CN106409623A - 一种智能换相开关 - Google Patents

Abstract

本发明涉及低压供电设施领域，特别公开了一种智能换相开关。它包括底座和四根导杆，其中三根为相导杆，另一根为零线导杆，导杆上有动触点，导杆能做轴线运动，底座上有静触点，在导杆下方的底座上设有锁止系统和防错系统，锁止系统包括相线锁止滑片和零线锁止滑片，相线锁止滑片的三根竖的朝向零线的一侧设有相线导向斜面和相线锁止卡口；零线锁止滑片设有零线导向斜面和零线锁止卡口；防错系统包括两块有防错斜面的防错滑片。本发明在低压供电网络三相不平衡超值的情况下可以实现自动切换单相负荷工作相，使整个低压供电网络始终在三相平衡允许值范围内运行，具有切换速度快，切换准确，安全性高的特点，提高了低压供电网络运行的经济性。

Description

一种智能换相开关

（一）技术领域

本发明涉及低压供电设施领域，特别涉及一种智能换相开关。

（二）背景技术

三相平衡是低压供电网络安全运行的基础，由于单相用电电器的设置和使用的不确定性，低压供电网络在实际运行中三相不平衡超值现象时有发生，严重影响低压供电网络运行的经济性，对供用电设备安全运行造成不利影响，使漏电保护器不能正常运行从而对人身造成危害。

（三）发明内容

本发明为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种投资少、小型化的智能换相开关。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种智能换相开关，包括底座、PLC控制系统和跳闸系统，所述底座内一端设有四个静触头，其特征是，所述底座内设有横梁板，所述横梁板垂直于底座并且与四个静触头的连线平行，在横梁板上穿设有四根导杆，其中三根为A、B、C三相的相导杆，另一根为零线导杆，每一根导杆配备一个推拉电磁铁，所述推拉电磁铁包括衔铁和电磁线圈；每根导杆两端分别连接衔铁和动触头，动触头位于与静触头近的一端，所述动触头嵌在导杆的端部并且其位于导杆内部的部分从导杆伸出，导杆中段设有固联锁止块，所述衔铁远离导杆的一端由内向外依次设有复位弹簧、限位凸块和调试按钮；

所述横梁板连接连接板，所述连接板与横梁板垂直并且位于横梁板和静触头之间，所述连接板位于导杆上方；

在连接板和导杆之间设有锁止系统，所述锁止系统包括能左右滑动的相线锁止滑片和零线锁止滑片，所述相线锁止滑片为山字型，在山字型的三根竖的朝向零线的一侧从上到下依次设有相线导向斜面和相线锁止卡口；所述零线锁止滑片为L型，其背向相线一侧设有零线导向斜面和零线锁止卡口；所述相线锁止滑片和零线锁止滑片都设有用于复位的压簧；

在锁止系统和连接板之间设有防错系统，所述防错系统包括两块能左右滑动的防错滑片，所述防错滑片呈U型，其两端外侧的上端具有防错斜面；所述防错滑片的下端与相线锁止滑片平齐，所述防错斜面的下端到防错滑片下端的距离小于相线导向斜面下端到防错滑片下端的距离；两块防错滑片的宽度和减去A、C两根相导杆上的固联锁止块之间的间距的差不小于一个固联锁止块的厚度；当个防错滑片的宽度将去相邻两个固联锁止块之间的间距的差不小于一个固联锁止块的宽度；

所述跳闸系统包括设置在连接板上表面的停电电磁铁，所述停电电磁铁上的停电衔铁折弯出一部分后，折弯部分插入零线锁止滑片上的停电卡槽内。

在相线锁止滑片、零线锁止滑片和防错滑片上都设有长条形的导槽，导槽套在固设在连接板上的导向柱上。

所述跳闸系统还包括与停电电磁铁上的衔铁连接的推动杆，推动杆上套有复位压簧，推动杆外端设有停电按钮。

还包括灭弧系统，灭弧系统包括A、B、C三相的相灭弧器和零线灭弧器。

本发明的有益效果是：

低压供电网络三相不平衡超值的情况下可以实现自动切换单相负荷工作相，是整个低压供电网络始终在三相平衡允许值范围内运行，切换速度快，切换准确，安全性高，提高了低压电网络运行的经济性和安全性。

