CN101101830A - 高压隔离开关与真空接触器及高压柜门的联锁机构 - Google Patents

Abstract

一种高压隔离开关与真空接触器及高压柜门的联锁机构，属于电器设备安全保护装置技术领域。包括一安装在高压室的柜门内壁上的用于控制高压室的柜门开启或锁闭的第一机械锁定装置和一安装在所述柜门外壁上的用于对设于高压室中的真空接触器提供分闸或合闸信号且还同时用于控制所述柜门上的隔离开关分闸或合闸的第二机械锁定装置以及一用于操纵第一、第二机械锁定装置锁定或开启的钥匙。优点：整体结构简单，可靠性程度高；仅需在柜门上开设第一锁芯程度的安装孔，因此安装方便；第一、第二机械锁装置的成本仅为已有技术装置的十分之一，因此具有经济性；第一、第二机械锁定装置共同地受控于同一把钥匙，即两装置合用一把钥匙，因此安全可靠。

Description

高压隔离开关与真空接触器及高压柜门的联锁机构

技术领域

本发明属于电器设备安全保护装置技术领域，具体涉及隔离开关与真空接触器及高压柜门的联锁机构。

背景技术

周知，主回路由隔离开关、真空接触器以及高压负载构成，其中，由隔离开关、真空接触器控制高压负载的通或断。前述的负载如果是高压电容器，那么简称为高压电容柜，进而简称为电容柜。在由隔离开关、真空接触器以及高压电容构成的主回路系统中需要将高压电容器柜的柜门、真空接触器、隔离开关进行互锁，藉以实现五防。所谓的五防是指：1、防止带负荷分、合闸；2、防止误分误合开关；3、防止接地开关闭合时误合闸；4、防止带电时误合接地开关；5、防止误入带电间隔。要实现前述的五防，则必须保证：(1)先断开真空接触器，再拉隔离开关，以防止带负荷拉隔离开关而引起高压电弧短路；(2)只有拉(断开)隔离开关后才能打开柜门即高压室的柜门或称高压柜的柜门，防止工作人员误入高压带电间隔而造成事故；(3)在柜门打开时，不允许合隔离开关，避免高压的引入而危及人身安全。

目前有两种结构措施：一是在隔离开关上安装位置开关，达到拉(分闸)隔离开关时先断开真空接触器的目的；在柜门上安装高压带电显示器(业界称带闭锁型)，门上安装电磁锁。这样在柜内有高压时，显示器亮，提醒人们有电，同时电磁锁被锁闭，柜门无法打开。这种设计的缺点是所需元件费用较高、在柜门上必须开设用来安装带电显示器和电磁锁的孔，尤其是当柜门处于开启状态时，由于电磁锁不起作用，因此还必须采取锁住隔离开关不让合闸的措施(在本系统中只能用门上加行程开关与真空接触器连锁的电气连锁方法)。二是真空接触器的分合采用转换开关，如采用业界普遍熟知的LWR(KK)转换开关，用程序锁进行程序控制，这种设计不能用按钮操作真空接触器，并且在柜门上需要开孔以安装程序锁，整个操作步骤繁锁，费用也高。

综上所述，由于目前实现隔离开关与真空接触器、柜门的五防联锁的技术措施俱是以非机械的结构设计来体现的，因此不可避免地反映出结构复杂、安装作业繁锁、可靠性差、故障率高、操作麻烦、有失经济性。

发明内容

本发明的任务是要提供一种结构简单、安装方便、可靠性高、纯机械的、能充分体现安全的高压隔离开关与真空接触器及高压柜门的联锁机构。

本发明的任务是这样来完成的，一种高压隔离开关与真空接触器及高压柜门的联锁机构，它包括一安装在高压室的柜门内壁上的用于控制高压室的柜门开启或锁闭的第一机械锁定装置和一安装在所述柜门外壁上的用于对设于高压室中的真空接触器提供分闸或合闸信号并且还同时用于控制所述柜门上的隔离开关分闸或合闸的第二机械锁定装置以及一用于操纵第一、第二机械锁定装置锁定或开启的钥匙。

