CN105762695A - 用于电气开关设备的开关柜及其组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于电气开关设备的开关柜及其组装方法，其中的一种开关柜包括相对的一对侧面板，其中的至少一个侧面板上开设有开口。所述开关柜还包括耦接于所述至少一个侧面板上的至少一个元件移除系统，其可选择性地在一个防止一电器元件从所述开口抽出的第一位置和一个可让该电器元件从所述开口抽出的第二位置之间移动。

Description

用于电气开关设备的开关柜及其组装方法

技术领域

本发明涉及电气开关设备，具体地，涉及用于电气开关设备中的开关柜。

背景技术

发电系统、输电系统、配电系统和功率转换系统等电气系统中常用开关柜来控制、保护和(或)隔离其中的电气设备。开关装置常用作电力供应和电力负载之间的接口，用来保护和控制高压回路。开关装置一般包括一个开关柜，其内收容有开关单元，该开关单元包括母线、电线、断路器、电子开关和(或)保险丝，这些元部件以所需的方式电连接，以控制、保护和(或)隔离电气系统中的电气设备。断路器一般包括多个接触臂和以串联的方式电耦接在所述接触臂之间的跳闸机制。断路器中的接触臂用来在断路器和开关设备的各种元件之间提供电连接。

至少有一些已知的开关柜包括彼此靠近地安装的元件，以提供体积较小的开关柜。此外，至少有一些已知的开关柜包括两个开关单元，其收容的电器元件数量是仅收容一个开关单元的开关柜所收容的电器元件的两倍。在这样的情况下，开关柜中的一些元件很难从开关柜的前面或后面进行维护或替换。因此，一直以来需要一种改进的开关柜，其中的电器元件可更容易更快速地被取出和评估。

发明内容

一方面，提供了一种开关柜。所述开关柜包括相对的一对侧面板，其中的至少一个侧面板上开设有开口。所述开关柜还包括耦接于所述至少一个侧面板上的至少一个元件移除系统。该元件移除系统可选择性地在第一位置和第二位置之间移动，其在所述第一位置时防止一电器元件从所述开口中被撤出，其在所述第二位置时可让所述电器元件从所述开口被撤出。另一方面，提供了一种开关装置。所述开关装置包括一开关柜，该开关柜包括相对的一对侧面板，其中的至少一个侧面板上开设有开口。所述开关装置还包括收容于所述开关柜的至少一个电器元件、以及耦接于所述至少一个侧面板的元件移除系统。该元件移除系统可选择性地在第一位置和第二位置之间移动，其在所述第一位置时可防止所述至少一个电器元件从所述开口中被撤出，其在所述第二位置时可让所述至少一个电器元件从所述开口被撤出。

又一方面，一种组装开关柜的方法。所述方法包括提供相对的一对侧面板和在其中的至少一个侧面板上形成一个开口。所述方法还包括在所述至少一个侧面板上耦接一个元件移除系统。所述元件移除系统可选择性地在第一位置和第二位置之间移动，其在所述第一位置时可防止一电器元件从所述开口中被撤出，其在所述第二位置时可让所述电器元件从所述开口被撤出。

本发明的特点和优势将在下文中进行描述，或是可以通过下文的描述明显获知，或是可以通过实施本发明而获知。

附图说明

通过结合附图对于本发明的实施例进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中：

图1为一种示例性的开关柜的立体图，其与一个示例性的开关装置配合使用。

图2是所述开关柜的内部的侧视图，显示了收容于该开关柜内的复数个开关单元。

图3显示了图2中所示的开关装置的线连接。

图4是所述开关柜的内部的一部分的放大图，显示了其中的示例性的元件移除系统和电压互感器处于第一位置的状况。

图5是所述开关柜的内部的一部分的放大图，显示了所述元件移除系统和电压互感器处于第二位置的状况。

图6为所述开关柜的外部的立体图，显示了所述元件移除系统和电压互感器处于第二位置的状况。

图7为所述开关柜的外部的立体图，显示了所述电压互感器处于第三位置，即从所述开关柜的内部被拉出后的状况。

具体实施方式

本文所描述的系统、方法和设备可方便将电器元件从开关柜的侧面的开口中取出。特别地，所述系统、方法和设备驱动一个元件移除系统在第一位置和第二位置之间运动，其在第一位置时防止所述元件从所述开口中被取出，在第二位置时可让所述元件从所述开口被取出。驱动所述元件移除系统移动到第二位置会使得所述电器元件的电连接断开，并打开一个耦接在所述侧面开口内的舱口，使得所述电器元件可从中取出来进行检查、维护或更换。

