CN101814384A - 一种双电源开关及其中性线重叠转换方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双电源开关及其中性线重叠转换方法，该双电源开关的常用N相动触头组件包括分别固定和可转动地安装在常用驱动方轴上的常用驱动部和连接部；备用N相动触头组件包括分别固定和可转动地安装在备用驱动方轴上的备用驱动部和连接部；常用驱动部用于与备用连接部配合，驱动备用N相动触头组件的动触头与N相静触头电性接触，或者断开与N相静触头之间的电性接触；备用驱动部用于与常用连接部配合，驱动常用N相动触头组件的动触头断开与N相静触头之间的电性接触，或者与N相静触头电性接触。本发明所述双电源开关在转换过程中可以避免中性线“腾空”，有效保护了用电设备。

Description

一种双电源开关及其中性线重叠转换方法

技术领域

本发明涉及双电源开关领域，尤其涉及一种能实现中性线重叠的双电源开关。

背景技术

现有的双电源开关包括开关本体和控制所述开关本体的操作单元。所述开关本体一般均为三相四线制结构，该开关本体具有两根彼此平行设置的驱动方轴，分别为常用驱动方轴和备用驱动方轴，所述驱动方轴的转动，即开关本体的转换，由操作单元的电磁阀控制；如图1a至1c所示，所述开关本体具有四个常用电源接线端子，分别为常用A相接线端子A1、常用B相接线端子B1、常用C相接线端子C1和常用N相接线端子N1；所述开关本体具有四个备用电源接线端子，分别为备用A相接线端子A2、备用B相接线端子B2、备用C相接线端子C2和备用N相接线端子N2；所述开关本体具有四个负载接线端子，分别为负载A相接线端子A3、负载B相接线端子B3、负载C相接线端子C3和负载N相接线端子N3；所述开关本体具有四个分别与负载A相、B相、C相和N相接线端子一一对应电连接在一起的A相、B相、C相和N相静触头。

所述常用驱动方轴上固定安装有常用A相、B相、C相和N相动触头组件，如图1a所示，当所述常用驱动方轴正向转动到位时，所述常用A相、B相、C相和N相动触头组件的动触头分别对应与A相、B相、C相和N相静触头电性接触；如图1c所示，当所述常用驱动方轴反向转动到位时，所述常用A相、B相、C相和N相动触头组件的动触头分别对应断开与A相、B相、C相和N相静触头之间的电性接触；由上可知，所述常用A相、B相、C相和N相动触头组件的动触头受控于常用驱动方轴。

所述备用驱动方轴上固定安装有备用A相、B相、C相和N相动触头组件，如图1c所示，当所述备用驱动方轴正向转动到位时，所述备用A相、B相、C相和N相动触头组件的动触头分别对应与A相、B相、C相和N相静触头电性接触；如图1a所示，当所述备用驱动方轴反向转动到位时，所述备用A相、B相、C相和N相动触头组件的动触头分别对应断开与A相、B相、C相和N相静触头之间的电性接触；由上可知，所述备用A相、B相、C相和N相动触头组件受控于备用驱动方轴。

常用驱动方轴的正向转动定义为接通常用电源的方向，备用驱动方轴的正向转动定义为接通备用电源的方向，由于开关本体的静触头位于常用驱动方轴和备用驱动方轴之间，因此，所述常用驱动方轴的正向转动方向与备用驱动方轴的反向转动方向一致。

如图1b所示，当需要转换至备用供电状态时，所述四级动触头同步动作分别转接至备用A相连接端子A2、备用B相连接端子B2、备用C相连接端子C2和备用N相连接端子N2，因此，在切换过程中，负载N相连接端子N3有短暂的腾空现象。实际应用中，因断零产生的中性线漂移电压高达几十伏甚至上百伏，很可能造用电设备损害，比如直接导致服务器重启或烧坏等，存在重大的安全隐患。

