CN108831780A - 双轴机械联锁装置及其联锁方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种双轴机械联锁装置及其联锁方法，该装置包括操作面板，操作面板上设置有第一操作筒、第二操作筒、第一驱动臂、信号转换装置、第二驱动臂以及闭锁臂，第一操作筒内设置有主轴，第二操作筒内设置有接地轴，主轴的自由端设有第一斜面，接地轴的自由端设有第二斜面，第二操作筒的外表面设有缺口，信号转换装置驱动第二驱动臂，第二驱动臂带动闭锁臂沿着缺口的开口方向转动。本发明的联锁方法采用上述的双轴机械联锁装置进行联锁控制。本发明的双轴机械联锁装置可以通过纯机械方式将电信号带来的驱动信息进行动作转化，完成从电信号到联锁驱动，可以实现传统、可靠的机械联锁，完善了供电开关的电信号到机械联锁的控制机制。

Description

双轴机械联锁装置及其联锁方法

【技术领域】

本发明涉及供电开关控制技术领域，尤其是涉及一种双轴机械联锁装置以及该装置的联锁方法。

【背景技术】

常见的供电开关在实现供电线路的供电合分闸与回路检修接地保护时，均需要对应的机械操作机构来执行这一动作，而开关的合分闸与接地由各自对应操作机构利用“主轴”或“接地轴”借助人力或者其他力来执行，从而实现供电回路的通断、设备检修时的设备供电回路予以“接地”来保护检修操作者的安全。

为了配合供电的安全措施：开关通过主轴合闸供电后，接地轴则不能被操作；开关通过主轴分闸后，接地轴才能被操作进而执行接地保护，同时，一旦线路中有带电的情况下，接地轴也不能执行接地保护操作，以保护带电线路和操作人员的安全。在正常情况下，凡是采用两轴操作的供电开关操作机构都必须设计和完善这种“连锁”机制。而一般情况下，回路的带电状况检测与闭锁或者是连锁都不是直接设计在操作轴上，而是利用一种“电磁锁”独立设计在柜门上，间接实现另一种“不能进入”的闭锁。

目前市面上对于实现一种接地开关与带电状况之间的联锁关系时，也有一些类似的装置可以实现从电信号到机械传动实现联锁处理的设计，但是这类联锁的装置不仅仅结构复杂，而且因为联锁机制控制下的结构系统带有一些电子装置而需要后备电源系统支持，进而增加了这种联锁机制下的故障率或误判几率。但是，即便是已有配置也会被实际应用者放弃投入使用，而是采用外加人工挂锁，配合开关柜门上配有的带电显示与电磁锁带电状态的研判综合使用的办法实际应用。

所以，目前市面上没有一种结构简单、直接从电信号转化为有效的机械传动结构，难以实现对应的联锁需求。

【发明内容】

本发明的主要目的是提供一种可以通过纯机械方式将电信号带来的驱动信息进行动作转化，从而实现传统、可靠的机械联锁的双轴机械联锁装置。

本发明的另一目的是提供一种可以通过纯机械方式将电信号带来的驱动信息进行动作转化，从而实现传统、可靠的机械联锁的双轴机械联锁装置的联锁方法。

为了实现上述的主要目的，本发明提供的双轴机械联锁装置包括操作面板，操作面板上设置有第一操作筒、第二操作筒、第一驱动臂、信号转换装置、第二驱动臂以及闭锁臂，第一操作筒内设置有主轴，第二操作筒内设置有接地轴，主轴的自由端设有第一斜面，接地轴的自由端设有第二斜面，第一驱动臂的第一端贯穿于第一操作筒且与第一斜面相抵接，第一驱动臂的第二端贯穿于第二操作筒且与第二斜面相抵接，第二操作筒的外表面设有缺口，信号转换装置驱动第二驱动臂，第二驱动臂带动闭锁臂沿着缺口的开口方向转动。