图1是一种包括开关柜102的示例性开关装置100的立体图。在该示例性的实施例中，开关柜102包括前面板104、第一侧面板106、相对的第二侧面板108、后面板110、顶板112和底板114。所述面板104、106、108、110、112和114一起界定了开关柜102的内腔(在图1中未图示)。侧面板106上包括第一开口116和大致相似的第二开口118。

在所述示例性实施例中，所述开关柜102包括耦接于侧面板106上靠近第一开口116的第一元件移除系统120、以及大致类似地耦接于侧面板106上靠近第二开口118的第二元件移除系统122。第一元件移除系统120包括通过至少一个铰链耦接于所述第一开口116内的第一舱盖板124。类似地，所述第二元件移除系统122包括通过至少一个铰链130连接与所述第二开口118内的第二舱盖板128。

图2为开关柜102的侧视图，该开关柜的侧面板106被移开以显示其内腔132，但开口116和118仍用虚线表示以供参考。图3显示了开关装置100的连接路线。在示例性的实施例中，开关柜102包括第一开关单元134和第二开关单元136。尽管图3显示开关柜102收容了两个开关单元，但开关柜102可能收容任何数量的开关单元。第一开关单元134包括第一断路器138、第一电流互感器140、第一电压互感器142和第一母线144。类似地，第二开关单元136包括第二断路器146、第二电流互感器148、第二电压互感器150和第二母线152。所述第一和第二断路器138和146分别与第一和第二电流互感器140和148相连。所述第一和第二电流互感器140和148又分别和第一和第二母线144和152相连。所述第一和第二母线144和152再分别和第一和第二电压互感器142和150相连。

所述第一和第二开关单元134和136也包括为开关装置100提供电力的供电线。特别地，所述第一开关单元134包括第一进线154，所述第二开关单元136包括第二进线156。在一个实施例中，所述第一进线154由市政供电提供电力，所述第二进线156由发电机提供电力。比如，对于第二开关单元136，电力从第二进线156传输到第二电流互感器148，流过第二断路器146到达回路158，以输出到电力负载(未图示)。来自第一进线154的电力通过类似的路径流过第一开关单元134到达回路158。

在所述示例性的实施例中，对于所述第一和第二元件移除系统120和122中的每一个，其相应的元件可选地，可沿着箭头160和162所指的方向在第一和第二位置之间移动。当第一和第二元件移除系统120和122位于第一位置时，第一和第二舱盖板124和128分别位于对应的开口116和118内(如图1所示)，使得第一和第二电压互感器142和150不能从所述第一和第二开口116和118进出所述内腔132。然而，当第一和第二元件移除系统120和122位于第二位置时，第一和第二舱盖板124和128分别从对应的第一和第二开口116和118移开，以使第一和第二电压互感器142和150能从所述第一和第二开口116和118进出所述内腔132。比如，如图2所示，第二元件移除系统122位于第一位置，其中的第二电压互感器150处于连接位置，与第二母线152相接，以接通电路向回路158提供电力，而第一元件移除系统120位于第二位置，其中的第一电压互感器142处于断开位置，与第一母线144断开连接，以中断流向第一开关单元134的电流。

在所述示例性的实施例中，所述第一和第二元件移除系统120和122分别包括第一手车164和第二手车166。所述第一电压互感器142耦接于所述第一手车164，所述第二电压互感器150耦接于所述第二手车166。手车164和166可分别沿160和162所指的方向在第一位置和第二位置之间向前向后移动，以驱使安装于其上的电压互感器142或150在连接位置和断开位置之间移动。比如，让第二手车166沿160所指方向朝后面板110移动会使得第二电压互感器150的端子168与第二母线152相接，而让第二手车166沿162所指方向移动会使得端子168与第二母线152断开连接。类似地，让第一手车164沿160所指方向朝后面板110移动会使得第一电压互感器142的端子170与第一母线144断开连接，而让第一手车164沿162所指方向移动会使得端子170与第一母线144相接。尽管在图2中所示的情况是，沿相同的方向移动所述元件移除系统120和122来移动对应的电压互感器142和150会产生相反的效果，但也可以设置元件移除系统120和122使得沿相同的方向移动该系统120和122产生相同的效果。一般地，所述元件移除系统120和122可以任意形式设置和排布在所述开关柜102上以实现开关装置100如本文所述的操作。