发明内容

本发明的一个目的是为了解决上述双电源开关在转换过程中出现的中性线腾空现象，提供一种改进的双电源开关。

本发明所采用的技术方案为：一种双电源开关，包括开关本体，所述开关本体具有彼此平行设置的常用驱动方轴和备用驱动方轴，所述常用驱动方轴上安装有常用A、B、C和N相动触头组件；所述备用驱动方轴上安装有备用A、B、C和N相动触头组件；所述常用N相动触头组件包括固定安装在所述常用驱动方轴上的常用驱动部，以及可转动地安装在所述常用驱动方轴上的常用连接部，所述常用连接部上安装有所述常用N相动触头组件的动触头；所述备用N相动触头组件包括固定安装在所述备用驱动方轴上的备用驱动部，以及可转动地安装在所述备用驱动方轴上的备用连接部，所述备用连接部上安装有所述备用N相动触头组件的动触头；所述常用驱动部用于与备用连接部配合，驱动所述备用N相动触头组件的动触头在常用驱动方轴反向转动到位时与开关本体的N相静触头电性接触，在常用驱动方轴正向转动到位时断开与所述N相静触头之间的电性接触；所述备用驱动部用于与常用连接部配合，驱动所述常用N相动触头组件的动触头在备用驱动方轴正向转动到位时断开与所述N相静触头之间的电性接触，在所述备用驱动方轴反向转动到位时与所述N相静触头电性接触。

优选地，所述常用驱动部为常用固定齿摆，所述常用连接部为常用活动齿摆；所述备用驱动部为备用固定齿摆，所述备用连接部为备用活动齿摆；所述常用固定齿摆与备用活动齿摆之间通过一齿轮传动连接；所述备用固定齿摆与常用活动齿摆之间通过另一齿轮传动连接。

优选地，所述常用固定齿摆具有一卡块，所述常用活动齿摆具有一扇形孔；所述常用固定齿摆的卡块嵌入所述常用活动齿摆的扇形孔内；所述备用固定齿摆具有一所述卡块，所述备用活动齿摆具有一所述扇形孔；所述备用固定齿摆的卡块嵌入所述备用活动齿摆的扇形孔内。

优选地，所述常用N相动触头组件的动触头通过常用连杆安装在所述常用活动齿摆上；所述备用N相动触头组件的动触头通过备用连杆安装在所述备用活动齿摆上。

优选地，所述常用活动齿摆在两端分别通过所述常用固定齿摆和一常用轴套进行轴向定位；所述备活动齿摆在两端分别通过所述备用固定齿摆和一备用轴套进行轴向定位。

本发明的另一个目的是提供上述双电源开关的转换方法。

本发明所采用的技术方案为：

(1)当控制所述开关本体由常用电源供电状态转换为备用电源切换状态时，

第一步，控制所述常用驱动方轴反向转动，此时，所述常用A相、B相和C相动触头组件的动触头分别对应断开与开关本体的A相静触头、B相静触头和C相静触头之间的电性接触，而常用N相动触头组件的动触头继续保持与开关本体的N相静触头的电性接触关系；同时，所述备用N相动触头组件的动触头开始向所述N相静触头的方向转动，当所述常用驱动方轴转动到位时，所述备用N相动触头组件的动触头与所述N相静触头电性接触；

第二步，控制所述备用驱动方轴正向转动，此时，所述备用A相、B相和C相动触头组件的动触头分别向与各自对应的A相静触头、B相静触头和C相静触头方向转动，同时，所述常用N相动触头组件的动触头开始向远离所述N相静触头的方向转动，进而断开与所述N相静触头之间的电性接触；当所述备用驱动方轴转动到位时，所述备用A相、B相和C相动触头组件的动触头分别对应与A相静触头、B相静触头和C相静触头电性接触。

