CN102315595A - 用于轨道交通的大电流隔离开关柜 - Google Patents

Abstract

本发明公开的了一种用于轨道交通的大电流隔离开关柜，包括柜体（1）、底架（4）、隔离开关（3）、接地开关（2），所述的接地开关（2）的刀闸通过接地刀轴（14）转动连接在底架（4）上，所述的隔离开关（3）的动触刀板通过拉杆机构与转动连接在底架（4）上的隔离刀轴（7）连接；所述的底架（4）的一侧连接有使隔离开关在合闸状态时接地开关无法合闸的第一机械联锁装置，所述的底架（4）的另一侧连接有使接地开关在合闸状态时隔离开关无法合闸的第二机械联锁装置这样，通过一系列的自动机械机构，大大降低了操作程序的繁琐，同时也避免了由于人为误操作带来的不安全性。

Description

用于轨道交通的大电流隔离开关柜

技术领域

本发明涉及城市轨道交通的技术领域，具体讲是一种适用于轨道交通直流1500V接触轨线路中控制有电压无负载时电路通断的用于轨道交通的大电流隔离开关柜。

背景技术

目前，城市轨道交通（比如地铁）通常使用的是直流1500V的牵引供电系统来切断和闭合有电压无负载的单相线路，该轨道交通牵引供电系统中常用的两种制式分别为柔性架空接触网制式和接触轨制式。接触网制式是架空布置的，空间会比较凌乱，户外安装存在一定的安全隐患；而较先进的是接触轨制式，它是在地面上与车辆运动的轨道边平行布置一个加了保护罩的电力轨道，而该接触轨的控制电器隔离开关也必须在地面安装并且做出柜体形式，以便于操作且确保安全。现有技术的开关控制柜内安装有隔离开关、隔离开关操作机构、接地开关、接地开关操作机构、连接母排和电缆接线铜排。但是，这种结构的开关控制柜存在以下的问题。

1）行业内规定，隔离开关在合闸状态时接地开关无法合闸，而接地开关在合闸状态时隔离开关无法合闸。作为隔离开关柜里的主要元件，隔离开关和接地开关以及它们之间的联锁十分重要。现有技术中，对隔离开关和接地开关的控制主要有两种：第一种，人为地对隔离开关和接地开关进行锁定及解锁；第二种，通过电器联锁来进行锁定及解锁。因此：对于第一种情况，因为每次隔离开关和接地开关的锁定和解锁均通过人为控制来进行，所以大大增加了操作程序的繁琐，同时也存在由误操作带来的不安全性；对于第二种情况，因为电气元件很容易发生故障，存在一定的不稳定性，所以，一旦某一个电气元件发生故障，就会造成隔离开关和接地开关的联锁发生故障，从而发生安全事故。

2）现有技术的夹紧装置通常采用的是弹簧的结构，它包括上静触座、动触刀、下静触座，动触刀由两片动触刀板组成，两片动触刀板的一端与下静触座铰接，另一端通过弹簧、螺母、螺杆连接，并且与上静触座卡接。合闸时，两片动触刀板卡接在上静触座上，由弹簧力来压紧；断开时，直接将该处的两片动触刀板从上静触座上拉出即可。但是，由于在合闸时，两片动触刀板与上静触座之间用弹簧预紧压力而压紧，当需要断开时，两片动触刀板与上静触座之间的滑动会产生摩擦力；这样，一方面，将开关断开时所耗费的操作力很大，尤其是在上静触座与动触刀板之间的接触面积增大的情况下，很容易出现动触刀板拉不出来的情况；另一方面，使用时间一长，动触刀板与上静触座之间会产生过度磨损，从而缩短开关的使用寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种操作简单、隔离开关与接地开关的联锁性能稳定可靠，从而避免发生安全事故的用于轨道交通的大电流隔离开关柜。

为解决上述技术问题，本发明提供的用于轨道交通的大电流隔离开关柜，包括柜体、底架、隔离开关、接地开关，所述的隔离开关和接地开关均连接在底架上且均安装在柜体内，所述的接地开关的刀闸通过接地刀轴转动连接在底架上，所述的隔离开关的动触刀板通过拉杆机构与转动连接在底架上的隔离刀轴连接；所述的底架的一侧连接有使隔离开关在合闸状态时接地开关无法合闸的第一机械联锁装置，所述的底架的另一侧连接有使接地开关在合闸状态时隔离开关无法合闸的第二机械联锁装置；所述的第一机械联锁装置和第二机械联锁装置一端均与接地刀轴连接，另一端均与隔离刀轴连接。

