CN106653457B - 三工位隔离开关及其位置检测装置、检测轴 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电器开关设备领域，特别涉及一种三工位隔离开关及其位置检测装置、检测轴。本发明的三工位隔离开关上连接有开关位置检测装置，开关位置检测装置的检测轴上设有工作位触发结构和中间位触发结构，中间位触发结构包括在与检测轴同轴的圆周方向上顺序分布的第一触发段、第二触发段以及第三触发段，开关在两个工作位以及中间位往复转动时，中间位触发结构的第一触发段和第三触发段使得开关处于任意位置时均有检测信号，保证了位置检测装置能够输出连续的检测信号，提升检测装置的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及电器开关设备领域，特别涉及一种三工位隔离开关及其位置检测装置、检测轴。
背景技术
三工位隔离开关把接地开关、隔离开关的功能整合在一个开关机构中，组成了具有合闸位、分闸位和接地位三个工作位的开关机构，三工位隔离开关还具有两个中间位，具体是合闸位与分闸位之间的合闸中间位以及分闸位与接地位之间的接地中间位。在实际使用过程中，三工位隔离开关在进行检修时，无法判断三工位隔离开关所处的位置，这样存在着极大的安全隐患。
现有技术中也一些能够检测三工位隔离开关位置的装置，如申请公布号为：CN102426969 A，申请公布日为：2012.04.25的中国专利公开的一种三工位隔离开关三个位置的联锁装置，该联锁装置的支架上安装有触发开关和与之对应的触发机构，触发机构包括压轮机构以及轴向并列装配在转动轴上的定位盘，定位盘的外周上设有向外延伸凸出的触发凸起，相邻的定位盘上的触发凸起的安装夹角错开设定角度，每个定位盘安装角度分别对应三工位隔离开关的合闸中间位和接地中间位，三工位隔离开关带动转动轴转动不同的角度时，相应的定位盘上的触发凸起就会通过压轮机构触发与之对应的触发开关，这样能够根据触发开关的信号识别出三工位开关所处的位置。公告号为：CN 201084564 Y，公告日为：2008.07.09的中国专利公开了一种新型辅助开关，该开关的转动轴上轴向并列装配有多个凸轮，各个凸轮的安装角度轴向错开，开关的支架上还装配有与凸轮的位置对应的微动开关，该辅助开关的转动轴可以与三工位隔离开关的传动轴连接，当三工位隔离开关的传动轴带动辅助开关的转动轴转动至不同的位置时，相应安装角度的凸轮就会触发微动开关，这样也能够实现对三工位隔离开关所处的位置的检测。
上述两种检测装置的工作原理都是：三工位隔离开关带动检测装置的传动轴转动，此时转动轴上不同安装角度的触发结构就会在转动轴转动至对应的角度时触发与之对应的触发开关，通过触发开关的信号就能够识别出三工位隔离开关所处的位置，这两种检测装置的传动轴在随着三工位隔离开关的转动时，由一个触发结构转动至相邻的触发结构的瞬间没有触发开关被触发，此时触发信号产生断续点，使检测装置的检测信号不连续，这样就造成对三工位隔离开关的位置检测结果不准确的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种检测信号连续的开关位置检测装置；本发明还提供了开关位置检测装置用检测轴；同时，本发明还提供一种三工位隔离开关。