由此可见，主轴通过操作面板上设置的第一操作筒实现基本机械力的传递，接地轴则通过操作面板上设置的第二操作筒实现机械力的传递。当信号转换装置收到相应的驱动电信号时，第二驱动臂伸出，带动闭锁臂顺时针转动，闭锁臂的第二端伸入第二操作筒内，用以阻挡对接地轴的操作，从而实现一系列的联锁驱动。

所以，通过信号转换装置形成电磁铁技术，实现基本电信号到机械传动的转换，充分利用稳定有效的传统机械结构方式实现一种有益的防止操作失误的结构系统，并尽最大可能减少后备低压电源，彻底取消了复杂电子电路装置在联锁系统装置中的使用，可以杜绝因人工判断、监测被检修线路是否带电状况带来的人为操作失误风险，可以完善改进供电开关安全运行和检修安全的基础技术应用，降低检修技术成本，进而实现一种自动化、操作简单的操作管理模式。

进一步的方案是，双轴机械联锁装置还包括第一面板安装杆以及第二面板安装杆，第一面板安装杆垂直安装在操作面板上，第二面板安装杆垂直安装在操作面板上。

可见，操作面板通过第一面板安装杆和第二面板安装杆可以实现对供电开关其他机械结构的连接。

进一步的方案是，闭锁臂的中部设置有通孔，第二面板安装杆贯穿于通孔垂直安装在操作面板上，闭锁臂的第一端与第二驱动臂固定连接，闭锁臂的第二端由第二驱动臂带动并且沿着缺口的开口方向转动。

更进一步的方案是，操作面板上还设置有支撑臂以及弹簧，弹簧的第一端固定连接在闭锁臂的第二端上，弹簧的第二端与支撑臂的挂接端固定连接。

可见，如果信号转换装置没有收到对应的闭锁电信号，则第二驱动臂就无法驱动位于第二面板安装杆位转动支点的闭锁臂，使得闭锁臂的第二端被挂在支撑臂上的弹簧拉出第二操作筒，闭锁臂逆时针转动，接地轴的转动运行阻碍作用消失，操作自由。

进一步的方案是，信号转换装置包括驱动电源、电磁线圈以及电信号开关，驱动电源为电信号开关提供开关电源，电信号开关与电磁线圈电连接。

可见，信号转换装置无需要外部电源的供给就可以输出供电回路是否带电的开关量信息，当获得该开关量信息后，结合通电电磁线圈形成电磁铁技术，可以实现联锁系统中的“电信号”到机械驱动的转换，由第二驱动臂传递至机械结构需要位置，而这一过程中，仅需要驱动电压源来驱动电磁线圈工作。

为了实现上述的另一目的，本发明提供的双轴机械联锁装置的联锁方法包括以下步骤：若确定信号转换装置接收到驱动电信号后，信号转换装置将驱动电信号转换成机械传动信号以驱动第二驱动臂，第二驱动臂伸出并且带动闭锁臂顺时针转动，闭锁臂的第二端伸入第二操作筒内用以阻挡对接地轴的操作；如确定信号转换装置没有接收到闭锁电信号后，闭锁臂逆时针转动，则允许对接地轴的操作。

进一步的方案是，双轴机械联锁装置还包括第一面板安装杆以及第二面板安装杆，第一面板安装杆垂直安装在操作面板上，第二面板安装杆垂直安装在操作面板上。

更进一步的方案是，闭锁臂的中部设置有通孔，第二面板安装杆贯穿于通孔垂直安装在操作面板上，闭锁臂的第一端与第二驱动臂固定连接，闭锁臂的第二端由第二驱动臂带动并且沿着缺口的开口方向转动。