所述的第一机械联锁装置包括接地开关掣子、第一联锁杆、第一联锁拉簧和隔离开关凸轮，所述的接地开关掣子连接在接地刀轴的端部，所述的第一联锁杆滚动连接或滑动连接在底架上，第一联锁拉簧的一端与底架连接，另一端与第一联锁杆连接，所述的隔离开关凸轮连接在隔离刀轴的端部并与第一联锁杆抵紧。

所述的第二机械联锁装置包括隔离开关掣子、第二联锁杆、第一联锁拉簧和接地开关凸轮，所述的隔离开关掣子连接在隔离刀轴的端部，所述的第二联锁杆滚动连接或滑动连接在底架上，第二联锁拉簧的一端与底架连接，另一端与第二联锁杆连接，所述的接地开关凸轮连接在接地刀轴的端部并与第二联锁杆抵紧。

所述的滚动连接是指，第一联锁杆和第二联锁杆上均具有长腰孔，底架的两侧各连接有两个滚轮，每侧的两个滚轮均滚动配合在长腰孔内。

所述的隔离开关包括上静触座、下静触座和由两片连接在一起的动触刀板组成，所述的上静触座和下静触座均连接在底架上且通过夹紧装置与两片动触刀板连接；所述的夹紧装置包括拉杆头、拉杆、支撑轴、固定套、滚珠、支撑件、压板和转动轴，拉杆的一端与隔离开关的底架铰接，另一端与拉杆头的一端铰接；拉杆头的另一端与支撑轴的一端固定连接，固定套套接在支撑轴上，支撑件的数量为两个，分别位于支撑轴的上下两侧且均滑动配合在固定套内，每个支撑件的端面与支撑轴的外圆面之间均具有滚珠，支撑轴与滚珠的结合处具有与滚珠相配合的凹坑；所述的固定套连接在两片动触刀板之间且位于长度方向的中间位置，所述的压板的数量为四块，所述的转动轴的数量为两根，每两块压板为一组且通过一根转动轴连接在动触刀板的一端；每块压板均呈L形，短边一侧压紧在动触刀板侧面上，长边一侧压紧在支撑件的端面上。

所述的支撑轴与拉杆头连接的一端具有轴肩，另一端连接有挡片，所述的固定套位于挡片和轴肩的台阶面之间。

所述的两片动触刀板之间的转动轴上，下静触座一端的转动轴上套接有U形隔板，上静触座一端的转动轴上套接有挡圈，所述的上静触座上连接有限位件。

所述的柜体上具有观察窗。

采用以上结构后，本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1）由于隔离开关与接地开关的刀闸联锁机构是由两组相互独立的装置组成，由两刀轴上的推动凸轮和掣子及装有拉簧的联锁杆组成；当隔离开关合闸到位时，隔离刀轴带动凸轮推动联锁杆，使接地刀轴上的掣子顶住联锁杆而不能转动，达到不能合闸的目的；当隔离开关分闸时，在拉簧的作用下联锁杆自然退位，联锁就自动解除，接地开关就可进行合闸操作；当接地开关合闸到位时，接地刀轴带动另一组齿轮推动另一组联锁杆，使隔离刀轴上的掣子顶住联锁杆而不能转动，达到不能合闸的目的；当接地开关分闸时，在拉簧的作用下联锁杆自然退位，联锁就自动解除，隔离开关才能进行合闸操作；因此，通过一系列的自动机械机构，大大降低了操作程序的繁琐，同时也避免了由于人为误操作带来的不安全性；

2）同时，代替电气元件而用机械联锁装置，避免出现由电气元件带来的不稳定性造成的安全事故；

3）在合闸前，两片动触刀板与上下静触座之间预留有间隙，当拉杆拉动支撑轴往下拉时，利用固定套及支撑件将压板的一端往动触刀板外侧顶出，由于受到转动轴的限制，利用杠杆原理，使压板的另一端往动触刀板内侧压进，从而使动触刀板与上下静触座接触并压紧，达到合闸的状态；因此，避免了现有技术的动触刀板与静触座之间用弹簧预压紧而产生的过度磨损，减轻了操作力，延长了使用寿命；

