CN101777447A - 转换开关设备及其驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种转换开关设备及其驱动装置。该转换开关设备的驱动装置包括：初级驱动件和次级驱动件，其中初级驱动件通过预定耦接力与次级驱动件固定耦接并驱动次级驱动件以拨动开关手柄；以及机械联锁装置。机械联锁装置包括：第一止挡件，设置于初级驱动件上；第二止挡件，设置于次级驱动件上；第三止挡件，设置在初级驱动件上；以及锁定件。当初级驱动件和次级驱动件固定耦接时，可抵靠在第一止挡件和第二止挡件至少之一上，当次级驱动件被手柄开关阻挡而使初级驱动件和次级驱动件相对移动以解除固定耦接时，被驱动脱离与第一和第二止挡件的接触并被偏置移动来通过第三止挡件锁定初级驱动件。

Description

转换开关设备及其驱动装置

技术领域

本发明涉及一种转换开关设备及其驱动装置。

背景技术

双电源转换开关设备被广泛应用于许多场合，用于切换常用电源和备用电源的二路电源。例如，使用二路电源中的常用电源对重要负载(如电解铝的电解槽、食品冷库等)或紧急负载(如大型公共场所的照明、电梯、消防等)供电；在常用电源出现电力故障的情况下，则启动转换开关设备，将负载从常用电源转换到备用电源上，这样的备用电源例如为独立发电机或连接至另一变压器的电网电源。

双电源转换开关设备的机械联锁能有效地阻止二路电源的同时合闸，尤其当其中一路电源由于其执行开关的主触头熔焊而始终接通时阻止二路电源的同时接通。

目前，用于双电源转换开关设备上的机械联锁有二类。一类对两个断路器的执行开关的主触头的位置鉴别而实现机械联锁，另一类则是对两个执行开关的操作手柄的位置鉴别而实现联锁。前者由于直接鉴别主触头的位置而使联锁动作准确可靠，但其缺点有二：其一，在于对某些塑壳断路器由于其结构的原因无法适用；其次，该机械联锁装置占有空间比较大。后者则由于手柄位置与主触头位置的关联的局限性，联锁动作可能并不可靠。例如，当主触头熔焊时，理论上其手柄位置应在“分闸”位置较前的位置，但由于断路器的操作机构(主要是手柄)在转换开关设备的操作力下的变形或断裂，使得其位置与“分闸”较接近而变得无法区分，从而使机械联锁失效。

发明内容

针对常规的转换开关设备的上述技术问题，本发明的目的之一在于提供一种具有机械联锁装置的驱动装置以及具有该驱动装置的转换开关设备。

根据本发明的实施例，提供了一种转换开关设备。该转换开关设备包括：断路器；用于断路器的驱动装置，用于拨动断路器的开关手柄，驱动装置包括：初级驱动件和次级驱动件，其中初级驱动件通过预定耦接力与次级驱动件固定耦接并驱动次级驱动件以拨动开关手柄；以及机械联锁装置。机械联锁装置包括：第一止挡件，设置于初级驱动件上；第二止挡件，设置于次级驱动件上；第三止挡件，设置在初级驱动件上；以及锁定件。当初级驱动件和次级驱动件固定耦接时，可抵靠在第一止挡件和第二止挡件至少之一上，当次级驱动件被手柄开关阻挡而使初级驱动件和次级驱动件相对移动以解除固定耦接时，被驱动脱离与第一和第二止挡件的接触并被偏置移动来通过第三止挡件锁定初级驱动件。

根据本发明的实施例，优选地，初级驱动件和次级驱动件之间通过弹簧或磁体以预定弹力或磁力固定耦接。

根据本发明的实施例，优选地，当初级驱动件和次级驱动件解除固定耦接并脱离与第一和第二止挡件的接触时，锁定件被驱动以抵靠在第三止挡件上从而锁定初级驱动件。

根据本发明的实施例，优选地，初级驱动件为初级操作叉，且次级驱动件为次级操作叉，初级操作叉与次级操作叉之间通过预定耦接力固定耦接。

根据本发明的实施例，优选地，初级驱动件包括驱动盘和初级操作叉，初级操作叉与次级操作叉之间通过预定耦接力固定耦接，驱动盘驱动初级操作叉且第一止挡件设置在初级操作叉上。

根据本发明的实施例，优选地，第三止挡件设置在驱动盘上。

根据本发明的实施例，优选地，第三止挡件设置在初级操作叉上。

根据本发明的实施例，优选地，转换开关设备还包括脱扣凸起，脱扣凸起设置在驱动盘上。当断路器处于合闸状态时，脱扣凸起抵靠锁定件上从而使锁定件脱离与第一和第二止挡件的接触。

根据本发明的实施例，优选地，初级驱动件包括驱动盘和初级操作叉，初级操作叉与次级操作叉之间通过预定耦接力固定耦接，其中，驱动盘驱动初级操作叉，第一止挡件和第三止挡件设置在驱动盘上。

