CN107181196B - 一种能有效防止误操作的低压开关柜1/2抽屉单元 - Google Patents
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Abstract
一种能有效防止误操作的低压开关柜1/2抽屉单元(9),其设置在低压开关柜的托板(5)之上,托板、抽屉主板(6)与抽屉面板(7)构成架框,开关手柄(8)安装在抽屉面板上,抽屉面板上设有操作通孔;1/2抽屉单元(9)内,设有操作模块(1)、推进模块(2)、隔离限位模块(3)和开关联锁模块(4);操作模块固定于抽屉面板背后,推进模块装配于抽屉主板上且一端与操作模块连接;隔离限位模块位于操作模块下方,开关联锁模块安装在抽屉面板背后,与操作模块有相对位置关系。本发明能照常实现1/2抽屉单元的三位置切换功能、各状态的有序操作,且在隔离位置设有锁定功能,可保证开关处于合闸状态时,不能进行各位置的切换,防止负载分离。
Description
技术领域
本发明涉及一种电力行业低压配电开关柜抽屉单元,尤其是涉及一种能有效防止误操作的低压开关柜1/2抽屉单元。
背景技术
低压开关柜是应用于工业、第三产业及基础建设等领域的控制设备。它常见于石油化工、冶金制造、纺织加工等行业,用于输电、配电和电能转换时的控制和保护。低压开关柜的分类方式很多,如按照结构不同分类或按照连接形式不同分类等。低压开关柜中的抽屉柜作为终端用电设备,是电能分配、控制、转换、保护和测量的枢纽,直接关系到供电系统的正常运行能力,抽屉单元在抽屉柜中占主导地位。随着我国社会经济的发展,人们对电力负荷的需求也不断增加,要求供电系统的设备应具备高可靠性和高安全性,才能更好地满足人们生产、生活的用电需求。
抽屉柜主要由柜体骨架、母线排、抽屉单元、抽屉单元室等几大部分组成。抽屉单元主要有抽屉主体、抽屉面板、开关元件、推进机构、一二次插件等部件。抽屉单元有连接、试验、隔离三种位置状态,通过推进机构的操作,实现抽屉单元的推进及不同状态的切换。其中,在连接位置,抽屉单元处于完全的连接状态,一次、二次插件接通;在试验位置,主电路断开,辅助电路连接,可进行各项调试,此时一次插件分离,二次插件接通;在隔离位置,主电路和辅助电路均断开,此时一次及二次插件均分离。
如图1所示,1/2抽屉单元9设置在开关柜托板5之上,抽屉主板6与抽屉面板7构成基本架框,开关手柄8安装在抽屉面板7上,抽屉面板7上有根据操作模块1在隔离状态时的操作孔位置而开的通孔。
现有的抽屉技术基本能实现三位置状态的功能,通过安装在抽屉单元本体的推进机构实现各位置的切换。但是现有抽屉技术并没有对三位置切换的操作有明显的规范,没有通过联锁机构来防止误操作的发生。现代开关柜基本实现模块化设计,抽屉单元外形基本相同但是功能或载荷能力却有可能完全不同,不同抽屉单元之间可能因混用而引发安全事故,此隐患对于同一层有多个回路的1/2或1/4单元尤为明显。所以现代重要工程项目都要求抽屉单元在各位置状态不能随意抽出,且能挂锁。
发明内容
本发明所要解决的技术问题,就是提供一种能有效防止误操作的低压开关柜1/2抽屉单元,本单元除能照常实现1/2抽屉单元的三位置切换功能、保证各状态的有序操作外,还在隔离位置设有锁定功能,可保证开关处于合闸状态时,不能进行各位置的切换,防止负载分离。
解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案如下:
一种能有效防止误操作的低压开关柜1/2抽屉单元,所述的1/2抽屉单元9 设置在低压开关柜的托板5之上,托板5、抽屉主板6与抽屉面板7构成架框,开关手柄8安装在抽屉面板7上,抽屉面板7上设有操作通孔;所述低压抽屉柜101/2抽屉单元9内,设有操作模块1、推进模块2、隔离限位模块3和开关联锁模块4;所述操作模块1固定于抽屉面板7背后,所述推进模块2装配于抽屉单元9的抽屉主板6上且一端与操作模块1连接;所述隔离限位模块3位于操作模块1下方,所述开关联锁模块4安装在抽屉面板7背后,与操作模块1 有相对位置关系;其特征是:
所述的操作模块1包括:
一外壳,固定于抽屉面板7背后;优选地:所述外壳包括外壳底座107、外壳盖108以及固定于抽屉面板7背后的机构底板106,外壳底座107和外壳盖 108两者通过螺栓连接将活动件安装在其内部,并最终固定在机构底板106上;
一连接齿轮101,以前后水平轴支承在所述外壳内;
一连接齿条104,垂直并可上下移动地支承在所述外壳内并与所述连接齿轮 101的左侧啮合;
一联动齿条109,垂直并可上下移动地支承在所述外壳内并与所述连接齿轮 101的右侧啮合;
一试验齿轮单元110,其内设有一以前后水平轴固定支承的试验齿轮102,试验齿轮单元110固定在所述联动齿条109下方;
一试验齿条105,垂直并可上下移动地支承在所述外壳内并与所述试验齿轮 102的右侧啮合;
一联锁挡板103,具有一条斜边,上部以转动副的形式可摆动地安装在联动齿条109上,联锁挡板在重力作用下呈竖直状态,斜边与试验齿条105上的一凸块始终接触并受其控制左右摆动;
所述的连接齿条104上端、试验齿条105下端分别对应着上下托板5的卡槽,卡进后抽屉单元无法被抽出;所述的连接齿轮101和试验齿轮102中心均有方形操作孔,隔离位置时对应着抽屉面板7上设有的操作通孔,试验位置切换后所述联锁挡板103左摆一定角度刚好挡住连接齿轮101的操作孔,实现联锁功能,保证连接、试验操作的相互独立。
所述的推进模块2包括:
上下对称布置的两块滑板203/204,各以移动副的形式安装在所述的抽屉主板6上,上下滑板的前端分别设有一次插件和二次插件;
上下对称布置的两个曲杆201/202,各从中滑动旋转铰接在所述的外壳底座 107的U形槽内;上曲杆201为连接曲杆,其一端与上滑板即试验滑板203前端所开的长形孔以移动副连接、另一端则与所述的连接齿条104上的通孔以转动副连接;下曲杆为试验曲杆202,其一端与下滑板即试验滑板204前端所开的长形孔以移动副连接、另一端则与所述的试验齿条105上的通孔以转动副连接。
所述的隔离限位模块3安装在操作模块1的下方,其包括:
一门锁301,固定安装在抽屉面板7上,其锁芯302上固定有径向伸出的拨销303,门锁301的锁套设有转动限位,使得锁芯302与拨销303只有90度的转动角度范围;
一滑动锁板304,以上下移动副的形式安装在操作模块1的机构底板106上,滑动锁板304的中间开有横向长孔并对应卡接在所述的拨销上,隔离位置锁定时滑动锁板304在拨销303旋转运动的带动下向下滑动,下端对应卡在所述的单元室的托板5的槽内,最终实现1/2抽屉单元9在单元室内的位置锁定功能。
所述的开关联锁模块4包括:
三垫板405,固定在抽屉面板7上,中心开有供开关操作杆穿过通孔;
一固定板404,固定在抽屉面板7上;
一滑动挡板403,中间开有横向方孔及垂直U孔;
一转板402,其中心可被开关操作杆穿过并以中心为支点转动,其另一端圆部与滑动挡板403中间的垂直U孔形成移动副,转板402旋转带动滑动挡板403 横向移动,向左移动时挡住操作模块1的连接操作孔;
一夹板401,其中间开有槽孔,夹板401将转板402和滑动挡板403有间隙地夹在固定板404上。
所述的曲杆201/202从中滑动旋转铰接在外壳底座107的U形槽内的结构为:外壳底座107上开有长形孔,曲杆201/202的中间设有横向轴与长形孔形成滑动旋转铰接配合,也即曲杆中心可在长形孔中发生滑动、同时还有转动。
工作过程:
操作模块1驱动推进模块2的连接滑板203、试验滑板204推进,一次插件安装在连接滑板203上,二次插件安装在试验滑板204上,实现1/2抽屉单元9 连接、试验、隔离三位置的切换;隔离限位模块3通过滑动锁板304把1/2抽屉单元9锁定在单元室内;开关联锁模块4的滑动挡板403在开关操作手柄的带动下,横向移动,挡住操作模块1的连接齿轮101,实现开关合闸联锁。