4）在支撑轴上设计了轴肩的结构，是为了拉杆组件在向上推动触刀板时有一个接触面积来施力；同时，在支撑轴上端连接了挡片，使固定套在支撑轴上往上滑动的时候有个限位，不至于滑出支撑轴外；

5）在柜体上设置了观察窗，操作者可以通过观察窗清晰地看到开关所处的分合闸状态。

附图说明

图1是本发明用于轨道交通的大电流隔离开关柜的结构示意图。

图2是本发明用于轨道交通的大电流隔离开关柜的主视结构示意图。

图3是本发明用于轨道交通的大电流隔离开关柜中隔离开关和接地开关的主视结构示意图。

图4是图3的左视结构示意图。

图5是图3的后视结构示意图。

图6是图凸轮3中A-A方向的放大结构示意图。

其中：1、柜体；2、接地开关；3、隔离开关；4、底架；5、观察窗；6、拉杆；7、隔离刀轴；8、隔离开关；9、第一联锁杆；10、长腰孔；11、第一联锁拉簧；12、滚轮；13、接地开关掣子；14、接地刀轴；15、上静触座；16、限位件；17、挡圈；18、压板；19、动触刀板；20、挡片；21、支撑轴；22、固定套；23、U形隔板；24、转动轴；25、下静触座；26、拉杆头；27、支撑件；28、隔离开关掣子；29、第二联锁杆；30、第二联锁拉簧；31、接地开关凸轮；32、滚珠；33、凹坑；34、轴肩。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地说明。

由图1～图6所示的本发明用于轨道交通的大电流隔离开关柜，它包括柜体1、底架4、隔离开关3、接地开关2，所述的隔离开关3和接地开关2均连接在底架4上且均安装在柜体1内。所述的接地开关2的刀闸通过接地刀轴14转动连接在底架4上，所述的隔离开关3的动触刀板通过拉杆机构与转动连接在底架4上的隔离刀轴7连接。所述的底架4的一侧连接有使隔离开关在合闸状态时接地开关无法合闸的第一机械联锁装置，所述的底架4的另一侧连接有使接地开关在合闸状态时隔离开关无法合闸的第二机械联锁装置。所述的第一机械联锁装置和第二机械联锁装置一端均与接地刀轴14连接，另一端均与隔离刀轴7连接。

所述的第一机械联锁装置包括接地开关掣子13、第一联锁杆9、第一联锁拉簧11和隔离开关凸轮8，所述的接地开关掣子13连接在接地刀轴14的端部，所述的第一联锁杆9滚动连接或滑动连接在底架4上，第一联锁拉簧11的一端与底架4连接，另一端与第一联锁杆9连接，所述的隔离开关凸轮8连接在隔离刀轴7的端部并与第一联锁杆9抵紧。

所述的第二机械联锁装置包括隔离开关掣子28、第二联锁杆29、第一联锁拉簧30和接地开关凸轮31，所述的隔离开关掣子28连接在隔离刀轴7的端部，所述的第二联锁杆29滚动连接或滑动连接在底架4上，第二联锁拉簧30的一端与底架4连接，另一端与第二联锁杆29连接，所述的接地开关凸轮31连接在接地刀轴14的端部并与第二联锁杆29抵紧。

所述的滚动连接是指，第一联锁杆9和第二联锁杆29上均具有长腰孔10，底架4的两侧各连接有两个滚轮12，每侧的两个滚轮12均滚动配合在长腰孔10内。

所述的隔离开关包括上静触座15、下静触座25和由两片连接在一起的动触刀板19组成，所述的上静触座15和下静触座25均连接在底架4上且通过夹紧装置与两片动触刀板19连接。所述的夹紧装置包括拉杆头26、拉杆6、支撑轴21、固定套22、滚珠32、支撑件27、压板18和转动轴24，拉杆6的一端与隔离开关的底架4铰接，另一端与拉杆头26的一端铰接。拉杆头26的另一端与支撑轴21的一端固定连接，固定套22套接在支撑轴21上，支撑件27的数量为两个，分别位于支撑轴21的上下两侧且均滑动配合在固定套22内，每个支撑件27的端面与支撑轴21的外圆面之间均具有滚珠32，支撑轴21与滚珠32的结合处具有与滚珠32相配合的凹坑33。所述的固定套22连接在两片动触刀板19之间且位于长度方向的中间位置，所述的压板18的数量为四块，所述的转动轴24的数量为两根，每两块压板18为一组且通过一根转动轴24连接在动触刀板19的一端；每块压板18均呈L形，短边一侧压紧在动触刀板19侧面上，长边一侧压紧在支撑件27的端面上。

