CN103107037A - 环网柜的闭锁机构及环网柜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于环网柜的闭锁机构和环网柜，该环网柜包括控制面板，该控制面板上设置有用于操作接地刀闸的操作开口，所述闭锁机构包括：导杆，该导杆在阻挡所述开口的闭锁位置和让开所述开口的解锁位置之间可移动；以及驱动器，该驱动器能够响应于所述环网柜的预定状态而使所述导杆处于所述闭锁位置或解锁位置。通过该闭锁机构，可以在环网柜的进线侧、出线侧或者二者带电的情况下，闭锁操作接地刀闸的开口，由此，提高了环网柜的安全性。

Description

环网柜的闭锁机构及环网柜

技术领域

本发明涉及一种环网柜，并尤其是涉及一种环网柜的闭锁机构，该闭锁机构能够在环网柜的进线带电的情况下阻止对接地刀闸的操作。

背景技术

为提高供电可靠性，使用户可以从两个方向获得电源，通常将供电网连接成环形。这种供电方式简称为环网供电。在工矿企业、住宅小区、港口和高层建筑等配电系统中，其高压回路通常采用负荷开关或真空接触器控制，并配有高压熔断器保护。该系统通常采用环形网供电，所使用高压开关柜一般习惯上称为环网柜。

环网柜通常分为负荷开关室(断路器)、母线室、电缆室和控制仪表室等金属封闭的独立隔室，其中负荷开关室(断路器)、母线室和电缆室均有独立的泄压通道。为了对环网柜进行检修，通常在环网柜种设置接地刀闸，以在维修时通过操作接地刀闸而将环网柜接地，避免带来触电等危及人身安全的事故。但是，该接地刀闸必须在进线侧没有电压的情况下进行操作，否则将会导致短路，进而造成事故。因此，在环网柜的设计规范种，通常要求进出线柜安装有能够反映进线侧有无电压并具有自检功能的带电显示装置。当进线侧带电时，应阻止操作接地刀闸，即，闭锁接地刀闸。

在现有技术的环网柜中，为了避免在进线侧带电时操作接地刀闸，通常在环网柜的柜门上加装有电磁锁，以便在出线侧带电时，电磁锁处于锁止状态，由此阻止柜门被打开。但是这种方案结构复杂，并且由于柜门被锁止，导致维修之外的工作也难于进行。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种结构简单并且可靠性高的环网柜闭锁机构。该环网柜闭锁机构可以在环网柜的进线侧有电压的情况下，阻止对接地刀闸的操作。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于环网柜的闭锁机构，其中，环网柜包括控制面板，该控制面板上设置有用于操作接地刀闸的操作开口，所述闭锁机构包括：导杆，该导杆在阻挡所述开口的闭锁位置和让开所述开口的解锁位置之间可移动；以及驱动器，该驱动器能够响应于所述环网柜的预定状态而使所述导杆处于所述闭锁位置或解锁位置。

优选的是，所述环网柜的预定状态为所述环网柜的进线侧带电、所述环网柜的出线侧带电或者二者。

通过本发明的闭锁机构，可以在环网柜的进线侧、出线侧或者二者带电的情况下，闭锁操作接地刀闸的开口，阻止对接地刀闸进行操作，由此，提高了环网柜的安全性。

具体地说，在所述预定状态下，所述驱动器不工作，而所述导杆依靠自身重量或来自偏压装置的偏压力移动至所述闭锁位置，而在所述预定状态解除时，所述驱动器工作而将所述导杆驱动至所述解锁位置。

利用本发明的闭锁机构，可以依靠导杆的自身重力来实现闭锁，由此，提高了闭锁机构的可靠性，并且简化了结构。

可替代的是，在所述预定状态下，所述驱动器工作而将所述导杆驱动至所述闭锁位置，而在所述预定状态解除时，所述驱动器工作而将所述导杆驱动至所述解锁位置。

另外可替代的是，在所述预定状态下，所述驱动器工作而将所述导杆驱动至所述闭锁位置，而在所述预定状态解除时，所述导杆依靠自身重量或来自偏压装置的偏压力移动至所述解锁位置。

