CN106575859B - 开关柜 - Google Patents

Abstract

一种开关柜，包括：旁路母线(101B)；至少一条主母线(101A)；隔离开关(104A)；以及与所述至少一条主母线(101A)连接的断路器(102A)。所述隔离开关(104A)包括刀片(1045)，所述刀片能够被驱动到三个位置，即用于与所述断路器(102A)的输出连接的第一位置(P1)，用于与所述旁路母线(101B)的输出连接的第二位置(P2)，以及用于断开的第三位置(P0)。所述旁路母线(101B)、所述至少一条主母线(101A)、所述断路器(102A)和所述隔离开关(104A)都被布置在单个面板内。此外，所述刀片(1045)由包括四连杆驱动装置(1040)的操作机构(106)驱动。通过四连杆驱动装置(1040)来实现三工位隔离开关(104A)，并且因此用于馈线的所有功能性可以在单个面板内实现，这提供了大量成本节省和空间节省。

Description

开关柜

技术领域

本发明的实施方式总体上涉及馈电领域，并且更具体地涉及特别是用于铁路供电的一种开关柜和包括该开关柜的馈电单元。

背景技术

目前，开关柜在许多领域(例如在铁路应用中)被广泛用于提供电气设备的控制，保护和隔离。开关柜可以将电气设备断电，以允许进行操作以便例如清除下游故障。开关柜通常包括断路器、隔离开关、操作机构，电流互感器等，以便控制、保护和隔离电气设备。

在铁路应用中，开关柜将沿着铁路线布置并且被设计成适应于应用的要求。在铁路市场中，特别是在中国铁路市场中，馈线单元通常具有两条馈线，其中一条被设计用于为上行线路供电，另一条被设计用于下行线路供电。此外，每条馈线包括两个输出，即用于提供功率的馈电输出，用于旁路故障线路以及使用备用线路为上行或下行线供电的旁路输出。每个输出分别具有单独的隔离开关。

仅出于说明的目的，图1示意性地示出了现有技术中的馈线单元100的单线路图。如图1所示，从母线101开始存在三个支路，即左支路，中支路和右支路。左支路被配置为向上行线路提供功率，并且包括断路器102A，电流互感器103A和隔离开关104A；右支路被配置为向下行线路提供功率，并且包括断路器102B，电流互感器103B和隔离开关104B；中间支路被设计为备用支路，用于在左支路或右支路故障时为上行或下行线路提供电力，并且包括断路器102C，电流互感器103C，用于连接到馈电线端部105U的用于上行线路的隔离开关104C-1，和用于连接到馈电线端部105D的用于下行线路的隔离开关104C-2。

目前，市场上现有的开关柜通常配备有2-工位隔离开关，以实现上述馈电单元的功能。在这种情况下，对于一条馈线需要两个开关柜，因为每条馈线应该能够连接到旁路输出和馈线输出，这意味着需要两个隔离开关。图2示出了现有开关柜的示例设计，其中用于上行馈线的隔离开关104A与断路器102A和电流互感器103A一起布置在面板100A内，用于连接到旁路输出的另一隔离开关104A-2布置在单独的断路器面板100B内。

在现有的开关柜中，在面板100B中，仅一个隔离开关104A-2是被使用的部件，这意味着大量的空间浪费和高成本。此外，关于现有设计，在两个隔离开关之间需要复杂的互锁系统以避免它们同时服务。

有鉴于此，需要提供一种用于开关柜的新设计。

发明内容

为此，本公开提供了一种用于开关柜的新的解决方案，以便解决或至少部分地减轻现有技术中的至少一部分问题。

根据本公开的第一方面，提供了一种开关柜。该开关柜包括旁路母线；至少一条主母线；隔离开关；以及与所述至少一条主母线连接的断路器。所述隔离开关包括刀片，该刀片可被驱动到用于与断路器的输出端连接的第一位置，用于与旁路母线的输出端连接的第二位置和用于断开的第三位置。旁路母线、至少一条主母线、断路器和隔离开关都布置在单个面板内。

在本公开的实施方式中，所述刀片可以由包括四连杆驱动装置的操作机构驱动。

在本公开的实施方式中，当所述刀片位于第一位置时，所述四连杆驱动装置可以处于一个极限位置，当所述刀片位于第二位置时，所述四连杆驱动装置可以处于另一极限位置。

在本公开的另一实施方式中，所述操作机构还可以包括：第一齿轮，其可由操作者使用操作杆进行操作；以及第二齿轮，其与所述第一齿轮啮合，并且具有与所述四连杆驱动装置的一个端部刚性连接的轴，所述四连杆驱动装置的另一端部可旋转地连接到所述刀片。

在本公开的另一实施方式中，所述四连杆驱动装置可以包括连接到所述第二齿轮的轴的曲柄，可旋转地连接到所述刀片的摆臂，以及连接在它们之间的杆。

在本公开的另一实施方式中，所述杆可以包括以之字形连接的三个分段，所述曲柄和所述三个分段中靠近所述曲柄的那段可以由金属材料形成，并且所述三个分段中的另外两个分段以及所述摆臂可以由绝缘材料制成。

