CN101101821A - 具有连锁装置的断路器组 - Google Patents

Abstract

一种具有连锁装置的断路器组，特别是一种能实现两个或更多个断路器间机械式任意连锁、解锁的断路器组，在断路器组中，每一个断路器均具有一个连锁装置，所述的连锁装置均具有一个基座板5、一个驱动杆80、一个控制杆8、两个控制臂27、28、三个拉簧10、11、12和六根缆索13、14、15、16、17、18，连接于每个断路器的驱动杆两端的两根缆索分别与另外两个断路器的一个控制臂连接。

Description

具有连锁装置的断路器组

技术领域

本发明涉及一种具有连锁装置的断路器组，特别是一种能用于至少三个断路器间的机械式连锁的断路器组。

背景技术

在多回路供电的配电系统中，每一回路都装有一断路器，并且在回路与回路之间设置有通常是断开的用作联络开关或回路开关的断路器，如果其中一个回路因供电失败断路后，所述用作联络开关或回路开关的断路器才闭合，以便确保安装有所述电路断路器的多回路电力系统以及和所述断路器相连的负载的正确操作和正常供电。

在实际应用中，为保障安全，要求电路断路器执行其正常操作功能以外的一些辅助功能，例如，所述的包括联络开关或回路开关用断路器的断路器组间除了需要电气连锁外，还需要两个或更多个断路器间具有机械式连锁功能。

为实现断路器组间的相互连锁，现有技术采用的机械连锁方法和装置有钥匙连锁、杠杆连锁和钢缆连锁，它们是以运动传递媒介命名的。目前采用的钥匙连锁的机械式连锁断路器装置的缺点是：解除连锁必须人工到现场去操作，不能满足自动化控制的要求。

在现有技术中，还有的机械连锁断路器，采用了杠杆连锁或钢缆连锁装置，或者还组合了钥匙连锁装置，这些装置的缺点是只能实现两个断路器的连锁，如果用于三个断路器间的连锁，则不能实现任意组合。此外，在目前的技术状态下，已知断路器的连锁装置，尽管能够提供所需的操作功能，但是仍然具有一些缺点或性能方面的不足。

专利号为97125954·2的发明专利，公开了一种具有连锁装置的开关组，该公知技术的机械式连锁装置公开了如下技术特征：每一开关均具有一弹性支承的摇摆件，每一摇摆件与一能锁定相应开关的装置可操作地连接，每一个开关均具有一与两电缆的两端相连的驱动装置。由于这种已知的由摇摆件与电缆组成的机械连锁装置的摇摆件是弹性支承的，所以其安装调试难度较大，重复定位精度和抗振性能较差，对于与触发器直接连接的摇摆件，其重复定位精度与抗振性能差的问题，严重影响开关的工作可靠性与稳定性。

具体的说，由于该现有技术的锁定触发器的作用力直接是电缆的拉力，摇摆件的移动是依靠电缆中的钢缆的轴向移动来实现，从而对电缆部件的定位精度要求很高，导致了调试困难、生产效率低、加工成本高等问题。而且由于在使用过程中，难以避免出现钢缆连接松动变形、钢缆受拉力后伸长等问题，而这些问题直接破坏了电缆部件的定位精度，使锁定操作失灵，严重影响了产品的安全性、可靠性、稳定性及使用寿命。

发明内容

本发明的目的，在于克服上述已有技术缺陷，提供一种具有改进的机械连锁装置的断路器组，该断路器既能满足自动化控制的要求，又能实现多个断路器间连锁/释放的任意组合，以满足实际需要的操作功能对产品连锁的不同要求。

本发明的另一重要目的在于，克服现有技术的断路器机械连锁机构装置存在的结构原理缺陷，提供一种安全性、稳定性、可靠性好，操作和调试方便、生产成本低、使用寿命长的具有连锁装置的断路器组。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案。

本发明的具有连锁装置的断路器组，它包括至少三个断路器和至少六根缆索，所述断路器组中的每个断路器均具有连锁装置，每个断路器的连锁装置之间藉助于缆索相互连接并传递驱动力，每个连锁装置包括驱动部件，控制部件、锁定部件、基座板和缆索机构；所述的连锁装置的基座板上设置有至少一个控制杆、至少一个驱动杆、至少两个控制臂及三个弹性元件；所述的驱动杆与断路器上的驱动机构可操作地相连接；所述的控制杆与断路器锁定装置的触发器相连接；连接在所述的任一个断路器的驱动杆两端的两根缆索的钢缆分别与另外两个断路器的一个控制臂相连；所述的控制臂在所述的钢缆拉力和所述的弹性元件弹力的共同作用下，完成对控制杆的运动限制或解除限制；所述的控制杆在解除来自控制臂的运动限制后，在所述的弹性元件的弹力作用下，自动完成对断路器的锁定轴的锁定。