更进一步的方案是，操作面板上还设置有支撑臂以及弹簧，弹簧的第一端固定连接在闭锁臂的第二端上，弹簧的第二端与支撑臂的挂接端固定连接。

更进一步的方案是，如确定信号转换装置没有接收到闭锁电信号后，闭锁臂的第二端由弹簧拉出第二操作筒，闭锁臂逆时针转动后，则允许对接地轴的操作。

由此可见，主轴通过操作面板上设置的第一操作筒实现基本机械力的传递，接地轴则通过操作面板上设置的第二操作筒实现机械力的传递。当信号转换装置收到相应的驱动电信号时，第二驱动臂伸出，带动闭锁臂顺时针转动，闭锁臂的第二端伸入第二操作筒内，用以阻挡对接地轴的操作，从而实现一系列的联锁驱动。

此外，如果信号转换装置没有收到对应的闭锁电信号，则第二驱动臂就无法驱动位于第二面板安装杆位转动支点的闭锁臂，使得闭锁臂的第二端被挂在支撑臂上的弹簧拉出第二操作筒，闭锁臂逆时针转动，接地轴的转动运行阻碍作用消失，操作自由。

【附图说明】

图1是本发明双轴机械联锁装置实施例的结构示意图。

图2是本发明双轴机械联锁装置实施例中主轴和接地轴互锁的结构示意图。

图3是本发明双轴机械联锁装置实施例中主轴的左视图。

图4是本发明双轴机械联锁装置实施例中接地轴的左视图。

图5是本发明双轴机械联锁装置实施例中主轴的俯视图。

图6是本发明双轴机械联锁装置实施例中接地轴的俯视图。

图7是本发明双轴机械联锁装置实施例中信号转换装置的原理图。

图8是本发明双轴机械联锁装置实施例中闭锁臂的结构示意图。

【具体实施方式】

为了使发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限用于本发明。

双轴机械联锁装置实施例：

参见图1至图6，本发明的双轴机械联锁装置包括操作面板1，操作面板1上设置有第一操作筒11、第二操作筒12、第一驱动臂15、信号转换装置2、第二驱动臂22以及闭锁臂3，第一操作筒11内设置有主轴111，第二操作筒12内设置有接地轴122。具体地，主轴111的自由端设有第一斜面123，接地轴122的自由端设有第二斜面112，第一驱动臂15的第一端贯穿于第一操作筒11且与第一斜面123相抵接，第一驱动臂15的第二端贯穿于第二操作筒12且与第二斜面112相抵接，第二操作筒12的外表面设有缺口，信号转换装置2驱动第二驱动臂22，第二驱动臂22带动闭锁臂3沿着缺口的开口方向转动。

参见图7，信号转换装置2包括驱动电源23、电磁线圈21以及电信号开关S1，驱动电源23为电信号开关S1提供开关电源，电信号开关S1与电磁线圈21电连接。可见，信号转换装置2无需要外部电源的供给就可以输出供电回路是否带电的开关量信息，当获得该开关量信息后，结合通电电磁线圈21形成电磁铁技术，可以实现联锁系统中的“电信号”到机械驱动的转换，由第二驱动臂22传递至机械结构需要位置，而这一过程中，仅需要驱动电源23来驱动电磁线圈21工作。

双轴机械联锁装置还包括第一面板安装杆13和第二面板安装杆14，第一面板安装杆13垂直安装在操作面板1上，第二面板安装杆14垂直安装在操作面板1上。可见，操作面板1通过第一面板安装杆13和第二面板安装杆14可以实现对供电开关其他机械结构的连接。

参见图8，闭锁臂3的中部设置有通孔33，第二面板安装杆4贯穿于通孔33垂直安装在操作面板1上，闭锁臂3的第一端31与第二驱动臂22固定连接，闭锁臂3的第二端32由第二驱动臂22带动并且沿着缺口的开口方向转动。

操作面板1上还设置有支撑臂4以及弹簧41，弹簧41的第一端固定连接在闭锁臂3的第二端32上，弹簧41的第二端与支撑臂4的挂接端固定连接。可见，如果信号转换装置2没有收到对应的闭锁电信号，则第二驱动臂22就无法驱动位于第二面板安装杆位14转动支点的闭锁臂3，使得闭锁臂3的第二端32被挂在支撑臂4上的弹簧41拉出第二操作筒14，闭锁臂3逆时针转动，接地轴122的转动运行阻碍作用消失，操作自由。