优选地，当控制所述开关本体由备用电源供电状态转换为常用电源切换状态时，

第一步，控制所述备用驱动方轴反向转动，此时，所述备用A相、B相和C相动触头组件的动触头分别对应断开与所述A相静触头、B相静触头和C相静触头之间的电性接触，而所述备用N相动触头组件的动触头继续保持与所述N相静触头的电性接触关系；同时，所述常用N相动触头组件的动触头开始向N相静触头的方向转动，当所述备用驱动方轴转动到位时，所述常用N相动触头组件的动触头与所述N相静触头电性接触；

第二步，控制所述常用驱动方轴正向转动，此时，所述常用A相、B相和C相动触头组件的动触头分别向与各自对应的所述A相静触头、B相静触头和C相静触头方向转动，同时，所述备用N相动触头组件的动触头开始向远离所述N相静触头的方向转动，进而断开与所述N相静触头之间的电性接触；当所述常用驱动方轴转动到位时，常用A相、B相和C相动触头组件的动触头分别对应与A相静触头、B相静触头和C相静触头电性接触。

本发明的有益效果为：本发明所述转换方法有效避免了双电源开关在转换过程中出现的中性线腾空现象，即负载N相连接端子腾空的现象，有效保护了用电设备。

附图说明

图1a、1b和1c分别为现有双电源开关处于常用电源工作状态下、转换状态下和处于备用电源工作状态下的连接关系原理示意图；

图2为本发明所述双电源开关的整体结构示意图；

图3示出了本发明所述双电源开关的内部结构；

图4为图3的侧视图；

图5a、5b和5c分别为本发明所述双电源开关处于常用电源工作状态下、转换状态下和处于备用电源工作状态下的连接关系原理示意图；

图6为本发明所述常用固定齿摆的结构示意图；

图7为本发明所述常用活动齿摆的结构示意图。

具体实施方式

如图2所示，本发明所述双电源开关包括开关本体M和控制所述开关本体M的操作单元N。如图3和4所示，所述开关本体M具有两根彼此平行设置的驱动方轴，分别为常用驱动方轴100和备用驱动方轴200；所述开关本体M具有四个常用电源接线端子，分别为常用A相接线端子101、常用B相接线端子102、常用C相接线端子103和常用N相接线端子104；所述开关本体M具有四个备用电源接线端子，分别为备用A相接线端子201、备用B相接线端子202、备用C相接线端子203和备用N相接线端子204；所述开关本体M具有四个负载接线端子，分别为负载A相接线端子301、负载B相接线端子302、负载C相接线端子303和负载N相接线端子304；所述开关本体具有四个分别与负载A相接线端子301、负载B相接线端子302、负载C相接线端子303和负载N相接线端子304一一对应电连接在一起的A相静触头、B相静触头、C相静触头和N相静触头504。

所述常用驱动方轴100上固定安装有常用A相动触头组件111、常用B相动触头组件112和常用C相动触头组件113，以及安装有常用N相动触头组件114，常用A相、B相、C相和N相动触头组件的动触头分别对应与常用A相接线端子101、常用B相接线端子102、常用C相接线端子103和常用N相接线端子104电性接触。

所述备用驱动方轴200上固定安装有备用A相动触头组件211、备用B相动触头组件212和备用C相动触头组件213，以及安装有备用N相动触头组件224，备用A相、B相、C相和N相动触头组件的动触头分别对应与备用A相接线端子201、备用B相接线端子202、备用C相接线端子203和备用N相接线端子204电性接触。

本领域内的技术人员应当知道，当所述开关本体M处于常用电源供电状态时，所述常用A相、B相、C相和N相动触头组件的动触头分别对应与A相静触头、B相静触头、C相静触头和N相静触头504电性接触，而备用A相、B相、C相和N相动触头组件的动触头分别对应断开与A相静触头、B相静触头、C相静触头和N相静触头504之间的电性接触；当所述开关本体M处于备用电源供电状态时，所述备用A相、B相、C相和N相动触头组件的动触头分别对应与A相静触头、B相静触头、C相静触头和N相静触头504电性接触，而常用A相、B相、C相和N相动触头组件的动触头分别对应断开与A相静触头、B相静触头、C相静触头和N相静触头504之间的电性接触。