本发明所述的第一机械锁定装置包括具锁舌并且与所述钥匙相配合的第一锁芯、锁紧板、第一销轴、第一扭簧、支架，第一锁芯安装在柜门上，其锁舌位于柜门的内侧，锁紧板的后端通过第一销轴而枢置于支架上，锁紧板的前端为撞头，与柜门的门沿相对应，支架固定在柜门的内壁，第一扭簧套置在第一销轴上，并且第一扭簧的扭簧脚定位在锁紧板上。

本发明所述的第二机械锁定装置包括锁壳、与所述的钥匙相配合的第二锁芯、凸轮、锁舌、连锁杆摆臂、连锁杆，锁壳安装在柜门的外壁上，并且位于所述的隔离开关的一侧，在该锁壳的壳腔内安装有与所述真空接触器电连接的微动开关，第二锁芯固定在锁壳上，凸轮固定在第二锁芯上，随第二锁芯的转动而转动，锁舌可伸缩活动地设在锁壳上，并且锁舌上端的锁舌探出于锁壳，与所述的隔离开关的隔离开关定位销相对应，在锁舌上分别套设有弹簧和锁舌板，其中弹簧的两端分别与锁壳的内壁和锁舌板贴触，而锁舌板与所述的凸轮相对应，连锁杆摆臂的上端由第二销轴悬置在锁壳上，并且在第二销轴上设置有第二扭簧，第二扭簧的一对扭簧脚分别定位在锁壳和连锁杆摆臂上，连锁杆摆臂的下端为自由端，该自由端由固定于锁壳上的限位螺钉限位，连锁杆固定在连锁杆摆臂的近下部，并且在所述的隔离开关的下方与隔离开关的分合闸手柄相对应。

本发明所述的锁紧板的形状为L形。

本发明所述的锁壳在柜门上的位置居于隔离开关的左侧，与隔离开关的左侧之间保持有距离，所述的距离是与隔离开关定位销得以从隔离开关内拔出的水平距离相等的。

本发明所述的凸轮的轮缘上分别构成有第一、第二锁紧位置接触角以及微动开关接触突缘，其中，第二锁紧位置接触角居于第一锁紧位置接触角与微动开关接触突缘之间，并且第一、第二锁紧位置接触角作用于所述的锁舌板。

本发明所述的连锁杆摆臂的近中部构成有一用于阻挡凸轮向逆时针运动的台阶。

本发明所述的锁舌头在面向所述的隔离开关定位销的一侧构成有一铣平面。

本发明所述的连锁杆的形状为L形。

本发明用第一、第二机械锁定装置代替了已有技术中或使用带电显示装置与电磁锁的组合结构，或转换开关与程序锁的配合结构，因此整体结构简单，可靠性程度高；仅需在柜门上开设第一锁芯程度的安装孔，因此安装方便；第一、第二机械锁装置的成本仅为已有技术装置的十分之一，因此具有经济性；第一、第二机械锁定装置共同地受控于同一把钥匙，即两装置合用一把钥匙，因此安全可靠。

附图说明

图1为本发明的一实施例结构图。

图2至图4为本发明的第二机械锁定装置的联锁动作示意图。

具体实施方式

为使贵审查员尤其是公众能进一步了解本发明的结构特征及其有益效果，特结合附图及实施例对本发明的具体实现方式详细描述如下：

请参阅图1，给出了高压室的柜门1，与已有技术无别地：在高压室内配置有真空接触器，在高压室的柜门1上安装有隔离开关4，例如业界普通采用的隔离开关操动机构(型号为CS6-1)，在隔离开关4上原就配置有隔离开关定位销41，只有在拔出隔离开关定位销41后，隔离开关4的分合闸手柄42才能作合闸或分闸动作，向上推则为合闸，反之则为分闸，一旦分闸或合闸动作完成，隔离开关定位销41自动弹入(自带弹簧)到隔离开关4上的隔离开关定位销孔44或隔离开关定位销孔43中，藉以停止或称控制分合闸手柄42的分合闸动作。