具体地，信号转换装置2接收到外界提供的驱动电信号后，电信号开关S1导通后提供的开关电信号给带有驱动电源23的电磁线圈21提供“被合闸”的回路是否带电，信号转换装置2将该电信号处理后转化为机械传动完成双轴机械联锁装置的前级驱动，结合带有自动复位弹簧的机械驱动臂实现对接地轴的操作执行闭锁功能。

当条件成立时，只能对其中的一个操作轴进行流程操作合闸或者分闸动作，而不能同时或者在不满足条件的情况下进行不符合联锁流程的操作。即当主轴111处于工作(合闸)位置时，无论接地轴122是否接收到信号转换装置2的机械驱动电信号或闭锁信号，都不能对接地轴122进行任何操作，因为主轴111与接地轴122之间有着自身的相互闭锁逻辑驱动机械结构设计；而当主轴111处于分闸(非工作)状态时，若信号转换装置2没有收到对应的驱动电信号，进而使得驱动电信号输出的机械联锁结构处于自主解锁状态(无电)，也就是即将被接地合闸的回路不能带电，则可以对接地轴122进行接地合闸操作；反之(有电)则无法进行接地轴122的接地合闸操作，从而实现一种无须人工挂锁、验电干预的电信号驱动下的机械联锁结构。

其中，本发明提供的双轴机械联锁装置通过简化主轴111和接地轴122之间的机械联锁，利用已有电信号转化为机械信号的电磁线圈技术，通过纯机械方式将电信号带来的驱动信息进行动作转化，例如闭锁信息和关闭信息，可以实现传统、可靠的机械联锁，从而可以实现自动检测并在驱动带电状态下接地轴122的联锁机构，禁止操作接地开关，完成从电信号到联锁驱动，进而杜绝了人工挂锁的开启和必须另外进行人工观察与监测操作程序，完善了供电开关的电信号到机械联锁的控制机制。

因此，在基于供电开关的主轴111和接地轴122两者互相闭锁的前提下，增加了一种带辅助低压电压源的信号转换装置2，对接地轴122的接地合闸操作实现自动检测被接地回路是否带电的监测，如果被合回路带电则直接禁止接地轴122的操作，从而杜绝以往常规双轴供电开关的人工干预和外置独立锁具的管控方案带来的规程安全风险。

由此可见，主轴111通过操作面板1上设置的第一操作筒11实现基本机械力的传递，接地轴122则通过操作面板1上设置的第二操作筒12实现机械力的传递。当信号转换装置2收到相应的驱动电信号时，第二驱动臂22伸出，带动闭锁臂3顺时针转动，闭锁臂3的第二端伸入第二操作筒12内，用以阻挡对接地轴122的操作，从而实现一系列的联锁驱动。

所以，通过信号转换装置2形成电磁铁技术，实现基本电信号到机械传动的转换，充分利用稳定有效的传统机械结构方式实现一种有益的防止操作失误的结构系统，并尽最大可能减少后备低压电源，彻底取消了复杂电子电路装置在联锁系统装置中的使用，可以杜绝因人工判断、监测被检修线路是否带电状况带来的人为操作失误风险，可以完善改进供电开关安全运行和检修安全的基础技术应用，降低检修技术成本，进而实现一种自动化、操作简单的操作管理模式。

双轴机械联锁装置的联锁方法实施例：

在本实施例中，双轴机械联锁装置的联锁方法包括：若确定信号转换装置2接收到驱动电信号后，信号转换装置2将驱动电信号转换成机械传动信号以驱动第二驱动臂22，第二驱动臂22伸出并且带动闭锁臂3顺时针转动，闭锁臂3的第二端32伸入第二操作筒12内用以阻挡对接地轴122的操作；如确定信号转换装置2没有接收到闭锁电信号后，闭锁臂3逆时针转动，则允许对接地轴122的操作。