为实现上述目的，本发明的开关位置检测装置的技术方案是：开关位置检测装置，包括支架、转动装配在支架上的检测轴以及装配在支架上的触发开关单元，检测轴上设有与触发开关单元对应的触发结构，所述触发结构包括与开关的两个相邻并在一个圆周上顺序分布的第一、二工作位对应的工作位触发结构，以及与处于两个相邻的工作位之间的中间位对应的中间位触发结构，所述中间位触发结构包括在与检测轴同轴的圆周方向上顺序分布的第一触发段、第二触发段以及第三触发段，中间位触发结构与工作位触发结构以设定方式排列在检测轴上以满足：开关处于第一工作位时，工作位触发结构触发与第一工作位对应的触发开关单元，第一触发段触发与之对应的触发开关单元；开关处于中间位时，第一、二工作位对应的触发开关单元处于非触发状态，第二触发段触发与之对应的触发开关单元；开关处于第二工作位时，工作位触发结构触发与第二工作位对应的触发开关单元，第三触发段触发与之对应的触发开关单元。
所述工作位触发结构为设在检测轴的外周上的弧形的工作位凸起，与工作位触发结构对应的触发开关单元绕检测轴的周向间隔设置；所述中间位触发结构为设在检测轴的外周上的弧形的中间位凸起，中间位凸起与工作位凸起沿检测轴的轴向上并列设置且中间位凸起所对应的弧长大于工作位凸起所对应的弧长。
所述工作位触发结构对应的触发开关单元包括绕检测轴周向间隔设置的合闸位触发开关、分闸位触发开关和接地位触发开关，所述中间位触发结构对应的触发开关单元包括绕检测轴周向间隔设置的合闸中间位触发开关和接地中间位触发开关，工作位触发开关所处的圆周与中间位触发开关所处的圆周在检测轴的轴向上并列设置，所述工作位触发开关中任意相邻的两个与中间位开关沿检测轴的轴向上并列设置。
本发明的三工位隔离开关的技术方案是：三工位隔离开关，包括传动轴以及与位置检测装置，所述位置检测装置包括支架、转动装配在支架上、且与传动轴传动连接的检测轴以及装配在支架上的触发开关单元，检测轴上设有与触发开关单元对应的触发结构，所述三工位隔离开关具有两个相邻的并在一个圆周上顺序分布的第一、二工作位以及处于两个相邻的工作位之间的中间位，所述触发结构包括与第一、二工作位对应的工作位触发结构，以及与中间位对应的中间位触发结构，所述中间位触发结构包括在与检测轴同轴的圆周方向上顺序分布的第一触发段、第二触发段以及第三触发段，中间位触发结构与工作位触发结构以设定方式排列在检测轴上以满足：开关处于第一工作位时，工作位触发结构触发与第一工作位对应的触发开关单元，第一触发段触发与之对应的触发开关单元；开关处于中间位时，第一、二工作位对应的触发开关单元处于非触发状态，第二触发段触发与之对应的触发开关单元；开关处于第二工作位时，工作位触发结构触发与第二工作位对应的触发开关单元，第三触发段触发与之对应的触发开关单元。
所述工作位触发结构为设在检测轴的外周上的弧形的工作位凸起，与工作位触发结构对应的触发开关单元绕检测轴的周向间隔设置；所述中间位触发结构为设在检测轴的外周上的弧形的中间位凸起，中间位凸起与工作位凸起沿检测轴的轴向上并列设置且中间位凸起所对应的弧长大于工作位凸起所对应的弧长。
所述工作位触发结构对应的触发开关单元包括绕检测轴周向间隔设置的合闸位触发开关、分闸位触发开关和接地位触发开关，所述中间位触发结构对应的触发开关单元包括绕检测轴周向间隔设置的合闸中间位触发开关和接地中间位触发开关，工作位触发开关所处的圆周与中间位触发开关所处的圆周在检测轴的轴向上并列设置，所述工作位触发开关中任意相邻的两个与中间位开关沿检测轴的轴向上并列设置。
本发明的开关位置检测装置用检测轴的技术方案是：开关位置检测装置用检测轴，所述检测轴上设有与触发开关单元对应的触发结构，所述触发结构包括与开关的两个相邻并在一个圆周上顺序分布的第一、二工作位对应的工作位触发结构，以及与处于两个相邻的工作位之间的中间位对应的中间位触发结构，所述中间位触发结构包括在与检测轴同轴的圆周方向上顺序分布的第一触发段、第二触发段以及第三触发段，中间位触发结构与工作位触发结构以设定方式排列在检测轴上以满足：开关处于第一工作位时，工作位触发结构触发与第一工作位对应的触发开关单元，第一触发段触发与之对应的触发开关单元；开关处于中间位时，第一、二工作位对应的触发开关单元处于非触发状态，第二触发段触发与之对应的触发开关单元；开关处于第二工作位时，工作位触发结构触发与第二工作位对应的触发开关单元，第三触发段触发与之对应的触发开关单元。