本发明的转换方法为，所述开关本体M在供电状态的转换过程中，所述N相静触头504始终处于供电状态，具体过程如下：

如图5a至5c所示，当通过操作单元N控制开关本体M由常用电源供电状态转换为备用电源切换状态时：

第一步，通过操作单元N控制常用驱动方轴100反向转动，此时，常用A相、B相和C相动触头组件的动触头分别对应断开与A相、B相和C相静触头之间的电性接触，而常用N相动触头组件的动触头继续保持与所述N相静触头504的电性接触关系，同时，所述备用N相动触头组件的动触头向N相静触头504的方向转动，当常用驱动方轴100转动到位时，所述备用N相动触头组件的动触头与N相静触头504电性接触；

第二步，通过操作单元N控制备用驱动方轴200正向转动，此时，备用A相、B相和C相动触头组件的动触头分别向与各自对应的A相、B相和C相静触头方向转动，而常用N相动触头组件的动触头开始向远离N相静触头504的方向转动，进而断开与N相静触头504之间的电性接触；当所述备用驱动方轴200转动到位时，备用A相、B相和C相动触头组件的动触头分别对应与A相、B相和C相静触头电性接触。

当通过操作单元N控制开关本体M由备用电源供电状态转换为常用电源切换状态时：

第一步，通过操作单元N控制备用驱动方轴200反向转动，此时，备用A相、B相和C相动触头组件的动触头分别对应断开与A相、B相和C相静触头之间的电性连接，而备用N相动触头组件的动触头继续保持与所述N相静触头504的电性接触关系，同时，常用N相动触头组件的动触头向N相静触头504的方向转动，当备用驱动方轴200转动到位时，所述常用N相动触头组件的动触头与N相静触头504电性接触；

第二步，通过操作单元N控制常用驱动方轴100正向转动，此时，常用A相、B相和C相动触头组件的动触头分别向与各自对应的A相、B相和C相静触头方向转动，以及备用N相动触头组件的动触头开始向远离N相静触头504的方向转动，进而断开与N相静触头504之间的电性连接；当所述常用驱动方轴100转动到位时，常用A相、B相和C相动触头组件的动触头分别对应与A相、B相和C相电性接触。

由上可知，所述开关本体M在完成状态转换的过程中，所述N相静触头504始终保持供电状态，即不会在转换过程中出现断零问题。

为了实现上述方法，所述常用N相动触头组件包括固定安装在所述常用驱动方轴100上的用于驱动所述备用N相动触头组件214的动触头的常用驱动部，以及可转动地安装在所述常用驱动方轴100上的常用连接部，所述常用连接部上安装有所述常用N相动触头组件114的动触头；所述备用N相动触头组件包括固定安装在所述备用驱动方轴200上的用于驱动所述常用N相动触头组件114的动触头的备用驱动部，以及可转动地安装在所述备用驱动方轴200上的备用连接部，所述备用连接部上安装有所述备用N相动触头组件214的动触头。

所述常用驱动部用于与备用连接部配合，驱动所述备用N相动触头组件214的动触头在常用驱动方轴100反向转动到位时与N相静触头504电性接触，在常用驱动方轴100正向转动到位时断开与所述N相静触头504之间的电性接触；所述备用驱动部用于与常用连接部配合，驱动所述常用N相动触头组件114的动触头在备用驱动方轴200正向转动到位时断开与所述N相静触头504之间的电性接触，在所述备用驱动方轴200反向转动到位时与所述N相静触头504电性接触。

在本实施例中，所述常用驱动部为图6所示的常用固定齿摆121，所述常用连接部为图7所示的常用活动齿摆，在本实施例中，根据实际需要，所述常用N相动触头组件114的动触头通过常用连杆124安装在常用活动齿摆122上。所述常用活动齿摆122在两端可以分别通过所述常用固定齿摆121和一常用轴套123进行轴向定位。