根据本发明的实施例，优选地，第一和第三止挡件为同一止挡件。

根据本发明的实施例，优选地，当断路器处于熔焊状态时，操作驱动装置将触发锁定装置。

根据本发明的实施例，优选地，锁定件由一弹簧提供偏置力来抵靠在第一或第二止挡件上。

根据本发明的实施例，提供了一种驱动装置。该驱动装置包括：初级驱动件和次级驱动件，其中初级驱动件通过预定耦接力与次级驱动件固定耦接并驱动次级驱动件以拨动一开关手柄；以及机械联锁装置。机械联锁装置包括：第一止挡件，设置于初级驱动件上；第二止挡件，设置于次级驱动件上；第三止挡件，设置在初级驱动件上；以及锁定件。当初级驱动件和次级驱动件固定耦接时，可抵靠在第一止挡件和第二止挡件至少之一上，当次级驱动件被手柄开关阻挡而使初级驱动件和次级驱动件相对移动以解除固定耦接时，被驱动脱离与第一和第二止挡件的接触并被偏置移动来通过第三止挡件锁定初级驱动件。

根据本发明的实施例，优选地，初级驱动件和次级驱动件之间通过弹簧或磁体以预定弹力或磁力固定耦接。

根据本发明的实施例，优选地，当初级驱动件和次级驱动件解除彼此间的固定耦接并脱离与第一和第二止挡件的接触时，锁定件被驱动以抵靠在第三止挡件上从而锁定初级驱动件。

根据本发明的实施例，优选地，初级驱动件包括驱动盘和初级操作叉，初级操作叉与次级操作叉之间通过预定耦接力固定耦接，驱动盘驱动初级操作叉且第一止挡件设置在初级操作叉上。

根据本发明的实施例，优选地，初级驱动件包括驱动盘和初级操作叉，初级操作叉与次级操作叉之间通过预定耦接力固定耦接，其中，驱动盘驱动初级操作叉，第一止挡件和第三止挡件设置在驱动盘上。

本发明的实施中，通过对作用在断路器手柄上操作力及其位置进行鉴别来实现双电源转换开关设备的机械联锁，动作可靠性高，占用空间小。

附图说明

通过以下结合附图对本实用新型的实施例的描述，本实用新型的上述和/或其他方面和优点将变得更清楚并更容易理解，其中：

图1示出了根据本发明第一实施例的转换开关设备的俯视图。

图2示出了根据本发明第一实施例的转换开关设备的立体图。

图3A示出了本发明第一实施例中的操作叉与驱动盘之间的关系的示意图。

图3B示出了本发明第一实施例中的操作叉的示意图。

图4示出了根据本发明第一实施例的转换开关设备处于正常工作状态的示意图。

图5示出了根据本发明第一实施例的转换开关设备处于机械联锁触发而被锁定的状态下的示意图。

图6示出了根据本发明第二实施例的转换开关设备的立体图。

图7A和7B示出了根据本发明第二实施例的转换开关设备处于正常工作状态的示意图。

图8A示出了根据本发明第二实施例的转换开关设备机械联锁即将被触发的状态下的示意图。

图8B示出了根据本发明第二实施例的转换开关设备处于机械联锁触发而被锁定的状态下的示意图。

图9A～9C示出了本发明第二实施例中操作叉的示意图。

图10示出了根据本发明第三实施例的转换开关设备的俯视图。

图11A示出了根据本发明第三实施例的转换开关设备处于正常工作状态的示意图。

图11B示出了根据本发明第三实施例的转换开关设备处于机械联锁触发而被锁定的状态下的示意图。

具体实施方式

下面将根据优选实施例对本发明进行更详细地说明。在附图中，相同的元件以相同或相似的附图标记指代。这些附图和相关的描述仅仅是说明性的而非限制性的。具有相似的结构并基于相同原理工作的装置落入本发明的保护范围之内。在本说明中，不同处提到的“另一个实施例”并非一定指代同一个实施例。

根据本发明实施例的转换开关设备可以包括两台断路器、用于断路器的驱动装置以及控制器等部件。两台断路器分别连接在两路电源线路上，例如常用电源和备用电源。驱动装置通过手动或在控制器的控制下通过电动实现两台断路器的合闸与分闸之间的切换。

下面将结合附图对根据本发明实施例的示范性的转换开关设备及其驱动装置进行详细的说明。

第一实施例

图1示出了根据本发明第一实施例的转换开关设备100的俯视图，图2示出了根据本发明第一实施例的转换开关设备100的立体图。在实际使用中，该转换开关设备100还可以具有例如塑料模制的外壳等以将断路器、驱动装置等部件收纳于其中以提供机械、电气保护等。这里为了便于说明的需要，图中并没有示出外壳等部件。