本发明所述的驱动部件有一个驱动杆，驱动杆的两端具有承接缆索的连接机构，并通过该连接机构将驱动杆与两根缆索连接；所述的驱动杆的中间有一根与驱动杆垂直的轴，该轴的一端与驱动杆固定连接，轴的中间与基座板上的接入孔活动连接，轴的另一端与基座板后面的操纵断路器断路/闭合的驱动装置相连接；所述的控制部件包括两个控制臂，每个控制臂的一端有一个孔，该孔与固定在基座板上的轴活动连接，使控制臂能绕轴心旋转；每个控制臂的另一端与缆索的钢缆固定连接，该钢缆将驱动杆的驱动力传递到另外两个断路器的控制臂；每个控制臂上安装一拉簧，拉簧的另一端与基座板连接，拉簧的拉力与钢缆的拉力方向相反；所述的控制部件有一个控制杆，控制杆的两端有两个凸台，控制杆中间与一个轴固定连接；所述的轴与基座板上的接入孔活动连接，使控制杆能绕该轴轴心旋转，所述的轴的另一端穿过基座板，可连接到基座板后面的断路器的触发器。在所述的控制杆上装有一拉簧，拉簧的另一端与基座板固定连接；在控制杆上的拉簧的拉力与控制臂上的钢缆的拉力的共同作用下，可使所述的控制杆上的凸台与控制臂的侧边保持接触或不接触；所述的缆索由钢缆和索套组成，钢缆在索套中间，当索套两端被固定后，拉动钢缆使钢缆与索套产生轴向位移，从而实现远距离传递轴向运动的功能；所述的缆索机构，其钢缆的一端固定于断路器组的某一个断路器的驱动杆的一端，钢缆的另一端固定于断路器组的另一个断路器的控制臂的一端，索套的两端分别固定在对应于固定钢缆的两个断路器的基座板上。

采用本发明的机械连锁装置的断路器组，当操纵断路器组的其中一个断路器的驱动装置时，驱动装置驱动该断路器上的驱动杆转动，驱动杆的转动驱使连接在驱动杆两端的两根钢缆拉紧，通过拉紧的两根钢缆，驱动断路器组的另外两个断路器的控制臂的侧边脱离控制杆的凸台，从而解除对目标断路器控制杆的限制，使目标断路器的控制杆在拉簧的拉力作用下，实现所要求的断路器组的连锁；反之，当钢缆放松时，由于控制臂上的拉簧作用，可使控制臂复位并与控制杆上的凸台接触，从而实现所要求的断路器组的解锁。根据本发明，当缆索按设定的连接方法将断路器组的各个断路器相互连接后，通过设定各个断路器的断路/闭合，能够实现多个断路器状态的任意的组合，例如三个断路器中任意两个断路器合闸后，第三个断路器不能合闸。

附图说明

下面借助附图叙述本发明的实施例：

图1是本发明的具有连锁装置的相互连接的三个断路器实施例的侧视图；

图2是图1所示的第二断路器的结构示意图；

图3是安装在第二断路器上没有受到其它断路器驱动装置传动影响的控制臂27、28及受到运动限制的控制杆8的结构示意图；

图4是图3所示的控制杆8的立体图；

图5和图6是第一断路器的驱动杆80处于两种位置的示意图；

图7到图9是受到其它不同断路器驱动装置的驱动后的第二断路器的控制臂27、28及控制杆8的最终位置示意图。

具体实施方式

下面结合附图所示的本发明的具体实施例，进一步详细说明本发明所述的具有连锁装置的断路器组的具体实施方式。

以下的一个实施例是本发明的由三个断路器组成的断路器组，以此说明本发明的连锁装置的工作原理和优点。本发明涉及的断路器组不限于由三个断路器组成的断路器组。

如图1所示，本发明的断路器组由断路器1、2、3组成。在三个断路器上，每个断路器都有一个连锁装置4。每个连锁装置都有一个基座板5、一个驱动杆80和三个拉簧10、11、12。在三个连锁装置中，还包括：控制臂25、26、27、28、29、30，控制杆7、8、9，缆索13、14、15、16、17、18。缆索13一端的钢缆与第二断路器2的驱动杆80的左端固定连接，另一端与第一断路器1的左控制臂25固定连接。缆索14一端的钢缆与第三断路器3的驱动杆80的右端固定连接，另一端与第一断路器1的右控制臂26固定连接。缆索15一端的钢缆与第一断路器1的驱动杆80的左端固定连接，另一端与第二断路器2的右控制臂28固定连接。缆索16一端的钢缆与第三断路器3的驱动杆80的左端固定连接，另一端与第二断路器2的控制臂27固定连接。缆索17一端的钢缆与第二断路器2的驱动杆的右端固定连接，另一端与第三断路器3的左控制臂29固定连接。缆索18一端的钢缆与第一断路器1的驱动杆80的右端固定连接，另一端与第三断路器3的右控制臂30固定连接。缆索13、14、15、16、17、18的索套的两端分别与对应的连锁装置的基座板5固定连接。断路器组中的每一个断路器的连锁装置4的结构和动作原理是相同的，为了简明和避免重复，下面仅以第二断路器2的连锁装置4为例进行描述。

