CN104823256A - 包括三位开关的用于中压或高压开关柜的开关组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于一种用于中压或高压开关柜的开关组件()，开关组件包括配有可动接触片(3)的三位开关(2)，可动接触片(3)可以通过电动马达(4)被带入三个不同的位置，即：可动接触片(3)连接到隔离器触点(6)的接通位置(5)、可动接触片(3)连接到接地触点(8)的接地位置(7)、和布置在接通位置(5)和接地位置(7)之间的断开位置(9)，其中用于产生位置指示的电信号的两种装置被布置在所述三位开关(2)处，其中一种是产生不连续电信号的精确线性操作微动开关(10)，而另一种是产生连续电信号的欠精确的辅助开关(11)，其中所述电信号被发送到用于控制所述电动马达(4)的控制单元(12)，所述控制单元(12)包括用于指示所述可动接触片(3)的实际位置的电指示单元(13)，其中，第一微动开关(10a)耦合到所述可动接触片的用于检测所述接通位置(5)的移动驱动器，第二微动开关(10b)耦合到所述可动接触片用于检测所述接地位置(7)的移动驱动器，和两个微动开关(10c，10d)和辅助开关(11a，11b)对耦合到可动接触片用于检测所述断开位置(9)的移动驱动器，其中，每个辅助开关(11a，11b)均并联和/或串联连接到每个微动开关(10c，10d)。

Description

包括三位开关的用于中压或高压开关柜的开关组件

技术领域

本发明涉及一种用于中压或高压开关柜的开关组件，该开关组件包括具有可动接触片的三位开关，可通过电或液压马达或者驱动器将可动接触片带到或驱动到三个不同的位置，即将可动接触片连接到隔离器触点的接通位置、将可动接触片连接到接地触点的接地位置、和设置在接通位置和接地位置之间的断开位置，其中将用于产生位置指示的电信号的两种类型的装置设置在三位开关处，其中一种类型是产生不连续电信号的精确的线性操作微动开关，而另一种类型是产生连续电信号的欠精确的辅助开关，其中，将电信号发送到用于控制电动马达的控制单元，该控制单元包括电指示单元，用于指示所述可动接触片的实际位置。

背景技术

在例如三位开关的高电压多位置开关的控制中，采用一组用于电气位置指示的单独的开关是本领域的现状。电气位置指示可以通过辅助开关、感应式位置指示器或类似部件来实现。

三位开关被视为两个单独的开关：隔离器和接地开关。这两个开关分别提供位置指示打开和关闭。电气打开和关闭位置的指示是由两种开关提供的：一种是微动开关，其提供了准确的位置指示，而另一种是辅助开关，它提供了较不准确的位置指示。为了控制三位开关的马达驱动器的操作，必须对控制电路采用微动开关的准确位置指示。辅助开关可以用于可视化和联锁。出于控制的目的，必须使用微动开关的直接与反相信号。

当前公知的技术解决方案是由确保产生期望信号的凸轮盘操作微动开关和辅助开关。此外，引入了微动开关的新的线性机械操作，这使得机械布局更加容易。修改了辅助开关的操作。仅在微动开关进入或接近三位开关的中间位置时操作指示隔离器关闭和接地开关关闭位置的微动开关，而各自的辅助开关提供贯穿整个操作路径的恒定信号。

当使用这些信号用于控制操作三位开关的马达时，这会导致问题。为了克服这个问题，可以安装两个单独的用于马达操作的电路，其中，一个负责隔离器的控制，而另一个负责接地开关的控制。将这两个电路并联连接到马达。为安全起见，必须相对彼此互锁电路。其缺点是，该解决方案机械复杂，且需要更多的设备用于电动马达的操作。

另一种选择是采用电子或机电存储器以存储所述三位开关的当前位置。这种方案的缺点是，该信息可能在电源断电或存储装置的手动替换时丢失。

文献WO 2011/023205A1公开了一种驱动装置，特别是用于多位置开关装置，例如用于断开和接地开关中的驱动装置，开关装置的可动接触片可被带到三个不同位置：接通位置、断开位置、接地位置、并返回原位，该驱动装置包括载体，该载体可以通过线性运动驱动器线性移动，其中提供电磁可控连杆运动，其将载体保持并锁定在三个位置中。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于低、中或高压开关柜的开关组件，所述开关组件产生连续、可靠的用于中压或高压开关的马达控制的电位置指示信号。这个目的通过独立权利要求1的主题实现。进一步示例性实施例从从属权利要求和下面的描述中是显而易见的。