在本公开的另一实施方式中，所述操作机构可以设置有两个操作孔，当所述断路器位于第三位置时，所述两个操作孔都可以暴露给操作者，而当在所述第一位置和所述第三位置之间的改变期间以及在所述第二位置和所述第三位置之间的改变期间，所述两个操作孔中的不同操作孔可以被暴露。

在本公开的又一实施方式中，所述开关柜可以包括用于低压装置的低压隔室；用于所述隔离开关和所述旁路母线的隔离开关隔室；用于所述断路器和电流互感器的断路器隔室；以及用于所述至少一条主母线的母线隔室。所述低压隔室、所述隔离开关隔室、所述断路器隔室和所述母线隔室可以由金属板部分地隔开。

在本公开的又一个实施方式中，所述断路器可以布置在滑动台架上，所述滑动台架可以沿着轨道滑动，使得其可以至少部分地从所述开关柜中被拉出。

在本公开的另一实施方式中，所述开关柜可以包括用于所述至少一条主母线的竖直活门，所述竖直活门包括竖直门和位于其一侧的旋转轴，其中所述旋转轴可以经由推杆连接到所述滑动台架，以使得所述滑动台架的移动可驱动所述旋转轴旋转，从而打开或关闭竖直门。

在本发明的另一实施方式中，所述竖直活门还可以包括与所述旋转轴刚性连接并可与所述竖直门枢转连接的驱动杆，以及当所述竖直门关闭时通过滑动件连接到竖直门的顶部或底部的与竖直门的顶部或底部平行的轨道。

在本公开的又一实施方式中，所述开关柜可以包括用于主母线的水平活门，其包括水平门和驱动杆，其中所述驱动杆可在一个端部可滑动地连接到所述水平门，并且在另一端部与所述旋转轴刚性连接，以使得所述旋转轴的旋转可驱动所述驱动杆，从而打开或关闭所述水平门。

在本公开的又一个实施方式中，所述开关柜可以包括由操作机构驱动的旁路母线活门，其中所述旁路母线活门可以在所述隔离开关位于所述第二位置时打开，并且当所述隔离开关位于所述第一位置和所述第三位置中的任一位置时闭合。

在本公开的又一实施方式中，所述旁路母线活门可以包括两个固定侧门和两个可移动中心门，两个可移动中心门可分别连接到彼此对称并且由所述操作机构驱动的第一四连杆驱动单元以及第二四连杆驱动单元。

在本公开的另一实施方式中，所述第一四连杆驱动单元和第二四连杆驱动单元中的每一个可以包括依次连接的曲柄、杆、竖直摆臂和水平摆臂，并且所述曲柄可以连接到所述操作机构的第二齿轮的轴，并且所述水平摆臂可以连接到两个可移动中心门中的一个，并且可以在平行于所述两个固定侧门的顶部或底部的轨道中滑动。

在本公开的另一实施方式中，所述曲柄可以在其外部圆周的一部分上设置有突起，并且通过连接环连接到所述操作机构的第二齿轮的轴上，所述连接环带有设置在其内部圆周的一部分上的槽，所述突起和所述槽可以被设计成使得当所述隔离开关在所述第一位置和所述第三位置之间操作时连接环在空冲程中旋转，而当所述隔离开关在第二位置和第三位置之间操作时，所述连接环可以驱动所述曲柄。

在本公开的又一实施方式中，所述连接环还可以包括复位元件，用于当所述隔离开关从所述第二位置操作到所述第三位置时，将所述曲柄复位到其中所述隔离开关位于所述第三位置的状态。

根据本公开的第二方面，还提供了一种馈电单元，其包括根据第一方面中任一实施方式的开关柜。

在本公开的实施方式中，可以被驱动到三个操作位置的三工位隔离开关通过四连杆驱动装置实现，因此用于馈线的所有功能可以在单个面板内实现，这提供了大量的成本和空间节省。

附图说明

通过对参照附图的描述中所示的实施方式的详细说明，本公开的上述和其它特征将变得更加明显，其中相同的附图标记表示相同或相似的部件，并且其中：

图1示意性地示出了现有技术中用于铁路供电的馈电单元的电路图；

图2示意性地示出了现有技术中的用于馈电单元的示例开关柜设计；

图3A和3B示意性地示出了根据本公开的实施方式的用于馈电单元的示例开关柜的视图；

图4A至图4C示意性地示出了根据本公开的实施方式的用于馈电单元的示例开关柜的操作位置；

图5A和5B示意性地示出了根据本公开的实施方式的当示例开关柜的三工位隔离开关在断开位置操作时该三工位隔离开关的视图；

图6A和6B示意性地示出了根据本公开的实施方式的当示例开关柜的三工位隔离开关在旁路母线连接位置中操作时该三工位隔离开关的视图；

图7A和7B示意性地示出了根据本公开的实施方式的当示例开关柜的三工位隔离开关在主母线连接位置处操作时该三工位隔离开关的视图；

图8A和8B示意性地示出了根据本公开的实施方式的旁路母线的活门的图；

图9A至9D示意性地示出了根据本公开的实施方式的旁路母线活门的操作以及曲柄与连接环之间的连接关系的视图；

图10A和10B示意性地示出了根据本公开的实施方式的用于主母线活门的活门的视图；和

图11A至11C示意性地示出了根据本公开的实施方式的用于竖直活门的活门的操作的视图；

图12A至12C示意性地示出根据本公开的实施方式的水平活门和竖直活门的操作的视图；

图13A至图13D示意性地示出了根据本公开的实施方式的用于竖直活门的驱动杆和推杆之间的连接关系和相互作用的视图；

图14A至14D示意性地示出根据本公开的实施方式的竖直活门和水平活门之间的连接关系和竖直活门的操作的视图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图通过实施方式详细描述开关柜和包括开关柜的馈电单元。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解和实现本公开，而并非意图以任何方式限制本公开的范围。

