CN102867667A - 一种全机械式五防10kV开关柜的刀闸防误操作机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全机械式五防10kV开关柜的刀闸防误操作机构，包括刀闸、智能锁，刀闸包括转动轴、闭锁盘和手柄，智能锁包括钥匙和锁芯，闭锁盘开有第一、第二止动凹槽，闭锁盘的一盘面上伸出有连动销，锁芯上固定有拐臂；刀闸防误操作机构还包括连动盘、闭锁杆、摆动钩、第一、第二弹簧，闭锁杆沿闭锁盘的径向设置于闭锁盘上方，闭锁杆上还具有伸出部和第三止动凹槽，伸出部与拐臂铰接；连动盘套装在转动轴上，在连动盘和转动轴之间设有润滑件，连动盘上开有弯槽，连动销穿过弯槽并与该弯槽滑动连接，连动盘还具有回锁凸起；摆动钩的钩头朝向闭锁杆，钩头背面横向经第二弹簧固定于开关柜的柜体上。本发明可防止开关柜的刀闸误操作。

Description

一种全机械式五防10kV开关柜的刀闸防误操作机构

技术领域

本发明涉及电力系统中的10kV开关柜，具体涉及一种全机械式五防10kV开关柜的刀闸防误操作机构。

背景技术

电力系统中的10kV开关柜（简称开关柜）包括连接于10kV母线和输出端之间的刀闸（Isolator，隔离开关）和开关（Circuit Breaker，断路器）。一般刀闸用作隔离开关，它包括闭锁盘和手柄，转动手柄可带动闭锁盘转动实现刀闸分合，由于具有高电压的危险性，必须确保刀闸的操作安全，则要求刀闸具备五防功能，开关柜组中的各个刀闸、开关需按顺序依次操作，不允许在操作同一开关柜刀闸的同时对其它开关柜的刀闸进行操作，所以通常是通过联锁装置对操作顺序进行联锁，对应配置有驱动各组联锁机构的智能锁，如中国发明专利ZL200710165666.2公开的一种电子锁芯及电子锁系统，为一种智能锁，包括锁匙和锁芯，当插入智能锁的钥匙后才能进行解锁，才能操作刀闸分合。电网操作的操作票可以直接写进智能锁的钥匙内，自动形成和操作票要求一致的操作程序，只当对应智能锁锁芯符合程序，才能开锁操作，保证了操作符合操作票指定的顺序。

但是操作者插入钥匙后，会出现对刀闸没有操作或操作不彻底的误操作情况，比如刀闸只拉开一半，此时如果拔出钥匙进行下一步，将带来很大高压危险，甚至危及生命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种全机械式五防10kV开关柜的刀闸防误操作机构，可防止开关柜的刀闸误操作。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：一种全机械式五防10kV开关柜的刀闸防误操作机构，包括安装于开关柜的柜体上的刀闸、用于驱动开关柜的联锁机构的智能锁，所述刀闸包括转动轴、闭锁盘和手柄，手柄一端固定在转动轴上，闭锁盘中部穿过转动轴后固定在转动轴上，手柄通过转动轴带动闭锁盘转动角度α后实现刀闸的分合，所述智能锁包括钥匙和锁芯，其特征在于：所述闭锁盘的圆周边缘沿闭锁盘径向开有第一、第二止动凹槽，第一、第二止动凹槽的夹角为α，所述闭锁盘的一盘面上伸出有一连动销，所述锁芯上固定有拐臂；所述刀闸防误操作机构还包括连动盘、闭锁杆、摆动钩、第一、第二弹簧，所述闭锁杆沿闭锁盘的径向设置于闭锁盘上方，闭锁杆一端经第一弹簧竖向固定于开关柜的柜体上，闭锁杆具有与第一止动凹槽及第二止动凹槽配合的另一端，以使闭锁杆的另一端插入第一止动凹槽或第二止动凹槽，闭锁杆上还具有横向的伸出部和开设于闭锁杆杆身的用于与摆动钩配合的第三止动凹槽，所述伸出部与拐臂铰接；所述连动盘套装在转动轴上，并在连动盘和转动轴之间设有润滑件，以使连动盘在转动轴转动时保持不动，所述连动盘上开有圆弧形弯槽，所述连动销穿过弯槽并与该弯槽滑动连接，所述连动盘靠近闭锁盘一端的盘面上还具有回锁凸起；所述摆动钩的钩头朝向闭锁杆，钩头背面横向经第二弹簧固定于开关柜的柜体上，摆动钩的钩尾可与回锁凸起的表面滑动配合，摆动钩的中部铰接于开关柜的柜体上；