所述工作位触发结构为设在检测轴的外周上的弧形的工作位凸起；所述中间位触发结构为设在检测轴的外周上的弧形的中间位凸起，中间位凸起与工作位凸起沿检测轴的轴向上并列设置且中间位凸起所对应的弧长大于工作位凸起所对应的弧长。
本发明的有益效果是：本发明的三工位隔离开关的传动轴上传动连接有位置检测装置，当三工位隔离开关转动至不同的位置时，带动检测装置的检测轴转动，使检测轴上的触发结构触发相应的触发开关单元，当开关处于第一工作位时，工作位触发结构触发与第一工作位对应的触发开关单元，第一触发段触发与之对应的触发开关单元；开关处于中间位时，第一、二工作位对应的触发开关单元处于非触发状态，第二触发段触发与之对应的触发开关单元；开关处于第二工作位时，工作位触发结构触发与第二工作位对应的触发开关单元，第三触发段触发与之对应的触发开关单元。这样，开关在两个工作位以及中间位往复转动时，中间位触发结构的第一触发段和第三触发段使得开关处于任意位置时均有检测信号的，保证了检测装置能够输出连续的检测信号，提升检测装置的可靠性。
附图说明
图1为本发明的三工位隔离开关中的位置检测装置的结构示意图；
图2为图1中检测轴的示意图；
图3为图2在C-C方向的示意图；
图4为三工位隔离开关在合闸位时图1中A-A方向的示意图；
图5为三工位隔离开关在合闸位时图1中B-B方向的示意图；
图6为三工位隔离开关在合闸中间位时图1中A-A方向的示意图；
图7为三工位隔离开关在合闸中间位时图1中B-B方向的示意图；
图8为三工位隔离开关在分闸位时图1中A-A方向的示意图；
图9为三工位隔离开关在分闸位时图1中B-B方向的示意图；
图10为三工位隔离开关位在接地中间位时图1中A-A方向的示意图；
图11为三工位隔离开关在接地中间位时图1中B-B方向的示意图；
图12为三工位隔离开关在接地位时图1中A-A方向的示意图；
图13为三工位隔离开关在接地位时图1中B-B方向的示意图。
附图中：1、支架；2、检测轴；3、接地位触发开关；4、合闸位触发开关；5、分闸位触发开关；6、合闸中间位触发开关；7、接地中间位触发开关；21、第一凸起；22、第二凸起；221、第一触发段；222、第二触发段；223、第三触发段。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的三工位隔离开关的具体实施例，如图1至图3所示，三工位隔离开关包括与其传动轴传动连接的位置检测装置，位置检测装置1包括支架1和转动装配在支架1上的检测轴2，三工位隔离开关位置检测装置具有压检测轴2的轴向间隔设置的工作检测位和中间检测位，支架1在对应工作检测位和中间检测位的位置上分别设有工作位开关单元和中间位触发开关，工作位开关单元包括合闸位触发开关4、分闸位触发开关5和接地位触发开关3，中间位触发开关包括合闸中间位触发开关6和接地中间位触发开关7，其中接地位触发开关3即为第一开关单元，合闸位触发开关4即为第二开关单元，分闸位触发开关5即为第三开关单元，合闸中间位触发开关6即为第四开关单元，接地中间位触发开关7即为第五开关单元。各个工位对应的开关单元均包括至少一个触发开关，在本实施例中三个工作位触发开关均包括6个触发开关，两个中间位对应的开关单元均包括3个触发开关，在每个检测位置上都设置多个触发开关使检测位置能够发出多个电信号，以供多个控制单元识别。