一般来说，权利要求中使用的所有术语应根据其在技术领域中的普通含义来解释，除非本文另有明确定义。所有对“一/一个/该/所述[元件、设备、部件、装置、步骤等]的引用”应当被开放地解释为指所述元件、设备、部件、装置、单元、步骤等的至少一个实例，而不排除多个这样的设备、组件、装置、单元、步骤等，除非另有明确说明。此外，本文所使用的不定冠词“一/一个”不排除多个这样的步骤，单元，模块，装置和对象等。

为了更好地理解本发明，以铁路应用的开关柜为例对本发明的实施方式进行说明，然而本领域技术人员可以理解，该开关柜也可以用于任何其它合适的应用中。

接下来，将参考图3A至图3B来描述本公开的基本思想。首先参考图3A，其示出了根据本公开的实施方式的用于馈电单元的示例开关柜的原理图。如图3A所示，在开关柜中，除了母线101、电流互感器103A和断路器102A之外，还包括三工位隔离开关104A，而不是传统的两工位隔离开关。三工位隔离开关104A可以被驱动到三个位置，即主母线连接位置，断开位置和旁路母线连接位置。由于三工位隔离开关104A，所以用于上行馈线所需的所有这些部件可以组装在单个面板100A内。对于下行线路，可以采用类似的开关柜，为了简化的目的将不对其进行详细描述。

图3B示意性地示出了根据本公开的实施方式的示例开关柜的截面图。从图3B中很明显的是，所述开关柜包括至少部分地由金属板分开的四个隔室1110、1120、1130和1140。隔室1110是用于容纳诸如电表、继电器等的低压装置的低压(LV)隔室；隔室1120是包含隔离开关104A和旁路母线101B的隔离开关(Dis.)隔室；隔室1130是包含断路器102A(例如真空断路器)和电流互感器103A的断路器(CB)隔室；并且隔室1140是容纳主母线101A的母线(BB)隔室。三工位隔离开关104A位于Dis隔室1140内，并且可以在三个位置P0、P1和P2处操作，这在图3B中清楚地示出。位置P0是隔离开关104A未连接到主母线101A或旁路/备用母线101B中的任一个的断开位置，并且此时可由工程师或技术人员进行维修和维护操作。位置P1是主母线连接位置，在该位置隔离开关104A将主母线101A连接到馈线105U，以使得从主母线101A供电。位置P2是旁路输出连接位置，在该位置处，隔离开关104A将旁路母线101B连接到馈线105U，以使得从所述旁路母线101B供电。

在本公开的实施方式中，三工位隔离开关104A可以由包括第一齿轮1061和第二齿轮1062以及四连杆驱动装置1040的操作机构106驱动。四连杆驱动装置1040在一个端部连接到隔离开关104A的刀片，并在另一端部连接到操作机构106的第二齿轮1062，如图4A至4C所示。所述操作者可以通过操作杆来操作所述操作机构106，以将隔离开关104A从图4A所示的位置P0改变为图4B所示的位置P1。当隔离开关在位置P1操作时，电力将经由断路器102A、电流互感器103A和隔离开关104A而从主母线101A供给到馈线105U，如图4B所示。当主母线101A发生故障时，不能从其供应电力，操作者可以使用操作杆来操作操作机构106，使得隔离开关104A可以从位置P0改变到位置P2，如图4C所示。在位置P2，电力将从旁路母线101B供应到馈线105U，如图4C所示。在下文中，将参照图5A至7B详细描述所述三工位隔离开关104A的结构和操作。

如图5A和5B所示，所述操作杆1041可以被设置成由操作者使用以操作操作机构106。在操作面板1042中，设置有两个槽1045L和1045R，所述操作杆可以通过这些槽1045L和1045R而插入到布置在操作机构106中的操作孔中。所述操作机构106包括彼此接合的两个齿轮1061和1062，以及用于将它们支撑和安装在开关柜的壳体上的部件。在靠近操作面板1042的第一齿轮1061中，设置有可插入操作杆的两个孔。第二齿轮1062距离所述操作面板1042的位置比第一齿轮1061更远，并且第二齿轮1062在其轴处与四连杆驱动机构1040刚性连接。在断开位置P0处，两个孔将通过操作槽1045L、1045R而被暴露，以使得所述操作者可以选择它们中的任一个来将所述刀片1045与主母线101A或旁路母线101B连接，而在所述第一位置和所述第三位置之间的改变期间，仅仅暴露一个孔以用于操作隔离开关以便在主母线连接位置和断开位置之间切换，而在第二位置和第三位置之间改变时，不同的孔被暴露给操作者。换句话说，在操作者选择一个孔并开始操作之后，他/她不能进行改变，除非隔离开关返回到断开位置P0。以这种方式，其可以避免由于操作的粗心而导致的错误操作。

