CN108206102B - 一种多功能一体化配电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能一体化配电系统，包括柜体和设置在柜体内的配电装置，配电装置包括安装架、输入轴、断路器和用于驱动断路器开合闸的驱动机构，断路器上设置有摆动开关，驱动机构包括转轮、中转轴、连杆和用于驱动摆动开关快速分闸的蓄能机构，中转轴上同轴固定有第一摆臂和第二摆臂，安装架上设置有导轨，输入轴转动带动第一摆臂和第二摆臂转动，带动连杆沿导轨移动，从而驱动摆动开关开合闸，蓄能机构包括第一弹簧、拐臂和保持机构，进行合闸操作时，将一部分的合闸能量储存到蓄能机构内，从而在需要分闸时，通过操作保持机构，使第一弹簧回位，带动断路器快速分闸，缩短分闸时间，防止分闸时产生电弧，防止触头被电弧烧坏。

Description

一种多功能一体化配电系统

技术领域

本发明涉及一种配电系统，更具体的说是涉及一种多功能一体化配电系统。

背景技术

将电力系统中从降压配电变电站出口到用户端的这一段系统称为配电系统。配电系统是由多种配电设备和配电设施所组成的变换电压和直接向终端用户分配电能的一个电力网络系统。

高压电路在手动分闸时，如果时间过长，会产生强弧光，烧毁触头，快速分闸可有效避免上述现象发生，如何快速分闸，是亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种多功能一体化配电系统,实现快速分闸。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种多功能一体化配电系统，包括柜体和设置在柜体内的配电装置，配电装置包括安装架、输入轴、断路器、安装座和用于驱动断路器开合闸的驱动机构，安装架和安装座固定在柜体上，断路器安装在安装座上且靠近安装架设置，输入轴可旋转的安装在安装架上，断路器上设置有摆动开关，输入轴通过驱动机构与摆动开关传动连接，以驱动摆动开关开合闸；

所述驱动机构包括转轮、中转轴、连杆和用于驱动摆动开关快速分闸的蓄能机构，转轮同轴固定在输入轴上，中转轴可旋转的安装在安装架上，中转轴上同轴固定有第一摆臂和第二摆臂，第一摆臂与转轮偏心铰接，安装架上设置有导轨，连杆滑移设置在导轨内，连杆的一端与第二摆臂铰接，另一端与摆动开关铰接，输入轴转动带动第一摆臂和第二摆臂转动，带动连杆沿导轨移动，从而驱动摆动开关开合闸；

蓄能机构包括第一弹簧、拐臂和使第一弹簧保持蓄能状态的保持机构，拐臂固定在中转轴上，第一弹簧的一端与安装架连接，另一端与拐臂连接，以在摆动开关合闸后，拉动拐臂，使拐臂具有拉动摆动开关分闸的势能；

所述中转轴上固定有限位摆臂，保持机构包括限位杆、第二弹簧、第一挡板和安装桶，安装桶安装在安装架上，所述限位杆贯穿安装桶，所述安装桶上开设有供限位杆伸出的第一通孔，所述第一挡板固定在限位杆上，所述第二弹簧设置在安装桶内，所述第二弹簧的顶部抵在安装桶的顶部，所述第二弹簧的底部抵在第一挡板上，以在摆动开关合闸后，使限位杆挡住限位摆臂，从而使第二弹簧保持驱动摆动开关分闸的势能。

优选的，还包括驱动电机，驱动电机固定在安装架上且与输入轴传动连接；通过驱动电机带动输入轴转动，降低合闸时工作操作劳动强度。

优选的，蓄能机构还包括安装壳、定位轴和第二挡板，安装壳固定在安装架上，安装壳上开设有第二通孔，定位轴滑移设置在第二通孔内，拐臂上开设有安装槽，定位轴的一端铰接在安装槽内，第二挡板固定在定位轴背向拐臂的一端，第一弹簧套在定位轴上，一端抵住安装壳，另一端抵住第二挡板，拉动拐臂，使拐臂具有拉动摆动开关分闸的势能；通过拐臂转动带动定位轴移动，从而压缩第一弹簧产生势能积蓄，为分闸积蓄能量。

