CN101651061A - 一种带有手动隔离开关的电动真空隔离换相开关 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带有手动隔离开关的电动真空隔离换相开关，包括一个安装在框架上的两组开关单元及其进出线排，每一组开关单元包括三个真空管组，每一组开关单元通过其电磁操作装置以实现真空管内动静触头的通断，从而使电路通断和相序的转换；所述的真空隔离换相开关还包括一个安装在框架上的一组手动隔离开关，所述的手动隔离开关包括一个手动隔离操作装置和三组隔离动静触头组及其进出线排，用于当真空管内部触头粘连或其他异常时分断电路。本发明的有益效果：电动分断和换向、手动安全隔离，操作简单、性能稳定、可靠性高、维修极少、更换方便。

Description

一种带有手动隔离开关的电动真空隔离换相开关

技术领域

本发明涉及一种开关装置，尤其涉及一种带有手动隔离开关的电动真空隔离换相开关。

背景技术

现有的矿用隔离换相开关主要有两种形式：一种是空气式的隔离换相开关；另一种是真空式的隔离换相开关。其中：空气式的隔离换相开关分断能力较差，一般只能分断3倍额定电流，且分段时产生很大的电弧，安全性较差，触头易烧损，寿命较短；而真空式的隔离换相开关的触头是在真空状态下工作，分断电流大，真空管外部无电弧，真空管内部电弧小，触头不易烧损，寿命较长，真空式的隔离换相开关因上述的优点，在市场上逐步取代空气式的隔离换相开关的应用，但国内现有真空隔离换相开关一般是采取手动操作机械结构来实现分断的目的，其机械结构复杂，分断能力仅能达到6倍额定电流，且无明显断点，真空管内部触头粘连后无分断能力，安全性较差；如：中国专利：一种真空隔离换向开关(ZL01275975.9)。随着矿用设备额定电压的提高和人们对矿用设备安全性要求的提高，现有的真空隔离换相开关已不能满足需求。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足之处，提供一种带有手动隔离开关的电动真空隔离换相开关，不仅采用电动的方式实现分断，而且带有手动隔离开关，整个开关结构设计紧凑，合理，解决现有技术中的真空隔离换相开关采取手动操作机械结构来实现分断的目的，机械结构复杂，分断能力低，且无明显断点，真空管内部触头粘连后无分断能力，安全性较差的问题。

本发明是通过以下技术方案达到上述目的：一种带有手动隔离开关的电动真空隔离换相开关，包括一个安装在框架上的两组开关单元及其进出线排，每一组开关单元包括三个真空管组，每一组开关单元通过其电磁操作装置以实现真空管内动静触头的通断，从而使电路通断和相序的转换；所述的真空隔离换相开关还包括一个安装在框架上的一组手动隔离开关，所述的手动隔离开关包括一个手动隔离操作装置和三组隔离动静触头组及其进出线排，用于当真空管内部触头粘连或其他异常时分断电路。

作为优选，手动隔离操作装置包括扇形齿轮轴，直角齿条，推块，拨块，拨块轴，连杆机构，隔离动触头方轴，复位拉簧I；其中：扇形齿轮轴与直角齿条啮合，推块固定在直角齿条上端，拨块契合在推块内，拨块上的拨块轴固定在框架上，拨块的下端与连杆机构固定连接，隔离动触头方轴固定在连杆机构的末端上，隔离动触头方轴另一端相连着隔离动触头，隔离动触头方轴用于实现三组隔离动静触头分断或闭合，复位拉簧I与连杆机构固定连接。

作为优选，所述的连杆机构包括摇杆，连杆，板片，其中：摇杆与连杆活动连接，连杆与拨块的下端固定连接，连杆与板片活动连接，隔离动触头方轴固定在板片上。

作为优选，所述的电磁操作装置包括电磁铁，推板连接柄，推板，动触头拉杆，复位弹簧II；其中电磁铁通电后吸合推板连接柄，推板连接柄与推板固定连接，推板的端部与动触头拉杆一端固定连接，推板的转动带动动触头拉杆实现电路的接通断，复位弹簧II一端固定在电磁铁框架上，另一端与推板连接柄固定连接，复位弹簧II用于分断动静触头。