四连杆驱动机构1040包括曲柄1044A、杆1044B和摆臂1044C。曲柄1044A在一个端部附接到操作机构106的齿轮1062的轴上，与该轴一起旋转。在另一端部，所述曲柄1044A可旋转地连接到杆1044B的一个端部。如图5A和图5B所示的杆1044B的形状为之字形。换句话说，杆1044B包括三个分段，并且三个分段彼此连接和固定，以形成Z字形，这意味着它们不能相对于彼此移动。通过这种设计，可以适应开关柜的内部空间并且实现单面板开关柜，而不会增大开关柜的尺寸。杆1044B的另一端部与进一步和隔离开关104A的刀片1045(尤其是刀片1045的中间部分)连接的摆臂1044C连接。刀片1045在一个端部可旋转地连接，并且另一端部可以操作以与旁路母线101B或主母线101A中的任一个连接，或者位于断开位置。

如图5A和5B所示，在断开位置处，根据操作者希望将刀片连接到的位置，主母线101A或旁路母线101B，操作杆1041可以通过左槽1045L或右槽1045R而插入布置在第一齿轮1061中的孔内。此时，设置在齿轮1061上的两个孔将通过两个槽1045L和1045R而被暴露，并且操作者可以选择其中之一来操作所述操作机构。

如果选择左槽1045L，如图5A所示，操作者可以将操作杆插入到在槽1045L的顶部而暴露的孔中，并且拉下操作杆以沿逆时针方向操作操作机构106。因此，齿轮1061将沿逆时针方向旋转，并且与齿轮1061啮合的齿轮1062将沿相反的方向(即顺时针方向)旋转。结果，与齿轮1062的轴附接的曲柄也沿顺时针方向旋转，并且杆将朝向远离操作面板1042的方向移动。利用杆的力，刀片将被摆臂1044C沿顺时针方向旋转，最后四连杆驱动机构1040到达其一个极限位置并与旁路母线101B连接，如图6A和6B所示。此处，极限位置是指曲柄和杆共线的位置。在极限位置处，容易与母线连接，因为可以通过应用较小的力克服电流推力而施加较大的力。

在本公开的实施方式中，曲柄1044A和最接近曲柄1044A的杆1044B的第一分段由金属材料制成，而其他两个分段和摆臂由绝缘材料制成。当刀片与母线101B连接时，它是带电的并且因此应当提供绝缘；另一方面，四连杆驱动机构1040不能是完全刚性的部件，否则会在极限位置断裂。因此，这种设计可以提供所需的刚性、绝缘和柔性。

此外，如果操作者希望使隔离开关104A的刀片从旁路连接位置P2返回到断开位置P0，则他/她可以将操作杆1041拉回到其初始位置，以在顺时针方向操作操作机构106。

如果在如图5A和5B所示的状态，选择右槽1045R，操作杆1041将首先插入到在槽1045R的底部暴露的孔中，并且操作者可以上拉操作杆1041以沿顺时针方向来操作所述操作机构106。因此，齿轮1061将沿顺时针方向旋转，并且与齿轮1061啮合的齿轮1062将沿相反方向(即沿逆时针方向)旋转。结果，与齿轮1062的轴附接的曲柄也沿逆时针方向旋转，并且杆1044B将朝向操作面板1042移动。利用杆1044B的拉力，刀片1045将被摆臂1044C逆时针旋转，并且最终与主母线101A连接，如图7A和7B所示。类似地，在图7A，和7B所示的状态下，四连杆驱动结构106处于另一极限位置，这使得操作者能够容易地将隔离开关切换到主母线101A上。此外，通过将操作杆向下拉回到其原始位置，可以使隔离开关104A的刀片从所述主母线连接位置P1返回到断开位置P0。

根据本公开的实施方式，当所述隔离开关从主母线连接位置或旁路母线连接位置切换到断开位置时，曲柄1044A将在刀片旋转约50度时旋转约90度，反之亦然。然而，应当理解，这仅仅是出于说明的目的，并且可以根据具体设计使用另外的合适度数。

由于在本公开的实施方式中提供了不需要两个隔离开关的三工位隔离开关，所以用于例如上行线路或下行线路的馈电线需要的所有必要部件可以仅封装在单个面板中，这意味着紧凑的电子设备和大量的空间和成本节约。

如上所述，开关柜100被分成四个隔室，即LV隔室，CB隔室，BB隔室和Dis.隔室，但是该开关柜100不能被认为是符合LSC2B标准的电气设备。根据LSC2B的要求，如果用户想要访问CB隔室或Dis隔室，其他开关柜应该仍然工作而不受任何影响，这意味着主母线和旁路母线应该在此时隔离。然而，根据当前设计，如果用户想要介入至Dis.隔室或CB隔室，主母线输出和旁路母线输出可能仍然存在，因为其它面板可以从带电的母线供电。因此，为了满足LSC2B-PM的要求，需要为主母线和旁路母线提供保护装置，使得当用户介入CB隔室或Dis.隔室时，用户与带电母线隔离。因此，在本公开的实施方式中，还提供了一种新的活门布置。接下来，将参照图8A至12D首先描述用于BB隔室的活门。