本发明所推荐的隔离开关4与真空接触器的联锁机构的优选例由下面详述。在柜门1的内壁并且靠近于门沿11外设置第一机械锁定装置2，作为优选的但不限于的第一机械锁定装置2的结构包括第一锁芯21、锁紧板22、第一销轴23、第一扭簧24、支架25，支架25以焊接或铆接或用螺钉或用其它类似的方式装固在柜门1的内侧即门内壁上，锁紧板22的形状大体上呈L形或称7字形，更趋于V字形化，通过第一销轴23将锁紧板22枢置于支架25上，锁紧板22的材料既可以是金属，也可以是非金属如塑料，锁紧板22的右端(以目前图示的位置状态为例)为撞头221，对应于柜门1的门沿11，由门沿11对撞头221作用。用于使锁紧板22自动回位的第一扭簧24套置在第一销轴23上，并且第一扭簧24的一个扭簧脚241钩着(定位)在锁紧板22上。在柜门1打开后，由于撞头221脱离了被柜门1的门沿11的碰压，第一扭簧24的储能释放，使撞头211向着图中标出的第一箭头6方向旋转一定的角度，而锁紧板22的尾端的折弯部222向着第二箭头7方向旋转相应的角度，封挡住了锁舌211，在这种情况下锁舌211是无法向左旋转到底的，而由于锁舌211无法向左旋转到底，因此钥匙5无法从第一锁芯21上拔离，除非在柜门1关闭后，由门沿11触及撞头211，使撞头211向着第一箭头6的相反方向旋转一定角度，同时折弯部222向着第二箭头7的相反方向旋转相应的角度，避开挡住锁舌211左旋到底的通道，使锁舌211得以左旋到底，才能从第一锁芯21上拔出钥匙5。由此而知，在柜门1未关闭的状态下，由于用来操纵第一、第二机械锁定装置2、3的同一把钥匙5被保持在第一机械锁定装置2的第一锁芯21上而无法拔下，从而就无法去操纵第二机械锁定装置3，反之亦然，待后将会详述。第一锁芯21在柜门1上的固定方式系公知的常识，只要在柜门1上开设用于供第一锁芯21补偿的孔即可，锁舌211右旋到底即为锁定，具体而言锁合在门框12的门框折边121上或门框折边121上开设的锁舌孔中或槽中。可见，采用本发明方案只需在柜门1上开设第一锁芯21程度的安装孔，而无需象已有技术那样为了安装程序锁和转换开关而在柜门1上开设大孔来安装程序锁，而且程序锁的操作麻烦、可靠性程度差、价格昂贵；又，采用本发明方案无需象已有技术那样为安装高压带电显示器(带闭锁型)和电磁锁而在柜门1上开设两个大孔以供安装，而且高压带电显示器、电磁锁所需元件费用较高，尤其是当柜门1处于开启状态时，电磁锁不再起作用，而本发明在柜门1开启时，由于钥匙5不能从第一锁芯21上拔离，因而不能用钥匙5去操纵第二机械锁定装置3，从而能杜绝在柜门开启时误操作隔离开关4的危险情形。

仍请参阅图1，本发明推荐的第二机械锁定装置3在柜门1外壁上的正确位置是处于隔离开关4的右侧，其优选但不绝对限于的结构详细作以下叙述。一个大体上为矩形或称矩形罩的锁壳31用螺钉通过壳体安装螺孔312固定在柜门1的外壁体上，锁壳1的右侧(同样以目前的图示位置状态为例)与隔离开关4的左侧之间所持的距离应当保障隔离开关定位销41得以从隔离开关4上的定位销孔43、44中拔出的水平距离相适应。在锁壳31的壳腔内的下部用螺钉固定一个与位于高压室中的真空接触器电路连接的微动开关311，该微动开关311实质上为控制开关，用来控制真空接触器的合闸与分闸。作为第二机械锁定装置3的第二锁芯32安装在锁壳31的正侧面居中部位，该第二锁芯32的结构是与前面已述的第一锁芯21的结构相同的，原理也是相同的。这种锁芯如采用由中国浙江省温州市瑞安市海坦锁具有限公司生产的型号为401锁(行业标准)，具体原理为：只有左旋90°才能将钥匙5拔出，而右旋到底时钥匙5无法拔出。由此而知本发明是以二锁一钥匙(二锁同一钥匙)的简练方案解决前述的五防。