其中，如确定信号转换装置2没有接收到闭锁电信号后，闭锁臂3的第二端32由弹簧41拉出第二操作筒12，闭锁臂3逆时针转动后，则允许对接地轴122的操作。

在具体应用中，在第一操作筒11和第二操作筒12之间设置有第一驱动臂15，当主轴111与接地轴122被放置进第一操作筒11和第二操作筒12后，由于主轴111和接地轴122的自由端均设置有相互对应的斜面，当主轴111被转动后，主轴111的第一斜面123驱动第一驱动臂15向另一侧没有转动的、带有第二斜面112的接地轴122移动，一旦主轴111完成操作驱动后，对应的斜面已经按照供电开关固有的机械操作角度转离正常对应位置，从而第一驱动臂15无法回到原有位置，挡住了接地轴122，进而主轴111和接地轴122之间借助第一驱动臂15可以实现两者在联锁控制逻辑下的互锁控制。

在本实施例中，本发明提供的双轴机械联锁装置的联锁方法具体包括：当信号转换装置2检测到驱动电信号信息后，将该驱动电信号处理后转化为机械传动完成双轴机械联锁装置的前级驱动，检测被合回路是否有电，如无电，则允许接地轴122合闸操作，当接地轴122合闸操作后，对主轴111操作闭锁，并允许接地轴122操作，此时，接地轴122为分闸和合闸的两种操作，其中，当接地轴122为分闸操作后，允许对主轴111操作，并且判断主轴111的当前状态，若主轴111当前状态为合闸状态，则对接地轴122操作闭锁，这时，允许对主轴111操作；若主轴111当前状态为分闸状态，则允许接地轴122操作；

其中，当接地轴122为合闸操作后，检测被合回路是否有电，如无电，继续允许接地轴122合闸操作。

其中，在上述步骤中，若检测到被合回路有电时，则对接地轴122操作闭锁，再允许对主轴111操作，并且继续判断主轴111的当前状态。

与此同时，当控制逻辑满足主轴111与接地轴122之间的互锁后，一旦要对接地轴122进行合闸操作时，如果信号转换装置2没有收到对应的闭锁电信号，则第二驱动臂22就无法驱动闭锁臂3，使得闭锁臂3的第二端32被挂在支撑臂4上的弹簧41拉出第二操作筒12，闭锁臂3逆时针转动，接地轴122的转动运行阻碍作用消失，操作自由。

当信号转换装置2收到相应的驱动电信号时，第二驱动臂22伸出，带动闭锁臂3顺时针转动，闭锁臂3的第二端32伸入第二操作筒12内，用以阻挡对接地轴122的操作，从而实现本实施例中联锁方法的联锁驱动。

显然，这一种闭锁控制逻辑的联锁方法的完成基本由双轴机械联锁装置自主完成，并不需要人工干涉处置，可以实现两轴供电开关的主轴合分闸、接地开关合分闸的安全规程要求下的“自动”管制，同时，该双轴机械联锁装置并不需要复杂的电子电路或者是高稳定电压源的支撑，在合理的机械结构下，完全可以实现无驱动电压源的人工解锁。

所以，主轴111通过操作面板1上设置的第一操作筒11实现基本机械力的传递，接地轴122则通过操作面板1上设置的第二操作筒11实现机械力的传递。当信号转换装置2收到相应的驱动电信号时，第二驱动臂22伸出，带动闭锁臂3顺时针转动，闭锁臂3的第二端32伸入第二操作筒12内，用以阻挡对接地轴122的操作，从而实现一系列的联锁驱动。

此外，如果信号转换装置2没有收到对应的闭锁电信号，则第二驱动臂22就无法驱动位于第二面板安装杆14转动支点的闭锁臂3，使得闭锁臂3的第二端32被挂在支撑臂4上的弹簧41拉出第二操作筒12，闭锁臂3逆时针转动，接地轴122的转动运行阻碍作用消失，操作自由。

