CN105161327A - 开关安全操作装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了开关安全操作装置，属于电力设备技术领域。它解决了现有的开关断路器操作安全性低以及操作费力的问题。本开关安全操作装置，包括架体、固定于架体上的具有控制电路的电控箱、具有显示模块和操作模块的可手持的操作面板、前端用于与开关断路器配合连接的驱动头、驱动电机以及用于拍摄开关断路器处的合闸或分闸状态的摄像头，上述驱动头后端与驱动电机的输出端连接且能受驱动电机的驱动而绕自身轴线转动，所述的操作面板通过长度大于安全操作距离的电缆或者无线通讯方式与上述控制电路相联。本开关安全操作装置具有操作安全性高以及操作省力的优点。

Description

开关安全操作装置

技术领域

本发明属于电力设备技术领域，涉及一种操作装置，尤其涉及一种开关安全操作装置。

背景技术

断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。断路器按其使用范围分为高压断路器与低压断路器，其可用来分配电能，对电源线路及电动机等实行保护，一般具有合闸和分闸这两种状态。

电的产生、输送和使用过程中，配电是一个极其重要的环节，而开关断路器也是配电中的一个重要部件。目前，在各个电厂中，开关断路器已获得了广泛的应用，在对开关断路器进行操作时，需要操作人员手持摇臂，将摇臂的连接端与开关断路器上伸出的连接端进行卡接以实现两者的周向限位，之后，由操作人员手动摇动摇臂，驱动开关断路器在合闸和分闸状态之间切换。即开关断路器随着摇臂的顺时针转动而从试验位置推进到工作位置以实现合闸，或者开关断路器随着摇臂的逆时针转动而从工作位置推出到试验位置以实现分闸。

但是，在操作人员手动操作开关断路器时存在一些安全隐患：1、在对开关断路器进行试验时，会在靠近母线一侧的触头处绕设短路线，而在试验结束后，容易忘记拆下短路线，则在开关断路器从试验位置推进到工作位置时会造成母线处短路，进而造成开关爆炸、电路损坏以及电弧伤人的情况，对操作人员的人身安全造成威胁，操作安全性低；2、当开关断路器非全相分闸，即仍有部分联接时，如进行人为操作，仍旧可能造成开关爆炸，电弧伤人等情况；3、如果开关断路器处发生真空泄露时，会导致绝缘性降低，此时，如人为操作开关断路器也可能会导致母线短路、开关爆炸、电弧伤人等情况。此外，在电厂进行全面检修时，操作人员需要对大量的开关断路器进行分闸操作，工作量大，工作强度高。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种作业安全性高且操作强度低的开关安全操作装置。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种开关安全操作装置，其特征在于，所述的操作装置包括架体、固定于架体上的具有控制电路的电控箱、具有显示模块和操作模块的可手持的操作面板、前端用于与开关断路器配合连接的驱动头、驱动电机以及用于拍摄开关断路器处的合闸或分闸状态的摄像头，上述驱动头后端与驱动电机的输出端连接且能受驱动电机的驱动而绕自身轴线转动，所述的操作面板通过长度大于安全操作距离的电缆或者无线通讯方式与上述控制电路相联；上述控制电路能接收上述摄像头发送的图像信息并发送至上述显示模块处显示且能接收上述操作模块的操作信号并控制驱动电机的工作工作状态。

本开关安全操作装置使用时，将架体移动至与开关断路器正对的位置，将驱动头与开关断路器对应连接。之后，操作人员可手持操作面板，通过拉出长度较长的电缆或者在无电缆连接的无线通讯方式情况下远离，退出到安全操作距离之外。通过操作面板上的操作模块输入启动指令，控制电路接收信号并发送驱动信号给驱动电机，由驱动电机驱动驱动头绕自身轴线转动，从而带动开关断路器动作。于此同时，摄像头拍摄开关断路器处的合闸或分闸位置，并经控制电路发送至操作人员手持的操作面板的显示模块处进行显示，以便于操作人员实时观察开关断路器的状态。开关断路器操作到位后，操作人员将架体移除即可。在此操作过程中，操作人员远在安全操作距离以外就可实现对开关断路器的操作，避免了电弧伤人的情况，操作安全性大大提高，且通过驱动电机的驱动代替人工摇动，操作更轻松。