当连接齿轮101操作时,连接齿条104向上移动,联动齿条109连同试验齿轮单元110一起向下移动,操作模块1齿条的上下移动带动推进模块2的三角曲杆滑动旋转,进而实现一次、二次插件的连接;
当试验齿轮102操作时,试验齿条105向下移动,连接齿条104保持不动,试验齿条105带动试验曲杆202滑动旋转,进而实现二次插件的连接。
推进模块2与操作模块1有联动关系,在操作模块1的带动下,曲杆以中心为支点,做滑动旋转运动,从而带动滑板在抽屉主板7上的滑动,滑板的前端分别装有一次、二次插件,最终实现一次、二次回路的接通与断开。
与现有技术相比,本发明具有如下优点:
第一,抽屉单元的连接和试验操作有不同的路径,且连接操作和试验操作存在联锁,即连接位置不能试验操作,试验位置不能连接操作,只有先回到隔离位置才能进行另一个操作,保证操作的安全有序;
第二,由于设计隔离位置锁定模块,使得抽屉单元处在隔离位置时不能随意被抽出柜体,更加安全可靠;
第三,开关与操作模块之间存在联锁,当开关处于合闸位置时,不能进行抽屉单元的位置切换操作,防止出现带负荷分闸的情况,满足联锁要求。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明:
图1为1/2抽屉装配示意图;
图2为1/2抽屉内部结构示意图;
图3为操作模块装配示意图;
图4为操作模块装配体主视图;
图5为操作模块固定件装配体示意图;
图6为操作模块固定件装配体主视图;
图7为操作模块活动件装配体示意图;
图8为操作模块活动件装配体主视图;
图9为操作模块活动件装配体左视图;
图10为操作模块活动件装配体剖视图;
图11为推进模块装配体示意图;
图12为推进模块装配体主视图;
图13为推进模块装配局部示意图;
图14为隔离限位模块装配体示意图;
图15为隔离限位模块装配体主视图;
图16为开关联锁模块装配体示意图;
图17为开关联锁模块装配体示意图;
图18为开关联锁模块装配体主视图;
图19为抽屉柜总装图。
图中附图标记含义:1-操作模块,2-推进模块,3-隔离限位模块,4-开关联锁模块101-连接齿轮,102-试验齿轮,103-联锁挡板,104-连接齿条,105- 试验齿条,106-机构底板 107-外壳底座,108-外壳盖,109-联动齿条,110- 试验齿轮单元,201-连接曲杆,202-试验曲杆,203-连接滑板,204-试验滑板,301-门锁,302-锁芯,303-拨销,304-滑动锁板,401-夹板,402-转板, 403-滑动挡板,404-固定板,405-垫板,5-托板,6-抽屉主板,7-抽屉面板,8-开关手柄,9-1/2抽屉单元,10-抽屉柜。
具体实施方式
如图1和图19所示,本发明的能有效防止误操作的低压开关柜1/2抽屉单元实施例,1/2抽屉单元9放置在托板5之上,托板5、抽屉主板6与抽屉面板7构成基本架框,开关手柄8安装在抽屉面板7上,抽屉面板7上有根据操作模块1在隔离状态时的操作孔位置而开的操作通孔;所述低压抽屉柜101/2 抽屉单元9内,设有操作模块1、推进模块2、隔离限位模块3和开关联锁模块 4。
如图2所示,操作模块1作为一个独立可拆卸的单元固定安装在抽屉面板7 上;推进模块2分上下两个对称部分,上端为一次回路部分,下端为二次回路部分。推进模块2装配于抽屉单元本体的抽屉主板6上且一端与操作模块1连接;隔离限位模块3位于操作模块1下方,是一个相对独立的模块;开关联锁模块4安装在抽屉面板7背后,与操作模块1有相对位置关系。