闭锁时，闭锁杆在第一弹簧的弹力下插入第一止动凹槽或第二止动凹槽内，使闭锁盘无法转动；解锁时，钥匙转动带动锁芯转动，由拐臂拉起闭锁杆，摆动钩的钩头在第二弹簧的弹力下由闭锁杆的杆面滑入卡在第三止动凹槽中，使闭锁杆保持脱离第一或第二止动凹槽，同时由于摆动钩在第三止动凹槽的卡位，使得钥匙无法转动复位，则钥匙无法从锁芯中抽出；解锁后可转动手柄，带动闭锁盘分合闸，转动手柄后连动销在弯槽内滑动，连动销滑至弯槽的两端的极限位置时，将带动连动盘转动，使回锁凸起撬起摆动钩，摆动钩的钩头脱离第三止动凹槽，闭锁杆插入第一止动凹槽或第二止动凹槽内，以固定闭锁盘，最终实现刀闸防误操作。

本发明所述弯槽的圆心角β小于第一、第二止动凹槽之间的夹角α，圆心角β与夹角α的差值在1°~20°的范围内选择均可，以使手柄带动闭锁盘转动至即将达到分闸或合闸位置时，连动销即已到达弯槽的极限位置，手柄继续带动闭锁盘转动至分闸或合闸位置后，连动销带动连动盘转动1°~30°，使回锁凸起顶在摆动钩的钩尾，以撬起钩头脱离第三止动凹槽，利于在分合闸时，连动盘的往复转动可确保顺利顶起摆动钩钩尾；其中，圆心角β与夹角α的差值在1°~10°的范围内优先选择，使手柄带动转动轴转动至更靠近分闸或合闸位置时，就可带动连动盘转动，更小的差值可防止操作人员在距离分闸或合闸位置1°~10°时停止手柄转动，进一步保证手柄分合闸操作彻底。

本发明所述闭锁杆的上端还连接有用于手动拉起闭锁杆的解锁拉环，当出现紧急故障时可手动拉起解锁拉环，使闭锁杆脱离第一或第二止动凹槽以便转动手柄进行分合闸操作。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明的全机械式五防10kV开关柜的刀闸防误操作机构可防止刀闸误操作，当钥匙插入锁芯并转动后，方能通过手柄转动刀闸的闭锁盘进行分合闸操作，并且如果手柄带动闭锁盘的分合闸操作不彻底，闭锁杆将无法插入第一或第二止动凹槽内，锁芯无法复位，则钥匙无法从锁芯中抽出，操作人员无法进行下一步，以强制操作人员彻底完成分合闸操作，利于实现开关柜的五防功能，本发明全机械式的机构可靠保障了刀闸的操作安全。

附图说明

图1为本发明刀闸防误操作机构的刀闸处于分闸状态闭锁时的结构示意图；

图2为本发明刀闸防误操作机构回锁凸起的结构示意图；

图3为本发明刀闸防误操作机构的刀闸处于分闸状态解锁时的结构示意图；

图4为本发明刀闸防误操作机构的刀闸处于合闸状态闭锁时的结构示意图；

图5为本发明刀闸防误操作机构的刀闸处于合闸状态解锁时的结构示意图。

图中：1、柜体；2、转动轴；3、闭锁盘；31、第一止动凹槽；32、第二止动凹槽；4、手柄；5、钥匙；6、锁芯；61、拐臂；7、连动盘；71、弯槽；72、回锁凸起；8、闭锁杆；81伸出部；82、第三止动凹槽；9、摆动钩；91、钩头；92、钩尾；10、第一弹簧；11、第二弹簧；12、解锁拉环。

具体实施方式

如图1-图5所示的一种全机械式五防10kV开关柜的刀闸防误操作机构，包括安装于开关柜的柜体1上的刀闸、用于驱动开关柜的联锁机构的智能锁，刀闸包括转动轴2、闭锁盘3和手柄4，手柄4一端固定在转动轴2上，闭锁盘3中部穿过转动轴3后固定在转动轴3上，手柄4通过转动轴2带动闭锁盘3转动角度α后实现刀闸的分合，角度α一般在90°~180°的范围内，智能锁包括钥匙和锁芯。将钥匙5插入锁芯6后，当钥匙5和锁芯6对应符合程序，则开关柜的联锁机构开锁，可对刀闸进行分合闸操作，并且，钥匙5在转动过程中，即锁芯6尚未复位时，钥匙5无法意外抽出，操作人员无法进行下一步操作。智能锁可采用专利号为ZL200710165666.2公开的一种电子锁芯及电子锁系统，其为一种无源智能锁。