根据本发明，至少一个第一信号产生元件以机械对应的方式设置在三位开关上用于检测接通位置，此外还有至少一个用于检测所述接地位置的第二信号产生元件和至少一个用于检测所述断开位置的第三信号产生元件，而另外的辅助信号产生元件顺着信号方向地(signalwise)与第一和/或第二和/或第三信号产生元件以这样的方式耦合，即，使第一、第二和第三信号产生元件的信号以双射可检测方式对应于可动接触片的位置。作为信号产生元件，微动开关可以用作信号产生元件的最简单的形式。

如果辅助开关的触点与微动开关的触点分别串联和并联连接，那么可以补偿微动开关的断续信号的缺点。这种解决方案允许使用用于位置指示的开关的线性操作，并应用具有更少设备的马达控制电路。总是通过微动开关产生打开和关闭位置指示信号的侧翼。这是必要的，因为只有微动开关可以为电动马达的控制提供精确的位置指示。无法通过连接到内部电路的外部电路来识别从微动开关到辅助开关流动的电流的换流。

优选的是，微动开关和辅助开关是电、机械或光学开关。电开关的一个例子是接近开关。此外可以使用感应位置指示器。

此外，控制单元可以由微处理器控制。这使得能够以快速和简单的方式来控制该控制单元。此外，电动马达是直流马达。

根据一个优选的实施例，辅助开关被正向驱动。出于安全原因，控制单元应通过正向驱动的辅助开关被致动，这样确保当到达相应位置时所述电动马达停止。

此外，通过优选的实施例实现的更多，即，为了检测三位开关的中间位置周围的致动区，微动开关10c和10d分别与辅助开关11a和11b以这样的方式逻辑耦接，即，辅助开关11a和11b的常开触点与微动开关10c和10d的常闭触点并联，以及，所述辅助开关11b和11a的另一个常闭触点与微动开关10c和10d的常闭触点串联。

附图说明

在与附图结合考虑时，在本发明的以下详细描述中，本发明的前述和其它方面将变得清楚。

图1示出了三位开关的简化描绘，以及

图2是用于中压或高压开关柜的开关组件的框图，该开关组件包括图1中所示的三位开关。

图3是微动开关的开关方案。

图4是用于位置指示的开关的接线。

图5是路径信号图表。

在附图中使用的参考符号和它们的含义，以汇总的形式列在参考符号列表中。所有的附图是示意性的。

具体实施方式

图1示出了具有可动接触片3的三位开关2，可动接触片3可通过电动马达4被带入三个不同的位置。实际显示的位置是断开位置9，断开位置9设置在接通位置5和接地位置7之间，接通位置5在这个例子中是垂直的位置，接地位置7在这个例子中是水平的位置。如果可动接触片3处于接通位置5，它被连接到隔离器触点6。然而，接地位置7将可动接触片3连接到接地触点8。

根据图2，开关组件1包括电动马达4、具有驱动系统的线性运动的三位开关2、布置在三位开关2上用于间接检测可动片3的位置并产生电信号的四个微动开关10a，10b，10c，10d和两个辅助开关11a，11b。该电信号被发送到控制单元12，控制单元12包括电指示单元13，其中控制单元12控制电动马达4且电指示单元13指示可动接触片3的实际位置。控制单元12可以由用户14操作用于将可动片3带至接地位置7或断开位置9或接通位置5。

微动开关10a、10b、10c、10d产生比辅助开关11a，11b更精确的电信号。然而，辅助开关11a、11b产生连续的电信号，因为它们通过驱动系统在各个位置的线性运动持续致动。微动开关10a，10b，10c，10d仅在检测装置接近微动开关10a，10b，10c，10d的各个位置时由所述驱动系统致动。

第一微动开关10a布置在三位开关2上，以用于检测所述接通位置5，并且第二微动开关10d布置在三位开关2上，以用于检测所述接地位置7。两对微动开关的10c、10d和辅助开关11a、11b布置在所述三位开关2上，以用于检测断开位置，其中，每个辅助开关11a、11b既被并联又被串联连接到每个微开关10c、10d。

对于位置指示“隔离器闭合”(这意味着可动片3处于接通位置5)或位置指示“接地开关闭合”(这意味着可动片3处于接地位置7)，对辅助开关11是没有需要的，因为微动开关10产生更精确的电信号。在这种情况下，电信号因为小范围的检测位置是连续的。