如图3至图10所示,为操作模块1的示意图,其中活动件包括:连接齿轮 101、试验齿轮102、联锁挡板103、连接齿条104、试验齿条105、联动齿条109、试验齿轮单元110,联动齿条109与试验齿轮单元110固定连接;固定件为一外壳,其包括:机构底板106、外壳底座107、外壳盖108,其中外壳底座107和外壳盖108为铸造件,两者通过螺栓连接将活动件安装在其内部,并最终固定在机构底板106上,机构底板106则固定于抽屉面板7背后的机构底板106上。
连接齿轮101以前后水平轴支承在外壳内,连接齿条104垂直并可上下移动地支承在外壳内并与连接齿轮101的左侧啮合,联动齿条109垂直并可上下移动地支承在外壳内并与连接齿轮101的右侧啮合,试验齿轮单元110内设有一以前后水平轴固定支承的试验齿轮102,试验齿轮单元110固定在联动齿条 109下方,试验齿条105垂直并可上下移动地支承在外壳内并与所述试验齿轮 102的右侧啮合,联锁挡板103具有一条斜边,上部以转动副的形式可摆动地安装在联动齿条109上,联锁挡板在重力作用下呈竖直状态,斜边与试验齿条105 上的一凸块始终接触并受其控制左右摆动。
连接齿条104上端、试验齿条105下端分别对应着上下托板5的卡槽,卡进后抽屉单元无法被抽出;连接齿轮101和试验齿轮102中心均有方形操作孔,隔离位置时对应着抽屉面板7上设有的操作通孔,试验位置切换后所述联锁挡板103左摆一定角度刚好挡住连接齿轮101的操作孔,实现联锁功能,保证连接、试验操作的相互独立。
连接操作时,将操作手柄穿过面板的开孔插入连接齿轮101的方形操作孔并顺时针旋转,连接齿轮101在带动连接齿条104向上移动的同时带动联动齿条109向下移动。由于联动齿条109与试验齿轮单元110固定连接,且安装在试验齿轮单元110内的试验齿轮102与试验齿条105存在齿轮齿条传动关系,因此试验齿条105也同步向下移动。到达连接位置后,连接齿条104和试验齿条105均插入上下托板5的卡槽中,抽屉单元无法被抽出。
再者,由于抽屉面板7上的通孔根据操作模块1在隔离状态时的位置而开,在连接操作的过程中,试验齿轮102向下移动,因此试验齿轮102操作孔会被抽屉面板7遮挡,操作模块1必须要回到隔离位置后,才能进行试验操作。
试验操作时,将操作手柄穿过面板的开孔插入试验齿轮102的方形操作孔并顺时针旋转,试验齿轮102带动试验齿条105向下运动,连接齿条104保持不动,试验齿条105的凸块与联锁挡板103的斜边始终接触。到达试验位置后,试验齿条105插入托板5的槽中且联锁挡板103顺时针转动一定角度,并将连接齿轮101的操作孔遮挡,抽屉单元无法被抽出且不能进行连接操作。
如图11、12、13所示,为推进模块2示意图,推进模块2由曲杆和滑板组成,分上下两个对称部分,上端为一次回路部分,下端为二次回路部分。
具体包括上下对称布置的两块滑板203/204,各以移动副的形式安装在抽屉主板6上,上下滑板的前端分别设有一次插件和二次插件;还有上下对称布置的两个曲杆201/202,各从中滑动旋转铰接在外壳底座107的U形槽内;上曲杆 201为连接曲杆,其一端与上滑板即试验滑板203前端所开的长形孔以移动副连接、另一端则与连接齿条104上的通孔以转动副连接;下曲杆为试验曲杆202,其一端与下滑板即试验滑板204前端所开的长形孔以移动副连接、另一端则与试验齿条105上的通孔以转动副连接。
推进模块2的上部分为一次插件推进部分,包括连接曲杆201和连接滑板 203,连接滑板203的前端装有一次插件;推进模块2的下部分为二次插件推进部分,包括试验曲杆202和试验滑板204,试验滑板204的前端装有二次插件。
曲杆201/202从中滑动旋转铰接在外壳底座107的U形槽内的结构为:外壳底座107上开有长形孔,曲杆201/202的中间设有横向轴与长形孔形成滑动旋转铰接配合,也即曲杆中心可在长形孔中发生滑动、同时还有转动。