优选的是，所述闭锁机构还包括支架，所述导杆和所述驱动器设置于该支架上，且所述支架安装于所述环网柜的框架上。

所述支架可以为方筒形且包括前侧板和后侧板，所述驱动器安装在所述方筒形支架的内部，而所述导杆可移动地设置在所述前侧板上。

所述前侧板设置有开口，所述导杆为倒L形，并且所述倒L形导杆包括横向臂和竖直臂，所述横向臂通过所述前侧板的开口插入，并于所述驱动器相接合。

所述驱动器可以为螺线管，并且所述螺线管包括线圈和电枢，所述电枢与所述导杆的横向臂相配合，以驱动所述导杆运动。

作为一种优选实施方式，所述闭锁机构安装在所述操作开口的上方。在所述预定状态下，所述螺线管的线圈的供电被中断，所述导杆依靠自身重力移动到所述闭锁位置，而在所述预定状态解除时，所述螺线管的线圈被供电，所述电枢被所述线圈向上推动，进而推动所述导杆至所述解锁位置。

可选的是，所述线圈通过常闭触头与电源相连接，且还包括用于控制所述常闭触头的控制器，所述控制器被构造成在所述预定状态下控制所述常闭触头使之断开。

所述前侧板的开口为方形孔，并且限制所述导杆的移动范围。另外，所述前侧板的一端弯折而形成弯折部，在该弯折部内形成有狭缝，所述导杆插入到所述狭缝中，并在所述狭缝的导引下移动。

作为另一种导引机构，所述导杆的竖直臂内可以设置有在所述导杆移动方向上延伸的导引槽，所述前侧板上设置有导引件，所述导引件插入到所述导引槽中，以引导所述所述导杆的移动。

可选的是，根据本发明的闭锁机构还包括手动解锁机构。所述手动解锁机构包括可旋转地安装在所述环网柜的操作面板上的锁芯、设置在锁芯的内端以与锁芯一起旋转的凸轮、设置在凸轮的端部并随着凸轮的转动将所述导杆拨动到解锁位置的拨叉。所述导杆的竖直臂上设置有解锁槽，所述拨叉与所述解锁槽相接合。

作为一种可选的形式，所述解锁槽包括圆弧形部分和与圆弧形部分的一端相连接的竖直部分。

另外，根据本发明的闭锁机构还可以包括用于探测所述导杆的解锁位置或闭锁位置的探测器。以在闭锁机构处于闭锁状态或者解锁状态下，向遥控设备或者控制设备发出信号。优选的是，所述探测器为位置开关。

根据本发明的另一方面，提供了一种环网柜，包括框架、操作面板，其中，在所述操作面板内设置有用于操作接地闸刀的操作开口，并且，所述环网柜还包括上述闭锁机构，以在所述环网柜处于预定状态下闭锁所述操作开口。

附图说明

本发明的上述各个方面、特征、目的和工业及技术重要性将从下面参照附图对本发明优选实施方式的详细描述中变得更清楚，图中：

图1是示出环网柜内部的示意图，在该环网柜中安装有根据本发明优选实施方式的闭锁机构；

图2是图1中所述的环网柜的透视图；

图3是沿着图1中的线B-B截取的剖视图；

图4是图3中圆圈围绕的部分的放大视图；

图5是示出根据本发明优选实施方式的闭锁机构的透视图；

图6A和6B是示出在闭锁状态和解锁状态下的闭锁机构的示意图；

图7是示出改进的闭锁机构；

图8是示出闭锁机构中的导杆的透视图；以及

图9是示出在图8所示的改进的闭锁机构中使用的安装支架的透视图。

具体实施方式

下面，参照附图1-7，描述根据本发明优选实施方式的闭锁机构。首先，参照图1，图1显示了去掉了装饰面板的环网柜的内部情况。在环网柜的前面板1上，通常设置有钥匙孔形的操作开口，图1中显示具有三个钥匙孔形开口，其中最上面的操作开口10是用于操作接地刀闸的开口，操作杆(未示出)可以插入到该操作开口10中，并且与操作接地刀闸(未示出)的操作机构(未示出)相接合，由此操作接地刀闸，使得环网柜接地。

如前面提及的，为了防止在进线侧带电的情况下操作接地刀闸，进而造成短路等事故，在环网柜中设置了闭锁机构100。

下面参照图4和5，详细描述根据本发明的闭锁机构100。

如图4和5所示，闭锁机构100包括支架110，该支架110形成为大致方筒形，以支撑闭锁机构100的其它零件。方筒形的支架110可以通过金属板弯折而成，或者通过多块侧板连接而成，如焊接、铆接或螺纹连接等而成，例如在图4和5中，该支架110由前侧板111、左、右侧板和后侧板构成，其中前侧板、左侧板和右侧板构成一体的U形侧板。该支架的后侧板例如通过螺钉等固定到环网柜的框架2上，由此固定整个支架。但是，也可以采用其它紧固方法，如铆接、焊接等。或者，可以省略后侧板，而是上述U形侧板直接固定到环网柜的框架2上。