所述的支撑轴21与拉杆头26连接的一端具有轴肩34，另一端连接有挡片20，所述的固定套22位于挡片20和轴肩34的台阶面之间。

所述的两片动触刀板19之间的转动轴24上，下静触座25一端的转动轴24上套接有U形隔板23，上静触座15一端的转动轴24上套接有挡圈17，所述的上静触座15上连接有限位件16。

所述的柜体1上具有观察窗5。

本发明并不局限于以上所述的结构，其中：所述的第一联锁杆9和第二联锁杆29与底架4还可以采用滑动连接，即第一联锁杆9和第二联锁杆29上具有长腰孔10，底架4上具有滑块，该滑块滑动配合在长腰孔10内。

本发明中隔离开关与接地开关的机械联锁装置的工作原理如下：

1）隔离开关3在分闸位置时，第一联锁杆9在第一联锁拉簧11的牵引下，第一联锁杆9靠近隔离刀轴7的位置上；在隔离开关3合闸的过程中，隔离刀轴7旋转带动隔离开关凸轮8推动第一联锁杆9，使第一联锁杆9向接地刀轴7方向移动；当隔离开关3合闸到位时，第一联锁杆9就靠近接地刀轴7的位置，使得接地刀轴14在旋转合闸时，接地刀轴14上的接地开关掣子13顶住第一联锁杆9而使接地刀轴14不能转动，从而达到接地开关2不能合闸的目的；当隔离开关3分闸时，隔离刀轴7旋转带动隔离开关凸轮8退位，同时在第一联锁拉簧11的作用下，第一联锁杆9就自然地靠近隔离刀轴7方向，此时联锁就自动解除，接地开关2可以进行合闸操作；

2）接地开关2在分闸位置时，第二联锁杆29在第二联锁拉簧30的牵引下，第二联锁杆29靠近接地刀轴14的位置上；在接地开关2合闸的过程中，接地刀轴14旋转带动接地开关凸轮31推动第二联锁杆29，使第二联锁杆29向隔离刀轴7方向移动；当接地开关2合闸到位时，第二联锁杆29就靠近隔离刀轴7的位置，使得隔离刀轴7在旋转合闸时，隔离刀轴7上的隔离开关掣子28顶住第二联锁杆29而使隔离刀轴7不能转动，从而达到隔离开关2不能合闸的目的；当接地开关2分闸时，接地刀轴14旋转带动接地开关凸轮31退位，同时在第二联锁拉簧31的作用下，第二联锁杆29就自然地靠近接地刀轴14方向，此时联锁就自动解除，隔离开关3可以进行合闸操作。

本发明隔离开关的工作原理为：隔离开关3处于分闸状态时，把上静触座15和下静触座25与动触刀板19之间的间隙调整在0.2mm左右，使动触刀板19在合闸过程中与上静触座15、下静触座25不接触，以减少相互之间的接触摩擦力，当拉杆头26在拉杆6的拉动下合闸到位时，动触刀板19上的挡圈17就被上静触座15上的限位件16挡住，使得动触刀板19与上静触座15、下静触座25合闸到位时轻微接触，这时继续拉动拉杆头26，和拉杆头26连接的固定于固定套22上的支撑轴21就会被拉动，支撑轴21上的凹坑33斜面就会将滚珠32径向向外顶，使得固定套22内的支撑件27也被径向向外顶，直至将压板18的一端顶开，此时，压板18就会以转动轴24为支点，其另一端就会向内压动触刀板19，使动触刀板19压紧上静触座15和下静触座25，从而达到良好的接触目的。

Claims (8)