在上述的开关安全操作装置中，所述的架体上固定有沿竖直方向设置的滑轨，滑轨处设置有滑座，上述驱动电机水平设置且与滑座固定连接，所述的架体上还固定有能驱动滑座沿滑轨上下移动的升降驱动件。因开关断路器的使用场所、使用环境等各种因素的不同，开关断路器的连接端的位置也不统一，为此，将驱动电机以及与驱动电机的输出端相连接的驱动头固定在可上下滑动的滑座上，根据不同开关断路器的需要，可上下调整驱动电机和驱动头的高低位置，而驱动头的水平位置可通过调整架体的位置来实现调节。则本开关安全操作装置可应对各种位置的开关断路器的作业，适用范围广。

在上述的开关安全操作装置中，所述的滑轨内轴向固定有螺杆，上述滑座朝向螺杆的一侧伸入滑轨内且与螺杆螺纹连接且该滑座与上述滑轨之间周向固定，上述升降驱动件包括升降电机，该升降电机的输出轴通过齿轮组与上述螺杆传动连接。调整驱动电机和驱动头的高低位置时，启动升降电机，由升降电机通过齿轮组带动螺杆在滑轨内周向转动，因滑座与滑轨周向固定，则在螺杆的转动过程中，滑座即沿螺杆的螺纹上下移动。采用滑座与螺杆螺纹连接以及滑座与滑轨周向固定的方式来实现滑座的高低位置调节，将螺杆的周向转动位移量转化为轴向移动的位移量，降低了滑座的高低位置变化速率，提高了滑座的位置调整精度。当然，螺杆的调整方式也可替换了同步带和同步轮的调整方式，由升降电机驱动同步轮转动，带动与同步带固连的滑座上下移动，或者在特殊的情况下，可采用气缸等结构直接调整滑座的上下位置。

在上述的开关安全操作装置中，所述的架体上固定有沿竖直方向设置的滑杆，上述摄像头套设于该滑杆的外侧且通过穿设于摄像头处的可拆卸的紧固件与滑杆相固定。同样的，根据开关断路器的位置不同，用于拍摄开关断路器位置状态的摄像头的位置也需要相应地可调，摄像头绕滑杆转动即可实现摄像头拍摄位置的水平位置调整，沿滑杆上下移动即可实现摄像头的高低位置调整，从而实现摄像头能应对各种位置的开关断路器的状态拍摄，适用范围广。

在上述的开关安全操作装置中，所述的驱动头的后端与上述驱动电机的输出端之间为可拆卸连接。因开关断路器的连接端的形状不同，可能为方形、六边形或其它形状，为此，根据不同的开关断路器的使用需求，可将驱动头拆下并更换其它相应的驱动头，适用范围广。

在上述的开关安全操作装置中，所述的驱动电机的输出端连接有扭矩保护器，上述驱动头与扭矩保护器可拆卸连接。扭矩保护器用于对驱动电机的驱动进行保护，防止驱动电机过载。

在上述的开关安全操作装置中，所述的驱动头的后端呈圆柱状且驱动头后端的外侧壁上具有沿轴向设置的凸条，上述扭矩保护器的前端内侧具有呈圆柱状的连接腔，该连接腔的侧壁处具有沿轴向开设的限位槽，所述的驱动头的后端插接于连接腔内且驱动头侧部上的凸条卡入上述限位槽内，所述的驱动头与扭矩保护器之间还通过卡环轴向固定。驱动头通过凸条与扭矩保护器的限位槽的配合实现两者周向固定，通过卡环的设置实现两者的轴向固定，更换时，拆下卡环即可直接将驱动头拔出，更换较为方便。

在上述的开关安全操作装置中，所述的安全操作距离为至少3米。安全操作距离可根据实际使用环境的不同进行相应的调整，必要时可增加到5米、10米、15米甚至20米。

在上述的开关安全操作装置中，所述的架体底部连接有数个行走轮，所述的架体上还连接有能对架体移动后的位置进行定位的制动机构。为方便架体的移动和位置调整，在架体的底部设置行走轮可使架体依靠行走轮的转动而移动位置，而在操作过程中，为防止架体移动，可通过制动机构对架体的位置进行定位。

在上述的开关安全操作装置中，所述的行走轮为万向轮。方向轮的设置可更方便架体的移动。

在上述的开关安全操作装置中，所述的制动机构包括数个固定于架体底部的地刹器。地刹器为现有的结构，通过踩下地刹器的其中一个踏板可使地刹器底部的支撑脚向下移动至与地面相抵靠，地刹器的支撑脚底部呈圆盘状且底面具有摩擦力较大的摩擦面，使得制动后的架体更稳定。通过踩下地刹器另一个踏板，使得地刹器底部的支撑脚向上收回，取消制动。

