CN108306411B - 电源切换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电源切换装置，其包括：切换开关，其与至少两个外部电源电连接；过载保护开关，其与所述切换开关电连接；电子控制器，检测处于合闸位置的所述外部电源和所述过载保护开关，当被检测的所述外部电源出现电源偏差时，根据所述过载保护开关的动作保护状态，控制所述切换开关的切换动作。本发明的电源切换装置，可避免常用电源和备用电源短路事故的发生，其可靠性高、体积小，可以实现常用电源与备用电源间的快速转换，以及对负载侧线路及设备的有效保护。

Description

电源切换装置
技术领域
本发明涉及低压电器技术领域，尤其涉及一种电源切换装置。
背景技术
常用的电源切换装置又称转换开关，转换开关是低压电器领域中的重要电器元件，主要用于常用电源和备用电源间的切换，当一路电源出现故障，开关能够切转到另一路供电，保证负载的正常运行。按照建筑设计规范要求，1、2级用电负载应采用两路或两路以上电源供电，转换开关就是电源切换的核心，被应用在消防、交通、通信、冶金、化工、纺织、石油、煤矿等不允许停电的重要场所。
现有的派生型CB级转换开关由两台断路器、联锁转换机构、转换机构控制器、机架等几部分组成。在照明类负载或各类生产活动中的电动机负载，CB级转换开关的转换功能可保证供电连续性；而其具有的保护特性，又能提供负载安全保障。
该派生型CB级转换开关由于由几个机构构成，存在结构复杂、体积较大、可靠性低、成本高以及转换动作较慢(大约为1.5s以上)的问题。
针对上述问题，具体而言，存在着因转换开关故障而导致的常用电源和备用电源短路的重大事故风险。例如，机械联锁机构本身故障，或断路器手柄折断，或断路器滑扣，或触点粘连时导致机械联锁机构失效，无法使开关执行断开操作，如果此时将一路电源切换到另一路电源，则必然导致两路电源短路的重大事故。为了解决这一问题，通常的技术方案是通过在两台断路器之间进一步地增加机械联锁或电气联锁来降低风险，但这样的措施，本身就进一步地增加了系统复杂程度，进一步地降低了系统可靠性。
目前，派生型CB级转换开关的转换动作时间都比较长，通常都将常用和备用电源的切换时间拉长到1.5s以上，主要原因有两个方面，一是要考虑切换高感性负载(如电动机)时避免反电势累加对负载和转换开关造成的冲击外；二是派生型CB级转换开关自身结构复杂，动作速度过快会进一步降低整体的可靠性。由此，派生型CB级转换开关带来了两路电源转换时的一个较长的停电间歇。如果此类转换开关应用到低感性负载场合，这个停电间隙就变得没有意义，反而破坏了供电连续性。
发明内容
本发明的目的是提供一种电源切换装置，可避免常用电源和备用电源短路事故的发生，其可靠性高、体积小，可以实现常用电源与备用电源间的快速转换，以及对负载侧线路及设备的有效保护。
本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：
本发明提供一种电源切换装置，其包括：
切换开关，其与至少两个外部电源电连接；
过载保护开关，其与所述切换开关电连接；
电子控制器，检测处于合闸位置的所述外部电源和所述过载保护开关，当被检测的所述外部电源出现电源偏差时，根据所述过载保护开关的动作保护状态，控制所述切换开关的切换动作。
在本发明的实施方式中，所述切换开关具有开关出线端和至少两个开关进线端，各所述外部电源与所述开关进线端相连，所述切换开关内设有开关动触头和至少两个开关静触头，所述开关动触头与所述开关出线端相连，所述开关静触头与所述开关进线端相连。
在本发明的实施方式中，所述过载保护开关具有过载出线端和过载进线端，所述过载进线端与所述开关出线端相连，所述过载保护开关内设有过载动触头和过载静触头，所述过载动触头与所述过载出线端相连，所述过载静触头与所述过载进线端相连。