闭锁盘3的圆周边缘沿闭锁盘3径向开有第一、第二止动凹槽31、32，第一、第二止动凹槽31、32的夹角为α，闭锁盘3的一盘面上伸出有一连动销33，锁芯6上固定有拐臂61；所述刀闸防误操作机构还包括连动盘7、闭锁杆8、摆动钩9、第一、第二弹簧10、11，所述闭锁杆8沿闭锁盘3的径向设置于闭锁盘3上方，闭锁杆8一端经第一弹簧10竖向固定于开关柜的柜体1上，闭锁杆8具有与第一止动凹槽31及第二止动凹槽32配合的另一端，即该另一端的形状大小与第一、第二止动凹槽相适配，以使闭锁杆8的另一端插入第一止动凹槽31或第二止动凹槽32，闭锁杆8上还具有横向的伸出部81和开设于闭锁杆杆身的用于与摆动钩配合的第三止动凹槽82，伸出部81与拐臂61铰接；连动盘7套装在转动轴2上，并在连动盘7和转动轴2之间设有润滑件（图中未示出），以使连动盘7在转动轴2转动时保持不动。润滑件可采用毛毡布或海绵等蘸上润滑油后构成。

连动盘7上开有圆弧形弯槽71，连动销33穿过弯槽71并与该弯槽71滑动连接，连动盘7靠近闭锁盘3一端的盘面上还具有回锁凸起72（如图2所示）；摆动钩9的钩头91朝向闭锁杆8，摆动钩9的钩头91背面横向经第二弹簧11固定于开关柜的柜体1上，摆动钩9的钩尾92可与回锁凸起72的表面滑动配合，摆动钩9的中部铰接于开关柜的柜体1上。

弯槽71的圆心角β小于第一、第二止动凹槽31、32之间的夹角α，该圆心角β与上述夹角α的差值Δθ在1°~20°的范围内选择均可，以使手柄4带动闭锁盘3转动至即将达到分闸或合闸位置时，连动销33即已到达弯槽71的极限位置，手柄4继续带动闭锁盘3转动至分闸或合闸位置后，连动销33带动连动盘7转动1°~30°，使回锁凸起72顶在摆动钩9的钩尾92，以撬起钩头91脱离第三止动凹槽82，利于在分合闸时，连动盘7的往复转动可确保顺利顶起摆动钩9的钩尾92；其中，本实施例的圆心角β与夹角α的差值Δθ为8°，进一步该差值Δθ可在1°~10°的范围内选择为佳，使手柄4带动转动轴2转动至更靠近分闸或合闸位置时，就可带动连动盘7转动，更小的差值可防止操作人员在距离分闸或合闸位置1°~10°时停止手柄4转动，进一步保证手柄4分合闸操作彻底。

闭锁杆8的上端还连接有用于手动拉起闭锁杆8的解锁拉环12，当出现紧急故障时可手动拉起解锁拉环12，使闭锁杆8脱离第一或第二止动凹槽31、32以便转动手柄4进行分合闸操作。

本发明的操作过程的防误操作原理如下：

如图1所示，当刀闸处于分闸位置的闭锁时，闭锁杆8在第一弹簧10的弹力下插入第一止动凹槽31内，使闭锁盘3无法转动，因此在钥匙5插入锁芯6解锁前，保证了闭锁盘3处于闭锁状态；摆动钩9在回锁凸起72的作用下翘起，第二弹簧11处于压缩状态，钩头91抵在闭锁杆8的杆面。

如图3所示，解锁时，往锁芯6内插入钥匙5（图中钥匙5未插入），逆时针转动钥匙5带动锁芯6转动，由拐臂61旋转拉起伸出部81，从而往上拉起闭锁杆8；同时摆动钩9的钩头91在第二弹簧11的弹力下由闭锁杆8的杆面滑入卡在第三止动凹槽82中，使闭锁杆8保持脱离第一止动凹槽31，第一弹簧10处于压缩状态，此时操作人员可以转动手柄4进行刀闸合闸操作，但由于摆动钩9在第三止动凹槽82的卡位，使得钥匙5无法转动复位，钥匙5无法从锁芯6中抽出，迫使操作人员如需拔出钥匙5进行下一步，就必须将转动手柄4进行刀闸合闸操作的过程彻底完成。