作为另一种情况，在上述的开关安全操作装置中，所述的制动机构包括制动踏板以及与该制动踏板相连接的制动片，所述的制动片能在上述制动踏板被踩下时紧压在上述行走轮上。通过踩下制动踏板使制动片紧压在行走轮上，使得行走轮受到摩擦力作用而无法转动，限定架体的位置。

在上述的开关安全操作装置中，所述的架体上还固定有照明灯且该照明灯与上述控制电路相连接。面对光线不足的场所以及配电柜内照明效果较差的情况，使用照明灯对配电柜内进行照明，使得摄像头能清晰地拍摄开关断路器的状态。

在上述的开关安全操作装置中，所述的架体一侧具有可供上述操作面板卡入或卸下的安装座。在架体的搬动过程中，为防止手持的操作面板掉落而损坏，在架体上设置安装座用于放置操作面板。

在上述的开关安全操作装置中，所述的架体采用绝缘材料制成。因本操作装置用于配电场所，必要时，可将架体采用绝缘材料制成以进一步提高使用的安全性，或者架体采用金属材料制成而在金属材料外侧涂覆绝缘层。

与现有技术相比，本开关安全操作装置具有以下优点：

1、本开关安全操作装置通过驱动电机的驱动来代替手动操作，更方便省力，且操作人员可在安全操作距离以外进行操作，安全性更高。

2、本开关安全操作装置中的驱动头的位置可调，摄像头的位置可调，驱动头可更换，使得本开关安全操作装置能适用于各种位置或者各种型号的开关断路器的使用，适用范围更广。

附图说明

图1是本开关安全操作装置的结构示意图。

图2是本开关安全操作装置的另一视角的结构示意图。

图3是本开关安全操作装置仰视时的结构示意图。

图4是本开关安全操作装置上的操作面板自架体上取下使用时的结构示意图。

图中，1、架体；2、电控箱；3、操作面板；4、驱动头；5、驱动电机；6、摄像头；7、滑轨；8、滑座；9、螺杆；10、升降电机；11、滑杆；12、扭矩保护器；13、行走轮；14、制动机构；15、照明灯；16、电缆。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1、图2、图3和图4所示，本开关安全操作装置包括架体1，架体1的底部连接有数个行走轮13以及能对架体1移动后的位置进行定位的制动机构14。架体1的中部还固连有具有控制电路的电控箱2，该电控箱2中的控制电路还与具有显示模块和操作模块的可手持的操作面板3、驱动电机5以及用于拍摄开关断路器处的合闸或分闸状态的摄像头6电联接，电控箱2内还设置有电源，用于为整个开关安全操作系统进行供电。在本实施例中，架体1为框架结构，架体1的底部具有底板，行走轮13的数量为四个且分别连接于底板下方的四个角，其中，前侧的两个行走轮13为直行轮，后侧的两个行走轮13为万向轮，制动机构14为地刹器，该地刹器的数量为两个且设置于后侧的两个万向轮之间，地刹器的两个踏板均自底板后侧伸出，其支撑脚竖直向下。

具体地说，架体1上还固定有沿竖直方向设置的滑轨7，该滑轨7处设置有滑座8，驱动电机5水平设置且与滑座8固定连接，架体1上还固定有能驱动滑座8沿滑轨7上下移动的升降驱动件。其中，滑轨7内轴向固定有螺杆9，滑座8朝向螺杆9的一侧伸入滑轨7内且与螺杆9螺纹连接且该滑座8与受到滑轨7周向限位而无法周向转动。这里，升降驱动件为升降电机10，该升降电机10的输出轴通过齿轮组与螺杆9传动连接。

驱动电机5的输出轴上连接有一扭矩保护器12，该扭矩保护器12的前端可拆卸地连接有一水平设置的驱动头4，该驱动头4的前端用于与开关断路器配合连接。驱动头4的后端呈圆柱状且驱动头4后端的外侧壁上具有沿轴向设置的凸条，扭矩保护器12的前端内侧具有呈圆柱状的连接腔，该连接腔的侧壁处具有沿轴向开设的限位槽，驱动头4的后端插接于连接腔内且驱动头4侧部上的凸条卡入限位槽内，驱动头4与扭矩保护器12之间还通过卡环轴向固定。