如图1和图2所示，该转换开关设备100包括在左右两端并排设置的两台断路器108，该断路器108例如是施耐德电气公司制造的Compact NS断路器。对于每台断路器108设置有用于断路器的驱动装置以实现分闸和合闸的切换操作，并通过用于两台断路器的驱动装置间的机械互锁使得仅可能有一台断路器处于合闸。

实现驱动装置之间的机械互锁机构的具体结构以及操作例如可以参见本申请人的中国实用新型专利申请200820008486.3或200820008485.9。本发明的转换开关设备的机械互锁机构并不限于上述具体示例，例如还可以是中国实用新型专利申请200610027731.0、200410100862.8、02230503.3、02220660.4或00205716.6等所公开的转换开关设备的机械互锁机构。上述驱动装置具有设置在驱动轴上的驱动盘以及分别用于驱动断路器的左右操作叉，驱动盘带动操作叉进而操作断路器的开关手柄，且通过驱动盘和左右操作叉的相互作用以实现机械互锁。当然，用于每个断路器的驱动装置也可以单独设置而不一定要进行互锁，则此时设置在转换开关设备中间的驱动盘不是必须的。

第一实施例的转换开关设备100包括设置在面板中部的驱动轴101和套在主轴101上的驱动盘102。驱动轴101可以被电动或者手动旋转以带动驱动盘102旋转。在设备100的每侧设置有操作叉110。操作叉110在驱动盘102的驱动之下操作设置在其下方的各个断路器108的手柄开关109(图2)，并且例如可通过上述专利文献中的驱动装置之间的机械互锁结构实现互锁。

参见图3A和3B，操作叉110包括在下的初级操作叉111和在上的次级操作叉112，二者通过转轴115彼此重叠并使用弹簧113耦接在一起。初级操作叉111和次级操作叉112彼此间可绕轴115相对转动。转轴114设置来穿过次级操作叉112但是设置在初级操作叉111之外。整体上而言，操作叉110被驱动时绕转轴114旋转。初级操作叉111和次级操作叉112在面向驱动盘102的端部各自具有一个突出部，可以分别被驱动盘102上的销103驱动而转动。驱动盘102包括上层1021和下层1022，用于驱动操作叉的销103设置在下层1022上。

初级操作叉111被驱动盘102直接驱动时，通过弹簧113的作用力带动次级操作叉112绕转轴114旋转转动。将弹簧113的特性设置来使得其在正常操作操作叉110时其变形很小，也就是说，弹簧113变形很小(或小于预设值)即可提供正常操作下所需要的操作力，这时将初级操作叉111和次级操作叉112间视为“固定耦接”。

参见图3B以及图2所示，初级操作叉111和次级操作叉112分别具有一个向下突出延伸的拨片118和119，断路器108的手柄开关109被夹置在拨片118和119之间。当操作叉110转动时，手柄开关109可分别被拨片118和119推动相应地在两个相反的方向上移动以切换断路器108的工作状态。

断路器108例如可以具有分闸、熔焊、脱扣以及合闸四个状态，在这四个状态时手柄开关109处于图面上垂直方向上的不同位置。例如，对于图1中断路器108而言，当手柄开关109处于最上侧时对应于合闸位置，处于最下侧时对应于分闸位置，从合闸位置和分闸位置之间从上至下分别为脱扣位置和熔焊位置。断路器可能由于过载、短路、欠压而脱扣，此时可以通过驱动装置将断路器复位。当断路器可能由于过载等导致主触头熔焊时，该断路器始终处于接通状态且其手柄开关的位置被固定，则此时如上所述需要在试图操作该断路器使其分闸并使另一台断路器合闸时将驱动装置锁定，防止同时将两台断路器接通。

请注意，在这里初级操作叉111和次级操作叉112是在该转换开关设备100向下侧运动进行分闸操作的状态下定义的，在该状态下，对于左侧的操作叉而言，驱动盘102顺时针旋转，操作叉111被销103直接驱动，由此被定义为“初级”的，而操作叉112间接被弹簧113带动，由此被定义为“次级”的；显然，当驱动盘102逆时针旋转带动左侧操作叉向上朝合闸位置移动时，操作叉112被销103直接驱动，因此改变为“初级”的，操作叉111则间接被弹簧113带动，因此改变为“次级”的。因为本发明是针对熔焊过程中向分闸位置操作过程中的机械联锁，因此仅针对前一种情况描述。另外，操作叉111和112之间二者的上下位置关系可以调换，而不限于图中所示。

下面将详细介绍在转换开关设备100的驱动装置中所设置的用于例如当断路器的触头熔焊时对驱动装置进行锁定的机械联锁装置的结构。

该机械联锁装置包括设置在初级操作叉111上的第一止挡件121、设置在次级操作叉112上的第二止挡件122、设置在驱动盘102(上层1021)上的第三止挡件123和与该第一至第三止挡件配合工作的锁定件131。该第一至第三止挡件均形成为向上突出的凸片或凸块。锁定件131呈板状，其上设置有转轴132，并被施加一偏置力以绕转轴132旋转。锁定件131具有突出的前端133，该前端133例如是弧形的并在偏置力的作用下可抵靠在第一止挡件121和第二止挡件122中至少一个上。锁定件131的后端134可以在偏置力的作用下与驱动盘102上的第三止挡件123干涉从而阻挡驱动盘102向某个方向的旋转。该偏置力例如可以通过一弹簧(未示出)施加在锁定件131上使其绕转轴132旋转。