检测轴2上设有用于触发工作位开关单元的工作位触发结构以及用于触发中间位触发开关的中间位触发结构，在本实施例中两个触发结构为设在检测轴外周上的第一凸起21和第二凸起22，第一凸起21和第二凸起22均为设在检测轴外周上的、横截面为扇形环的弧形凸起，扇形环沿检测轴的周向延伸设定的角度，并且凸台沿检测轴的轴向延伸设定的长度，以使第一凸起21和第二凸起22在转动到相应的检测位置时能够触发相应的检测位置上的所有触发开关。第二凸起22包括在于检测轴2同轴的圆周方向上顺序分布的第一触发段221、第二触发段222和第三触发段223，其中第三触发段223与第一凸起21在检测轴轴向上的投影重合。当三工位隔离开关转动到接地中间位或者合闸中间位时，检测轴第二凸起22上的第二触发段222就会触发相应的触发开关发出识别信号，这样就可以根据不同的识别信号识别判断三工位隔离开关的所处的中间位置。当三工位隔离开关转动到不同的工作位时，第一凸起21会触发该工作位对应的触发开关，并且第二凸起22上的第一触发段221或者第三触发段223也会对应触发不同的中间位触发开关，这样两个触发信号结合识别判断工作位。在转动的过程中，第二凸起22上的第一触发段221和第三触发段222使得中间位触发开关中至少有一个被触发，通过与工作位触发开关信号的结合判断位置，使得位置信号连续。
支架1包括上固定板11和下固定板12以及设在上固定板11和下固定板12之间的支撑柱13，上固定板11和下固定板12均为圆形的板状结构，在两个固定板中心位置上设有用于安装检测轴的安装孔，支撑柱13绕两个固定板上的安装孔的轴线轴向均布设有三个，这样使支架1构成稳定的框架结构，将检测轴安装上后检测轴就可以在支架中转动。各个工作位开关单元以及中间位触发开关中的触发开关沿着检测装置的轴向并列设置，触发开关上设有贯穿其基体的安装孔，各个检测位置上的触发开关通过安装孔并列套装在两端设置有螺纹的安装杆上，上、下固定板上设有用于固定安装杆的安装孔，安装杆穿过安装孔后通过螺母固定在支架上，其中合闸位触发开关4与合闸中间位触发开关6沿检测装置轴向上并列设置，分闸位触发开关5和接地中间位触发开关7沿检测装置轴向上并列设置，并列设置的开关单元中的触发开关均由一个安装杆固定在支架上，接地位开关单元3的下端设置绝缘块8进行填补。各个开关单元中靠近固定板的触发开关与固定板之间设置有绝缘垫9，增强各个构件之间的绝缘性。
图4至图13为本发明的三工位隔离开关位置检测装置在不同的检测位置时图1中A-A、和B-B方向的结构示意图，接地位触发开关3、合闸位触发开关4、分闸位触发开关5、合闸中间位触发开关6和接地中间位触发开关7分别在图中以圆圈表示，其中虚线的圆圈为开关单元被触发后的位置，主要用于显示检测轴2与各个隔离开关单元配合的示意图。在本实施例中触发开关采用的是微动开关，隔离开关上设有滚轮，便于检测轴上的凸起将其触发。
下面结合附图4~13对三工位隔离开关处于不同的位置时检测装置的触发状态进行说明。
三工位隔离开关位置检测装置检测到三工位隔离开关处于合闸位时，如图4和图5所示，合闸位触发开关4中的微动开关被第一凸起21触发，合闸中间位触发开关6中的微动开关被第二凸起22的第一触发段221触发，其他开关单元中的微动开关处于非触发状态；
三工位隔离开关位置检测装置检测到三工位隔离开关处于合闸中间位时，如图6和图7所示，合闸中间位触发开关6中的微动开关被第二凸起22的第二触发段222触发，其他开关单元中的微动开关处于非触发状态；
三工位隔离开关位置检测装置检测到三工位隔离开关处于隔离时，如图8和图9所示，分闸位触发开关中的微动开关被第一凸起21触发，合闸中间位触发开关6以及接地中间位7中的微动开关分别被第二凸起22的第一触发段221和的第三触发段223触发，其他开关单元中的微动开关处于非触发状态；
三工位隔离开关位置检测装置检测到三工位隔离开关处于接地中间位时，如图10和图11所示，接地中间位7中的微动开关被第二凸起22的第二触发段222触发，其他开关单元中的微动开关处于非触发状态；