在本发明的实施方式中，所述至少两个开关进线端为第一进线端和第二进线端，所述至少两个外部电源为第一外部电源和第二外部电源，所述第一进线端与所述第一外部电源电连接，所述第二进线端与所述第二外部电源电连接；所述至少两个开关静触头为第一开关静触头和第二开关静触头，所述第一开关静触头与所述第一进线端相连，所述第二开关静触头与所述第二进线端相连，所述开关动触头能分别与所述第一开关静触头、所述第二开关静触头接触或分离。
在本发明的实施方式中，在所述过载保护开关未动作保护，且所述开关动触头与所述第一开关静触头相接触的状态下，所述电子控制器检测所述第一外部电源存在电源偏差时，所述电子控制器控制所述开关动触头切换至与所述第二开关静触头相接。
在本发明的实施方式中，所述切换开关内还具有断电位置，在所述开关动触头处于所述断电位置的状态下，所述开关动触头与所述至少两个开关静触头相分离。
在本发明的实施方式中，在所述过载保护开关动作保护的状态下，所述电子控制器控制所述开关动触头与所述至少两个开关静触头分离。
在本发明的实施方式中，所述切换开关与所述过载保护开关上下并排设置；或者，所述切换开关与所述过载保护开关左右并排设置。
在本发明的实施方式中，所述电源切换装置包括一个绝缘外壳，所述切换开关与所述过载保护开关安装在所述绝缘外壳内。
在本发明的实施方式中，在所述过载保护开关动作保护的状态下，所述过载保护开关向所述切换开关的方向喷射电弧。
在本发明的实施方式中，所述电源切换装置包括两个绝缘外壳，所述切换开关与所述过载保护开关分别设置于两个所述绝缘外壳内。
在本发明的实施方式中，所述开关出线端与所述过载进线端之间直接相连；或者，所述开关出线端与所述过载进线端之间通过导线或连接排间接相连。
在本发明的实施方式中，所述切换开关具有动力结构，所述动力结构用于驱动所述切换开关的切换动作。
本发明的电源切换装置的特点及优点是：该至少两个外部电源通过电源切换装置内的过载保护开关进行动作保护，在电子控制器的控制下即可实现切换开关的切换动作，其不需判断该电源切换装置内的哪一路过载，即可提供更加快速的保护，该电源切换装置的结构合理简化，能够切实提高系统的可靠性。本发明可避免至少两个外部电源短路事故的发生，其可靠性高、体积小，可以实现至少两个外部电源间的快速转换，以及对负载侧线路及设备的有效保护。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的电源切换装置的第一实施例的结构示意图。
图2为本发明的电源切换装置的第二实施例的结构示意图。
图3为本发明的电源切换装置的主视结构示意图。
图4为本发明的电源切换装置的侧视结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1和图2所示，本发明提供了一种电源切换装置，其包括切换开关1、过载保护开关2和电子控制器3，其中：切换开关1与至少两个外部电源4电连接；过载保护开关2与所述切换开关1电连接；电子控制器3，检测处于合闸位置的所述外部电源4和所述过载保护开关2，当被检测的所述外部电源4出现电源偏差时，根据所述过载保护开关2的动作保护状态，控制所述切换开关1的切换动作。
如图1所示，在本发明的第一可行实施例中，该切换开关1具有开关出线端11和至少两个开关进线端12，各外部电源4与开关进线端12相连，切换开关1内设有开关动触头13和至少两个开关静触头14，开关动触头13与开关出线端11相连，开关静触头14与开关进线端12相连。
该过载保护开关2具有过载出线端21和过载进线端22，该过载进线端22与开关出线端11相连，该过载出线端21与外部负载相连，该过载保护开关2内设有过载动触头23和过载静触头24，该过载动触头23与过载出线端21相连，该过载静触头24与过载进线端22相连。
在本发明中，该开关出线端11与过载进线端22之间可通过导线或连接排间接相连。或者，如图4所示，该开关出线端11与过载进线端22之间直接相连，本发明采用开关出线端11与过载进线端22直接连接的方式，可减少客户使用时的接线以及相应的铜排等结构，从而减少了供电损耗以及由此产生的温升等问题。