下面结合上述驱动装置及其机械联锁装置的操作描述各个部件之间在不同工作状态下的位置配合关系。

图4示出了转换开关设备100处于正常工作状态下左侧的驱动装置的示意图。在正常工作状态，断路器既非处于脱扣也非处于主触头熔焊状态，此时锁定件131的前端133由于偏置力作用抵靠在第一止挡件121和第二止挡件122中至少一个上。在图4中，锁定件131的前端133同时抵靠在第一止挡件121和第二止挡件122上，此后，如果操作叉110绕转轴114逆时针继续旋转将左侧断路器的手柄开关109推向分闸位置，则前端133将仅抵靠在第二止挡件122上；如果操作叉110绕转轴114顺时针继续旋转将左侧断路器的手柄开关109向合闸位置推动，则前端133将仅抵靠在第一止挡件121上。正常工作状态下，第一止挡件121和第二止挡件122之间的距离小于弧形前端133的弧面的长度，从而保证前端133可以顺利在第一止挡件121和第二止挡件122上移动、切换而不陷入二者间的空隙之中。锁定件131同时抵靠在第一和第二止挡件上是一个过渡状态以阻止锁定的触发。

图5示出了当左侧断路器处于熔焊状态且左侧驱动装置的锁定被触发时的示意图。当断路器处于熔焊状态时，手柄开关109处于熔焊位置且被固结，当驱动盘102顺时针旋转使操作叉110逆时针旋转以希望将手柄开关109向下向分闸位置推动时，次级操作叉112的拨片119抵靠在手柄开关109上来推动手柄开关，初级操作叉111的拨片118则位于手柄开关109的另一侧并不受力。与此同时，锁定件131的位置设定来使得其前端133已与第二止挡件122脱离接触而仅抵靠在第一止挡件121上，优选地，锁定件的前端133刚脱离第二止挡件122而仅以很小部分弧面抵靠在第一止挡件121上。由于手柄开关109被固结，则拨片119并不能推动手柄开关109，此时如果强行操作，则初级操作叉111和次级操作叉112之间的弹簧113受力增加而被拉开导致转换开关设备100的操作力大幅增加，且弹簧113的拉开使得初级操作叉111和次级操作叉112之间开始显著地相对旋转，即解除了二者之间的“固定耦接”。次级操作叉112由于其拨片119抵靠在手柄开关109上从而位置变动很小，初级操作叉111在驱动盘102的驱动下继续绕轴115逆时针旋转，使得第一止挡件121与第二止挡件122之间的距离增加。当该距离增加量大于强行操作之前锁定件131的前端抵靠在第一止挡件121上的弧面长度时，则第一止挡件121将脱离锁定件131的前端133。此时由于锁定件131的前端133不再受阻，所以锁定件133在偏置力的作用下绕转轴132逆时针旋转，使得其尾部135翘起而抵靠在驱动盘102上的第三止挡件123上，驱动盘102被阻挡，不能进一步顺时针旋转，由此实现了机械联锁的功能。当如此机械锁定之后，接下来需要人工干预进行相应操作其转换开关设备恢复正常。

由上可以看出，为了实现对转换开关设备100在熔焊状态下的机械联锁，当操作叉112转动到熔焊位置时，第二止挡件122与锁定件131已经或立即将要脱离接触，因此第二止挡件122的位置可用于“标定”熔焊时操作手柄的位置；第二止挡件122基本不动而第一止挡件121继续旋转一定距离后，锁定件131脱离与第一和第二止挡件的接触，并在偏置力的作用下旋转触发锁定操作，则该继续旋转触发锁定操作的距离由弹簧113的特性以及希望的操作力决定，因此第二止挡件122可用于在弹簧113的配合下“标定”操作力的大小。由此观之，在第一实施例中，可同时通过手柄开关上的操作力及其位置的鉴别来实现转换开关设备的机械联锁，因此与传统转换开关设备相比可靠性更高。

此外，在本实施例的转换开关设备100中，在驱动盘102上还设置有脱扣凸起104，其与锁定件131彼此配合实现脱扣指示。如图1所示，当左侧断路器处于合闸状态时，脱扣凸起104抵靠在锁定件131的背侧135上推动锁定件131绕转轴132顺时针旋转，则前端133与第一和第二止挡件都脱离接触但并不触发机械联锁。这样，当左侧断路器脱扣时，由于断路器的开关手柄将到达脱扣位置从而带动驱动盘102使得脱扣凸起104不再抵靠在锁定件131上，从而实现脱扣指示。