对于位置指示“隔离器打开”，这意味着可动片3从接通位置5切换到断开位置9，辅助开关11a并联连接到微动开关10c。微动开关10c产生电信号“隔离器打开”，辅助开关11a产生电信号“接地开关未打开”。

对于位置指示“接地开关打开”，这意味着可动片3从接地位置7切换到断开位置9，辅助开关11b并联连接到微动开关10d。微动开关10d生成电信号“接地开关打开”且辅助开关11b产生电信号“隔离器未打开”。

通过将辅助开关11并联连接到微动开关10，建立了分离。辅助开关11的连续但欠精确的电信号与微动开关10的精确但不连续的电信号的组合产生一个连续且精确的电信号，该信号被发送到控制单元12。电指示单元13指示可动接触片3的实际位置。

对于位置指示“隔离器未打开”(这意味着可动片3从接通位置5向断开位置9切换，但仍未达到断开位置9)，辅助开关11a串联连接到所述微动开关10c。微动开关10c产生电信号“隔离器未打开”且辅助开关11a产生电信号“接地开关打开”。

对于位置指示“接地开关未打开”(这意味着可动片3从接地位置7向断开位置9切换，但仍没有到达断开位置9)，辅助开关11b串联连接到微动开关10d。微动开关10d生成电信号“接地开关未打开”且辅助开关11b产生电信号“隔离器打开”。

如果驱动器是在相反的位置上，在这种情况下，信号将进一步传播或存在。

通过将辅助开关11与微动开关10串联连接，建立了联合。辅助开关11的连续但欠精确的电信号与微动开关10的精确但不连续的电信号的组合产生一个连续且精确的电信号，该电信号被发送到控制单元12。电指示单元13指示可动接触片3的实际位置。

虽然在附图和前面的描述中已经详细地解释和描述了本发明，这种解释和描述被认为是说明性的或示例性的，而非限制性的；本发明并不限于所公开的实施例。通过研究附图、公开的内容和所附的权利要求，实践所要求保护的发明的本领域技术人员可以理解和实现所公开的实施例的其它变型。特别是，开关组件1可以包括多位置开关代替三位开关2。所述多位置开关应该具有至少三个不同的位置，即接通位置5、接地位置7和断开位置9。因此，开关组件1可以包括四位置开关。

在权利要求中，术语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。某些措施仅被记载在相互不同的从属权利要求中的事实并不表示这些措施的组合不能被有利地使用。权利要求中的任何附图标记不应当被解释为限制范围。

根据图3，由两种开关提供电打开和闭合位置指示：微动开关和另一种辅助开关，微动开关提供了准确的位置指示，辅助开关提供了欠准确的位置指示。为了控制三位开关的马达驱动器的操作，必须对控制电路使用微动开关的准确位置指示。

辅助开关可以用于可视化和联锁。为了控制目的，必须使用得微动开关的直接与反相信号。

图3示出了根据从开关的一个位置到另一位置的运动路径，由微动开关和辅助开关产生的信号。

可见的是微动开关仅在它们进入或靠近三位开关的中间位置时操作指示隔离器断开和接地开关断开位置，而相应的辅助开关提供贯穿整个操作路径的恒定信号。

当使用这些信号来控制用于操作三位开关的马达时，这会导致问题。实际上是不可能应用该方案的，因为它被设计用于旧系统。

为了克服这个问题，可以安装两个单独的用于马达操作的电路——一个用于隔离器的控制，一个用于接地开关的控制。这两个电路并联连接到电动马达。为了安全起见，电路必须彼此互锁。

据此，图4示出了如本发明所述的微动开关和辅助开关的接线。

由于微动开关由机构正确地操作，用于外部位置的位置指示的微动开关的接线无需改变。

认识到各个的断开和闭合位置指示信号的侧翼总是通过微动开关产生是重要的。这是必要的，因为只有微动开关可为马达的控制提供精确的位置指示。从微动开关到辅助开关的电流的换流无法通过连接到内部电路的外部电路进行识别。

出于安全原因，马达控制必须通过正向驱动触点致动，这确保了当到达相应位置时，马达停止。必须特别关注用于将马达接触器断电的常闭触点。通过以上描述的方案的应用，能够由更便宜的普通开关取代提供正向驱动常闭触点的微动开关。这适用于位置“接地开关打开”和“隔离器打开”。所需的功能由辅助触点实现，通过辅助触点的设计提供此功能。