在方筒形支架110所围绕的空间内，设置有作为闭锁机构的驱动器的螺线管120，如现有技术中已知的，该螺线管120可以是传统的螺线管，包括线圈121和电枢122。在向线圈121通电的情况下，电枢122被线圈121所产生的电磁力向上推动。

在方筒形支架110的前侧板111上，可滑动地设置有导杆130。具体地说，如图4和5所示，前侧板111在其上部形成有方形孔112，并且前侧板111的下部边缘向前弯折而形成弯折部113，该弯折部113内形成有狭缝(未示出)。导杆130大致形成为L形，由较短的横向臂131和较长的竖直臂132构成，其中，L形导杆130的横向臂131插入到上述前侧板111的方形孔112中，竖直臂132的宽度不等，包括拓宽部分1321和杆部分1322，其中拓宽部分1321将在后面描述，杆部分1322穿过所述弯折部113内形成的狭缝，而朝向下延伸。由此，通过将导杆130的横向臂131插入到前侧板111的方形孔中并同时将导杆130的杆部分1322穿过狭缝，导杆130可以在前侧板111的导引下在竖直方向上平动，同时，上述方形孔112限定了导杆130的向上和向下移动范围的极限。

如图4和5所示，所述横向臂131穿过前侧板111的方形孔并进一步向内延伸并超过电枢122的位置，由此在螺线管120的电枢122由于线圈121通电而被向上推动时，电枢122将向上推动导杆130。

螺线管120的线圈121通过一个常闭触头(未示出)与电源相连接。该常闭触头在普通情况下处于闭合状态，由此使得线圈121与电源导通，而线圈121被供电；而在进线端带电的情况下，显示进线端带电的带电显示器将向常闭触头的控制器发出一个表示进线端带电的信号，该信号使得控制器触发常闭触头使之处于断开状态，在这种情况下，线圈121的供电被断开。

如图所示，闭锁机构100安装在环网柜的框架2上，在操作开10的上方，并且闭锁机构100设置成使得操作接地刀闸的操作开10处于导杆130的运动轨迹中。

下面描述本发明的闭锁机构100的工作原理。

如上所述，在进线端不带电的情况下，螺线管120的线圈121的常闭触头处于闭合状态，由此，线圈121被供电，线圈121的供电使得电枢122向上移动并推动导杆130向上移动，由此，导杆130让出操作接地刀闸的开口10，在这种情况下，操作杆可以插入到开口10中来操作接地刀闸。反之，在进线端带电的情况下，带电显示器向常闭触头的控制器发出表示进线端带电的信号，在接收到该信号时，控制器使得常闭触头断开，由此中断对螺线管120的线圈121的供电。在线圈121的供电被中断的情况下，电枢122的推力丧失，导杆130在自身重量的作用下向下移动，并且移动到前侧板111的方形孔112设定的向下移动范围的下限位置处，在该位置，导杆的杆部分132处于操作接地刀闸的开口10的后侧上，遮挡开口10，由此阻止操作杆通过该开口10插入，这样，阻止了对接地闸刀的操作。

由此，根据本发明，提供了一种结构简单的闭锁机构，该闭锁机构在进线端带电的情况下阻止操作杆对接地刀闸操作。尽管在上面的描述可以看出，螺线管120动作来解锁上述闭锁机构，而接地刀闸的开口10的闭锁是通过导杆的自身重量来实现的，这样可以提高闭锁的可靠性。但是，本发明并不局限于此，也可以采用这样的结构，即：导杆130在弹簧等的作用下被偏压于解锁位置，而螺线管120动作来下压导杆130使之处于阻挡开口10的闭锁位置。

另外，除了螺线管120之外，还可以采用其它驱动器来实现相同的功能。例如可以采用螺杆-螺母形式的驱动器，在进线端带电时，通过例如电机在一个方向上转动螺母，由此使得与螺杆相连接的导杆向下运动到闭锁位置；而在进线端不带电时，在相反方向上转动螺母，由此通过螺杆使得导杆向上运动到解锁位置，而让开操作接地刀闸的开口。或者螺杆和螺母的螺纹角度可以设置成螺杆可以通过螺母的转动而向上运动，但是在螺母失去旋转力时，借助于螺杆(以及相连的导杆)的重量，螺母可以反向旋转而允许螺杆下降。或者，也可以采用凸轮等形式的驱动器。