如8A中示意性地示出的，提供了用于旁路母线101B的活门110，以满足LSC2B的要求。如图所示，在Dis.隔室1120中，活门110被布置成使得当隔离开关104A的刀片从断开位置切换到旁路母线上时，活门110打开，并且当隔离开关处于其他位置时活门110关闭。

图8B示意性地示出了根据本公开的实施方式的用于旁路母线的活门110。如图所示，活门110包括两个固定侧板1101A、1101B和两个可移动中心板1101C和1101D，以及对称的四连杆驱动单元1102A、1102B和复位环1103A、1103B。对称的四连杆驱动单元1102A、1102B分别包括曲柄11021A、11021B，杆11022A、11022B，竖直摆臂11023A、11023B和水平摆臂11024A、10224B。曲柄11021A、杆11022A、竖直摆臂11023A和水平摆臂11024A依次连接，从而形成第一四连杆驱动单元。曲柄11021B、杆11022B、竖直摆臂11023B和水平摆臂11024B以类似的方式连接，以形成第二四连杆驱动单元。第一四连杆驱动单元1102A和第二四连杆驱动单元1102B是对称的，并且形成对称的四连杆驱动机构。曲柄11021A、11021B例如通过连接环1103A、1103B与操作机构106中的齿轮1062的轴连接，使得当通过操作杆操作隔离开关时，曲柄11021A、11021B将与齿轮1062的轴一起旋转。曲柄11021A、11021B的另一端部连接到杆11022A、11022B，杆11022A、11022B继而连接到竖直摆臂11023A、11023B。竖直摆臂11023A、11023B中与杆11022A、11022B的连接点附近的端部在开关柜的壳体的固定点处枢转。水平摆臂11024A、11024B分别在与连接到竖直摆臂11023A、11023B的端部不同的相应端部处分别连接到可移动板1105A、1105B，并且这些端部可以在平行于固定侧门1101A、1101B的顶部或底部的轨道中滑动，以使得可移动板可以侧向或向内移动以打开和关闭活门110。

图9A示出了根据本公开的实施方式的用于旁路母线的活门110被打开时的情形。当活门110被打开时，曲柄11021A、11021B沿顺时针方向旋转90度，从而使杆11022A、11022B和竖直摆臂11023A、11023B朝向远离门的方向移动。以这种方式，连接到竖直摆臂11023A、11023B的水平摆臂11024A、11024B的端部也将朝向远离门的方向移动，因此与水平摆臂11024A、11024B的另一端部连接的可移动中心门1101C、1101D将旋转90度并向侧向移动。以这种方式，可以驱动可移动中心门1101C、1101D侧向移动并且分别与固定侧门1101A、1001B重叠。

图9B至9D示出连接环1103A和曲柄11021A之间的连接的细节。如图9B所示，曲柄11021A与连接环1103A连接，并且在其与连接环1103A连接的端部处具有突起11025A。连接环1103A在一个端部(未示出)处与齿轮1062的轴刚性连接，而在另一端部处，连接环1103A套在曲柄11021A上。在连接环1103A中，设置有用于与突起11025A配合的相应的槽11031A，使得齿轮1062的轴的旋转可以驱动曲柄11021A旋转。可选地，槽11031A被设计成比突起11025A宽得多以便提供空冲程，使得由于将隔离开关连接到主母线上的操作所导致的驱动轴旋转将不会导致曲柄旋转。可以理解的是，当隔离开关位于主母线连接位置或断开位置时，隔离开关将不与旁路母线连接，因此在这些情况下，旁路母线的活门应该关闭。因此，在这种情况下，齿轮1062的轴不应驱动活门打开。然而连接环1103A刚性地连接到齿轮1062的轴并与其一起旋转，所以可以向连接环1103A提供空冲程，以使得在主母线连接位置和断开位置之间的操作期间，连接环1103A的旋转对应于空冲程的距离，并且将不会驱动曲柄旋转。

将参考图9B至9D进行详细描述，图9B至9D示出了当隔离开关分别位于主母线连接位置、断开位置、旁路母线连接位置时的曲柄11021A和连接环1103A。

首先，如图9B至9C所示，很清楚的是当连接环1103A随着齿轮1062的轴从如图9B所示的状态沿顺时针方向旋转时，或者从图9C所示的状态沿逆时针方向旋转，其仅在空冲程中旋转，并且由于槽11031A和突起11025A的设计而不会驱动曲柄11021A旋转。当处于断开位置时，如果操作者继续操作操作机构以将隔离开关104A连接到旁路母线上，则齿轮1062的轴并且因此连接环1103A将沿顺时针方向旋转。由于空冲程结束且连接环1103A的进一步旋转将驱动曲柄11021A旋转的这一事实，因此曲柄11021A将与连接环1103A的旋转一起沿顺时针方向旋转90度。