在所述示例性的实施例中，所述前面板104包括第一前舱盖板172和第二前舱盖板174，当所述舱盖板172和174打开时，可分别让第一和第二断路器138和146从其中进出所述开关柜102的内腔132。这样，开关柜102包括至少一个侧开口和至少一个前开口，以让各种电器元件从其中进出。

由于所述第一和第二元件移除系统120和122具有大致相同的结构和机制，以下将以第二元件移除系统122为例进行详细描述。图4为开关柜102的内腔132中的第二开关单元136的放大图，显示了第二元件移除系统122及其元件位于第一位置，第二电压互感器150处于连接位置的情况。图5为开关柜102的内腔132中的第二开关单元136的放大图，显示了第二元件移除系统122及其元件位于第二位置，第二电压互感器150处于断开位置的情况。

在所述示例性的实施例中，所述第二元件移除系统122包括驱动器176、安装板178、复数个轮子180、电磁锁182和手车166。驱动器176包括第一臂184和耦接于该第一臂184的第二臂186。所述第一臂184接于侧面板106的外表面188，使得该第一臂184从内腔132向外设置。所述第二臂186接于侧面板106的内表面(未图示)，使得该第二臂186位于所述内腔132内。这样，侧面板106接于臂184和186之间，使得位于开关柜102外部的第一臂184的启动能引发位于开关柜102内部的第二臂186的启动，下文将对此进行详细的描述。特别地，臂184和186相接于枢轴点190，使得臂184和186都能绕该枢轴点190旋转，却不能彼此独立的旋转。

当所述第二元件移除系统122位于第一位置时，所述电压互感器的端子168与母线152相接，第一臂184延伸过舱盖板128和开口118之间的边缘，挡住所述舱盖板128以防止其被打开。当所述第二元件移除系统122位于第二位置时，所述电压互感器的端子168与母线152断开连接，第一臂184被旋转到一定位置使得该第一臂184仅延伸于侧面板106，让舱盖板128可以被打开。

安装板178可释放地与驱动器176相连，使得驱动器176在第一位置和第二位置之间的驱动能引起电压互感器159对应地在连接位置和断开位置之间移动。具体地，驱动器176的驱动能引起安装板178在第一和第二位置之间移动，从而驱动安装于该安装板178上的电压互感器150移动。在所述示例性的实施例中，第二臂186包括销192，其可释放地与形成于安装板178内的开孔194配合。当驱动器的第一臂184被驱动时，第二臂186相应地运动，使得插在开孔194中的销192动作以驱动安装板178沿160或162方向移动，来将电压互感器150置于连接位置或断开位置。轮子180接于安装板178，使得安装板178能在所述第一和第二位置之间移动。

在所述示例性的实施例中，电磁锁182同时接于舱盖板128和侧面板106。当所述元件移除系统122位于第一位置，电压互感器150处于连接位置并通电时，电磁锁182防止舱盖板128被打开，将舱盖板128锁于侧面板106内。可选地，当所述元件移除系统122位于第二位置，电压互感器150处于断开位置并断电时，电磁锁182对舱盖板128解锁，使得舱盖板128可从开口118移开。电磁锁182是一种锁紧装置，在其通电时以电磁力来锁住舱盖板128。该电磁锁182包括耦接于侧面板106靠近开口118的电磁铁196和耦接于舱盖板128的相应电枢板198。当电磁铁196通电时，从其中通过电流产生磁通量，使得电枢板198吸住电磁铁196，产生锁住动作。当电磁铁196断电时，电枢板198立即与电磁铁196脱离，产生一个快速的解锁动作。

图6显示了开关装置100的舱盖板128被打开但电压互感器150仍在开关柜102内的情况。图7显示了开关装置100的电压互感器150被拉出开关柜102外的情况。当电压互感器150发生损坏或故障时，比如，由于当电压互感器150的保护熔断器由于回路谐振等原因发生熔断，需要维修或更换时，可通过手车166将电压互感器150抽出柜体外进行维修或更换。