当进行连接操作时,在连接齿条104和试验齿条105上下移动的情况下,连接曲杆201和试验曲杆202以各自中心为支点,做滑动旋转运动,从而带动连接滑板203和试验滑板204在抽屉主板7上滑动,一次、二次动静插件连接,最终实现一次、二次回路的接通。当进行试验操作时,试验齿条105向下移动,试验曲杆202以中心为支点,做滑动旋转运动,从而带动试验滑板204在抽屉主板7上滑动,二次动静插件连接,最终实现二次回路的接通。
如图14、15所示,为隔离限位模块3示意图,包括门锁301、锁芯302、拨销303、滑动锁板304。
门锁301固定安装在抽屉面板7上,其锁芯302上固定有径向伸出的拨销 303,拨销303用螺钉固定在门锁锁芯302上,滑动锁板304以上下移动副的形式安装在操作模块1的机构底板106上,滑动锁板304的中间开有横向长孔并对应卡接在拨销上;门锁301的锁套有转动限位,使得锁芯302与拨销303只有90度的转动角度范围;拨销303与滑动锁板304以移动副的形式连接,隔离位置锁定时滑动锁板304在拨销303旋转运动的带动下向下滑动,滑动锁板304 下端卡在单元室的托板5的对应槽内,最终实现1/2抽屉单元9在单元室内的位置锁定功能。
如图16、17、18所示,为开关联锁模块4示意图,包括夹板401、转板402、滑动挡板403、固定板404和三垫板405,三垫板405,固定在抽屉面板7上,中心开有供开关操作杆穿过通孔,固定板404固定在抽屉面板7上,滑动挡板 403中间开有横向方孔及垂直U孔,转板402中心可被开关操作杆穿过并以中心为支点转动,其另一端圆部与滑动挡板403中间的垂直U孔形成移动副,转板 402旋转带动滑动挡板403横向移动,向左移动时挡住操作模块1的连接操作孔;夹板401中间开有槽孔,夹板401将转板402和滑动挡板403有间隙地夹在固定板404上。
转板402和滑动挡板403的厚度薄于夹板401,固定板404通过螺栓把夹板 401、转板402、滑动挡板403和三垫板405固定在抽屉面板7上。滑动挡板403 在夹板401槽内形成移动副,转板402中心被开关操作杆穿过并以中心为支点转动,转板402另一端与滑动挡板403内槽形成移动副,滑动挡板403在转板 402的带动下横向运动,滑动挡板403挡住操作模块1,最终实现开关联锁。
通过使用上述的发明后,抽屉单元的连接和试验操作有不同的路径,且连接操作和试验操作存在联锁,即连接位置不能试验操作,试验位置不能连接操作,只有先回到隔离位置才能进行另一个操作,保证操作的安全有序;由于设计隔离位置锁定模块,使得抽屉单元处在隔离位置时不能随便被抽出柜体,更加安全可靠;开关与操作模块之间存在联锁,当开关处于合闸位置时,不能进行抽屉单元的位置切换操作,防止出现带负荷分闸的情况,满足联锁要求。
Claims (5)
1.一种能有效防止误操作的低压开关柜1/2抽屉单元,所述的1/2抽屉单元(9)设置在低压开关柜的托板(5)之上,托板(5)、抽屉主板(6)与抽屉面板(7)构成架框,开关手柄(8)安装在抽屉面板(7)上,抽屉面板(7)上设有操作通孔;所述低压开关柜(10)的1/2抽屉单元(9)内,设有操作模块(1)、推进模块(2)、隔离限位模块(3)和开关联锁模块(4);所述操作模块(1)固定于抽屉面板(7)背后,所述推进模块(2)装配于抽屉单元(9)的抽屉主板(6)上且一端与操作模块(1)连接;所述隔离限位模块(3)位于操作模块(1)下方,所述开关联锁模块(4)安装在抽屉面板(7)背后,与操作模块(1)有相对位置关系;其特征是:
所述的操作模块(1)包括:
一外壳,固定于抽屉面板(7)背后;所述外壳包括外壳底座(107)、外壳盖(108)以及固定于抽屉面板(7)背后的机构底板(106),外壳底座(107)和外壳盖(108)两者通过螺栓连接将活动件安装在其内部,并最终固定在机构底板(106)上;
一连接齿轮(101),以前后水平轴支承在所述外壳内;