1.一种用于轨道交通的大电流隔离开关柜，包括柜体（1）、底架（4）、隔离开关（3）、接地开关（2），所述的隔离开关（3）和接地开关（2）均连接在底架（4）上且均安装在柜体（1）内，其特征在于：所述的接地开关（2）的刀闸通过接地刀轴（14）转动连接在底架（4）上，所述的隔离开关（3）的动触刀板通过拉杆机构与转动连接在底架（4）上的隔离刀轴（7）连接；所述的底架（4）的一侧连接有使隔离开关在合闸状态时接地开关无法合闸的第一机械联锁装置，所述的底架（4）的另一侧连接有使接地开关在合闸状态时隔离开关无法合闸的第二机械联锁装置；所述的第一机械联锁装置和第二机械联锁装置一端均与接地刀轴（14）连接，另一端均与隔离刀轴（7）连接。

2.根据权利要求1所述的用于轨道交通的大电流隔离开关柜，其特征在于：所述的第一机械联锁装置包括接地开关掣子（13）、第一联锁杆（9）、第一联锁拉簧（11）和隔离开关凸轮（8），所述的接地开关掣子（13）连接在接地刀轴（14）的端部，所述的第一联锁杆（9）滚动连接或滑动连接在底架（4）上，第一联锁拉簧（11）的一端与底架（4）连接，另一端与第一联锁杆（9）连接，所述的隔离开关凸轮（8）连接在隔离刀轴（7）的端部并与第一联锁杆（9）抵紧。

3.根据权利要求1所述的用于轨道交通的大电流隔离开关柜，其特征在于：所述的第二机械联锁装置包括隔离开关掣子（28）、第二联锁杆（29）、第一联锁拉簧（30）和接地开关凸轮（31），所述的隔离开关掣子（28）连接在隔离刀轴（7）的端部，所述的第二联锁杆（29）滚动连接或滑动连接在底架（4）上，第二联锁拉簧（30）的一端与底架（4）连接，另一端与第二联锁杆（29）连接，所述的接地开关凸轮（31）连接在接地刀轴（14）的端部并与第二联锁杆（29）抵紧。

4.根据权利要求2或3所述的用于轨道交通的大电流隔离开关柜，其特征在于：所述的滚动连接是指，第一联锁杆（9）和第二联锁杆（29）上均具有长腰孔（10），底架（4）的两侧各连接有两个滚轮（12），每侧的两个滚轮（12）均滚动配合在长腰孔（10）内。

5.根据权利要求1所述的用于轨道交通的大电流隔离开关柜，其特征在于：所述的隔离开关包括上静触座（15）、下静触座（25）和由两片连接在一起的动触刀板（19）组成，所述的上静触座（15）和下静触座（25）均连接在底架（4）上且通过夹紧装置与两片动触刀板（19）连接；所述的夹紧装置包括拉杆头（26）、拉杆（6）、支撑轴（21）、固定套（22）、滚珠（32）、支撑件（27）、压板（18）和转动轴（24），拉杆（6）的一端与隔离开关的底架（4）铰接，另一端与拉杆头（26）的一端铰接；拉杆头（26）的另一端与支撑轴（21）的一端固定连接，固定套（22）套接在支撑轴（21）上，支撑件（27）的数量为两个，分别位于支撑轴（21）的上下两侧且均滑动配合在固定套（22）内，每个支撑件（27）的端面与支撑轴（21）的外圆面之间均具有滚珠（32），支撑轴（21）与滚珠（32）的结合处具有与滚珠（32）相配合的凹坑（33）；所述的固定套（22）连接在两片动触刀板（19）之间且位于长度方向的中间位置，所述的压板（18）的数量为四块，所述的转动轴（24）的数量为两根，每两块压板（18）为一组且通过一根转动轴（24）连接在动触刀板（19）的一端；每块压板（18）均呈L形，短边一侧压紧在动触刀板（19）侧面上，长边一侧压紧在支撑件（27）的端面上。

6.根据权利要求5所述的用于轨道交通的大电流隔离开关柜，其特征在于：所述的支撑轴（21）与拉杆头（26）连接的一端具有轴肩（34），另一端连接有挡片（20），所述的固定套（22）位于挡片（20）和轴肩（34）的台阶面之间。

7.根据权利要求5所述的用于轨道交通的大电流隔离开关柜，其特征在于：所述的两片动触刀板（19）之间的转动轴（24）上，下静触座（25）一端的转动轴（24）上套接有U形隔板（23），上静触座（15）一端的转动轴（24）上套接有挡圈（17），所述的上静触座（15）上连接有限位件（16）。

8.根据权利要求1所述的用于轨道交通的大电流隔离开关柜，其特征在于：所述的柜体（1）上具有观察窗（5）。

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