相应地，所述备用驱动部为备用固定齿摆221，所述备用连接部为备用活动齿摆222；在本实施例中，根据实际需要，所述备用N相动触头组件214的动触头通过备用连杆224安装在备用活动齿摆122上。所述备活动齿摆222在两端可以分别通过所述备用固定齿摆221和一备用轴套223进行轴向定位。

所述常用固定齿摆121与备用活动齿摆222之间通过一齿轮301传动连接，实现通过常用固定齿摆121驱动所述备用N相动触头组件214的动触头；所述备用固定齿摆221与常用活动齿摆122之间同样通过另一齿轮301传动连接，实现通过备用固定齿摆221驱动所述常用N相动触头组件114的动触头。在此，机械领域的技术人员应当知道，所述常用固定齿摆121与备用活动齿摆222之间，以及用固定齿摆221与常用活动齿摆122之间，只要通过奇数级齿轮传动即可实现上述转换动作。

由于常用活动齿摆122是可转动地安装在常用驱动方轴100上，而其又唯一受控于固定安装有备用固定齿摆221的备用驱动方轴200，因此，在控制所述常用驱动方轴100反向转动时，所述常用活动齿摆122不会发生转动，即其上的动触头将继续保持与N相静触头504的电性接触关系，同时，常用固定齿摆121将跟随常用驱动方轴100一起反向转动，此时，常用固定齿摆121将通过齿轮301带动备用活动齿摆222向N相静触头504的方向转动，直至与其电性接触；之后，在控制所述备用驱动方轴200正向转动时，其上的备用固定齿摆221将通过齿轮301带动常用活动齿摆122断开与所述N相静触头504之间的电性接触。

在本实施例中，所述两个齿轮301安装在中轴300上，而中轴300固定于所述开关本体M的壳体上。

为了保证动作的准确性，如图6和7所示，所述常用固定齿摆121可以具有一卡块1211，相应地，所述常用活动齿摆122具有一扇形孔1221；安装时，所述常用固定齿摆121的卡块1211嵌入常用活动齿摆122的扇形孔1221内。所述备用固定齿摆221可以具有一卡块，相应地，所述备用活动齿摆222具有一扇形孔；安装时，所述备用固定齿摆221的备用卡块嵌入备用活动齿摆222的扇形孔内。这样，既能使常用固定齿摆121与备用活动齿摆222，以及备用固定齿摆221与常用活动齿摆122之间相互作用，又能保证备用活动齿摆222和常用活动齿摆122的动作准确，能够起到互锁的作用。

所述常用固定齿摆121与备用固定齿摆221的结构可以完全相同，所述常用活动齿摆122与备用活动齿摆222的结构也可以完全相同。

另外，上述驱动作用是通过齿轮传动实现的，但机械领域的技术人员应当清楚，该种驱动作用完全可以通过其它等效机械结构，如平面连杆机构实现，只是齿轮机构相对具有结构简单和动作精确的优势。

综上所述仅为本发明较佳的实施例，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化及修饰，皆应属于本发明的技术范畴。

Claims (7)

1.一种双电源开关，包括开关本体，所述开关本体具有彼此平行设置的常用驱动方轴和备用驱动方轴，所述常用驱动方轴上安装有常用A、B、C和N相动触头组件；所述备用驱动方轴上安装有备用A、B、C和N相动触头组件；其特征在于：所述常用N相动触头组件包括固定安装在所述常用驱动方轴上的常用驱动部，以及可转动地安装在所述常用驱动方轴上的常用连接部，所述常用连接部上安装有所述常用N相动触头组件的动触头；所述备用N相动触头组件包括固定安装在所述备用驱动方轴上的备用驱动部，以及可转动地安装在所述备用驱动方轴上的备用连接部，所述备用连接部上安装有所述备用N相动触头组件的动触头；所述常用驱动部与备用连接部配合，用于驱动所述备用N相动触头组件的动触头在常用驱动方轴反向转动到位时与所述开关本体的N相静触头电性接触，在常用驱动方轴正向转动到位时断开与所述N相静触头之间的电性接触；所述备用驱动部与常用连接部配合，用于驱动所述常用N相动触头组件的动触头在备用驱动方轴正向转动到位时断开与所述N相静触头之间的电性接触，在所述备用驱动方轴反向转动到位时与所述N相静触头电性接触。