虽然在该第一实施例中，第三止挡件123设置在驱动盘102上以在触发机械联锁时与锁定件131配合阻止驱动盘的进一步旋转，但是该第三止挡件123也可以设置在初级操作叉111上以阻止初级操作叉111的进一步旋转从而间接地实现阻止对断路器的进一步操作以及阻止驱动盘102的旋转对另一断路器的操作。

驱动盘102无需设置来包括上层1021和下层1022的组合，而可以仅包括一层，销103与止挡件123、脱扣凸起104等可以分别设置该一层的两个表面或同一个表面上。

第二实施例

图6示出了根据本发明第二实施例的转换开关设备200的立体图。与第一实施例的转换开关设备100相同，该转换开关设备200包括在左右两端并排设置的两台断路器208，每台断路器208具有手柄开关209。驱动轴201设置在面板中部，驱动盘202则套在主轴201上。

在设备200的驱动轴201的每侧设置有操作叉210。图9A示出了右侧操作叉210的示意图。操作叉210包括通过转轴215彼此间可相互转动地重叠且通过弹簧213耦接在一起的初级操作叉211和次级操作叉212。初级操作叉211在朝着驱动盘202的端部具有两个突起，可以被驱动盘202直接驱动从而可绕穿过初级操作叉211的转轴214旋转，然后通过弹簧213的作用力带动次级操作叉212转动。同样，将弹簧213的特性设置来使得其在正常操作操作叉210时变形很小。初级操作叉211和次级操作叉212分别具有一个向下突出延伸的拨片218和219，断路器208的手柄开关209被夹置在拨片218和219之间从而可以分别在两个方向上被推动。另外，初级操作叉211和次级操作叉212之间还可以通过弹簧220耦接。选择弹簧213的特性使得其具有很大的操作力，例如超过150牛顿(N)。弹簧220不是必须的，其可设置来提供较小的辅助操作力，例如30～40牛顿。

参见图9B和9C，其中为了示出次级操作叉212下的结构，将次级操作叉212部分切除。如图所示，滑块217嵌入在初级操作叉211上的一个开口229中并可在该开口229中滑动，该滑块217在一端与弹簧213连接，在另一端设置有销216，销216还固定在次级操作叉212上。在正常工作状态时，销216可与滑块217的外侧端部之间具有小的间隙。当图9B所示的右侧操作叉被驱动绕转轴214顺时针旋转时，次级操作叉212的拨片219推导手柄开关而受力，从而具有绕转轴215逆时针旋转的趋势，但是由于销216通过滑块217抵靠在弹簧213上而使得初级操作叉211和次级操作叉212能够以“固定耦接”的方式旋转。当拨片219所受到的操作力太大时，如图9C所示，销216将弹簧213压缩了距离a，从而次级操作叉212相对于初级操作叉211开始逆时针旋转，此时二者之间的“固定耦接”被解除。

下面将详细介绍在转换开关设备200的驱动装置中所设置的用于例如当断路器的触头熔焊时对驱动装置进行锁定的机械联锁装置的结构。

该机械联锁装置包括设置在驱动盘202上的第一止挡件221、设置在次级操作叉212上的第二止挡件222和与该第一和第二止挡件配合工作的锁定件231。该第一和第二止挡件都形成为向上突出的凸片，且第一止挡件221包括圆弧形侧面225和水平侧面226，二者以一条侧边相交。锁定件231呈板状并被施加一朝向主轴201方向的偏置力。锁定件231具有朝前突出的前端233，前端233具有与第一止挡件221的侧面225相应的圆弧形端面以及与第一止挡件212的水平侧面226相应的水平侧面。锁定件231还具有后端234，其垂直方向上的内侧面与第二止挡件222相应，并在该垂直方向上的内侧面的下部具有一个凹口235。锁定件231可在偏置力的作用下抵靠在第一止挡件221和第二止挡件222中至少一个上。该偏置力例如可以通过一弹簧(未示出)而施加在锁定件231上使其朝向主轴201水平移动。

下面结合上述驱动装置及其机械联锁装置的操作描述各个部件之间在不同工作状态下的位置配合关系。

图7A和7B示出了转换开关设备200处于正常工作状态下右侧的驱动装置的示意图。在正常工作状态下，锁定件231由于偏置力的作用抵靠在第一止挡件221和第二止挡件222中至少一个上。在图7A中，锁定件231的前端233抵靠在第一止挡件221上，同时后端234抵靠在第二止挡件212上。此后，如果操作叉210绕转轴214顺时针继续旋转将右侧断路器的手柄开关209推向分闸位置时，则前端233由于驱动盘202逆时针旋转将继续抵靠在第一止挡件221上且彼此间配合的弧面更大，同时后端234与第二止挡件212之间由于凹口235而脱离接触；如果操作叉210绕转轴214逆时针继续旋转将右侧断路器的手柄开关209向合闸位置推动时，则前端233将由于驱动盘202的顺时针旋转将与第一止挡件221上脱离接触，而后端234则继续抵靠在向上移动的第二止挡件212上，如图7B所示。在正常操作的状态下，需要设置锁定件231、第一止挡件221和第二止挡件222的位置，而使得锁定件231在过渡过程中同时抵靠在第一和第二止挡件上以阻止锁定的触发。