用来对下面还要详述的锁舌板343作用的凸轮33由固定螺钉336穿过凸轮孔331而定位于第二锁芯32上，随着第二锁芯32的运动而运动。凸轮33构成有一对均可作用于锁舌板343的第一、第二锁紧位置接触角332、333以及一微动开关接触突缘334，以目前图中所示出的锁舌34的状态(伸出)为例，在钥匙5的操纵下，由第二锁芯32带动凸轮33动作，凸轮33的第一锁紧位置接触角332抵挡于锁舌板343上，将锁舌板343向上推，弹簧342压缩，锁舌34上行，锁舌头341伸出，而微动开关接触突缘334触及于微动开关311的触脚3111，微动开关311将信号反馈给高压室内的真空接触器，真空接触器处于合闸状态，同时，隔离开关4必定是处在了合闸的位置，即分合闸手柄42推向上的位置，而携有弹簧411的隔离开关定位销41插入在了定位销孔43中，并且锁舌34的锁舌头341上的铣平面3411挡住了隔离开关定位销41，此时钥匙5是无法从第二锁芯32上拔下的，因此不可能去用钥匙5开启柜门1，即不可能用钥匙5去操纵第一机械锁定装置2的第一锁芯21，因此是十分安全的，锁舌34的所有位置状态申请人将在对图2至图4说明时全面叙述。

锁舌34的上端应当是可伸缩地活置于锁壳31上的，下端置于锁舌扶持座344上，锁舌扶持座344用螺钉固定在锁壳31的下方。前面已经提到的弹簧342和锁舌板343俱设于锁舌34上，其中，弹簧342的两端分别抵挡在锁壳31的内壁和锁舌板343的上表面上，由弹簧342的复位(伸张)而推动锁舌板343下行，由于锁舌板343是与锁舌34相固定的，因此锁舌34也下行，即向锁壳31内回缩，而当凸轮33的第一、第二锁紧位置接触角332、333向上顶推锁舌板343时，弹簧342压缩，锁舌34向锁壳31外伸展。

连锁杆摆臂35由第二销轴351以悬臂状态地设置在锁壳31的一侧，连锁杆摆臂35的下端为自由端，通过限位螺钉353管束。在连锁杆摆臂35的近中部构成有一个皱褶，藉由该皱褶而构成为台阶354，又，由于该台阶354的出现而使连锁杆摆臂35的整体形状呈Z字形或称之字形。连锁杆摆臂35靠至限位螺钉353上的作用力来自于第二扭簧352。当凸轮33的第一、第二锁紧位置接触角332、333俱不作用于锁舌板343时，凸轮33的微动开关接触突缘334恰好脱离触脚3111而处在了凸阶354的下方，此时由于遭到台阶354的阻挡，凸轮33无法作逆时针的旋转动作，除非将连锁杆摆臂35摆离，使其台阶354避让微动开关接触突缘334，而要使连锁杆摆臂35摆离，则必须通过形状呈L形的且与连锁杆摆臂35联结的连锁杆36来实现，进而地要使连锁杆36动作，则务必通过分合闸手柄42来体现，将分合闸手柄42向下扳动到分闸位置后，旋动左旋钥匙5，使凸轮33左旋，由凸轮33的第二锁紧位置接触角333抵挡于锁舌板343，将锁舌板343向上推，同时锁舌34向锁壳31中伸出，在该状态下才能将钥匙5从第二锁芯32上拔离去操纵第一机械锁定装置2的第一锁芯21。又，在该状态下，微动开关接触突缘344处在了脱离并且远离触脚3111的位置，与微动开关311电连接的真空接触器势必处在了分闸(断开)状态。

请参阅图2、图3、图4以及结合图1，申请人阐述本发明隔离开关与真空接触器的联锁机构的工作原理。图2所表现出的凸轮33的位置为锁紧位置，即以顺时针45°操动插置于第二机械锁定装置3的第二锁芯32上的钥匙5，凸轮33随第二锁芯32向顺时针旋转45°，凸轮33的第一锁紧位置接触角332与锁舌板343接触，并将锁舌板343向上推，带动锁舌34向锁壳31中伸出，而此时的隔离开关4由于分合闸手柄42向上推起而处于合闸位置，隔离开关定位销41销入(插入)在定位销孔43中，并且由锁舌34的锁舌头341上的铣平面3411阻挡，无法人为地再将该隔离开关定位销41拔离，因为一旦拔离又可以操纵分合闸手柄42，如将分合闸手柄42向下板展到分闸位置。而在此状态下，由于凸轮33的微动开关接触突缘334是与微动开关311的触脚3111相触的，因此高压室内的真空接触器处于合闸位置，主回路处于工作状态，钥匙5无法从第二锁芯32上拔除，因此就不会出现开启柜门1的情形。