如图2所示，在本发明的第二可行实施例中，与图1所示实施例不同的是，该切换开关1内还具有断电位置15，在开关动触头13处于断电位置15的状态下，该开关动触头13与至少两个开关静触头14相分离。在该实施例中，当切换开关1的开关动触头13与至少两个开关静触头14均处于断开的状态时，可选择使开关动触头13保持在断电位置15，此时该切换开关1处于断电状态。
上述实施例中所述的切换开关1中的至少两个开关进线端12可包括两个、三个或更多个开关进线端12，至少两个外部电源4可包括两个、三个或更多个外部电源4，每个开关进线端12与一个外部电源4对应相连，在此不对开关进线端12的数量和外部电源4的数量做限制。
电子控制器3分别与切换开关1、过载保护开关2电连接，其可检测处于合闸位置的外部电源4和该过载保护开关2，当被检测的外部电源4出现电源偏差时，根据该过载保护开关2的动作保护状态，该电子控制器3控制该切换开关1进行切换动作。
具体是，当该过载保护开关2遇到故障电流时，该过载保护开关2会进行动作保护，此时电子控制器3不会控制切换开关1进行切换动作。
当过载保护开关2处于未动作保护状态时，该电子控制器3会检测处于合闸位置的外部电源4，也即检测切换开关1处于合闸位置处对应连接的该外部电源4，另外，该电子控制器3还同时检测其他外部电源4，当该被检测的外部电源4出现电源偏差时，例如过压、欠压或失压等，此时该电子控制器3会控制该切换开关1进行切换动作。具体的，在一种情况下，当该被检测的且处于合闸位置处的外部电源4出现电源偏差，而其他外部电源4未出现电源偏差时，该电子控制器3会控制该切换开关1从出现电源偏差的外部电源4切换至与未出现电源偏差的外部电源4连接；在另一种情况下，当该被检测的所有外部电源均出现电源偏差时，该电子控制器3会不动作(图1所示的第一实施例)或者控制该切换开关1从出现电源偏差的外部电源4上断开保持在断电位置15(图2所示的第二实施例)。
本发明的电源切换装置，包括相互连接的切换开关1、过载保护开关2和电子控制器3，该电源切换装置具有至少两个开关进线端12和过载出线端21，至少两个外部电源4与该电源切换装置的至少两个开关进线端12相连，该电源切换装置的过载出线端21与外部负载电连接。该至少两个外部电源4通过电源切换装置内的过载保护开关2的动作保护状态，在电子控制器3的控制下即可实现切换开关1的切换动作，其不需判断该电源切换装置内的哪一路过载，即可提供更加快速的保护，该电源切换装置的结构合理简化，能够切实提高系统的可靠性。
下面以两个外部电源4，该切换开关1具有两个开关进线端12为例，具体说明该电源切换装置的结构。
如图1和图2所示，该至少两个开关进线端12为第一进线端121和第二进线端122，该至少两个外部电源4为第一外部电源41和第二外部电源42，该第一进线端121与第一外部电源41电连接，该第二进线端42与第二外部电源42电连接；该至少两个开关静触头14为第一开关静触头141和第二开关静触头142，该第一开关静触头141与第一进线端121相连，该第二开关静触头142与第二进线端122相连，该开关动触头13能分别与第一开关静触头141、第二开关静触头142接触或分离。
该过载保护开关2的过载进线端22与切换开关1的开关出线端11相连，该过载保护开关2的过载出线端21用于与外部负载相连。如图3所示，该过载保护开关2具有操作机构27，该过载保护开关2通过该操作机构27的合分闸可控制过载动触头23和过载静触头24的接通或脱离；在线路中遇到故障电流时，该过载保护开关2能进行动作保护，也即其过载动触头23和过载静触头24会迅速打开。该切换开关1具有辅助触头17，该过载保护开关2具有辅助触头28，该电子控制器3分别与辅助触头17和辅助触头28电连接，该电子控制器3能检测辅助触头28的信号，用以得到过载保护开关2的动作保护状态。