（四）附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1为本发明的俯视结构示意图；

图2为本发明的左视结构示意图；

图3为本发明的仰视图；

图4为去掉外壳后的俯视结构示意图；

图5为去掉推拉电磁铁和灭弧器的俯视结构示意图；

图6为横梁板和连接板的立体结构示意图；

图7为跳闸系统和横梁板的立体结构示意图；

图8为导杆系统和主回路的立体结构示意图；

图9为PLC控制系统的示意图；

图10为推拉电磁铁和导杆的剖视结构示意图；

图11为相线锁止滑片的主视结构示意图；

图12为零线锁止滑片的主视结构示意图；

图13为防错滑片的主视结构示意图；

图14为导杆锁止状态示意图。

图中，1底座，2外壳，3静触头，4相导杆，5零线导杆，6横梁板，7推拉电磁铁，8衔铁，9电磁线圈，10动触头，11动触头连接线，12入线端子，13静触头连接线，14相线出线端子，15固联锁止块，16复位弹簧，17限位凸块，18调试按钮，19连接板，20相线锁止滑片，21零线锁止滑片，24开放型导槽，25相线导向斜面，26相线锁止卡口，27零线导向斜面，28零线锁止卡口，29延伸柱，30压簧，31封闭型导槽，32防错滑片，33防错斜面，34停电电磁铁,35停电衔铁，36推动杆，37控制主板，38复位压簧，39停电按钮，40导槽，41导向柱，42相灭弧器，43零线灭弧器，44通讯接口，45锰铜分流器，46锰铜分流器连接线，47零线限位开关，48相线限位开关，49推拉电磁铁控制线，50限位开关控制线，51跳闸系统控制线，52停电卡槽。

（五）具体实施方式

附图为本发明的具体实施例。如图1至图14所示，该种智能换相开关，包括底座1、外壳2和PLC控制系统，底座1四周向上折起，底座1内一端设有四个静触头3，底座1内的中部设有横梁板6，横梁板6垂直于底座1并且与四个静触头3的连线平行，在横梁板6上穿设有四根导杆，这四根导杆能在横梁板6上的孔内做轴向移动，其中三根为A、B、C三相的相导杆4，另一根为零线导杆5，每一根导杆配备一个推拉电磁铁7，推拉电磁铁7包括衔铁8，衔铁8外缠绕有电磁线圈9，衔铁8能在电磁线圈9内做轴向移动，也就是说电磁线圈9不动，衔铁在电磁线圈9通电后通过电磁线圈9的吸力带动衔铁8运动；衔铁8的一端螺纹连接在导杆的一端，通过衔铁8的移动带动导杆移动，导杆的另一端嵌有动触头10，动触头10位于与静触头3近的一端，动触头10部分位于导杆内部并从从导杆伸出一定长度，用于连接动触头连接线11，以便与入线端子12、静触头3、静触头连接线13和相线出线端子14组成主回路，导杆中段设有固联锁止块15，衔铁8远离导杆的一端由内向外依次设有复位弹簧16、限位凸块17和调试按钮18；

如图6所示，横梁板6连接连接板19，连接板19与横梁板6垂直并且位于横梁板6和静触头3之间，连接板19位于导杆上方；

如图5、6、7、11、12所示，在连接板19和导杆之间设有锁止系统，锁止系统包括相线锁止滑片20和零线锁止滑片21，它们都能左右滑动，它们上面开有一滑孔形的导槽40，在连接板19上安装导向柱41，导向柱41在导槽40内，同时在连接板19上设置四个开放型导槽24，使它们沿着开放型导槽24滑动，相线锁止滑片20为山字型，也就是说一横三竖，在三根竖的朝向零线的一侧从上到下依次设有相线导向斜面25和相线锁止卡口26，相导杆4上的固联锁止块15能卡在相线锁止卡口26内；零线锁止滑片21为L型，其背向相导杆4一侧设有零线导向斜面27和零线锁止卡口28，零线导杆5上的固联锁止块15能卡在零线锁止卡口28内；相线锁止滑片20和零线锁止滑片21都设有延伸柱29，延伸柱29上套有用于复位的压簧30，延伸柱29套在一个封闭型导槽31之内，封闭型导槽31固定在连接板19上；