如图4所示，转动手柄4后，闭锁盘3同时转动，使连动销33在弯槽71内滑动，连动销33滑至弯槽72的上端的极限位置时，将带动连动盘7转动，此时刀闸当前位置与合闸位置的之间的夹角即为Δθ，连动盘7也只转动Δθ的角度后停止（在刀闸分闸操作时，连动盘7反向转动Δθ角度后停止）。在回锁凸起72可以撬起摆动钩9的前提下，令该Δθ越小，则越不容易引起操作失误。当回锁凸起72顶撬起摆动钩9后，摆动钩9的钩头91脱离第三止动凹槽82，闭锁杆8在第一弹簧10的弹力作用下，插入第二止动凹槽32内，以固定闭锁盘3，保持刀闸处于合闸位置。闭锁杆8插入第二止动凹槽32内后，将依次通过伸出部81、拐臂61带动锁芯6顺时针旋转而复位，此时可拔出钥匙5而进行下一步操作。

如图5所示，当要进行刀闸的分闸操作时，同样可先往锁芯6内插入钥匙5（图中钥匙5未插入），逆时针旋转钥匙5，带动闭锁杆8解锁，其操作原理与上述刀闸合闸操作的原理相同，同样具有刀闸防误操作的效果，此处不再赘述。

本发明的实施方式不限于此，在本发明上述基本技术思想前提下，按照本领域的普通技术知识和惯用手段对本发明内容所做出其它多种形式的修改、替换或变更，均在本发明权利保护范围之内。

Claims (4)

1.一种全机械式五防10kV开关柜的刀闸防误操作机构，包括安装于开关柜的柜体（1）上的刀闸、用于驱动开关柜的联锁机构的智能锁，所述刀闸包括转动轴（2）、闭锁盘（3）和手柄（4），手柄一端固定在转动轴上，闭锁盘（3）中部穿过转动轴（2）后固定在转动轴（2）上，手柄（4）通过转动轴（2）带动闭锁盘（3）转动角度α后实现刀闸的分合，所述智能锁包括钥匙（5）和锁芯（6），其特征在于：所述闭锁盘（3）的圆周边缘沿闭锁盘径向开有第一、第二止动凹槽（31、32），第一、第二止动凹槽（31、32）的夹角为α，所述闭锁盘（3）的一盘面上还伸出有一连动销（33），所述锁芯（6）上固定有拐臂（61）；所述刀闸防误操作机构还包括连动盘（7）、闭锁杆（8）、摆动钩（9）、第一第二弹簧（10）、（11），所述闭锁杆（8）沿闭锁盘（3）的径向设置于闭锁盘（3）上方，闭锁杆（8）一端经第一弹簧（10）竖向固定于开关柜的柜体（1）上，闭锁杆（8）具有与第一止动凹槽（31）及第二止动凹槽（32）配合的另一端，以使闭锁杆（8）的另一端插入第一止动凹槽（31）或第二止动凹槽（32），闭锁杆（8）上还具有横向的伸出部（81）和开设于闭锁杆杆身的用于与摆动钩配合的第三止动凹槽（82），所述伸出部（81）与拐臂（61）铰接；所述连动盘（7）套装在转动轴（2）上，并在连动盘（7）和转动轴（2）之间设有润滑件，以使连动盘（7）在转动轴（2）转动时保持不动，所述连动盘（7）上开有圆弧形弯槽（71），所述连动销（33）穿过弯槽（71）并与该弯槽（71）滑动连接，所述连动盘（7）靠近闭锁盘（3）一端的盘面上还具有回锁凸起（72）；所述摆动钩（9）的钩头（91）朝向闭锁杆（8），摆动钩（9）的钩头（91）背面经第二弹簧（11）固定于开关柜的柜体（1）上，摆动钩（9）的钩尾（92）可与回锁凸起（72）的表面滑动配合，摆动钩（9）的中部铰接于开关柜的柜体（1）上。

2.根据权利要求1所述的全机械式五防10kV开关柜的刀闸防误操作机构，其特征在于：所述弯槽（71）的圆心角β小于第一第二止动凹槽（31、32）之间的夹角α，所述圆心角β与夹角α的差值在1°~30°的范围内选择均可。

3.根据权利要求2所述的全机械式五防10kV开关柜的刀闸防误操作机构，其特征在于：所述圆心角β与夹角α的差值在1°~10°的范围内优先选择。

4.根据权利要求1-3任一项所述的全机械式五防10kV开关柜的刀闸防误操作机构，其特征在于：所述闭锁杆（8）的上端还连接有用于手动拉起闭锁杆（8）的解锁拉环（12）。

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