一连接齿条(104),垂直并可上下移动地支承在所述外壳内并与所述连接齿轮(101)的左侧啮合;
一联动齿条(109),垂直并可上下移动地支承在所述外壳内并与所述连接齿轮(101)的右侧啮合;
一试验齿轮单元(110),其内设有一以前后水平轴固定支承的试验齿轮(102),试验齿轮单元(110)固定在所述联动齿条(109)下方;
一试验齿条(105),垂直并可上下移动地支承在所述外壳内并与所述试验齿轮(102)的右侧啮合;
一联锁挡板(103),具有一条斜边,上部以转动副的形式可摆动地安装在联动齿条(109)上,联锁挡板在重力作用下呈竖直状态,斜边与试验齿条(105)上的一凸块始终接触并受其控制左右摆动;
所述的连接齿条(104)上端、试验齿条(105)下端分别对应着上下托板(5)的卡槽,卡进后抽屉单元无法被抽出;所述的连接齿轮(101)和试验齿轮(102)中心均有方形操作孔,隔离位置时对应着抽屉面板(7)上设有的操作通孔,试验位置切换后所述联锁挡板(103)左摆一定角度刚好挡住连接齿轮(101)的操作孔,实现联锁功能,保证连接、试验操作的相互独立。
2.根据权利要求1所述的能有效防止误操作的低压开关柜1/2抽屉单元,其特征是:所述的推进模块(2)包括:
上下对称布置的两块滑板(203/204),各以移动副的形式安装在所述的抽屉主板(6)上,上下滑板的前端分别设有一次插件和二次插件;
上下对称布置的两个曲杆(201/202),各从中滑动旋转铰接在所述的外壳底座(107)的U形槽内;上曲杆(201)为连接曲杆,其一端与上滑板即试验滑板(203)前端所开的长形孔以移动副连接、另一端则与所述的连接齿条(104)上的通孔以转动副连接;下曲杆为试验曲杆(202),其一端与下滑板即试验滑板(204)前端所开的长形孔以移动副连接、另一端则与所述的试验齿条(105)上的通孔以转动副连接。
3.根据权利要求1所述的能有效防止误操作的低压开关柜1/2抽屉单元,其特征是:所述的隔离限位模块(3)安装在操作模块(1)的下方,其包括:
一门锁(301),固定安装在抽屉面板(7)上,其锁芯(302)上固定有径向伸出的拨销(303),门锁(301)的锁套设有转动限位,使得锁芯(302)与拨销(303)只有90度的转动角度范围;
一滑动锁板(304),以上下移动副的形式安装在操作模块(1)的机构底板(106)上,滑动锁板(304)的中间开有横向长孔并对应卡接在所述的拨销上,隔离位置锁定时滑动锁板(304)在拨销(303)旋转运动的带动下向下滑动,下端对应卡在单元室的托板(5)的槽内,最终实现1/2抽屉单元(9)在单元室内的位置锁定功能。
4.根据权利要求1所述的能有效防止误操作的低压开关柜1/2抽屉单元,其特征是:所述的开关联锁模块(4)包括:
三垫板(405),固定在抽屉面板(7)上,中心开有供开关操作杆穿过通孔;
一固定板(404),固定在抽屉面板(7)上;
一滑动挡板(403),中间开有横向方孔及垂直U孔;
一转板(402),其中心可被开关操作杆穿过并以中心为支点转动,其另一端圆部与滑动挡板(403)中间的垂直U孔形成移动副,转板(402)旋转带动滑动挡板(403)横向移动,向左移动时挡住操作模块(1)的连接操作孔;
一夹板(401),其中间开有槽孔,夹板(401)将转板(402)和滑动挡板(403)有间隙地夹在固定板(404)上。
5.根据权利要求2所述的能有效防止误操作的低压开关柜1/2抽屉单元,其特征是:所述的曲杆(201/202)从中滑动旋转铰接在外壳底座(107)的U形槽内的结构为:外壳底座(107)上开有长形孔,曲杆(201/202)的中间设有横向轴与长形孔形成滑动旋转铰接配合,也即曲杆中心可在长形孔中发生滑动、同时还有转动。
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