作为优选，还包括有正相合闸辅助触点，反相合闸辅助触点；推板动作时带动辅助触点压板I或辅助触点压板II转动，使正相合闸辅助触点或反相合闸辅助触点接通或分断。

作为优选，手动隔离开关还包括隔离辅助触点，推块动作时带动辅助触点推板上下移动，使辅助触点接通或分断。

作为优选，手动隔离开关的动静触头上设有消弧罩，消弧罩内设有栅片。

本发明的有益效果：采用电动的方式实现分断，整个开关结构设计紧凑，合理，解决现有技术中的真空隔离换相开关采取手动操作机械结构来实现分断的目的，机械结构复杂，分断能力低的问题，而且带有手动隔离开关同时解决了现有技术中无明显断点，真空管内部触头粘连后无分断能力，安全性较差的问题。这种机械结构实现了正相合闸和正相合闸辅助触点Z1常闭接点打开是由同一机械动作完成，设计得非常巧妙，这样极大地提高了换向开关电路的安全性，而且整个开关电路结构设计紧凑，合理，加工方便，结构简单、额定电压为3300伏、额定电流为630安、电动分断和换向、手动安全隔离，操作简单、性能稳定、可靠性高、维修极少、更换方便、控制电压可在+115％～75％条件下正常工作。

附图说明

图1是带有手动隔离开关的电动真空隔离换相开关的立体结构示意图；

图2是图1的主视图；

图3是图1的俯视图；

图4是图3的A-A剖视图；

图5是手动隔离开关闭合时的手动隔离操作装置的结构示意图；

图6是图5的B向局部视图；

图7是手动隔离开关断开时的手动隔离操作装置的结构示意图；

图8是手动隔离开关闭合时的动静触头的结构示意图；

图9是手动隔离开关断开时的动静触头的结构示意图；

图10是正相合闸辅助触点，反相合闸辅助触点的结构示意图；

图11是带有手动隔离开关的电动真空隔离换相开关的电路原理图。

图中：旋转开关-1，盖板--2，消弧罩--3，栅片-4，真空管进出线排--5，框架-6，隔离静触头组--7，辅助触点压板II8，反相合闸辅助触点-9，底座-10，隔离动触头方轴-11，手动隔离开关进出线排--12，真空管-13，推板连接柄-14，缓冲弹簧-15，动触头拉杆-16，推板-17，电磁铁-18，复位弹簧II-19，摇杆-20，拨块轴-21，拨块--22，推块--23，连杆轴III-24，连杆--25，辅助触点推板--26，隔离辅助触点--27，板片-28，连接点-29，复位拉簧I-30，连杆轴II-31，连杆轴I-32，直角齿条-33，扇形齿轮轴-34，隔离动触头--35、正相合闸辅助触点--36，辅助触点压板I-37；

具体实施方式

下面结合附图通过实施例对本发明作进一步阐述：

实施例1：如图1所示，一种带有手动隔离开关的电动真空隔离换相开关，包括一个安装在框架6上的两组开关单元及真空管进出线排5，每一组开关单元包括三个真空管13组，每一组开关单元通过其电磁操作装置以实现真空管13内动静触头的通断，从而使电路通断和相序的转换；所述的真空隔离换相开关还包括一个安装在框架6上的一组手动隔离开关，所述的手动隔离开关包括一个手动隔离操作装置和三组隔离动静触头组35、7及其进出线排12，用于当真空管13内部触头粘连或其他异常时分断电路，实现明显断点。整个开关安装在底座10上，框架6上盖设有盖板2。

如图3、图4所示，所述的电磁操作机构包括电磁铁18，推板连接柄14，推板17，动触头拉杆16，复位弹簧II19；其中电磁铁18通电后吸合推板连接柄14，推板连接柄14与推板17固定连接，推板17的端部与动触头拉杆16一端固定连接，推板17的转动带动动触头拉杆16实现电路的接通断，动触头拉杆16穿设在缓冲弹簧15之中，复位弹簧II19一端固定在电磁铁框架上，另一端与推板连接柄14固定连接，复位弹簧II19用于分断动静触头，接通不同的开关单元，实现不同的相序。

如图10所示，电动真空隔离换相开关还包括有正相合闸辅助触点36，反相合闸辅助触点39；推板17动作时带动辅助触点压板I37或辅助触点压板II38转动，使正相合闸辅助触点36或反相合闸辅助触点39接通或分断。

如图2、图5、图6、图7、图8、图9所示，手动隔离操作装置包括扇形齿轮轴34，直角齿条33，推块23，拨块22，拨块轴21，连杆机构，隔离动触头方轴11，复位拉簧I30；其中：扇形齿轮轴34与直角齿条33啮合，推块23固定在直角齿条33上端，拨块22契合在推块23内，拨块22上的拨块轴21固定在框架6上，拨块22的下端与连杆机构固定连接，隔离动触头方轴11固定在连杆机构的板片28上，隔离动触头方轴11另一端相连着隔离动触头，隔离动触头方轴11用于实现三组隔离动静触头35分断或闭合，复位拉簧I30通过连接点29与连杆机构固定连接。

所述的连杆机构包括摇杆20，连杆25，板片28，其中：摇杆20与连杆25通过连杆轴I32活动连接，连杆25通过连杆轴III24活动连接在框架上，连杆25与拨块22的下端固定连接，连杆25与板片28通过连杆轴II31活动连接，隔离动触头方轴11固定在板片28上。