如图所示，根据本发明的闭锁机构中还设置有手动解锁机构，以便在需要紧急解锁，操作接地刀，或者机构故障需要维修，使用手动解锁解锁机构来解锁。

如图4和5所示，手动解锁机构140包括锁芯141，该锁芯141安装在环网柜的框架2上或者与框架2相连接的板上，并且使得锁芯141的锁孔142外露，并且例如锁孔142为异形截面孔，使得只有与锁孔142相配合钥匙才能转动锁芯141。锁芯的内端上设置有凸轮143，该凸轮143的突出端上设置有销形式的拨叉144。如上所述，导杆130的竖直臂132上设置有宽度加大的拓宽部分1321。在该拓宽部分1321内通过线切割等工艺形成有解锁槽1323(参见图8)，该解锁槽1323包括圆弧形部分和与圆弧形部分的一端相连接的竖直部分。上述凸轮143上的拨叉144插入到该解锁槽1323中，并且随着凸轮143被锁芯转动，而拨叉144在解锁槽1323内滑动，进而提升导杆130。

参照图6A和6B，其中，图6A和6B分别示出了处于闭锁位置和解锁位置的闭锁机构100。如图6A所示，此时闭锁机构100处于闭锁位置，导杆130的杆部分向下延伸而阻挡开口10(未示出)。此时凸轮143的拨叉144大致处于解锁槽1323的圆弧形部分1324和竖直部分1325的相连接处，随着锁芯在图6A和6B中的逆时针方向转动，凸轮143被沿着逆时针方向转动，拨叉133在解锁槽1323的圆弧形部分1324内滑动，并且带动导杆130向上移动，由此将导杆的杆部分131移出开口10的位置，使得闭锁机构处于解锁状态。

如图6A和6B所示，在支架110的一个侧板的上方，还可以设置用于探测所述导杆的位置的探测器，该探测器例如可以为位置开关160，以便在导杆130被螺线管120提起时，该导杆130的横向臂131可以触动该位置开关160，由此向远程控制装置或者其它控制装置发出表示导杆130处于解锁位置的信号。可替代的是，也可以在侧板的下方设置探测器，来探测导杆130处于闭锁位置。

下面，参照附图7-9，描述对上述实施方式的闭锁机构的改进。在该改进中，仅仅是导杆130和前侧板111与上述实施方式中的不同，其它部分基本上相同，因此，省略了对相同部分的描述。

如图8所述，在改进的闭锁机构中，导杆130在拓宽部分1321的解锁槽1323的上方和下方还形成有导引槽1326。并且，如图9所示，在前侧板111的相应位置处形成有孔1111，例如螺纹孔，在该螺纹孔1111内可以紧固有导引螺栓1112，并且，如图7所示，该导引螺栓1112插入到导杆130的导引槽1326中，导引导杆130的上下运动。

另外，如图9所示，在前侧板111的下侧上，折弯部113内的狭缝1131可以是不完整的，这样，可以使得导杆130的杆部分容易地插入到该狭缝中。

尽管上面参照本发明的优选实施方式详细描述了本发明，但是要指出的是，本发明并不局限于上述描述的实施方式，而是可以作出各种修改、替代和组合。在上面的具体实施方式中，是以进线侧带电闭锁接地刀闸来进行描述的，但是本发明的闭锁机构也可以设计成在出线侧带电时闭锁接地刀闸，或者设计成可以监控进线侧和出线侧二者，这可以通过改变螺线管的接线方式来轻易实现。另外，在上面的描述中，导杆依靠自身的重力而移动到闭锁位置，但是可替代的是，可以设置偏压装置，如偏压弹簧，而使得导杆在朝向闭锁位置的方向上受到偏压，由此，可以提高闭锁机构的可靠性。另外，在上面的描述中，闭锁机构设置在操作接地刀闸的开口的上方，但是闭锁机构也可以设置在接地刀闸的下方或者横向，在这种情况下，可以设置偏压装置来朝向闭锁位置或解锁位置偏压导杆，并且螺线管可以响应于进线端带电或者不带电而在竖直方向或横向上移动导杆，使之处于闭锁位置或解锁位置。因此，本发明的保护范围应涵盖基于在此的教导本领域技术人员可以作出的所有变型和改进，并且该保护范围仅由所附的权利要求书及其等价物来限定。

Claims (24)

1.一种用于环网柜的闭锁机构，该环网柜包括控制面板，该控制面板上设置有用于操作接地刀闸的操作开口，其特征在于：

所述闭锁机构包括：

导杆，该导杆在阻挡所述开口的闭锁位置和让开所述开口的解锁位置之间可移动；以及

驱动器，该驱动器能够响应于所述环网柜的预定状态而使所述导杆处于所述闭锁位置或解锁位置。

2.如权利要求1所述的闭锁机构，其特征在于，所述环网柜的预定状态为所述环网柜的进线侧带电、所述环网柜的出线侧带电或者二者。

3.如权利要求2所述的闭锁机构，其特征在于，在所述预定状态下，所述驱动器不工作，而所述导杆依靠自身重量或来自偏压装置的偏压力移动至所述闭锁位置，而在所述预定状态解除时，所述驱动器工作而将所述导杆驱动至所述解锁位置。