图6是所述开关柜102的外部的立体图，显示了所述元件移除系统122位于第二位置，电压互感器150处于对应的断开位置时的状况。如图所示，舱盖板128被打开，电压互感器150仍在开关柜102的内腔132内，图7也是所述开关柜102的外部的立体图，显示了所述元件移除系统122位于第三位置，电压互感器150处于对应的拉出位置，即被从所述开关柜102的内腔132拉出后的状况。当第二电压互感器150需要检查、维护或更换时，根据图4和5中所显示的及相应的描述可知，可将第二元件移除系统122从第一位置驱动到第二位置。技术人员可以把将手车166耦接到安装板178的一个或多个螺栓拆除，以将手车166从安装板178上解开，从而可将手车166及其上的电压互感器150由开口118从开关柜102的内腔132拉出。当第二元件移除系统122和电压互感器150分别位于第三位置和拉出位置时，电压互感器150可以很方便地进行检查、维修或更换，从而可以方便开关柜102和开关装置100进行合适的操作。

所述系统、方法和装置可以很方便地从开关柜的侧面板上的开口中移动电器元件，特别地，所述系统、方法和装置驱动一个元件移除系统在一个可防止元件从所述开口被移出的第一位置和一个能让所述元件从所述开口被移出的第二位置之间运动。驱动所述元件移除系统向第二位置运动会使所述元件断开电连接，并打开接于侧面板开口内的舱盖板，使得所述元件能从开关柜中移出进行检查、维护或更换。

除非有特别说明，本文所描述的发明实施例中的操作顺序和性能并不是必要的，也就是说，除非有特别说明，这些操作可以任何顺序进行，且本发明实施例也可以在前文描述的操作的基础上进一步增加或减少部分操作。比如，可预计，在权利要求书的范围内，可在某一操作之前、之后或同时进行另一操作。

尽管本发明实施例的某些具体特征可能仅显示在某些图中，而没有显示在另一些图中，但这仅仅是为了方便的目的。依据本发明的精神，每一个图中的任一特征都可能与其他图中的任一特征结合被引用和(或)被权利要求主张。

本发明可用其他的不违背本发明的精神或主要特征的具体形式来概述。因此，无论从哪一点来看，本发明的上述实施方案都只能认为是对本发明的说明而不能限制本发明，本发明的范围是由权利要求书界定，而不是由上述界定的，因此，在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应认为是包括在权利要求书的范围内。

Claims (20)

1.一种开关柜，其包括：

相对的一对侧面板，其中的至少一个侧面板上开设有开口；以及

耦接于所述至少一个侧面板上的至少一个元件移除系统，其可选择性地在第一位置和第二位置之间移动，其在所述第一位置时防止一第一电器元件从所述开口中被撤出，其在所述第二位置时可让所述第一电器元件从所述开口被撤出。

2.如权利要求1所述的开关柜，其中，所述元件移除系统可操作来使所述电器元件在连接位置和断开位置之间移动，当所述元件移除系统位于所述第一位置时，所述电器元件处于所述连接位置，当所述元件移除系统位于所述第二位置时，所述电器元件处于所述断开位置。

3.如权利要求2所述的开关柜，其中，在所述连接位置时，所述电器元件与一母线连接，在所述断开位置时，所述电器元件与所述母线断开连接。

4.如权利要求1所述的开关柜，其中，所述元件移除系统包括铰链耦接至所述至少一个侧面板的舱口，在所述第一位置时，所述舱口位于所述开口内，在所述第二位置时，所述舱口从所述开口中移开。

5.如权利要求4所述的开关柜，其中，所述元件移除系统包括耦接于所述舱口及所述至少一个侧面板的电磁锁，该电磁锁设置来在所述第一位置时将所述舱口锁于所述开口内，在所述第二位置时将所述舱口从所述开口解锁。