优选的，安装壳环绕在第一弹簧的外侧，以将第一弹簧包围在安装壳内；通过安装壳保护第一弹簧不受其他部件影响而产生故障。

优选的，安装座包括底座、限位块、第一扭簧、第二扭簧、铰接在底座上的第一固定臂和第二固定臂，第一固定臂和第二固定臂呈L形，第一固定臂的一段和第二固定臂的一段分别设置在限位块的两侧，另一段相向设置，第一扭簧的一端与底座连接，另一端与第一固定臂相抵，第二扭簧的一端与底座连接，另一端与第二固定臂相抵，第一扭簧与第二扭簧推动第一固定臂和第二固定臂相互靠近，以使第一固定臂、第二固定臂与限位块构成方形夹持空间，断路器固定在夹持空间内；通过第一固定臂和第二固定臂、限位块的环抱实现断路器快速稳定的固定，而每个固定臂都配备了扭簧，防止固定臂松开，保持固定臂始终处于环抱状态。

优选的，第一固定臂和第二固定臂背向底座的一侧固定有用于卡住断路器的限位板；卡住断路器，进一步防止断路器晃动。

优选的，第一固定臂和第二固定臂上设置有锁定机构，锁定机构包括锁定杆和锁定块，锁定杆上开设有锁定孔，锁定杆固定在第一固定臂上，锁定块固定在第二固定臂上，当第一固定臂和第二固定臂夹住断路器后，锁定块嵌入锁定孔，将第一固定臂与第二固定臂相锁定；增加锁定机构，通过锁定块插入锁定孔内，防止锁定后的两个固定臂分离。

优选的，锁定机构还包括定位杆、定位弹簧，锁定孔的孔壁上开设有定位槽，定位杆的一端滑移设置在定位槽内，定位杆的中部设置有第三挡板，锁定块上开设有定位孔，所述定位弹簧套设在定位杆上且设置在定位槽内，定位弹簧一端抵住定位槽的底部，另一端抵住第三挡板，将定位杆推向锁定块，使定位杆架设在定位槽和定位孔之间，从而防止锁定块滑出锁定孔；进一步增加定位杆，通过定位弹簧推动定位杆插入定位孔，大大降低锁定块与锁定孔分离的可能性。

优选的，第一固定臂和第二固定臂朝向断路器的一侧均设有多个凸块；提高第一固定臂和第二固定臂与断路器之间的摩擦力。

本发明的有益效果，进行合闸操作时，转动转轮，带动输入轴转动，带动第一摆臂摆动，带动第二摆臂摆动，驱动连杆沿导轨摆动，连杆带动摆动开关合闸，第一摆臂与第二摆臂转动的过程中，带动中转轴转动，中转轴带动拐臂转动，拐臂拉动第一弹簧，使第一弹簧具有拉动中转轴回转的势能，中转轴回转的过程中限位摆臂靠近限位杆，操作人员拉动限位杆，使限位杆不再挡住限位摆臂，当限位摆臂移动到限位杆的另一侧时，操作人员放开限位杆，第二弹簧推动限位杆回位，使限位杆挡住限位摆臂，从而使第一弹簧保持被拉伸的状态，当分闸时，操作人员拉动限位杆，使限位杆向上移动，不再挡住限位摆臂，而后第二弹簧回位，带动中转轴回位转动，从而带动第一摆臂和第二摆臂回位，驱动连杆回位，从而驱动摆动开关快速分闸。本发明利用弹簧在进行合闸操作时，将一部分的合闸能量储存到第一弹簧内，从而在需要分闸时，通过第一弹簧带动断路器快速分闸，缩短分闸时间，防止分闸时产生电弧，防止触头被电弧烧坏。且通过转轮驱动输入轴转动，从而驱动摆动开关的结构，相对于现有技术通过手柄直接带动分合闸的结构，更容易发力，方便操作人员进行分合闸操作。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为配电装置的结构图；