转动旋转开关1，带动扇形齿轮轴34的转动，扇形齿轮轴34的转动带动直角齿条33上下移动，使固定在上面的推块23带动拨块22，拨块22又带动三连杆机构使隔离动触头方轴11转动一定角度，最终使安装在隔离动触头架上的三组动静触头分断或闭合；由于复位拉簧I30具有储能的作用，使分断过程在很短的时间内完成，实现明显断点，手动隔离开关的动静触头上设有消弧罩，设有消弧罩3，消弧罩3内设有栅片4，能实现带载分断。

手动隔离开关还包括隔离辅助触点27，推块23动作时带动辅助触点推板26上下移动，使辅助触点27接通或分断。

如图11所示，一种带有手动隔离开关的电动真空隔离换相开关的电路组成及工作原理如下：

一种带有手动隔离开关的电动真空隔离换相开关的电路，由正相合闸Z1、Z2、Z3真空管组，反相合闸F1、F2、F3真空管组，T控制变压器，RD1、RD2、RD3熔断器，DHK-Z/F正反相合闸搬键开关，DHK-Z1、DHK-F1正反相合闸辅助触点，DHK-Z、DHK-F正反相合闸线圈，G手动隔离开关组成，其中：G手动隔离开关与电源进线电连接，正相合闸Z1、Z2、Z3真空管组，反相合闸F1、F2、F3真空管组并联地与G手动隔离开关电连接，T控制变压器分别与正相合闸Z1、Z2、Z3真空管组，反相合闸F1、F2、F3真空管组连接，正相合闸主回路和反相合闸主回路分别与T控制变压器电连接，RD1、RD2、RD3熔断器与T控制变压器电连接，用于变压器原付边短路保护；正相合闸主回路由DHK-Z正相合闸搬键开关、DHK-F1反相合闸辅助触点、DHK-Z正相合闸线圈依次串联组成，反相合闸主回路由DHK-F反相合闸搬键开关、DHK-Z1正相合闸辅助触点、DHK-F反相合闸线圈依次串联组成。

各主要元器件作用

(DG手动隔离开关---用于分断主回路电源，并在真空管粘连时，它可以分断主电源，有双重保护。

(2)Z1、Z2、Z3真空管---用于正相合闸主回路接通。

(3)F1、F2、F3真空管---用于反相合闸主回路接通。

(4)T控制变压器------用于正反相合闸时，给合闸线圈提供220V电压

(5)RD1、RD2、RD3熔断器----用于变压器原付边短路保护。

(6)DHK-Z/F正反相合闸搬键开关---用于正反相合闸时的通路和断路。

(7)DHK-Z1、DHK-F1正反相合闸辅助触点----用于正反相合闸时的互闭锁，即当正相合闸时，正相合闸辅助触点Z1常闭接点打开，断开反相合闸回路防止，正相合闸后，反相在合闸。反相合闸同此。

(8)DHK-Z、DHK-F正反相合闸线圈------当DHK-Z/F搬键开关闭合后，220V送到正反相和闸线圈两端，线圈得电吸合，使真空管闭合。

电动(带手动)真空隔离换相开关工作原理：

以正相合闸为例：

合上正相合闸开关DHK-Z，此时正相合闸线圈得电吸合，如图4所示，其中电磁铁18通电后吸合推板连接柄14，推板连接柄14与推板17固定连接，推板17的端部与动触头拉杆16一端固定连接，推板17的转动带动动触头拉杆16实现电路的接通断，复位弹簧II19用于分断动静触头，Z1、Z2、Z3，3个真空管闭合正相合闸完成。负荷侧W、U、V线柱有电。推板17动作时带动辅助触点压板38一起转动，同时其辅助触点DHK-Z1打开，断开反相合闸线圈供电回路。

反之，按动另一只按钮，实现吸合线圈得电切换，切断原先导通电流的一组真空管，同样顺序完成另一组真空管电流导通，达到电动换相。

在本实施例所述的这种真空隔离换相开关中，正相合闸时，正相合闸开关DHK-Z，此时正相合闸线圈得电吸合，推板17的转动带动动触头拉杆16实现电路的接通断，推板17动作时同时带动辅助触点压板38一起转动，同时其辅助触点DHK-Z1打开，断开反相合闸线圈供电回路。这种机械结构实现了正相合闸和正相合闸辅助触点Z1常闭接点打开是由同一机械动作完成，设计得非常巧妙，这样极大地提高了换向开关电路的安全性，而且整个开关电路结构设计紧凑，合理，加工方便，使用简单。