如图6、13所示，在锁止系统和连接板19之间设有防错系统，防错系统包括两块能左右滑动的防错滑片32，它们位于三根相导杆4的下方，防错滑片32呈U型，其两端外侧具有防错斜面33；防错滑片32的下端与相线锁止滑片20平齐，它们一起位于开放型导槽24内，防错斜面33的下端到防错滑片32下端的距离小于相线导向斜面25下端到防错滑片32下端的距离；当相导杆4向下运动时其上的固联锁止块15首先碰到相线导向斜面25，随着相导杆4的的移动，相线锁止滑片20向右移动，当固联锁止块15越过相线导向斜面25下端时，固联锁止块15才开始与防错斜面33接触，推动防错滑片32右移，此时相线锁止滑片20不再右移，而原先工作的相导杆4上的固联锁止块15也脱离相线锁止卡口26的束缚，该相导杆4回复原位；如图14所示，两个防错滑片32的宽度总和a减去AC两相线的固联锁止块15之间的间距b的差等于或稍大于一个固联锁止块15的厚度h，当AC两相推拉电磁铁7同时吸合，却只能有一相通过防错滑片32，单个防错滑片32的宽度c减去相邻两个固联锁止块15之间的间距d的差等于或稍大于大于一个固联锁止块15的厚度h，故当相邻相线的推拉电磁铁7同时吸合，却只能有一相通过防错滑片32，避免了两相相线同时导通引发相间短路；

如图7所示，跳闸系统包括自动跳闸系统和手动停电机构，其中自动跳闸系统包括设置在连接板19上表面的停电电磁铁34，停电电磁铁34上的停电衔铁35折弯出一部分后，折弯部分插入零线锁止滑片21上的停电卡槽52内；手动停电机构位于停电电磁铁34的左边；手动停电机构包括与停电电磁铁34上的停电衔铁35连接的推动杆36，推动杆36上套有复位压簧38，推动杆36外端设有停电按钮39。

还包括灭弧系统，灭弧系统包括A、B、C三相的相灭弧器42和零线灭弧器43。

如图9所示为PLC控制系统示意图，包括控制主板37，通讯接口44，相线输出端子14，锰铜分流器45，锰铜分流器连接线46，零线限位开关47，相线限位开关48，推拉电磁铁控制线49，限位开关信号线50，跳闸系统控制线51.

工作过程如下：当PLC控制系统检测到低压供电网络三相不平衡超值时，控制推拉电磁铁7启动，带动处于断开状态的两相中的相应的相导杆4向静触头3方向移动，使静触头3和动触头10接触，在相导杆4移动的过程中，当相导杆4向下运动时其上的固联锁止块15首先碰到相线导向斜面25，随着相导杆4的的移动，相线锁止滑片20向右移动，当固联锁止块15越过相线导向斜面25下端时，固联锁止块15才开始与防错斜面33接触，推动防错滑片32右移，此时相线锁止滑片20不再右移，而原先工作的相导杆4上的固联锁止块15也脱离相线锁止卡口26的束缚，该相导杆4在复位弹簧16的作用下回复原位；如果由于某些原因该相导杆4没有回复原位的话，该相导杆4上的固联锁止块15阻挡了防错滑片32的移动，那么此时后来的相导杆4由于受到防错滑片32的阻挡，就不能移动到位，避免了两根相导杆4上的动触头10和静触头3都接触的情况的发生；如果发生短路、过压、过流、漏电及人体触电等情况，PLC控制系统将信号传递给自动跳闸系统，自动跳闸系统的停电电磁铁34带动零线锁止滑片21移动，使零线导杆5脱离零线锁止卡口28的束缚回复原位，零线导杆5上的动触头10和静触头3断开，零线断电；同时零线锁止滑片推动相线锁止滑片右移，相线导杆4脱离相线锁止卡口26限制回复原位，相线导杆4上的动触头10和静触头3分离，相线断电，整个装置断电；当然也可以通过按动停电按钮39使零线导杆5和相导杆4脱离零线锁止卡口28和相线锁止卡口26的束缚回复原位，从而使动触头10和静触头3断开，使整个装置断电。