图3为配电装置的侧视图；

图4为图3中A-A断面的截面图；

图5为图3中C-C断面的截面图；

图6为断路器的结构图；

图7为图6标记处的局部放大图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照图1至图7所示，本实施例的一种多功能一体化配电系统，包括柜体和设置在柜体内的配电装置，配电装置包括安装架1、输入轴2、断路器3、安装座和用于驱动断路器3开合闸的驱动机构，安装架1和安装座固定在柜体上，断路器3安装在安装座上且靠近安装架1设置，输入轴2可旋转的安装在安装架1上，断路器3上设置有摆动开关4，输入轴2通过驱动机构与摆动开关4传动连接，以驱动摆动开关4开合闸；

驱动机构包括转轮5、中转轴6、连杆7和用于驱动摆动开关4快速分闸的蓄能机构，转轮5同轴固定在输入轴2上，中转轴6可旋转的安装在安装架1 上，中转轴6上同轴固定有第一摆臂8和第二摆臂9，第一摆臂8与转轮5偏心铰接，安装架1上设置有导轨10，连杆7滑移设置在导轨10内，连杆7的一端与第二摆臂9铰接，另一端与摆动开关4铰接，输入轴2转动带动第一摆臂8 和第二摆臂9转动，带动连杆7沿导轨10移动，从而驱动摆动开关4开合闸；

蓄能机构包括第一弹簧11、拐臂12和使第一弹簧11保持蓄能状态的保持机构，拐臂12固定在中转轴6上，第一弹簧11的一端与安装架1连接，另一端与拐臂12连接，以在摆动开关4合闸后，拉动拐臂12，使拐臂12具有拉动摆动开关4分闸的势能；

所述中转轴6上固定有限位摆臂23，所述保持机构包括限位杆13、第二弹簧17、第一挡板和安装桶15，所述安装桶15安装在安装架1上，所述限位杆 13贯穿安装桶15，所述安装桶15上开设有供限位杆13伸出的第一通孔16，所述第一挡板固定在限位杆13上，所述第二弹簧17设置在安装桶15内，所述第二弹簧17的顶部抵在安装桶15的顶部，所述第二弹簧17的底部抵在第一挡板上，以在摆动开关4合闸后，使限位杆13挡住限位摆臂23，从而使第二弹簧 17保持驱动摆动开关4分闸的势能。

进行合闸时，操作人员转动转轮，带动输入轴2转动，带动第一摆臂8摆动，带动第二摆臂9摆动，驱动连杆7沿导轨10摆动，连杆7带动摆动开关4 合闸，第一摆臂8与第二摆臂9转动的过程中，带动中转轴6转动，中转轴6 带动拐臂12转动，拐臂12拉动第一弹簧11，使第一弹簧11具有拉动中转轴6 回转的势能，中转轴6回转的过程中限位摆臂23靠近限位杆13，操作人员拉动限位杆13，使限位杆13不再挡住限位摆臂23，当限位摆臂23移动到限位杆13 的另一侧时，操作人员放开限位杆13，第二弹簧17推动限位杆13回位，使限位杆13挡住限位摆臂23，从而使第一弹簧11保持被拉伸的状态，当分闸时，操作人员拉动限位杆13，使限位杆13向上移动，不再挡住限位摆臂23，第二弹簧17回位，带动中转轴6回位转动，从而第一摆臂8和第二摆臂9回位，驱动连杆7回位，从而驱动摆动开关4快速分闸。本发明利用弹簧在进行合闸操作时，将一部分的合闸能量储存到第一弹簧11内，从而在需要分闸时，通过第一弹簧11带动断路器3快速分闸，缩短分闸时间，防止分闸时产生电弧，防止触头被电弧烧坏。