在过载保护开关2未动作保护时，也即，过载保护开关2的过载动触头23与过载静触头24处于合闸位置的状态，此时，当该开关动触头13与第一开关静触头141相接触时，该电子控制器3会检测该第一外部电源41，若该第一外部电源41存在电源偏差，而第二外部电源42电源正常时，该电子控制器3会控制开关动触头13切换至与第二开关静触头142相接。
反之，在过载保护开关2未动作保护，且该开关动触头13与第二开关静触头142相接触时，该电子控制器3检测该第二外部电源42，若第二外部电源42存在电源偏差时，而第一外部电源41电源正常时，该电子控制器3会控制开关动触头13切换至与第一开关静触头141相接。
在本实施例中，该第一外部电源41和第二外部电源42可分别为常用电源和/或备用电源，当常用电源处于合闸位置，备用电源处于分闸位置，若此时常用电源出现电源偏差，如过压、欠压或失压等，电子控制器3检测到常用电源的电源偏差，而备用电源正常时，电子控制器3会发出信号至切换开关1，从而带动切换开关1的开关动触头13进行切换动作。
该电子控制器3检测外部电源4，同时该电子控制器3会检测第一开关进线端121和第二开关进线端122的信号，也即，检测辅助触头17的信号，用以获得切换开关1的开关动触头13的位置状态(也即，检测该开关动触头13与第一开关进线端121相连，还是与第二开关进线端122相连)，之后再经电子控制器3逻辑判断后通过开关动触头13控制切换开关1的合或分。
在过载保护开关2动作保护时，也即，该过载保护开关2的过载动触头23与过载静触头24处于分闸位置的状态时，此时，该电子控制器3可控制开关动触头13与至少两个开关静触头14分离，也即该电子控制器3控制开关动触头13与第一开关静触头141或第二开关静触头142分离。当该切换开关1具有断电位置15时，该电子控制器3可控制开关动触头13旋转至断电位置15。
另外，在过载保护开关2动作保护时，该电子控制器3还可不对该切换开关1进行切换动作控制。
根据本发明的一个实施方式，如图3所示，在一可行实施例中，该切换开关1与过载保护开关2上下并排设置，该切换开关1位于至少两个外部电源4的下方，该过载保护开关2位于切换开关1的下方；或者，在另一可行实施例中，该切换开关1与过载保护开关2左右并排设置，该切换开关1位于至少两个外部电源4的下方。
进一步的，如图3所示，该电源切换装置可包括一个绝缘外壳5，切换开关1与过载保护开关2安装在绝缘外壳5内，也即切换开关1与过载保护开关2整体布置。在该实施例中，在该过载保护开关2进行动作保护时，该过载保护开关2会向切换开关1的方向喷射电弧，也即，当过载保护开关2接收到故障电流动作保护时，过载保护开关2的过载动触头23和过载静触头24迅速打开，向外喷射电弧，该电弧可以喷向过载保护开关2的前部腔体25，也可以喷向过载保护开关2的后部腔体26，当然也可以同时向前部腔体25和后部腔体26喷射，以对负载进行保护。当然，本发明优选朝向切换开关1的方向喷射电弧，也即朝向过载保护开关2的前部腔体25喷射电弧。
在另一实施例中，该电源切换装置可包括两个绝缘外壳，切换开关1与过载保护开关2分别设置于两个绝缘外壳内，也即切换开关1与过载保护开关2分体布置。
根据本发明的一个实施方式，该切换开关1具有动力结构16，该动力结构16用于驱动切换开关1的开关动触头13的切换动作。也即，该电子控制器3控制动力结构16，从而控制切换开关1的开关动触头13的切换动作。当然，该切换开关1的开关动触头13的切换动作还可手动切换，在此不做限制。
在供电连续性和负载短路故障保护同等重要的场合，这种带过载保护开关的电源切换装置，由于其切换开关1的开关动触头13能在至少两个开关静触头14之间快速的切换，其转换速度较快，从而能够为低感性负载提供多路电源快速转换的能力，同时有效提高了供电连续性，而其过载保护开关2在负载短路故障发生时进行保护动作保障负载安全，有效提高了供电安全性。
以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (13)