三工位隔离开关位置检测装置检测到三工位隔离开关处于接地位时，如图12和图13所示，接地位触发开关3中的微动开关被第一凸起21触发，接地中间位触发开关7中的微动开关被第二凸起22的第三触发段223触发，其他开关单元中的微动开关处于非触发状态。
在本实施例中，可以将合闸位看做第一工作位，分闸位看做第二工作位，合闸中间位看做第一、二工作位之间的中间工作位。检测轴上的凸起在转动到相应的检测位置时检测轴上的凸起就会压缩相应的开关单元中的微动开关，被压缩的微动开关的常闭触点断开，常开触点闭合，此时的电平信号发生变化，控制系统检测到该电平信号对三工位隔离开关所处的位置进行判断。由上述工作状态可知，检测轴转动到任意的位置时，都有检测信号的输出，保证了检测装置能够输出连续的检测信号。该三工位隔离开关位置检测装置通过一个检测轴准确的反应出五个位置信号，结构简单、紧凑，灵活可靠，而且精确度高。
在本发明的上述实施例中，合闸位触发开关与合闸中间位触发开关沿检测装置轴向上并列设置，分闸位触发开关和接地中间位触发开关沿检测装置轴向上并列设置，这样使得检测装置结构简单，当然在其他实施例中，还可以是其他两个工作位触发开关与中间位触发开关并列设置，此时第二凸起与第一凸起在检测轴周向上的角度适应调整；工作位触发结构和中间位触发结构分别对应不同的触发开关，这样使检测轴结构简单，在其他实施例中，还可以是工作位触发开关和中间位触发开关分别只设有一组，而检测轴上的工作位触发结构对应不同的工作位设有多个，中间位触发结构对应不同的中间位设有多个；工作位触发结构和中间位触发结构还可以是设在检测轴上的弧形的凹陷区；微动开关还可以是其他机械触发式的开关，比如行程开关；各个检测位置上触发开关的数量是根据控制系统所需要该位置的信号数量所设置，检测轴的触发结构，即凸起的尺寸就根据触发开关的数量所设置，因此各个开关单元中触发开关还可以是其他数量。
本发明的三工位隔离开关位置检测装置的具体实施例，所述三工位隔离开关位置检测装置与上述三工位隔离开关中位置检测装置的结构相同，不再赘述。
本发明的开关位置检测装置用检测轴的具体实施例，所述开关位置检测装置用检测轴与上述三工位隔离开关中位置检测装置的检测轴的结构相同，不再赘述。
Claims (8)
1.开关位置检测装置，包括支架、转动装配在支架上的检测轴以及装配在支架上的触发开关单元，检测轴上设有与触发开关单元对应的触发结构，其特征在于：所述触发结构包括与开关的两个相邻并在一个圆周上顺序分布的第一工作位、第二工作位对应的工作位触发结构，以及与处于两个相邻的工作位之间的中间位对应的中间位触发结构，所述中间位触发结构包括在与检测轴同轴的圆周方向上顺序分布的第一触发段、第二触发段以及第三触发段，中间位触发结构与工作位触发结构以设定方式排列在检测轴上以满足：开关处于第一工作位时，工作位触发结构触发与第一工作位对应的触发开关单元，第一触发段触发与之对应的触发开关单元；开关处于中间位时，第一工作位、第二工作位对应的触发开关单元处于非触发状态，第二触发段触发与之对应的触发开关单元；开关处于第三工作位时，工作位触发结构触发与第二工作位对应的触发开关单元，第三触发段触发与之对应的触发开关单元。
2.根据权利要求1所述的开关位置检测装置，其特征在于：所述工作位触发结构为设在检测轴的外周上的弧形的工作位凸起，与工作位触发结构对应的触发开关单元绕检测轴的周向间隔设置；所述中间位触发结构为设在检测轴的外周上的弧形的中间位凸起，中间位凸起与工作位凸起沿检测轴的轴向上并列设置且中间位凸起所对应的弧长大于工作位凸起所对应的弧长。