图5示出了根据图4的示意图的依据驱动器的中间位置的开关的相应结果。

ESW表示接地开关。

ISO表示隔离器。

黑条代表“高”-信号和白条代表低信号。

图5中的上部信号ESW打开显示出该驱动器还没有到达接地触点的介电隔离区。黑条表示可动触点的位置区域，沿着该区域开关10d和11b产生一个高信号。上面的带有状态“接地开关(ESW)未打开”的第二信号线显示反相信号。

上面的带有状态“隔离器(ISO)打开”的第三信号线显示出黑条，其表示的状态是该驱动器还没有达到断开位置的介电隔离区。黑条表示可动触点的位置区域，沿着该区域该开关10c和11a引起高信号。

第四信号线示出了状态“隔离器未打开”并且显示了上面的隔离器(ISO)打开信号的反相信号。

所有这些导致了接地位置和断开位置的介电隔离区域在中间位置重叠的事实。

必须考虑的是，中间位置不是离散的尖锐的位置，而是沿开关路径的扩展区域，例如实现为对应于中间位置的接触尺寸比移动接触的尺寸大。

参考标记

1  开关组件

2  三位开关

3  可动接触片

4  电动马达

5  接通位置

6  隔离器触点

7  接地位置

8  接地触点

9  断开位置

10a，10b，10c，10d  微动开关

11a，11b  辅助开关

12  控制单元

13  指示单元

14  用户

Claims (8)

1.一种用于中压或高压开关柜的开关组件(1)，所述开关组件(1)包括具有可动接触片(3)的三位开关(2)，所述可动接触片(3)能够通过电动马达(4)被带入三个不同的位置，所述三个不同的位置为：

-接通位置(5)，将所述可动接触片(3)连接到隔离器触点(6)，

-接地位置(7)，将所述可动接触片(3)连接到接地触点(8)，和

-断开位置(9)，被布置在接通位置(5)和接地位置(7)之间，

其中用于产生用于位置指示的电信号的两种类型的装置被布置在所述三位开关(2)处，其中一种类型是产生不连续电信号的精确线性操作微动开关(10)，而另一种类型是产生连续电信号的欠精确的辅助开关(11)，其中所述电信号被发送到用于控制所述电动马达(4)的控制单元(12)，所述控制单元(12)包括用于指示所述可动接触片(3)的实际位置的电指示单元(13)，

所述开关组件(1)的特征在于，第一微动开关(10a)耦接到所述可动接触片的移动驱动器以用于检测所述接通位置(5)，第二微动开关(10b)耦接到所述可动接触片的移动驱动器以用于检测所述接地位置(7)，并且两对微动开关(10c，10d)和辅助开关(11a，11b)耦接到可动接触片的移动驱动器以用于检测所述断开位置(9)，其中，每个辅助开关(11a，11b)均并联和/或串联连接到每个微动开关(10c，10d)。

2.根据权利要求1所述的开关组件，其特征在于，

在不使用电子或机电存储元件的情况下提供信号产生元件。

3.根据权利要求1或2所述的开关组件，其特征在于，

辅助信号产生元件是具有物理开关部的机电开关或开关结构，所述物理开关部保持有沿机械延伸移动路径闭合的电触点。

4.根据权利要求1或2所述的开关组件，其特征在于，

信号产生元件(10a，10b，10c)是微动开关，并且辅助开关(11)是电子、机电或光学开关。

5.根据上述权利要求之一所述的开关组件，其特征在于，

信号产生元件与控制单元耦接或相互连接，所述控制单元由微处理器控制。

6.根据上述权利要求之一所述的开关组件，其特征在于，

电驱动器是直流马达。

7.根据上述权利要求之一所述的开关组件，其特征在于，

具有联轴器的主轴驱动器。

8.根据上述权利要求之一所述的开关组件，其特征在于，

为了检测三位开关的中间位置周围的致动区，微动开关(10c)和(10d)分别与辅助开关(11a)和(11b)逻辑耦接，以使得辅助开关(11a)和(11b)的常开触点与微动开关(10c)和(10d)的常闭触点并联，并且所述辅助开关(11b、11a)的另一个常闭触点与微动开关(10c)和(10d)的常闭触点串联。