需要说明的是，以上仅为本发明的优选实施例，但发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明做出的非实质性修改，也均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.双轴机械联锁装置，其特征在于，包括：

操作面板，所述操作面板上设置有第一操作筒、第二操作筒、第一驱动臂、信号转换装置、第二驱动臂以及闭锁臂，所述第一操作筒内设置有主轴，所述第二操作筒内设置有接地轴，所述主轴的自由端设有第一斜面，所述接地轴的自由端设有第二斜面，所述第一驱动臂的第一端贯穿于所述第一操作筒且与所述第一斜面相抵接，所述第一驱动臂的第二端贯穿于所述第二操作筒且与所述第二斜面相抵接，所述第二操作筒的外表面设有缺口，所述信号转换装置驱动所述第二驱动臂，所述第二驱动臂带动所述闭锁臂沿着所述缺口的开口方向转动。

2.根据权利要求1所述的双轴机械联锁装置，其特征在于：

所述双轴机械联锁装置还包括第一面板安装杆以及第二面板安装杆，所述第一面板安装杆垂直安装在所述操作面板上，所述第二面板安装杆垂直安装在所述操作面板上。

3.根据权利要求2所述的双轴机械联锁装置，其特征在于：

所述闭锁臂的中部设置有通孔，所述第二面板安装杆贯穿于所述通孔垂直安装在所述操作面板上，所述闭锁臂的第一端与所述第二驱动臂固定连接，所述闭锁臂的第二端由第二驱动臂带动并且沿着所述缺口的开口方向转动。

4.根据权利要求3所述的双轴机械联锁装置，其特征在于：

所述操作面板上还设置有支撑臂以及弹簧，所述弹簧的第一端固定连接在所述闭锁臂的第二端上，所述弹簧的第二端与所述支撑臂的挂接端固定连接。

5.根据权利要求1至4任一项所述的双轴机械联锁装置，其特征在于：

所述信号转换装置包括驱动电源、电磁线圈以及电信号开关，所述驱动电源为所述电信号开关提供开关电源，所述电信号开关与所述电磁线圈电连接。

6.双轴机械联锁装置的联锁方法，其特征在于，所述双轴机械联锁装置是采用上述权利要求1至4任一项的所述的双轴机械联锁装置；

所述联锁方法包括以下步骤：

若确定信号转换装置接收到驱动电信号后，所述信号转换装置将所述驱动电信号转换成机械传动信号以驱动第二驱动臂，所述第二驱动臂伸出并且带动闭锁臂顺时针转动，所述闭锁臂的第二端伸入第二操作筒内用以阻挡对接地轴的操作；

如确定所述信号转换装置没有接收到闭锁电信号后，所述闭锁臂逆时针转动，则允许对所述接地轴的操作。

7.根据权利要求6所述的联锁方法，其特征在于：

所述双轴机械联锁装置还包括第一面板安装杆以及第二面板安装杆，所述第一面板安装杆垂直安装在操作面板上，所述第二面板安装杆垂直安装在所述操作面板上。

8.根据权利要求7所述的联锁方法，其特征在于：

所述闭锁臂的中部设置有通孔，所述第二面板安装杆贯穿于所述通孔垂直安装在所述操作面板上，所述闭锁臂的第一端与所述第二驱动臂固定连接，所述闭锁臂的第二端由第二驱动臂带动并且沿着所述缺口的开口方向转动。

9.根据权利要求8所述的联锁方法，其特征在于：

所述操作面板上还设置有支撑臂以及弹簧，所述弹簧的第一端固定连接在所述闭锁臂的第二端上，所述弹簧的第二端与所述支撑臂的挂接端固定连接。

10.根据权利要求9所述的联锁方法，其特征在于：

如确定所述信号转换装置没有接收到闭锁电信号后，所述闭锁臂的第二端由所述弹簧拉出所述第二操作筒，所述闭锁臂逆时针转动后，则允许对所述接地轴的操作。