图8A示出了当右侧断路器处于熔焊状态时右侧驱动装置的锁定被触发时的示意图。当断路器处于熔焊状态时，手柄开关209处于熔焊位置且被固结，当驱动盘202逆时针旋转使操作叉210顺时针旋转以希望将手柄开关209向下向分闸位置推动时，次级操作叉212的拨片219抵靠在手柄开关209上来推动手柄开关，与此同时锁定件231的位置设定来使得其前端233尚距第一止挡件221一段距离才能与之接触。由于手柄开关209被固结，则拨片219不能推动手柄开关209。此时，如果强行操作，驱动盘202继续逆时针略微旋转但仍不使锁定件231的前端与第一止挡件221的弧形侧面225接触，但是初级操作叉211继续顺时针旋转，次级操作叉212的拨片219由于抵靠在手柄开关209上而不能移动，从而初级操作叉211的继续顺时针旋转使得次级操作叉212以拨片219为支点绕转轴215克服弹簧213的力逆时针旋转，并使“固定耦接”解除(同样参见图9C所示)。次级操作叉212的旋转使得销216开始压缩弹簧226，转换开关设备200的驱动装置的操作力开始大幅增加。同时，次级操作叉212的逆时针旋转使得第二止挡件222向下移动从而与锁定件的后端234脱离接触，由于锁定件231的前端仍未与第一止挡件221的弧形侧面225接触，所以锁定件231将在横向偏置力的作用下向左侧水平移动，使得前端233的水平侧面与第一止挡件221的水平侧面226相向，优选此时前端233的水平侧面与第一止挡件221的水平侧面226几乎接触，从而可阻止驱动盘202的继续逆时针旋转，实现了机械联锁的功能，如图8B所示。如此机械锁定之后，接下来需要人工干预进行相应操作其转换开关设备恢复正常。

由上的描述可以看出，在第二实施例中，设置在驱动盘上的第一止挡件221的弧形侧面和水平侧面分别实现了第一实施例中的第一止挡件和第三止挡件的功能。当然，在驱动盘上还可单独设置一个第三止挡件以用于与水平移动后的锁定件配合以阻挡驱动盘的旋转。

当操作叉212转动到熔焊位置并继续旋转一间隙时，第二止挡件222与锁定件231脱离接触而第一止挡件221将要与锁定件231接触，因此第二止挡件222的位置可用于“标定”熔焊时操作手柄的位置；第二止挡件222逆时针旋转而压迫弹簧226因此大幅增加操作力。因此，在第二实施例中，可同时通过手柄开关上的操作力及其位置的鉴别来实现转换开关设备的机械联锁，因此与传统转换开关设备相比可靠性更高。

当销216与滑块217的外侧端部之间具有间隙且设置有弹簧220时，如果次级操作叉212受力具有相对初级操作叉211转动的趋势，则将首先拉动弹簧220，由弹簧220来保证正常操作状态下的“固定耦接”。当次级操作叉212旋转到一定程度使得销216抵靠在滑块217的外侧端部而开始压缩弹簧213时，需要的操作力不再线性变化而是具有一个突变，由此可以进一步鉴别熔焊产生与否。

第三实施例

图10示出了根据本发明第三实施例的转换开关设备300的俯视图。与第一实施例的转换开关设备100相同，该转换开关设备300包括左右并排设置的两台断路器。驱动轴301设置在面板中部，驱动盘302套在主轴301上。在设备300的每侧设置有操作叉310，操作叉310包括通过转轴314彼此间可相互转动地重叠且通过弹簧313耦接在一起的初级操作叉311和次级操作叉312。初级操作叉311被驱动盘302直接驱动从而可以绕转轴314旋转，并且通过弹簧313的作用带动次级操作叉312转动。同样，弹簧313的特性设置来使得其在正常操作操作叉310时变形很小。初级操作叉311和次级操作叉312分别具有一个向下突出延伸的拨片，断路器的手柄开关被夹置在拨片之间从而可以在两个方向上被推动。这里与第一实施例类似，“初级”和“次级”是相对于向分闸操作时操作叉311和操作叉311与驱动盘302以及弹簧313的关系而定义的。