3.根据权利要求2所述的开关位置检测装置，其特征在于：所述工作位触发结构对应的触发开关单元包括绕检测轴周向间隔设置的合闸位触发开关、分闸位触发开关和接地位触发开关，所述中间位触发结构对应的触发开关单元包括绕检测轴周向间隔设置的合闸中间位触发开关和接地中间位触发开关，合闸位触发开关、分闸位触发开关和接地位触发开关所处的圆周与中间位触发开关所处的圆周在检测轴的轴向上并列设置，所述合闸位触发开关、分闸位触发开关和接地位触发开关中任意相邻的两个与中间位触发开关沿检测轴的轴向上并列设置。
4.三工位隔离开关，包括传动轴以及与位置检测装置，所述位置检测装置包括支架、转动装配在支架上、且与传动轴传动连接的检测轴以及装配在支架上的触发开关单元，检测轴上设有与触发开关单元对应的触发结构，所述三工位隔离开关具有两个相邻的并在一个圆周上顺序分布的第一工作位、第二工作位以及处于两个相邻的工作位之间的中间位，其特征在于：所述触发结构包括与第一工作位、第二工作位对应的工作位触发结构，以及与中间位对应的中间位触发结构，所述中间位触发结构包括在与检测轴同轴的圆周方向上顺序分布的第一触发段、第二触发段以及第三触发段，中间位触发结构与工作位触发结构以设定方式排列在检测轴上以满足：开关处于第一工作位时，工作位触发结构触发与第一工作位对应的触发开关单元，第一触发段触发与之对应的触发开关单元；开关处于中间位时，第一工作位、第二工作位对应的触发开关单元处于非触发状态，第二触发段触发与之对应的触发开关单元；开关处于第三工作位时，工作位触发结构触发与第二工作位对应的触发开关单元，第三触发段触发与之对应的触发开关单元。
5.根据权利要求4所述的三工位隔离开关，其特征在于：所述工作位触发结构为设在检测轴的外周上的弧形的工作位凸起，与工作位触发结构对应的触发开关单元绕检测轴的周向间隔设置；所述中间位触发结构为设在检测轴的外周上的弧形的中间位凸起，中间位凸起与工作位凸起沿检测轴的轴向上并列设置且中间位凸起所对应的弧长大于工作位凸起所对应的弧长。
6.根据权利要求5所述的三工位隔离开关，其特征在于：所述工作位触发结构对应的触发开关单元包括绕检测轴周向间隔设置的合闸位触发开关、分闸位触发开关和接地位触发开关，所述中间位触发结构对应的触发开关单元包括绕检测轴周向间隔设置的合闸中间位触发开关和接地中间位触发开关，合闸位触发开关、分闸位触发开关和接地位触发开关所处的圆周与中间位触发开关所处的圆周在检测轴的轴向上并列设置，所述合闸位触发开关、分闸位触发开关和接地位触发开关中任意相邻的两个与中间位触发开关沿检测轴的轴向上并列设置。
7.开关位置检测装置用检测轴，所述检测轴上设有与触发开关单元对应的触发结构，其特征在于：所述触发结构包括与开关的两个相邻并在一个圆周上顺序分布的第一工作位、第二工作位对应的工作位触发结构，以及与处于两个相邻的工作位之间的中间位对应的中间位触发结构，所述中间位触发结构包括在与检测轴同轴的圆周方向上顺序分布的第一触发段、第二触发段以及第三触发段，中间位触发结构与工作位触发结构以设定方式排列在检测轴上以满足：开关处于第一工作位时，工作位触发结构触发与第一工作位对应的触发开关单元，第一触发段触发与之对应的触发开关单元；开关处于中间位时，第一工作位、第二工作位对应的触发开关单元处于非触发状态，第二触发段触发与之对应的触发开关单元；开关处于第三工作位时，工作位触发结构触发与第二工作位对应的触发开关单元，第三触发段触发与之对应的触发开关单元。
8.根据权利要求7所述的开关位置检测装置用检测轴，其特征在于：所述工作位触发结构为设在检测轴的外周上的弧形的工作位凸起；所述中间位触发结构为设在检测轴的外周上的弧形的中间位凸起，中间位凸起与工作位凸起沿检测轴的轴向上并列设置且中间位凸起所对应的弧长大于工作位凸起所对应的弧长。
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