作为改进的一种具体实施方式，还包括驱动电机，驱动电机固定在安装架1上且与输入轴2传动连接。

通过电机驱动输入轴2，减少人工操作，从而降低劳动强度。

作为改进的一种具体实施方式，蓄能机构还包括安装壳18、定位轴19和第二挡板20，安装壳18固定在安装架1上，安装壳18上开设有第二通孔21，定位轴19滑移设置在第二通孔21内，拐臂12上开设有安装槽22，定位轴19的一端铰接在安装槽22内，第二挡板20固定在定位轴19背向拐臂12的一端，第一弹簧11套在定位轴19上，一端抵住安装壳18，另一端抵住第二挡板20，拉动拐臂12，使拐臂12具有拉动摆动开关4分闸的势能。

定位轴19将第一弹簧11定位在第二挡板20与安装壳18之间，防止第一弹簧11在蓄能、放能过程中发生偏移，保证第一弹簧11能有效推动定位轴19，保证断路器3能有效分闸。

作为改进的一种具体实施方式，安装壳18环绕第一弹簧11的侧面设置，以将第一弹簧11包围在安装壳18内。

安装壳18将第一弹簧11包围，防止第一弹簧11在运行过程中有异物进入第一弹簧11，防止异物损伤第一弹簧11，提高第一弹簧11的使用寿命。

作为改进的一种具体实施方式，安装座包括底座a1、限位块a2、第一扭簧 a3、第二扭簧a4、铰接在底座a1上的第一固定臂a5和第二固定臂a6，第一固定臂a5和第二固定臂a6呈L形，第一固定臂a5的一段和第二固定臂a6的一段分别设置在限位块a2的两侧，另一段相向设置，第一扭簧a3的一端与底座a1连接，另一端与第一固定臂a5相抵，第二扭簧a4的一端与底座a1连接，另一端与第二固定臂a6相抵，第一扭簧a3与第二扭簧a4推动第一固定臂a5和第二固定臂a6相互靠近，以使第一固定臂a5、第二固定臂a6与限位块a2构成方形夹持空间，断路器3固定在夹持空间内。

安装断路器时，操作人员拉动第一固定臂a5和第二固定臂a6互相背向转动，腾出安装断路器的空间，接着将断路器放置在底座a1上，将线路接入断路器，限位块a2先对断路器进行初步定位，然后操作人员放开第一固定臂a5和第二固定臂a6，第一扭簧a3和第二扭簧a4从两侧推动第一固定臂a5和第二固定臂a6 相互靠近，从而从两侧夹住断路器。通过上述设置，操作人员只需拉动第一固定臂a5和第二固定臂a6，而后由第一扭簧a3和第二扭簧a4推动第一固定臂a5 和第二固定臂a6相互靠近，夹紧断路器。现有的断路器是通过多个螺栓固定在配电柜上的，安装时，操作人员要拆装多个螺栓，本发明拆装时只需将断路器放入第一固定臂和第二固定臂之间，通过第一扭簧a3和第二扭簧a4推动第一固定臂a5和第二固定臂a6夹紧断路器，操作更加快捷，减少了安装断路器3所需的时间，提高断路器3的安装效率。

作为改进的一种具体实施方式，第一固定臂a5和第二固定臂a6背向底座a1 的一侧固定有用于卡住断路器的限位板a7。

配电柜在受到较大的震动或撞击时，会使断路器背向底座a1滑移，经过长时间的累积后，容易使断路器滑出夹持空间，设置限位板a7，卡住断路器，可有效防止断路器从安装空间内滑出。

作为改进的一种具体实施方式，第一固定臂a5和第二固定臂a6上设置有锁定机构，锁定机构包括锁定杆a71和锁定块a72，锁定杆a71上开设有锁定孔a73，锁定杆a71固定在第一固定臂a5上，锁定块a72固定在第二固定臂a6上，当第一固定臂a5和第二固定臂a6夹住断路器后，锁定块a72嵌入锁定孔a73，将第一固定臂a5与第二固定臂a6相锁定。