除说明书所述技术特征外，其余技术特征均为本领域技术人员已知技术。

Claims (4)

1.一种智能换相开关，包括底座（1）、PLC控制系统和跳闸系统，所述底座（1）内一端设有四个静触头（3），其特征是，所述底座（1）内设有横梁板（6），所述横梁板（6）垂直于底座（1）并且与四个静触头（3）的连线平行，在横梁板（6）上穿设有四根导杆，其中三根为A、B、C三相的相导杆（4），另一根为零线导杆（5），每一根导杆配备一个推拉电磁铁（7），所述推拉电磁铁（7）包括衔铁（8）和电磁线圈（9）；每根导杆两端分别连接衔铁（8）和动触头（10），动触头（10）位于与静触头（3）近的一端，所述动触头（10）嵌在导杆的端部并且其位于导杆内部的部分从导杆伸出，导杆中段设有固联锁止块（15），所述衔铁（8）远离导杆的一端由内向外依次设有复位弹簧（16）、限位凸块（17）和调试按钮（18）；

所述横梁板（6）连接连接板（19），所述连接板（19）与横梁板（6）垂直并且位于横梁板（6）和静触头（3）之间，所述连接板（19）位于导杆上方；

在连接板（19）和导杆之间设有锁止系统，所述锁止系统包括能左右滑动的相线锁止滑片（20）和零线锁止滑片（21），所述相线锁止滑片（20）为山字型，在山字型的三根竖的朝向零线的一侧从上到下依次设有相线导向斜面（25）和相线锁止卡口（26）；所述零线锁止滑片（21）为L型，其背向相线一侧设有零线导向斜面（27）和零线锁止卡口（28）；所述相线锁止滑片（20）和零线锁止滑片（21）都设有用于复位的压簧（30）；

在锁止系统和连接板（19）之间设有防错系统，所述防错系统包括两块能左右滑动的防错滑片（32），所述防错滑片（32）呈U型，其两端外侧的上端具有防错斜面（33）；所述防错滑片的下端与相线锁止滑片平齐，所述防错斜面的下端到防错滑片下端的距离小于相线导向斜面下端到防错滑片下端的距离；两块防错滑片（32）的宽度和减去A、C两根相导杆（4）上的固联锁止块（15）之间的间距的差不小于一个固联锁止块（15）的厚度；当个防错滑片（32）的宽度将去相邻两个固联锁止块（15）之间的间距的差不小于一个固联锁止块的宽度；

所述跳闸系统包括设置在连接板（19）上表面的停电电磁铁（34），所述停电电磁铁（34）上的停电衔铁（35）折弯出一部分后，折弯部分插入零线锁止滑片（21）上的停电卡槽（52）内。

2.根据权利要求1所述的智能换相开关，其特征是，在相线锁止滑片（20）、零线锁止滑片（21）和防错滑片（32）上都设有长条形的导槽（40），导槽（40）套在固设在连接板（19）上的导向柱（41）上。

3.根据权利要求1所述的智能换相开关，其特征是，所述跳闸系统还包括与停电电磁铁（34）上的衔铁连接的推动杆，推动杆上套有复位压簧（38），推动杆外端设有停电按钮（39）。

4.根据权利要求1所述的智能换相开关，其特征是，还包括灭弧系统，所述灭弧系统包括A、B、C三相的相灭弧器（42）和零线灭弧器（43）。