图3表现出的凸轮33的位置为可开位置，但钥匙5仍处于第二锁芯32上且无法拔除，该位置是以逆时针45°操动钥匙5来体现的，因为在图2位置时，钥匙5朝顺时针的转动已处于死点(止点)，即无法进而向顺时针旋动，只能向逆时针旋动，所以出现了该图所示的凸轮33的可开位置335(图1示)与锁舌板343相触，也就是说解除了先前的第一锁紧位置接触角332对锁舌板343的作用，锁舌板343在弹簧342的回复力作用下下行，由锁舌板343携锁舌34下行，即向锁壳31中回缩，锁舌34的锁舌头341缩到了低于隔离开关定位锁41的水平高度位置，微动开关接触突缘334离开了触脚3111，真空接触器处于分断状态，即失电释放，负荷即出系统，在该状态下才得以安全地将隔离开关定位销41从隔离开关4上拔出，拔出后才得以将分合闸手柄42向下扳动到分闸或称断开位置，然后再将隔离开关定位销41插置到定位销孔44中。

图4表现出了隔离开关定位销41插置到定位销孔44中的情形，凸轮33处于锁紧状态，而且只有在该状态下能将钥匙5拔除。因为，为了防止人为地拔离隔离开关定位销41而将合分闸手柄42向上推动到合闸位置，因此又需要将凸轮33左旋45°，而得以使凸轮33左旋45°的保障措施是由连锁杆摆臂35的台阶354避开对微动开关接触突缘334的阻挡来体现的，在分合闸手柄42拉到底的同时由其将连锁杆36下压，由连锁杆36推动连锁杆摆臂35摆移，在凸轮33左旋到45°时处于极限即处于左旋的死点，凸轮33的第二锁紧位置接触角333作用于锁舌板343，在克服弹簧342的作用力下将锁舌板343向上推，由锁舌板343带动锁舌34向锁壳31外伸展，使锁舌头341的铣平面3411阻挡于隔离开关定位销41的尾端，从而无法拉拔隔离开关定位销41，确保隔离开关4万无一失地处在分闸位置。而且，若在前述的凸轮33左旋到45°之前，急于去拔出钥匙5开柜门1，真空接触器虽失电释放，但其上桩仍有高压，因此本发明结构只有在凸轮33左旋到45°时，即该图所示位置时才能拔出钥匙5去开启柜门1，因而是十分安全的。

通过申请人的上述说明，应当能理解出本发明的建树在于以二锁一钥匙来分别操纵第一、第二机械锁定装置2、3，只要任何一个机械锁定装置不满足得以使钥匙5拔出的条件，则无法对另一个机械锁定装置进行操纵，因此两者互为关联、相互牵制。达到了防止带负荷分闸或合闸、防止误分误合隔离开关4、防止接地开关闭合时误合闸、防止带电时误合接地开关、防止误入带电间隔(高压室)的五防要求。也就是说，保证了先断开真空接触器，再拉隔离开关4；避免带负荷拉隔离开关4而引起高压电弧短路；只有拉开隔离开关4，才能开启柜门1，防止人员误入高压带电间隔而造成事故；在柜门1打开时，不允许合隔离开关4，避免高压的引入危及人身安全。

Claims (9)

1、一种高压隔离开关与真空接触器及高压柜门的联锁机构，其特征在于它包括一安装在高压室的柜门(1)内壁上的用于控制高压室的柜门(1)开启或锁闭的第一机械锁定装置(2)和一安装在所述柜门(1)外壁上的用于对设于高压室中的真空接触器提供分闸或合闸信号并且还同时用于控制所述柜门(1)上的隔离开关(4)分闸或合闸的第二机械锁定装置(3)以及一用于操纵第一、第二机械锁定装置(2、3)锁定或开启的钥匙(5)。