架体1上部具有沿竖直方向设置的滑杆11，摄像头6套设于该滑杆11的外侧且通过穿设于摄像头6处的可拆卸的紧固件与滑杆11相固定。这里，摄像头6具有呈筒状的套筒部，该套筒部套设于滑杆11外侧，紧固件为螺栓，该螺栓穿设于套筒部处且与其螺纹连接，螺栓的内端能穿过套筒部与滑杆11相抵靠。架体1的上部还固连有一横杆，横杆上固连有用于进行照明的照明灯15，该照明灯15与控制电路电联接。

操作面板3通过长度大于安全操作距离且可收卷的电缆16与控制电路相连接，架体1的侧部具有可供操作面板3卡入或卸下的安装座，这里，安全操作距离至少为3米。在本实施例中，安全操作距离根据不同的使用环境还可设置为5米、10米、15米、20米甚至更长，即电缆16完全拉伸后的长度至少为3米，可设置为5米、10米、15米、20米甚至更长；安装座上具有水平凸出的卡接柱，卡接柱包括均呈圆柱状的连接段与卡接段，所述的连接段的一端与安装座固连，连接段的另一端与卡接段固连，且卡接段的直径大于连接段的直径。操作面板3的背部具有卡接槽，该卡接槽竖直开设且卡接段的直径大于卡接槽下端的开口口径并小于卡接槽上端的开口口径。当然，安装座处也可仅设置一挂钩用于悬挂操作面板3。

操作面板3的显示模块为显示屏，操作模块为位于显示屏周边的按键以及拨杆，其中，按键包括：

推进按钮：按一下按钮既可以启动，推进开关到工作位置；

推出按钮：按一下按钮既可以启动，推出开关到试验位置；

自动/手动切换按钮:按一下即可操作手动状态，按住后直到开关到位；

紧急暂停按钮：紧急状态下按住紧急按钮将使重置键和所有电源切断，恢复时驱动电机5向逆时针旋转；

设置按键：用于设置驱动电机5的转动速度、设置驱动电机5转动圈数或者驱动头4的转动圈数、系统输出扭矩等参数；

上下选择调整按键：用于选择设置模式或者在设置模式内调整参数。

本开关安全操作装置使用时，依靠行走轮13手动将架体1推动至与开关断路器正对的位置，将驱动头4的前端与开关断路器对应连接。之后，踩下地刹器自底板后侧伸出的其中一个踏板，使地刹器的支撑脚向下顶出以使万向轮离开地面，实现架体1与地面的定位。操作人员可卸下操作面板3并将其手持，通过拉出长度较长的电缆16，退出到安全操作距离之外。通过操作面板3上的操作模块输入启动指令，控制电路接收信号并发送驱动信号给驱动电机5，由驱动电机5通过扭矩保护器12驱动驱动头4绕自身轴线转动，从而带动开关断路器动作。于此同时，摄像头6拍摄开关断路器处的合闸或分闸位置，并经控制电路发送至操作人员手持的操作面板3的显示模块处进行显示，以便于操作人员实时观察开关断路器的状态。开关断路器操作到位后，操作人员踩下地刹器另一个踏板，使得地刹器的支撑脚向上收回，万向轮重新与地面相抵靠，再将架体1移开即可。在此操作过程中，操作人员远在安全操作距离以外就可实现对开关断路器的操作，避免了电弧伤人的情况，操作安全性大大提高，且通过驱动电机5的驱动代替人工摇动，操作更轻松。

当开关断路器的高度位置不同时，可启动升降电机10，由升降电机10通过齿轮组带动螺杆9在滑轨7内周向转动，因滑座8与滑轨7周向固定且与螺杆9螺纹连接，则在螺杆9的转动过程中，滑座8即沿螺杆9的螺纹上下移动。这里，因驱动头4的上下位置需要与开关断路器的连接端高度一致，调整时需要关注两者的高度差，所以，可直接在控制箱顶部设置与控制电路相连接的控制滑座8上升的上升键以及控制滑座8下降的下降键。

同时，将摄像头6处的紧固件松开，沿滑杆11上下调整摄像头6的位置或绕滑杆11的轴线转动摄像头6的角度，以使摄像头6能准确拍摄到开关断路器处的情况。

当开关断路器的型号不同时，拆下驱动头4与扭矩保护器12之间的卡环即可直接将驱动头4拔出，更换另一驱动头4后重新用卡环卡紧即可。这里，驱动头4前端用于与开关断路器相连接的位置可呈方形、正六边形或正八边形等形状。