当操作者操作操作机构以将隔离开关从旁路连接位置改变到断开位置时，齿轮1062的轴并且因此连接环1103A将沿逆时针方向旋转。在这种情况下，由于空冲程，连接环1103A的旋转运动不能驱动曲柄11021A。如果连接环1103A继续旋转并且到达如图9B所示的状态，活门将会关闭。因此，可选地，在连接环1103A中，可以设置诸如扭转弹簧的复位元件，这将使曲柄11021A回到如图8C所示的状态。

通过提供这样的活门110，当用户访问Dis.隔室时，可以保护用户免受旁路母线的伤害。同时，可以进行隔离开关的正常操作。

此外，如图10A所示，还提供了用于主母线的活门机构，其包括水平活门130和竖直活门120。如图所示，断路器102A和电流互感器103A可以布置在滑动台架107上，滑动台架107具有基板和多个轮，使得其可以沿着轨道移动。当其上布置有断路器102A和电流互感器103A的滑动台架107位于开关柜内时，竖直活门120和水平活门130将被打开，从而可以进行正常操作；当滑动台架107从开关柜中拉出时，竖直活门120和水平活门130将关闭，以防止操作者接触主母线101A。

图10B示意性地示出了根据本公开的实施方式的用于主母线的水平活门和竖直活门的顶视图。如图10B所示，竖直活门120包括通过第一驱动杆124连接到旋转轴123的竖直门121，并且旋转轴123可以由安装到滑动台架107的基板上的推杆122驱动。同时，竖直门121在顶部的中间部分还通过滑块(未示出)连接到轨道126。另外，水平活门130包括水平门131和第二驱动杆125，第二驱动杆125在一个端部与旋转轴123刚性连接，在另一端部，第二驱动杆125通过滑块(由于被覆盖而未示出)连接到设置在水平门131的底部的轨道。

图11A至11C示意性地示出竖直活门120的操作。如图11A所示，竖直门121处于关闭状态。当滑动台架107被推入开关柜时，推杆122将朝向开关柜内部移动，并驱动旋转轴123沿逆时针方向旋转，由于第一驱动杆124在一个端部刚性连接或固定于旋转轴123的事实，第一驱动杆124也沿逆时针方向旋转。第一驱动杆124的另一端部枢转地连接到竖直门121，因此第一驱动杆124的旋转将驱动竖直门121沿顺时针方向旋转并开始打开，如图11B所示。随第一驱动杆124的进一步移动，轨道126中的滑块127将朝向旋转轴123移动，并且竖直门继续沿顺时针方向旋转，结果竖直门121完全打开，如图11C所示。当旋转轴123被推杆驱动以沿相反方向(即，沿时钟方向)旋转时，竖直门121将沿逆时针方向旋转，并且以相反的顺序关闭，如图11A-11C所示。

如上所述，水平门131还通过第二驱动杆125与旋转轴123连接。随着旋转轴123沿逆时针方向的旋转，第二驱动杆125也将沿逆时针方向旋转并推动水平活门向后移动，以便露出水平门131下方的主母线，如图12A-12C所示。

图13A至图13D示出了根据本公开的实施方式的旋转轴123和用于竖直活门120的推杆122之间的交互操作。如图13A至图13D所示，推杆122在一个端部固定到滑动台架107以使得其可以与滑动台架一起移动，并且在另一端部，其连接到旋转轴123。显然，在旋转轴123上，设置有可与旋转轴123一起旋转的元件1231。元件1231具有沿着旋转轴123的轴线的方向从元件1231的主体突出的小柱1232。相应地，推杆122其中布置有驱动槽，小柱1232可插入驱动槽中。在从上方观察时，槽看起来像烟斗或具有“L”形状。也就是说，除了直线槽1221之外，还包括在靠近旋转轴123的端部处的附加侧向槽1222。推杆122通过将小柱1232的移动仅限制在槽1221和1222中，而连接到旋转轴123。当竖直门121关闭时，小柱1232将位于附加侧向槽1221中，如图13A所示。当滑动台架107向内移动时，小柱1232将由推杆122驱动，这导致旋转轴123的逆时针旋转，如图13B和图13C所示。当竖直活门121完全打开时，小柱1232从推杆122的附加侧向槽1222中出来，并且如果推杆122与滑动台架107一起保持向内移动，则小柱1232将不会干扰推杆122的运动，因为槽1221将允许推杆111向内移动而没有来自小柱1232的任何阻碍。当滑动台架107从开关柜的壳体中拉出时，发生类似的操作，但是顺序与图13A-13D所示顺序相反。

图14A至图14D示意性地示出根据本公开的实施方式的竖直活门120和水平活门130之间的连接关系和水平活门120的操作的底视图。如图14A所示，水平门131由至少一个侧轨132支撑，并且可以沿着至少一个侧轨132前后滑动。此外，还设置有另一轨道133，其基本上垂直于侧轨132。第二驱动杆125在端部125A处连接到轨道131，并且能够沿着轨道133移动。第二驱动杆125的另一端部125B固定到旋转轴123，使得第二驱动杆能够与之一起旋转。