从图2、图3、图4可见，连锁装置4通过基座板5与断路器的侧板6固定。平行于基座板5设置一控制杆8，控制杆8的中间有一轴60，轴60与基座板5的一个孔活动连接。控制杆8的两端有两个凸台35、36，右端适当位置与拉簧10连接。在限制条件完全消除时，在拉簧10的作用下，控制杆8能绕轴60的轴心旋转。控制杆8的形状由图4示出。以总体标号80标出的驱动杆，在第一断路1中的标号为22，在第二断路器2中的标号为23，在第三断路器3中的标号为24。所述的驱动杆80平行地设置在基座板5上，驱动杆80的中间与一轴固定连接，轴与基座板5的一个孔活动连接。轴的另一端与断路器的驱动装置的诸多触发器或指示器触发器可操作地相连接，例如：与固定于断路器2的操作机构的主轴相连。驱动杆80的左端与缆索13的钢缆固定连接，右端与缆索17的钢缆固定连接。平行与基座板5，设置有两个控制臂27、28。控制臂27、28的一端有一个孔，该孔与固定在基座板5上的轴活动连接。控制臂27的另一端通过一个滚轮与缆索16的钢缆固定连接，中间适当部位与拉簧11连接。控制臂28的另一端与缆索15的钢缆固定连接，中间适当部位与拉簧12固定连接。拉簧11、12的另一端分别与基座板5连接。缆索13、15、16、17的索套的每一端均用螺纹端子与基座板5固定。

下面用图1、图5、图6、图7、图8、图9，对本发明连锁机构的工作原理进行描述。

当所有三个断路器1、2、3都处于打开位置时，控制臂27上方受到拉簧11的拉力，下方受到钢缆16的拉力，它所处的位置能使控制杆8上的凸台35接触到其侧边时，控制杆8与锁定装置71接触(参见图9)或不接触(参见图8)，至少不能对断路器可靠合闸产生影响。控制臂28下方受到拉簧10的拉力，上方受到钢缆15的拉力，它所处的位置能使控制杆8上的凸台36接触到其侧边时，控制杆8与锁定轴71接触或不接触，至少不能对断路器可靠合闸产生影响。

当例如只有第一断路器1合闸时，第一断路器1的驱动杆22旋转至110位置，从而以拉力115来拉紧钢缆15、18(见图6)。由于拉力115拉紧了钢缆15，所以使第二断路器2的控制臂28作顺时针旋转(见图1和图8)，消除其对控制杆8旋转运动的限制。由于受到控制臂27限制，控制杆8仍保持与锁定轴71有一定距离，至少不能影响断路器2的可靠合闸。

当例如只有第三断路器3合闸时，第三断路器3驱动杆24以拉力120拉紧钢缆16，从而使第二断路器的控制臂27以顺时针方向作旋转(见图1和图7)，消除其对控制臂8旋转运动的限制。由于受到控制臂28限制，控制臂8仍保持与锁定装置的轴71有一定距离，至少不能影响断路器2的可靠合闸。

当例如第一断路器1和第三断路器3都合闸时，断路器1、3的驱动装置将使驱动杆22、24旋转，从而以拉力125、126拉紧15、16、18、14(见图9)。由于钢缆15、16拉紧移动，控制臂27、28都做顺时针方向运动，使它们对控制杆8的旋转运动的限制消除，控制杆8在拉簧10的作用下，作逆时针旋转，与锁定装置的轴71接触，防止了第二断路器2的关闭。

以一种完全相同的方式，即在第二和第三断路器2、3关闭的情况下，也可以来锁定第一断路器1，并且在第一和第二断路器1、2关闭时，同样也可以来锁定第三断路器3。

从实施例及附图可见，本发明的结构特点是：当控制杆8与锁定轴71接触时，控制杆8处于接触条件状态；控制杆8与锁定轴71的接触力是由弹簧10提供的，不同于现有技术由钢缆的拉力提供；控制杆8采用了轴承支撑结构，其重复定位、抗振性能都大大高于弹性支撑机构。由于本发明结构特点，保证了本发明的断路器组具有以下显著的效果：安全性、稳定性、可靠性好，操作调试方便，结构简单、生产成本低、使用寿命长，用途广泛等。