除以上技术方案以外，螺杆9的调整方式也可替换了同步带和同步轮的调整方式，将两个同步轮分设于滑轨7顶部和底部，将同步带绕设于两个同步轮上，升降电机10与其中一个同步轮连接且由升降电机10驱动同步轮转动，则可带动与同步带固连的滑座8上下移动，或者在仅需两个位置状态的情况下，采用气缸等结构直接调整滑座8的上下位置。制动机构14还可包括制动踏板、与该制动踏板相连接的制动片以及限位块，制动片能在制动踏板被踩下时紧压在行走轮13上，限位块与底板设置通过弹簧连接，当制动踏板被踩下后，限位块能在弹簧的弹力作用下弹出并卡住制动踏板使其无法复位。必要时，架体1可采用绝缘材料制成或者架体1采用金属材料制成而在金属材料外侧涂覆绝缘层以进一步提高使用的安全性。操作面板3的显示模块和操作模块也可集成为一液晶触摸屏。操作面板3与控制电路之间还可通过无线通讯的方式进行数据传输，具体可在操作面板3上增设现有的无线通讯模块，并相应地在控制电路上对应设置一无线通讯模块，两者之间无电缆连接，则操作时可直接手持操作面板3远离架体1至安全操作距离之外即可。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种开关安全操作装置，其特征在于，所述的操作装置包括架体(1)、固定于架体(1)上的具有控制电路的电控箱(2)、具有显示模块和操作模块的可手持的操作面板(3)、前端用于与开关断路器配合连接的驱动头(4)、驱动电机(5)以及用于拍摄开关断路器处的合闸或分闸状态的摄像头(6)，上述驱动头(4)后端与驱动电机(5)的输出端连接且能受驱动电机(5)的驱动而绕自身轴线转动，所述的操作面板(3)通过长度大于安全操作距离的电缆(16)或者无线通讯方式与上述控制电路相联；上述控制电路能接收上述摄像头(6)发送的图像信息并发送至上述显示模块处显示且能接收上述操作模块的操作信号并控制驱动电机(5)的工作工作状态。

2.根据权利要求1所述的开关安全操作装置，其特征在于，所述的架体(1)上固定有沿竖直方向设置的滑轨(7)，滑轨(7)处设置有滑座(8)，上述驱动电机(5)水平设置且与滑座(8)固定连接，所述的架体(1)上还固定有能驱动滑座(8)沿滑轨(7)上下移动的升降驱动件。

3.根据权利要求2所述的开关安全操作装置，其特征在于，所述的滑轨(7)内轴向固定有螺杆(9)，上述滑座(8)朝向螺杆(9)的一侧伸入滑轨(7)内且与螺杆(9)螺纹连接且该滑座(8)与上述滑轨(7)之间周向固定，上述升降驱动件包括升降电机(10)，该升降电机(10)的输出轴通过齿轮组与上述螺杆(9)传动连接。

4.根据权利要求1或2或3所述的开关安全操作装置，其特征在于，所述的架体(1)上固定有沿竖直方向设置的滑杆(11)，上述摄像头(6)套设于该滑杆(11)的外侧且通过穿设于摄像头(6)处的可拆卸的紧固件与滑杆(11)相固定。

5.根据权利要求1或2或3所述的开关安全操作装置，其特征在于，所述的驱动头(4)的后端与上述驱动电机(5)的输出端之间为可拆卸连接。

6.根据权利要求1或2或3所述的开关安全操作装置，其特征在于，所述的驱动电机(5)的输出端连接有扭矩保护器(12)，上述驱动头(4)与扭矩保护器(12)可拆卸连接。

7.根据权利要求6所述的开关安全操作装置，其特征在于，所述的驱动头(4)的后端呈圆柱状且驱动头(4)后端的外侧壁上具有沿轴向设置的凸条，上述扭矩保护器(12)的前端内侧具有呈圆柱状的连接腔，该连接腔的侧壁处具有沿轴向开设的限位槽，所述的驱动头(4)的后端插接于连接腔内且驱动头(4)侧部上的凸条卡入上述限位槽内，所述的驱动头(4)与扭矩保护器(12)之间还通过卡环轴向固定。

8.根据权利要求1或2或3所述的开关安全操作装置，其特征在于，所述的架体(1)底部连接有数个行走轮(13)，所述的架体(1)上还连接有能对架体(1)移动后的位置进行定位的制动机构(14)。

9.根据权利要求1或2或3所述的开关安全操作装置，其特征在于，所述的架体(1)上还固定有照明灯(15)且该照明灯(15)与上述控制电路相连接。

10.根据权利要求1或2或3所述的开关安全操作装置，其特征在于，所述的架体(1)一侧具有可供上述操作面板(3)卡入或卸下的安装座。