构四，主要由连接杆101、第二电极基座102、第二电极103、第一电极104、第一电极基座105、第二铁块201、第二磁铁202、弹簧203、第一铁块204、第一磁铁205构成。

图4是在图1基础上进行了改进，将图1中的连接杆101本体左侧的第一端部固定安装第一铁块204，第一铁块204左方固定第一磁铁205，连接杆101本体右侧的第二端部固定安装第二铁块201，第二铁块201右方固定第二磁铁202。在连接杆101本体的左侧固定安装了弹簧203。

下面结合图4详细说明本发明的操作方法：

初始状态下，第一铁块204吸在第一磁铁205上，连接杆101与第一电极基座105和第二电极基座102之间存在空隙，弹簧203不变形，第一电极基座105与第二电极基座102断开，第一电极104与第二电极103也处于断开状态；

向右方推动弹簧203，弹簧203逐渐压缩，此时连接杆101没有位移，继续压缩弹簧203，当弹簧203弹力大于第一磁铁205对第一铁块204的吸引力时，连接杆101瞬间脱离第一磁铁205，第二铁块201吸附在第二磁铁202上，使得连接杆101中间部位的上表面与第一电极基座105下表面紧密接触，连接杆101中间部位的下表面与第二电极基座102上表面紧密接触，连接杆101与第一电极基座105和第二电极基座102导通，第一电极104和第二电极103接通，电源开关闭合；

向左方拉动弹簧203，弹簧203逐渐伸长，此时连接杆101没有位移。继续拉动弹簧203，当弹簧203弹力大于第二磁铁202对第二铁块201的吸引力时，连接杆101瞬间脱离第二磁铁202，第一铁块204吸附在第一磁铁205上。此时连接杆101中间部位的上表面与第一电极基座105下表面相互脱离，连接杆101中间部位的下表面与第二电极基座102上表面相互脱离，连接杆101与第一电极基座105和第二电极基座102脱离，第一电极104和第二电极103断开，所述电源开关断开。

图4的中电源开关结构存在另外两种变形情况。其一是将第一铁块与第一磁铁的位置互换，同时将第二铁块与第二磁铁的位置互换；其二是将第一铁块换成磁铁(第三磁铁)，同时将第二铁块换成一块磁铁(第四磁铁)，通过控制磁铁的极性实现连接杆101与第一电极基座105、第二电极基座102的导通和断开。两种变形结构的操作方法与图4中的第一种结构类似。

图4对于图1的改进部分同样适用于在图2和图3。

图5所示是一种电源开关结构五，主要由连接杆101、第二电极基座102、第二电极103、第一电极104、第一电极基座105构成。

图5是图1的一种变形，将图1中的第一电极104安装到了连接杆101的右端外侧，第一电极104左端与连接杆101的右端相对，当连接杆101的右端向第一电极104左端移动直至与第一电极104左端紧密接触时，可以将电源导通。此电源开关结构中的连接杆101右端也成为导体，可以与第二电极103实现导通。两者接触的端面要平整且面积可以根据实际情况做的尽量大，同时连接杆101的右端以及第一电极104可以采用绝缘材料封闭，从而消除电源接通时的火花现象。

图5所示电源开关的操作方法与图1基本相同，当第一电极基座105和第二电极基座102处于接通状态时，第一电极104和第二电极103同时导通；当第一电极基座105和第二电极基座102处于断开状态时，第一电极104和第二电极103同时断开。

图5对于图1的改进部分同样适用于在图2和图3。

图6所示是一种电源开关结构六，主要由连接杆101、第二电极基座102、第二电极103、第一电极104、第一电极基座105、第二电极基座上绝缘条301、连接杆上绝缘条302、第一电极基座上绝缘条303构成。

图6是在图1基础上进行了改进，将图1中的第一电极104和第二电极103做成了两个电极连接单元，每一个电极连接单元由一个第一电极104和相对应的一个第二电极103构成。两个电极连接单元之间通过绝缘条(包括第一电极基座绝缘条303、第一电极基座绝缘条301、连接杆绝缘条302)隔开以防止两个电极连接单元短路。三个绝缘条位于同一直线上(图4中为竖直方向)且位置相互对应。电极连接单元的数量可以根据实际情况调整，比如单极开关只需要一个电极连接单元，两相开关需要两个电极连接单元，三相开关需要三个电极连接单元。此结构电源开关中的任意两个电极连接单元之间绝缘。

图6所示电源开关的操作方法与图1中的电源开关操作方法相同。

图6对于图1的改进部分同样适用于在图2和图3。

图7所示是一种安全电源插座连接单元结构七，主要由连接杆101、第二电极基座102、第二电极103、第一电极104、第一电极基座105、第二铁块201、第二磁铁202、弹簧203、第一铁块204、第一磁铁205、第二电极基座上绝缘条301、连接杆上绝缘条302、第一电极基座上绝缘条303构成。

图7所示电源开关由图4所示电源开关和图6所示电源开关组合得到的，将图4中的第一电极104和第二电极103制成不同的电极连接单元(图6中的电极结构)，任意两个电极连接单元之间绝缘，电极连接单元的数量可以根据实际情况调整，比如单极开关只需要一个电极连接单元，两相开关需要两个电极连接单元，三相开关需要三个电极连接单元。

图7所示电源开关的操作方法与图4所示电源开关的操作方法类似，只是在第一电极基座105与第二电极基座102接通或断开的同时，各个电极连接单元也相应的接通或断开。

图8所示是一种电源开关结构八，主要包括连接杆101、第一平行导带101-1、第三平行导带101-2、第二电极基座102、第四平行导带102-1、第二电极103、第一电极104、第一电极基座105、第二平行导带105-1。

图8是在图1结构上做的一种改进，将连接杆101本体上表面的左右两端的各自一段及中部的一段均由原来的斜面做成左右方向上的平面，成为第一平行导带101-1，相应的第一电极基座105下表面的左右两端的各自一段以及中部一段均由原来的斜面改为左右方向上的平面，成为第二平行导带105-1；

将连接杆101本体下表面的左右两端的各自一段及中部的一段均由原来的斜面做成左右方向上的平面，成为第三平行导带101-2，相应的第二电极基座102上表面的左右两端的各自一段以及中部一段均由原来的斜面改为左右方向上的平面，成为第四平行导带102-1。

第一平行导带和第二平行导带相对布置，第三平行导带和第四平行导带相对布置，四个平行导带的长度均在左右方向上，四个平行导带相互配合实现连接杆101左右移动时的定位，保证连接杆101本体上下表面与第一电极基座105下表面和第二电极基座102上表面之间准确紧密接触。

图8的结构同样适用于图4、图5、图6和图7。

本发明应用时，可以隔离通电电极与空气，电源开关断开/闭合时间短，电极相互接通的面积大，消除了电源开关接通时的火花现象，保证了用电的安全。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。