当水平门131如图14B所示关闭时，水平门131几乎抵靠竖直门121的后表面，并且第二驱动杆125基本上平行于轨道133并位于邻近旋转轴123。如果旋转轴123开始沿逆时针方向旋转，第二驱动杆132也沿逆时针方向旋转，并且推动水平门131使其远离旋转轴123，如图14C所示。同时，第二驱动杆125的端部125A从其原始位置朝向水平门靠近旋转轴123的一侧移动。最后，第二驱动杆125将垂直于轨道133且水平门完全打开，如图14D所示。

通过本公开的实施方式，竖直活门120和水平活门130可以随着滑动台架107的运动而移动，并且当滑动台架位于开关柜内部时被打开，并且当滑动台架107被拉出开关柜时被关闭。以这种方式，当用户介入CB隔室时，可以防止操作者碰触带电主母线。

另外，在本公开中，还提供了一种馈电器单元，其包括至少一个如本文所述的开关柜。

在上文中，参考本公开的示例性实施方式详细描述了本公开中提供的开关柜，然而应当理解的是，这些示例性实施方式仅出于说明的目的而被示出的。鉴于前面的描述，当结合附图阅读时，对本公开的前述示例性实施方式的各种改变、修改对于相关领域的技术人员来说是显而易见的。例如，在本公开的上述实施方式中，刀片的驱动是通过包括四连杆驱动装置的操作机构来实现的；然而，这仅仅是为了说明的目的而描述的，并且诸如液压驱动的其它驱动方法也是可能的。此外，可以提供一条主母线或三个或更多条母线，但它不限于仅两个母线。也可以在操作机构106的第一齿轮1061a中仅设置一个操作孔，而不是两个操作孔，但是优选两个操作孔。在连接环1103A、1103B中提供的复位装置是可选的，并且还可以提供没有这种复位装置的连接环。用于竖直活门120的轨道126还可以布置在竖直门121下方，而不是布置在竖直门121上方。用于旁路母线的活门110可以以任何其它方式实施，例如，包括两个对称竖直活门，每个竖直活门类似于竖直活门120。此外，上文中，参照铁路应用来描述开关柜；然而，它可以应用于具有类似要求的任何其他应用中。还可以理解，任何和所有修改将仍然落入本公开的非限制性和示例性实施方式的范围内。此外，本公开的这些实施方式所属领域的技术人员将会想到本文所阐述公开内容的具有在前述描述和相关联的附图中所呈现教导的益处的其他实施方式。

因此，应当理解，本公开的实施方式不限于所公开的特定实施方式，并且修改和其他实施方式旨在包括在所附权利要求的范围内。尽管本文使用了特定术语，但是它们仅在一般和描述性意义上使用，而不是出于限制的目的。

Claims (19)

1.一种开关柜，包括：

旁路母线(101B)；

至少一条主母线(101A)；

隔离开关(104A)；以及

与所述至少一条主母线连接的断路器(102A)；

其中所述隔离开关(104A)包括刀片(1045)，所述刀片能够被驱动到用于与所述断路器的输出连接的第一位置(P1)、用于与所述旁路母线的输出连接的第二位置(P2)、以及用于断开的第三位置(P0)；

其中所述旁路母线(101B)、所述至少一条主母线(101A)、所述断路器(102A)和所述隔离开关(104A)被布置在单个面板内。

2.根据权利要求1所述的开关柜，其中所述刀片(1045)由包括四连杆驱动装置(1040)的操作机构(106)驱动。

3.根据权利要求2所述的开关柜，其中当所述刀片(1045)位于所述第一位置(P1)时，所述四连杆驱动装置(1040)处于一个极限位置，以及当所述刀片(1045)位于所述第二位置(P2)时，所述四连杆驱动装置(1040)处于另一极限位置。

4.根据权利要求2所述的开关柜，其中所述操作机构(106)还包括能够由操作者使用操作杆(1041)操作的第一齿轮(1061)以及与所述第一齿轮(1061)啮合的第二齿轮(1061)，所述第二齿轮具有与所述四连杆驱动装置(1040)的端部刚性连接的轴，所述四连杆驱动装置(1040)的另一端部可旋转地连接到所述刀片(1045)。

5.根据权利要求4所述的开关柜，其中所述四连杆驱动装置(106)包括连接到所述第二齿轮(1062)的轴的曲柄(1044A)、可旋转地连接到所述刀片(1045)的摆臂(1044C)和连接在它们之间的杆(1044B)。

6.根据权利要求5所述的开关柜，其中所述杆(1044B)包括以之字形连接的三个分段，所述曲柄(1044A)和所述三个分段中靠近所述曲柄(1044A)的那个分段由金属材料形成，所述三个分段中另外两个分段和所述摆臂(1044B)由绝缘材料制成。

7.根据权利要求2至6中任一项所述的开关柜，其中所述操作机构(106)设有两个操作孔(1045L，1045R)，当所述隔离开关(104A)位于所述第三位置(P0)时，所述两个操作孔(1045L，1045R)中两者均暴露给操作者，而在所述第一位置(P1)与所述第三位置(P0)之间的改变期间以及在所述第二位置(P2)与所述第三位置(P0)之间的改变期间，所述两个操作孔(1045L，1045R)中的不同操作孔(1045L，1045R)被暴露。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的开关柜，包括：