下面将详细介绍在转换开关设备300的驱动装置中所设置的用于例如当断路器的触头熔焊时对驱动装置进行锁定的机械联锁装置的结构。

该机械联锁装置包括设置在初级操作叉311上的第一止挡件321、设置在次级操作叉312上的第二止挡件322、设置在驱动盘302上的第三止挡件323和与该第一至第三止挡件配合工作的锁定件331。该第一和第二止挡件都是小的轴承，而第三止挡件形成为凸块。锁定件331呈板状，其上设置有转轴332，并被施加一偏置力以绕转轴332顺时针旋转。锁定件331可分别抵靠在第一止挡件321和第二止挡件322中至少一个上的弧形面333和334，弧形面333和334之间具有凹口335。锁定件331的后端334绕过转轴332一直延伸到转盘302的上方，可以在偏置力的作用下与驱动盘302上的第三止挡件323干涉从而阻挡驱动盘向某个方向的旋转。该偏置力例如可以通过一弹簧(未示出)而施加在锁定件331上使其绕转轴332旋转。

下面结合上述驱动装置及其机械联锁装置的操作描述各个部件之间在不同工作状态下的位置配合关系。

图11A示出了转换开关设备300处于正常工作状态下左侧的驱动装置的示意图。在正常工作状态，锁定件331的弧形面333和334之一由于偏置力作用相应地抵靠在第一止挡件321和第二止挡件322中之一上。锁定件331的弧形面333同时抵靠在第一和第二止挡件上时则处于过渡状态以阻止锁定的触发。

图11B示出了当左侧断路器处于熔焊状态时左侧驱动装置的锁定被触发时的示意图。与第一实施例类似地，当断路器处于熔焊状态时，手柄开关处于熔焊位置且被固结，当驱动盘302顺时针旋转使操作叉310逆时针旋转以希望将手柄开关向下向分闸位置推动时，次级操作叉312的拨片将抵靠在手柄开关上来推动手柄开关，而初级操作叉311的拨片则不受力，与此同时锁定件331的位置设定来使得第二止挡件322已与弧形面333脱离接触而未完全越过凹口335，优选地，第二止挡件332快要与弧形面334接触。由于手柄开关被固结，次级操作叉312不能推动熔焊的断路器的手柄开关，此时如果强行操作，则初级操作叉311和次级操作叉312之间的弹簧313受力将被拉开导致操作力大幅增加，且弹簧313的拉开使得初级操作叉311和次级操作叉312之间开始相对旋转，导致“固定耦接”解除。次级操作叉312由于其拨片抵靠在手柄开关上位置变动很小，初级操作叉311在驱动盘302的驱动下继续逆时针旋转，使得第一止挡件321与第二止挡件322之间的距离增加。当该距离增加量使第一止挡件321将脱离锁定件331的弧形面334，则此时由于第二止挡件322仍未与弧形面334接触，从而锁定件331不再受限，在偏置力的作用下绕转轴332顺时针旋转致使尾部335抵靠在驱动盘302上的第三止挡件323上，由此阻挡了驱动盘302的进一步顺时针旋转，实现了机械联锁的功能。当如此机械锁定之后，接下来需要人工干预进行相应操作其转换开关设备恢复正常。

同样，在实施例的转换开关设备300中，在驱动盘302上还设置有脱扣凸起304，其与锁定件331彼此配合实现脱扣指示。如图10所示，当左侧断路器处于合闸状态时，脱扣凸起304抵靠在锁定件331的尾部335上推动锁定件相应地逆时针旋转，使锁定件331的位置改变。这样，当左侧断路器脱扣时，由于断路器的手柄将到达脱扣位置从而带动驱动盘302则使得脱扣凸起304不再抵靠在锁定件331上，从而实现脱扣指示。

与第一和第二实施例类似，在第三实施例中，可同时通过手柄开关上的操作力及其位置的鉴别来实现转换开关设备的机械联锁，因此与传统转换开关设备相比可靠性更高。而且，第三止挡件323也可设置在初级操作叉311上从而锁定件331可以通过阻止初级操作叉311的继续转动来实现机械锁定的功能。

在本发明的实施例中，驱动盘和初级驱动叉的组合或初级驱动叉可以被称为初级驱动件，即被输入的驱动力直接操作的元件；次级驱动叉可以被称为次级驱动件，它通过预定耦接力与初级驱动件耦接且被初级驱动件驱动。而且，虽然在上述实施例中初级操驱动件和次级驱动件之间通过转轴而耦合在一起，但是这不是限制性的，只要使得主动驱动件带动次级驱动件，二者之间通过耦接力耦接并可相对移动，则本发明都可以适用。

在上述实施例中，预定耦接力通过弹簧来施加，也可以通过磁力、摩擦力等方式来施加。同样，施加在锁定件上的偏置力也通过除弹簧外的磁力等提供。在上述实施例中以转换开关设备为例进行了说明，但是这不是限制的，本发明的驱动装置还可以用于任何其他需要通过操作力鉴别手柄开关的某一状态并锁定该状态下的手柄开关的设备中。

在本发明的实施例中，具有上述机械联锁装置的驱动装置可以容易地通过传统的冲压、钣金、机械切削、模压等生产工艺实现。本发明的使用提高了双电源转换开关设备机械联锁的可靠性，在同等可靠的安全性能下减小了设备的体积和设备的成本。

Claims (17)