Claims (13)

1.一种具有连锁装置的断路器组，它包括至少三个断路器(1、2、3)和至少六根缆索(13、14、15、16、17、18)，所述断路器组中的每个断路器均具有连锁装置4，每个断路器的连锁装置之间藉助于缆索相互连接并传递驱动力，

其特征在于：

每个连锁装置包括驱动部件，控制部件、锁定部件、基座板和缆索机构；

所述的连锁装置4的基座板5上设置有至少一个控制杆8、至少一个驱动杆80、至少两个控制臂及三个弹性元件；

所述的控制杆8与断路器锁定装置的触发器相连接；

所述的驱动杆80与断路器上的驱动机构可操作地相连接；

连接在所述的任一个断路器的驱动杆80两端的两根缆索的钢缆分别与另外两个断路器的一个控制臂相连；

所述的控制臂在所述的钢缆拉力和所述的弹性元件弹力的共同作用下，完成对控制杆8的运动限制或解除限制；

所述的控制杆8在解除来自控制臂的运动限制后，在所述的弹性元件的弹力作用下，自动完成对断路器的锁定轴71的锁定。

2.根据权利要求1所述的断路器组，其特征在于：所述驱动杆80的两端具有承接钢缆的结构，并且所述驱动杆80上有一个接入基座板5的轴，该轴与基座板5上的对应的孔相配合，使该驱动杆80能在平行于基座板5的平面上转动。

3.根据权利要求1所述的断路器组，其特征在于：所述控制臂的一端有一个孔，该孔与固定在基座板5上的轴活动连接，使该控制臂能在平行于基座板5的平面上摆动；所述每个控制臂分别与钢缆和弹性元件相连接，使其在所述的钢缆拉力和所述的弹性元件弹力的共同作用下，完成对控制杆8的运动限制或解除限制。

4.根据权利要求1所述的断路器组，其特征在于：所述控制杆8的中间有一个接入基座板5的轴，该轴与基座板5上的对应的孔相配合，使该控制杆8能在平行于基座板5的平面上转动；控制杆8的运动因其两端受到阻挡而被限制。

5.根据权利要求1所述的断路器组，其特征在于：所述缆索包括钢缆、索套、螺纹端子和钢缆接线装置，钢缆可活动地穿入索套，索套两端有螺纹端子，钢缆两端有接线装置；索套藉助于螺纹端子与基座板5固定连接；钢缆藉助于接线装置与驱动杆、控制臂固定连接。

6.根据权利要求1所述的断路器组，其特征在于：所述的弹性元件是拉簧、片簧或扭簧，其一端与控制臂或控制杆连接，另一端与基座板5连接，所述的弹性元件作用于控制臂上的弹力与钢缆的拉力方向相反；所述的弹性元件作用于控制杆8上的弹力方向与基座板5平行。

7.根据权利要求1-5中任一个所述的断路器组，其特征在于，驱动杆80、控制臂25和缆索之间应具有如下连接关系，连接在第一断路器1的驱动杆22两端的钢缆15、18分别与第二断路器2的控制臂28、第三断路器3的控制臂30连接；连接在第二断路器2的驱动杆23两端的钢缆13、17分别与第一断路器1的控制臂25、第三断路器3的控制臂29连接；连接在第三断路器3的驱动杆24两端的钢缆16、14分别与第二断路器2的控制臂27、第一断路器1的控制臂26连接。

8.根据权利要求3或4所述的断路器组，其特征在于：所述的控制杆8与控制臂直接接触，即它们之间没有过渡元件。

9.根据权利要求3或4所述的断路器组，其特征在于：在控制杆8或控制臂上至少有一个用于接触的过渡元件，如凸台、档块、销轴等。

10.根据权利要求3或4所述的断路器组，其特征在于.弹性元件与控制臂或控制杆之间的连接不通过过渡元件。

11.根据权利要求3或4所述的断路器组，其特征在于：弹性元件与控制臂或控制杆之间，至少通过一个过渡元件连接，该元件如柱、钩、台等。

12.根据权利要求2-5中任一个所述的断路器组，其特征在于：所述的基座板5与驱动杆80、控制臂或控制杆8之间的支承系统为孔-轴支承或、轴-孔支承或、槽-轴支承或、轴-槽支承；所述的轴的轴心与基座板5的平面垂直。

13.根据权利要求7所述的断路器组，其特征在于：所述的钢缆与驱动杆80或控制臂的连接是直接相连接，或者通过至少一个过渡元件连接，所述的过渡元件如销轴、轴套、挂钩、滚轮。

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