2.根据权利要求1所述的双电源开关，其特征在于：所述常用驱动部为常用固定齿摆，所述常用连接部为常用活动齿摆；所述备用驱动部为备用固定齿摆，所述备用连接部为备用活动齿摆；所述常用固定齿摆与备用活动齿摆之间通过一齿轮传动连接；所述备用固定齿摆与常用活动齿摆之间通过另一齿轮传动连接。

3.根据权利要求2所述的双电源开关，其特征在于：所述常用固定齿摆具有一卡块，所述常用活动齿摆具有一扇形孔；所述常用固定齿摆的卡块嵌入所述常用活动齿摆的扇形孔内；所述备用固定齿摆具有一所述卡块，所述备用活动齿摆具有一所述扇形孔；所述备用固定齿摆的卡块嵌入所述备用活动齿摆的扇形孔内。

4.根据权利要求2或3所述的双电源开关，其特征在于：所述常用N相动触头组件的动触头通过常用连杆安装在所述常用活动齿摆上；所述备用N相动触头组件的动触头通过备用连杆安装在所述备用活动齿摆上。

5.根据权利要求2或3所述的双电源开关，其特征在于：所述常用活动齿摆在两端分别通过所述常用固定齿摆和一常用轴套进行轴向定位；所述备活动齿摆在两端分别通过所述备用固定齿摆和一备用轴套进行轴向定位。

6.权利要求1所述双电源开关的中性线重叠转换方法，其特征在于：

(1)当控制所述开关本体由常用电源供电状态转换为备用电源切换状态时，

第一步，控制所述常用驱动方轴反向转动，此时，所述常用A相、B相和C相动触头组件的动触头分别对应断开与开关本体的A相静触头、B相静触头和C相静触头之间的电性接触，而常用N相动触头组件的动触头继续保持与开关本体的N相静触头的电性接触关系；同时，所述备用N相动触头组件的动触头开始向所述N相静触头的方向转动，当所述常用驱动方轴转动到位时，所述备用N相动触头组件的动触头与所述N相静触头电性接触；

第二步，控制所述备用驱动方轴正向转动，此时，所述备用A相、B相和C相动触头组件的动触头分别向与各自对应的A相静触头、B相静触头和C相静触头方向转动，同时，所述常用N相动触头组件的动触头开始向远离所述N相静触头的方向转动，进而断开与所述N相静触头之间的电性接触；当所述备用驱动方轴转动到位时，所述备用A相、B相和C相动触头组件的动触头分别对应与A相静触头、B相静触头和C相静触头电性接触。

7.根据权利要求6所述的中性线重叠转换方法，其特征在于：

当控制所述开关本体由备用电源供电状态转换为常用电源切换状态时，

第一步，控制所述备用驱动方轴反向转动，此时，所述备用A相、B相和C相动触头组件的动触头分别对应断开与所述A相静触头、B相静触头和C相静触头之间的电性接触，而所述备用N相动触头组件的动触头继续保持与所述N相静触头的电性接触关系；同时，所述常用N相动触头组件的动触头开始向N相静触头的方向转动，当所述备用驱动方轴转动到位时，所述常用N相动触头组件的动触头与所述N相静触头电性接触；

第二步，控制所述常用驱动方轴正向转动，此时，所述常用A相、B相和C相动触头组件的动触头分别向与各自对应的所述A相静触头、B相静触头和C相静触头方向转动，同时，所述备用N相动触头组件的动触头开始向远离所述N相静触头的方向转动，进而断开与所述N相静触头之间的电性接触；当所述常用驱动方轴转动到位时，常用A相、B相和C相动触头组件的动触头分别对应与A相静触头、B相静触头和C相静触头电性接触。

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