6.如权利要求1所述的开关柜，其进一步包括前面板，该前面板包括开设有至少一个前开口，从所述前开口中可将一第二电器元件移出所述开关柜。

7.如权利要求1所述的开关柜，其中，所述元件移除系统包括：

驱动器，耦接于所述至少一个侧面板；以及

安装板，耦接于所述驱动器和所述电器元件，其中，在所述第一位置和第二位置之间驱动所述驱动器使得所述第一电器元件在连接位置和断开位置之间移动。

8.如权利要求要求7所述的开关柜，其中，所述驱动器包括第一臂和耦接于该第一臂的第二臂，其中所述第一臂位于所述至少一个侧面板的外表面上，所述第二臂位于所述至少一个侧面板的内表面上，所述第二臂可释放地耦接于所述安装板，用来在所述第一位置和第二位置之间移动所述安装板。

9.一种开关装置，其包括：

开关柜，包括相对的一对侧面板，其中的至少一个侧面板上开设有开口；

收容于所述开关柜的至少一个电器元件；以及

耦接于所述至少一个侧面板的元件移除系统，其可选择性地在第一位置和第二位置之间移动，其在所述第一位置时防止所述至少一个电器元件从所述开口中被撤出，其在所述第二位置时可让所述至少一个电器元件从所述开口被撤出。

10.如权利要求要求9所述的开关装置，其中，所述元件移除系统可操作来使所述电器元件在连接位置和断开位置之间移动，当所述元件移除系统位于所述第一位置时，所述电器元件处于所述连接位置，当所述元件移除系统位于所述第二位置时，所述电器元件处于所述断开位置。

11.如权利要求要求9所述的开关装置，其中，所述元件移除系统包括铰链耦接至所述至少一个侧面板的舱口，在所述第一位置时，所述舱口位于所述开口内，在所述第二位置时，所述舱口从所述开口中移开。

12.如权利要求要求11所述的开关装置，其中，所述元件移除系统包括耦接于所述舱口及所述至少一个侧面板的电磁锁，该电磁锁设置来在所述第一位置时将所述舱口锁于所述开口内，在所述第二位置时将所述舱口从所述开口解锁。

13.如权利要求要求9所述的开关装置，其中，所述元件移除系统包括耦接于所述至少一个侧面板的驱动器，该驱动器可选择性地在所述第一位置和第二位置之间移动，当所述驱动器在所述第一位置时，所述至少一个电器元件被置于连接位置，当所述驱动器在所述第二位置时，所述至少一个电器元件被移到断开位置。

14.如权利要求13所述的开关装置，其中，所述元件移除系统包括耦接于所述至少一个电器元件的安装板，该安装板与所述驱动器配合，使得所述驱动器可操作来让所述安装板在所述第一位置和第二位置之间移动。

15.如权利要求13所述的开关装置，其中，所述驱动器包括互相连接的第一臂和第二臂，其中第一臂位于所述至少一个侧面板的外表面，所述第二臂位于所述至少一个侧面板的内表面。

16.一种组装开关柜的方法，其包括：

提供相对的一对侧面板；

在所述一对侧面板中的至少一个侧面板上形成一个开口；

在所述至少一个侧面板上耦接一个元件移除系统，所述元件移除系统可选择性地在第一位置和第二位置之间移动，其在所述第一位置时可防止一电器元件从所述开口中被撤出，其在所述第二位置时可让所述电器元件从所述开口被撤出。

17.如权利要求16所述的方法，其中，在所述至少一个侧面板上耦接一个元件移除系统包括将一个舱口通过铰链耦接至所述至少一个侧面板，在所述第一位置时，所述舱口位于所述开口内，在所述第二位置时，所述舱口从所述开口中移开。

18.如权利要求16所述的方法，其中，在所述至少一个侧面板上耦接一个元件移除系统包括将一个驱动器耦接到所述至少一个侧面板，该驱动器可选择性地在所述第一位置和第二位置之间移动，当所述驱动器在所述第一位置时，所述电器元件被置于连接位置，当所述驱动器在所述第二位置时，所述电器元件被移到断开位置。

19.如权利要求18所述的方法，其中，在所述至少一个侧面板上耦接一个元件移除系统包括将一个安装板与所述电器元件耦接，该安装板与所述驱动器配合，使得所述驱动器可操作来让所述安装板在所述第一位置和第二位置之间移动。

20.如权利要求18所述的方法，其中，在所述至少一个侧面板上耦接一个元件移除系统包括将所述驱动器的第一臂耦接到所述至少一个侧面板的外表面和将第二臂耦接于所述第一臂和所述至少一个侧面板的内表面。