扭簧在长期使用后会老化，导致第一固定臂a5和第二固定臂a6的夹持力不足，从而无法固定断路器，预先设置锁定机构，在第一固定臂a5和第二固定臂 a6夹住断路器后，将锁定块a72嵌入锁定孔a73，使第一固定臂a5和第二固定臂a6相互锁定，二次夹住断路器，以防止第一扭簧a3和第二扭簧a4失效后，断路器因没有有效固定而脱落，避免因此影响配电柜的正常运作。

作为改进的一种具体实施方式，锁定机构还包括定位杆a74、定位弹簧a75，锁定孔a73的孔壁上开设有定位槽a76，定位杆a74的一端滑移设置在定位槽a76 内，定位杆a74背向定位槽a76的一端设置有第三挡板a77，锁定块a72上开设有定位孔a78，定位弹簧a75设置在定位槽a76内，一端抵住定位槽a76的底部，另一端抵住第三挡板a77，将定位杆a74推向锁定块a72，使定位杆a74架设在定位槽a76和定位孔a78之间，从而防止锁定块a72滑出锁定孔a73。

在受到较大的冲击力时，锁定块a72容易从锁定孔a73内滑出，导致锁定机构失效，设置定位杆a74，在安装时，先推动第三挡板a77，使定位杆a74收入定位槽a76内，当锁定块a72与锁定孔a73安装到位后，操作人员放开第三挡板 a77，使定位弹簧a75推动定位杆a74嵌入定位孔a78，从而将锁定杆a71与锁定块a72定位，防止锁定块a72从锁定孔a73内滑出。

作为改进的一种具体实施方式，第一固定臂a5和第二固定臂a6朝向断路器的一侧覆盖有多个凸块a8。

凸块a8的设置，在相同的力的作用下，增加了第一固定臂a5和第二固定臂 a6对断路器的压强，增加第一固定臂a5和第二固定臂a6对断路器的夹持力，使断路器更牢固的安装在安装座上。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (8)

1.一种多功能一体化配电系统，其特征在于：包括柜体和设置在柜体内的配电装置，所述配电装置包括安装架（1）、输入轴（2）、断路器（3）、安装座和用于驱动断路器（3）开合闸的驱动机构，所述安装架（1）和安装座固定在柜体上，所述断路器（3）安装在安装座上且靠近安装架（1）设置，所述输入轴（2）可旋转的安装在安装架（1）上，所述断路器（3）上设置有摆动开关（4），所述输入轴（2）通过驱动机构与摆动开关（4）传动连接，以驱动摆动开关（4）开合闸；

所述驱动机构包括转轮（5）、中转轴（6）、连杆（7）和用于驱动摆动开关（4）快速分闸的蓄能机构，所述转轮（5）同轴固定在输入轴（2）上，所述中转轴（6）可旋转的安装在安装架（1）上，所述中转轴（6）上同轴固定有第一摆臂（8）和第二摆臂（9），所述第一摆臂（8）与转轮（5）偏心铰接，所述安装架（1）上设置有导轨（10），所述连杆（7）滑移设置在导轨（10）内，所述连杆（7）的一端与第二摆臂（9）铰接，另一端与摆动开关（4）铰接；

所述蓄能机构包括第一弹簧（11）、拐臂（12）和使第一弹簧（11）保持蓄能状态的保持机构，所述拐臂（12）固定在中转轴（6）上，所述第一弹簧（11）的一端与安装架（1）连接，另一端与拐臂（12）连接；