4.如权利要求2所述的闭锁机构，其特征在于，在所述预定状态下，所述驱动器工作而将所述导杆驱动至所述闭锁位置，而在所述预定状态解除时，所述驱动器工作而将所述导杆驱动至所述解锁位置。

5.如权利要求2所述的闭锁机构，其特征在于，在所述预定状态下，所述驱动器工作而将所述导杆驱动至所述闭锁位置，而在所述预定状态解除时，所述导杆依靠自身重量或来自偏压装置的偏压力移动至所述解锁位置。

6.如权利要求1-5中任一项所述的闭锁机构，其特征在于，所述闭锁机构还包括支架，所述导杆和所述驱动器设置于该支架上，且所述支架安装于所述环网柜的框架上。

7.如权利要求6所述的闭锁机构，其特征在于，所述支架包括构成U形侧板的前侧板、左侧板和右侧板，所述驱动器安装在所述U形侧板围绕的空间内，而所述导杆可移动地设置在所述前侧板上。

8.如权利要求7所述的闭锁机构，其特征在于，所述前侧板在其上部设置有开口，所述导杆为倒L形，并且所述倒L形导杆包括横向臂和竖直臂，所述横向臂通过所述前侧板的开口插入，并于所述驱动器相接合。

9.如权利要求8所述的闭锁机构，其特征在于，所述驱动器为螺线管，并且所述螺线管包括线圈和电枢，所述电枢与所述导杆的横向臂相配合，以驱动所述导杆运动。

10.如权利要求9所述的闭锁机构，其特征在于，所述闭锁机构安装在所述操作开口的上方。

11.如权利要求10所述的闭锁机构，其特征在于，在所述预定状态下，所述螺线管的线圈的供电被中断，所述导杆依靠自身重力移动到所述闭锁位置，而在所述预定状态解除时，所述螺线管的线圈被供电，所述电枢被所述线圈向上推动，进而推动所述导杆至所述解锁位置。

12.如权利要求11所述的闭锁机构，其特征在于，所述线圈通过常闭触头与电源相连接，且还包括用于控制所述常闭触头的控制器，所述控制器被构造成在所述预定状态下控制所述常闭触头使之断开。

13.如权利要求8所述的闭锁机构，其特征在于，所述前侧板的开口为方形孔，并且限制所述导杆的移动范围。

14.如权利要求8所述的闭锁机构，其特征在于，所述前侧板的一个端部弯折而形成弯折部，在该弯折部内形成有狭缝，所述导杆插入到所述狭缝中，并在所述狭缝的导引下移动。

15.如权利要求8所述的闭锁机构，其特征在于，所述导杆的竖直臂内设置有在所述导杆移动方向上延伸的导引槽，所述前侧板上设置有导引件，所述导引件插入到所述导引槽中，以引导所述所述导杆的移动。

16.如权利要求7所述的闭锁机构，其特征在于，所述前侧板、左侧板和右侧板由一块金属板弯折而成。

17.如权利要求1-5中任一项所述的闭锁机构，其特征在于，还包括手动解锁机构。

18.如权利要求17所述的闭锁机构，其特征在于，所述手动解锁机构包括可旋转地安装在所述环网柜的操作面板上的锁芯、设置在锁芯的内端以与锁芯一起旋转的凸轮、设置在凸轮的端部并随着凸轮的转动将所述导杆拨动到解锁位置的拨叉。

19.如权利要求18所述的闭锁机构，其特征在于，所述导杆的竖直臂上设置有解锁槽，所述拨叉与所述解锁槽相接合。

20.如权利要求19所述的闭锁机构，其特征在于，所述解锁槽包括圆弧形部分和与圆弧形部分的一端相连接的竖直部分。

21.如权利要求1至5中任一项所述的闭锁机构，其特征在于，还包括用于探测所述导杆的解锁位置或闭锁位置的探测器。

22.如权利要求21所述的闭锁机构，其特征在于，所述探测器为位置开关。

23.如权利要求1至5中任一项所述的闭锁机构，其特征在于，所述驱动器为螺杆-螺母、凸轮、涡轮-蜗杆中的任一种。

24.一种环网柜，包括框架、操作面板，其中，在所述操作面板内设置有用于操作接地闸刀的操作开口，其特征在于，所述环网柜还包括如权利要求1至23中任一项所述的闭锁机构，以在所述环网柜处于预定状态下闭锁所述操作开口。

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