用于低压装置的低压隔室(1110)；

用于所述隔离开关(104A)和所述旁路母线(101B)的隔离开关隔室(1120)；

用于所述断路器(102A)和电流互感器(103A)的断路器隔室(1130)；以及

用于所述至少一条主母线(101A)的母线隔室(1140)，

其中所述低压隔室(1110)、所述隔离开关隔室(1120)、所述断路器隔室(1130)和所述母线隔室(1140)由金属板部分地隔开。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的开关柜，其中所述断路器(102A)被布置在滑动台架(107)上，所述滑动台架能够沿着轨道滑动以使得其能够至少部分地从所述开关柜中被拉出。

10.根据权利要求9所述的开关柜，还包括用于所述至少一条主母线(101A)的竖直活门(120)，所述竖直活门在其侧部包括竖直门(121)和旋转轴(123)，其中所述旋转轴(123)通过推杆(122)连接到滑动台架(107)，以使得所述滑动台架(107)的移动能够驱动所述旋转轴(123)旋转，以便打开或关闭所述竖直门(121)。

11.根据权利要求10所述的开关柜，其中所述竖直活门(120)还包括：

驱动杆(124)，其与所述旋转轴(123)刚性连接并与所述竖直门(121)枢轴连接；以及

轨道，当所述竖直门(121)关闭时其平行于所述竖直门(121)的顶部或底部，并且经由滑动件(127)连接到所述竖直门(121)的顶部或底部。

12.根据权利要求10所述的开关柜，还包括用于所述主母线(101A)的水平活门(130)，该水平活门包括水平门(131)和驱动杆(125)，其中所述驱动杆(125)在一个端部可滑动地连接到所述水平门(131)，并且在另一端部与所述旋转轴(123)刚性连接，以使得所述旋转轴(123)的旋转能够驱动所述驱动杆(125)打开或关闭所述水平门(131)。

13.根据权利要求2或3所述的开关柜，还包括由所述操作机构(106)驱动的旁路母线活门(120)，其中所述旁路母线活门(120)在所述隔离开关(104A)位于所述第二位置(P2)时打开，并且当所述隔离开关位于所述第一位置(P1)和所述第三位置(P0)中的任一位置时闭合。

14.根据权利要求4至6中任一项所述的开关柜，还包括由所述操作机构(106)驱动的旁路母线活门(120)，其中所述旁路母线活门(120)在所述隔离开关(104A)位于所述第二位置(P2)时打开，并且当所述隔离开关位于所述第一位置(P1)和所述第三位置(P0)中的任一位置时闭合。

15.根据权利要求13所述的开关柜，其中所述旁路母线活门(120)包括两个固定侧门(1101A，1101B)和两个可移动中心门(1101C，1101D)，所述两个可移动中心门(1101C，1101D)分别连接到彼此对称并由所述操作机构(106)驱动的第一四连杆驱动单元(1102A)和第二四连杆驱动单元(1102B)。

16.根据权利要求14所述的开关柜，其中所述旁路母线活门(120)包括两个固定侧门(1101A，1101B)和两个可移动中心门(1101C，1101D)，所述两个可移动中心门(1101C，1101D)分别连接到彼此对称并由所述操作机构(106)驱动的第一四连杆驱动单元(1102A)和第二四连杆驱动单元(1102B)。

17.根据权利要求16所述的开关柜，其中所述第一四连杆驱动单元(1102A)和所述第二四连杆驱动单元(1102B)中的每一个均包括依次连接的曲柄(11021A，11021B)、杆(11022A，11022B)、竖直摆臂(11023A，11023B)和水平摆臂(11024A，11024B)，所述曲柄(11021A，11021B)与所述操作机构(106)的所述第二齿轮(1062)的轴连接，所述水平摆臂(11024A，11024B)与所述两个可移动中心门(1101C，1101D)其中之一连接，并且能够在与所述两个固定侧门(1101A，1101B)的顶部或底部平行的轨道中滑动。

18.根据权利要求17所述的开关柜，其中所述曲柄(11021A，11021B)在其外周的一部分上设置有突起(11025A，11025B)，并且经由连接环(1103A，1103B)而连接到所述操作机构(106)的所述第二齿轮(1062)的轴，所述连接环带有设置在其内周的一部分上的槽(11031A，11031B)，所述突起(11025A，11025B)和所述槽(11031A，11031B)被设计为使得：当所述隔离开关(104A)在所述第一位置(P1)和所述第三位置(P0)之间操作时，所述连接环(1103A，1103B)在空冲程中旋转，而当所述隔离开关(104A)在所述第二位置(P2)和所述第三位置(P0)之间操作时，所述连接环(1103A，1103B)能够驱动所述曲柄(11021A，11021B)。

19.根据权利要求18所述的开关柜，其中所述连接环(1031A)还包括复位元件，其用于当所述隔离开关(104A)从所述第二位置(P2)向所述第三位置(P0)操作时，将所述曲柄(11021A，11021B)复位到其中所述隔离开关(104A)位于所述第三位置(P0)的状态。