所述中转轴（6）上固定有限位摆臂（23），所述保持机构包括限位杆（13）、第二弹簧（17）、第一挡板和安装桶（15），所述安装桶（15）安装在安装架（1）上，所述限位杆（13）贯穿安装桶（15），所述安装桶（15）上开设有供限位杆（13）伸出的第一通孔（16），所述第一挡板固定在限位杆（13）上，所述第二弹簧（17）设置在安装桶（15）内，所述第二弹簧（17）的顶部抵在安装桶（15）的顶部，所述第二弹簧（17）的底部抵在第一挡板上；

所述安装座包括底座（a1）、限位块（a2）、第一扭簧（a3）、第二扭簧（a4）、铰接在底座（a1）上的第一固定臂（a5）和第二固定臂（a6），所述第一固定臂（a5）和第二固定臂（a6）均呈L形，所述第一固定臂（a5）的一段和第二固定臂（a6）的一段分别设置在限位块（a2）的两侧，另一段相向设置，所述第一扭簧（a3）的一端与底座（a1）连接，另一端与第一固定臂（a5）相抵，所述第二扭簧（a4）的一端与底座（a1）连接，另一端与第二固定臂（a6）相抵，第一扭簧（a3）与第二扭簧（a4）推动第一固定臂（a5）和第二固定臂（a6）相互靠近，第一固定臂（a5）、第二固定臂（a6）与限位块（a2）构成方形夹持空间，所述断路器（3）固定在夹持空间内。

2.如权利要求1所述的一种多功能一体化配电系统，其特征在于：还包括驱动电机，所述驱动电机固定在安装架（1）上且与输入轴（2）传动连接。

3.如权利要求1所述的一种多功能一体化配电系统，其特征在于：所述蓄能机构还包括安装壳（18）、定位轴（19）和第二挡板（20），所述安装壳（18）固定在安装架（1）上，所述安装壳（18）上开设有第二通孔（21），所述定位轴（19）滑移设置在第二通孔（21）内，所述拐臂（12）上开设有安装槽（22），所述定位轴（19）的一端铰接在安装槽（22）内，所述第二挡板（20）固定在定位轴（19）背向拐臂（12）的一端，所述第一弹簧（11）套在定位轴（19）上，一端抵住安装壳（18），另一端抵住第二挡板（20）。

4.如权利要求3所述的一种多功能一体化配电系统，其特征在于：所述安装壳（18）环绕在第一弹簧（11）的外侧，以将第一弹簧（11）包围在安装壳（18）内。

5.如权利要求1所述的一种多功能一体化配电系统，其特征在于：所述第一固定臂（a5）和第二固定臂（a6）远离底座（a1）的一侧均固定有用于卡住断路器（3）的限位板（a7）。

6.如权利要求1所述的一种多功能一体化配电系统，其特征在于：所述第一固定臂（a5）和第二固定臂（a6）上设置有锁定机构，所述锁定机构包括锁定杆（a71）和锁定块（a72），所述锁定杆（a71）上开设有锁定孔（a73），所述锁定杆（a71）固定在第一固定臂（a5）上，所述锁定块（a72）固定在第二固定臂（a6）上，当第一固定臂（a5）和第二固定臂（a6）夹住断路器（3）后，锁定块（a72）嵌入锁定孔（a73），将第一固定臂（a5）与第二固定臂（a6）相锁定。

7.如权利要求6所述的一种多功能一体化配电系统，其特征在于：所述锁定机构还包括定位杆（a74）、定位弹簧（a75），所述锁定孔（a73）的孔壁上开设有定位槽（a76），所述定位杆（a74）的一端滑移设置在定位槽（a76）内，所述定位杆（a74）的中部设置有第三挡板（a77），所述锁定块（a72）上开设有定位孔（a78），所述定位弹簧（a75）套设在定位杆（a74）上且设置在定位槽（a76）内，定位弹簧（a75）一端抵住定位槽（a76）的底部，另一端抵住第三挡板（a77）。

8.如权利要求1所述的一种多功能一体化配电系统，其特征在于：所述第一固定臂（a5）和第二固定臂（a6）朝向断路器（3）的一侧均设有多个凸块（a8）。

Images