1.一种转换开关设备，包括：

断路器；

用于所述断路器的驱动装置，用于拨动所述断路器的开关手柄，所述驱动装置包括：

初级驱动件和次级驱动件，其中所述初级驱动件通过预定耦接力与所述次级驱动件固定耦接并驱动所述次级驱动件以拨动所述开关手柄；

以及

机械联锁装置，所述机械联锁装置包括：

第一止挡件，设置于所述初级驱动件上；

第二止挡件，设置于所述次级驱动件上；

第三止挡件，设置在所述初级驱动件上；以及

锁定件，当所述初级驱动件和次级驱动件固定耦接时，可抵靠在所述第一止挡件和所述第二止挡件至少之一上，当所述次级驱动件被所述手柄开关阻挡而使所述初级驱动件和次级驱动件相对移动以解除固定耦接时，被驱动脱离与所述第一和第二止挡件的接触并被偏置移动来通过所述第三止挡件锁定所述初级驱动件。

2.根据权利要求1的转换开关设备，其中，所述初级驱动件和次级驱动件之间通过弹簧或磁体以预定弹力或磁力固定耦接。

3.根据权利要求1的转换开关设备，其中，当所述初级驱动件和次级驱动件解除固定耦接并脱离与所述第一和第二止挡件的接触时，所述锁定件被驱动以抵靠在第三止挡件上从而锁定所述初级驱动件。

4.根据权利要求1的转换开关设备，其中，所述初级驱动件为初级操作叉，且所述次级驱动件为次级操作叉，所述初级操作叉与所述次级操作叉之间通过预定耦接力固定耦接。

5.根据权利要求1的转换开关设备，其中，所述初级驱动件包括驱动盘和初级操作叉，所述初级操作叉与所述次级操作叉之间通过预定耦接力固定耦接，所述驱动盘驱动所述初级操作叉且所述第一止挡件设置在所述初级操作叉上。

6.根据权利要求5的转换开关设备，其中，所述第三止挡件设置在所述驱动盘上。

7.根据权利要求5的转换开关设备，其中，所述第三止挡件设置在所述初级操作叉上。

8.根据权利要求5的转换开关设备，还包括脱扣凸起，所述脱扣凸起设置在所述驱动盘上，

其中，当所述断路器处于合闸状态时，所述脱扣凸起抵靠所述锁定件上从而使所述锁定件脱离与所述第一和第二止挡件的接触。

9.根据权利要求1的转换开关设备，其中，所述初级驱动件包括驱动盘和初级操作叉，所述初级操作叉与所述次级操作叉之间通过预定耦接力固定耦接，

其中，所述驱动盘驱动所述初级操作叉，所述第一止挡件和所述第三止挡件设置在所述驱动盘上。

10.根据权利要求9的转换开关设备，其中，所述第一和第三止挡件为同一止挡件。

11.根据权利要求1的转换开关设备，其中，当所述断路器处于熔焊状态时，操作所述驱动装置将触发所述锁定装置。

12.根据权利要求1的转换开关设备，其中，所述锁定件由一弹簧提供偏置力来抵靠在所述第一或第二止挡件上。

13.一种驱动装置，包括：

初级驱动件和次级驱动件，其中所述初级驱动件通过预定耦接力与所述次级驱动件固定耦接并驱动所述次级驱动件以拨动一开关手柄；以及

机械联锁装置，所述机械联锁装置包括：

第一止挡件，设置于所述初级驱动件上；

第二止挡件，设置于所述次级驱动件上；

第三止挡件，设置在所述初级驱动件上；以及

锁定件，当所述初级驱动件和次级驱动件固定耦接时，可抵靠在所述第一止挡件和所述第二止挡件至少之一上，当所述次级驱动件被所述手柄开关阻挡而使所述初级驱动件和次级驱动件相对移动以解除固定耦接时，被驱动脱离与所述第一和第二止挡件的接触并被偏置移动来通过所述第三止挡件锁定所述初级驱动件。

14.根据权利要求13的驱动装置，其中，所述初级驱动件和次级驱动件之间通过弹簧或磁体以预定弹力或磁力固定耦接。

15.根据权利要求13的驱动装置，其中，当所述初级驱动件和次级驱动件解除彼此间的固定耦接并脱离与所述第一和第二止挡件的接触时，所述锁定件被驱动以抵靠在所述第三止挡件上从而锁定所述初级驱动件。

16.根据权利要求13的转换开关设备，其中，所述初级驱动件包括驱动盘和初级操作叉，所述初级操作叉与所述次级操作叉之间通过预定耦接力固定耦接，所述驱动盘驱动所述初级操作叉且所述第一止挡件设置在所述初级操作叉上。

17.根据权利要求13的转换开关设备，其中，所述初级驱动件包括驱动盘和初级操作叉，所述初级操作叉与所述次级操作叉之间通过预定耦接力固定耦接，

其中，所述驱动盘驱动所述初级操作叉，所述第一止挡件和所述第三止挡件设置在所述驱动盘上。

Images