手动隔离开关动作过程：

1、闭合手动隔离开关：

如图5、图6、图7、图8所示，逆时针旋转扇形齿轮轴40°，使与扇形齿轮轴啮合的直角齿条33下移，通过与直角齿条33固定连接的推块23推动拨块22顺时针转动，连杆机构通过死点，利用弹簧拉力使连杆自锁，使摇杆20顺逆时针转动20°带动与摇杆20相连的隔离动触头方轴11逆时针转动20°，隔离动触头方轴11另一端相连的隔离动触头逆时针转动20°，使动触头与定触头贴合，在预紧弹簧作用下使动触头压紧定触头导通电流，闭合完成。

2、开断手动隔离机构：

如图5、图6、图7、图9所示，顺时针旋转扇形齿轮轴40°，使与扇形齿轮轴啮合的直角齿条33上移，通过与直角齿条33固定连接的推块23推动拨块22逆时针转动，拨动四连杆克服自锁通过死点，在弹簧力的作用下，快速脱离死点位置，带动摇杆20顺时针转动20°，带动隔离动触头方轴11转动使动触头顺时针转动20°定触头，切断电流，开断完成。

以上的所述乃是本发明的具体实施例及所运用的技术原理，若依本发明的构想所作的改变，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，仍应属本发明的保护范围。

Claims (8)

1、一种带有手动隔离开关的电动真空隔离换相开关，包括一个安装在框架(6)上的两组开关单元及其进出线排(5)，每一组开关单元包括三个真空管(13)组，其特征在于，每一组开关单元通过其电磁操作装置以实现真空管(13)内动静触头的通断，从而使电路通断和相序的转换；所述的真空隔离换相开关还包括一个安装在框架(6)上的一组手动隔离开关，所述的手动隔离开关包括一个手动隔离操作装置和三组隔离动静触头组(35、7)及其进出线排(12)，用于当真空管(13)内部触头粘连或其他异常时分断电路。

2、根据权利要求1所述带有手动隔离开关的电动真空隔离换相开关，其特征在于，手动隔离操作装置包括扇形齿轮轴(34)，直角齿条(33)，推块(23)，拨块(22)，拨块轴(21)，连杆机构，隔离动触头方轴(11)，复位拉簧I(30)；其中：扇形齿轮轴(34)与直角齿条(33)啮合，推块(23)固定在直角齿条(33)上端，拨块(22)契合在推块(23)内，拨块(22)上的拨块轴(21)固定在框架(6)上，拨块(22)的下端与连杆机构固定连接，隔离动触头方轴(11)固定在连杆机构的末端上，隔离动触头方轴(11)另一端相连着隔离动触头，隔离动触头方轴(11)用于实现三组隔离动静触头(35)分断或闭合，复位拉簧I(30)与连杆机构固定连接。

3、根据权利要求2所述带有手动隔离开关的电动真空隔离换相开关，其特征在于所述的连杆机构包括摇杆(20)，连杆(25)，板片(28)，具中：摇杆(20)与连杆(25)活动连接，连杆(25)与拨块(22)的下端固定连接，连杆(25)与板片(28)活动连接，隔离动触头方轴(11)固定在板片(28)上。

4、根据权利要求1或2或3所述带有手动隔离开关的电动真空隔离换相开关，其特征在于，所述的电磁操作装置包括电磁铁(18)，推板连接柄(14)，推板(17)，动触头拉杆(16)，复位弹簧II(19)；其中电磁铁(18)通电后吸合推板连接柄(14)，推板连接柄(14)与推板(17)固定连接，推板(17)的端部与动触头拉杆(16)一端固定连接，推板(17)的转动带动动触头拉杆(16)实现电路的接通断，复位弹簧II(19)一端固定在电磁铁框架上，另一端与推板连接柄(14)固定连接，复位弹簧II(19)用于分断动静触头。

5、根据权利要求4所述带有手动隔离开关的电动真空隔离换相开关，其特征在于还包括有正相合闸辅助触点(36)，反相合闸辅助触点(39)；推板(17)动作时带动辅助触点压板I(37)或辅助触点压板II(38)转动，使正相合闸辅助触点(36)或反相合闸辅助触点(39)接通或分断。

6、根据权利要求2或3所述带有手动隔离开关的电动真空隔离换相开关，其特征在于手动隔离开关还包括隔离辅助触点(27)，推块(23)动作时带动辅助触点推板(26)上下移动，使辅助触点(27)接通或分断。

7、根据权利要求2所述带有手动隔离开关的电动真空隔离换相开关，其特征在于，手动隔离开关的动静触头(35、7)上设有消弧罩(3)，消弧罩(3)内设有栅片(4)。

8、根据权利要求6所述带有手动隔离开关的电动真空隔离换相开关，其特征在于，手动隔离开关的动静触头(35、7)上设有消弧罩(3)，消弧罩(3)内设有栅片(4)。

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