1.一种电源切换装置，其特征在于，包括：
切换开关，其内设有开关动触头和至少两个开关静触头，至少两个所述开关静触头与至少两个外部电源电连接；
过载保护开关，其内设有过载动触头和过载静触头，所述过载静触头与所述切换开关的所述开关动触头电连接；
电子控制器，检测处于合闸位置的所述外部电源和所述过载保护开关，当被检测的所述外部电源出现电源偏差时，根据所述过载保护开关的动作保护状态，控制所述切换开关的切换动作；
当所述过载保护开关的所述过载动触头合闸而使所述过载保护开关处于未动作保护状态时，所述电子控制器会检测处于所述切换开关的所述开关动触头处于合闸位置处对应连接的所述外部电源，并当该被检测的外部电源出现电源偏差时，所述电子控制器能控制该切换开关的所述开关动触头进行切换动作；当所述过载保护开关遇到故障电流而使其所述过载动触头分闸时，所述过载保护开关处于动作保护状态，所述电子控制器不会控制所述切换开关的所述开关动触头进行切换动作。
2.如权利要求1所述的电源切换装置，其特征在于，所述切换开关具有开关出线端和至少两个开关进线端，各所述外部电源与所述开关进线端相连，所述开关动触头与所述开关出线端相连，所述开关静触头与所述开关进线端相连。
3.如权利要求2所述的电源切换装置，其特征在于，所述过载保护开关具有过载出线端和过载进线端，所述过载进线端与所述开关出线端相连，所述过载动触头与所述过载出线端相连，所述过载静触头与所述过载进线端相连。
4.如权利要求2所述的电源切换装置，其特征在于，所述至少两个开关进线端为第一进线端和第二进线端，所述至少两个外部电源为第一外部电源和第二外部电源，所述第一进线端与所述第一外部电源电连接，所述第二进线端与所述第二外部电源电连接；所述至少两个开关静触头为第一开关静触头和第二开关静触头，所述第一开关静触头与所述第一进线端相连，所述第二开关静触头与所述第二进线端相连，所述开关动触头能分别与所述第一开关静触头、所述第二开关静触头接触或分离。
5.如权利要求4所述的电源切换装置，其特征在于，在所述过载保护开关未动作保护，且所述开关动触头与所述第一开关静触头相接触的状态下，所述电子控制器检测所述第一外部电源存在电源偏差时，所述电子控制器控制所述开关动触头切换至与所述第二开关静触头相接。
6.如权利要求2所述的电源切换装置，其特征在于，所述切换开关内还具有断电位置，在所述开关动触头处于所述断电位置的状态下，所述开关动触头与所述至少两个开关静触头相分离。
7.如权利要求2或6所述的电源切换装置，其特征在于，在所述过载保护开关动作保护的状态下，所述电子控制器控制所述开关动触头与所述至少两个开关静触头分离。
8.如权利要求1所述的电源切换装置，其特征在于，所述切换开关与所述过载保护开关上下并排设置；或者，所述切换开关与所述过载保护开关左右并排设置。
9.如权利要求1或8所述的电源切换装置，其特征在于，所述电源切换装置包括一个绝缘外壳，所述切换开关与所述过载保护开关安装在所述绝缘外壳内。
10.如权利要求9所述的电源切换装置，其特征在于，在所述过载保护开关动作保护的状态下，所述过载保护开关向所述切换开关的方向喷射电弧。
11.如权利要求1或8所述的电源切换装置，其特征在于，所述电源切换装置包括两个绝缘外壳，所述切换开关与所述过载保护开关分别设置于两个所述绝缘外壳内。
12.如权利要求3所述的电源切换装置，其特征在于，所述开关出线端与所述过载进线端之间直接相连；或者，所述开关出线端与所述过载进线端之间通过导线或连接排间接相连。
13.如权利要求1所述的电源切换装置，其特征在于，所述切换开关具有动力结构，所述动力结构用于驱动所述切换开关的切换动作。
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Citations (11)

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