2、根据权利要求1所述的高压隔离开关与真空接触器及高压柜门的联锁机构，其特征在于所述的第一机械锁定装置(2)包括具锁舌(211)并且与所述钥匙(5)相配合的第一锁芯(21)、锁紧板(22)、第一销轴(23)、第一扭簧(24)、支架(25)，第一锁芯(21)安装在柜门(1)上，其锁舌(211)位于柜门(1)的内侧，锁紧板(22)的后端通过第一销轴(23)而枢置于支架(25)上，锁紧板(22)的前端为撞头(221)，与柜门(1)的门沿(11)相对应，支架(25)固定在柜门(1)的内壁，第一扭簧(24)套置在第一销轴(23)上，并且第一扭簧(24)的扭簧脚(241)定位在锁紧板(22)上。

3、根据权利要求1所述的高压隔离开关与真空接触器及高压柜门的联锁机构，其特征在于所述的第二机械锁定装置(3)包括锁壳(31)、与所述的钥匙(5)相配合的第二锁芯(32)、凸轮(33)、锁舌(34)、连锁杆摆臂(35)、连锁杆(36)，锁壳(31)安装在柜门(1)的外壁上，并且位于所述的隔离开关(4)的一侧，在该锁壳(31)的壳腔内安装有与所述真空接触器电连接的微动开关(311)，第二锁芯(32)固定在锁壳(31)上，凸轮(33)固定在第二锁芯(32)上，随第二锁芯(32)的转动而转动，锁舌(34)可伸缩活动地设在锁壳(31)上，并且锁舌(34)上端的锁舌(341)探出于锁壳(31)，与所述的隔离开关(4)的隔离开关定位销(41)相对应，在锁舌(34)上分别套设有弹簧(342)和锁舌板(343)，其中弹簧(342)的两端分别与锁壳(31)的内壁和锁舌板(343)贴触，而锁舌板(343)与所述的凸轮(33)相对应，连锁杆摆臂(35)的上端由第二销轴(351)悬置在锁壳(31)上，并且在第二销轴(351)上设置有第二扭簧(352)，第二扭簧(352)的一对扭簧脚分别定位在锁壳(31)和连锁杆摆臂(35)上，连锁杆摆臂(35)的下端为自由端，该自由端由固定于锁壳(31)上的限位螺钉(353)限位，连锁杆(36)固定在连锁杆摆臂(35)的近下部，并且在所述的隔离开关(4)的下方与隔离开关(4)的分合闸手柄(42)相对应。

4、根据权利要求2所述的高压隔离开关与真空接触器及高压柜门的联锁机构，其特征在于所述的锁紧板(22)的形状为L形。

5、根据权利要求3所述的高压隔离开关与真空接触器及高压柜门的联锁机构，其特征在于所述的锁壳(31)在柜门(1)上的位置居于隔离开关(4)的左侧，与隔离开关(4)的左侧之间保持有距离，所述的距离是与隔离开关定位销(41)得以从隔离开关(4)内拔出的水平距离相等的。

6、根据权利要求3所述的高压隔离开关与真空接触器及高压柜门的联锁机构，其特征在于所述的凸轮(33)的轮缘上分别构成有第一、第二锁紧位置接触角(332、333)以及微动开关接触突缘(334)，其中，第二锁紧位置接触角(333)居于第一锁紧位置接触角(332)与微动开关接触突缘(334)之间，并且第一、第二锁紧位置接触角(332、333)作用于所述的锁舌板(343)。

7、根据权利要求3所述的高压隔离开关与真空接触器及高压柜门的联锁机构，其特征在于所述的连锁杆摆臂(35)的近中部构成有一用于阻挡凸轮(33)向逆时针运动的台阶(354)。

8、根据权利要求3所述的高压隔离开关与真空接触器及高压柜门的联锁机构，其特征在于所述的锁舌头(341)在面向所述的隔离开关定位销(41)的一侧构成有一铣平面(3411)。

9、根据权利要求3所述的高压隔离开关与真空接触器及高压柜门的联锁机构，其特征在于所述的连锁杆(36)的形状为L形。

Images