CN109003850B - 一种开关操动机构及其控制电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种开关操动机构及其控制电路，通过第一支路和第二支路配合开关分合闸控制回路和电机回路，在开关分合闸控制回路接通并进行相应分闸或合闸控制时，第二开关闭合，检测开关操动机构的位置状态，当检测到开关操动机构在设定的工位上时，第一开关闭合，此时第一支路通电，第一继电器的常开触点闭合，接通第二支路，开关操动机构的电磁铁线圈带电，开关操动机构解锁，解锁后电机回路中的电机进行相应的正转或反转，执行相应的分闸或合作指令。本发明在进行操动机构的下一工位控制之前，通过检测操动机构的停止位置是否在合闸到位或分闸到位的停止位置上，若在，则解锁开关操动机构，避免操动机构的连续误动，保证操动机构的稳定性。
Description
技术领域
本发明属于GIS变电站技术领域，具体涉及一种开关操动机构及其控制电路。
背景技术
近年来，随着气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)的发展，尤其是在110kV GIS和220kV GIS中，三工位隔离、接地开关应用越来越广泛。三工位操动机构以其体积小，结构紧凑，复合化程度高，配置方式灵活多样等优点，被越来越多的电站厂家所采用，其三工位操动机构整体布置示意图如图1所示。
三工位开关需要两个方向运动，实现三个工位的转换(DS合闸位置：隔离开关合+接地开关分；DS、ES分闸位置：隔离开关分+接地开关分；ES合闸位置：隔离开关分+接地开关合)，根据GIS隔离接地开关的要求，三工位操动机构必须性能稳定、可靠，尤其是向隔离和接地方向运动之间必须形成有效的互锁，并且要求机构在三个工位的停止位置必须准确无误。这就要求机构具有很好的隔离接地连锁控制系统，避免三工位操动机构由于机械零部件或者是电器件损坏，导致本体GIS不能在规定的工位上准确停住，造成电网线路故障，危及人身安全。
目前各个厂家对三工位操动机构的隔离接地连锁控制系统的设计各不相同，在安全性能方面：有的三工位操动机构只有机械连锁装置或者只有电气连锁回路，不能很好的保证机构的连锁控制，连锁保护稳定性较差，导致经常出现三工位机构误动作现象，引起安全事故。在机构原理设计方面：现有的设计形式不是结构较复杂，零部件多，就是零部件加工难度较大，装配复杂。这些因素导致了三工位机构的性能不稳定，安全性不高，生产率较低，成本比较高，不具备市场竞争能力。
现有的三工位操动机构，包括电机传动系统、开关分合闸的控制回路，以及电机回路，其中，电机回路包括电机正转支路和电机反转支路，在需要操动机构运动在某个工位上时(合闸或分闸)，通过下发相应的控制指令，接通开关分合闸的控制回路，控制电机回路中的电机正转支路和电机反转支路接通，电机传动系统进行相应的动作，直至操动机构运动到相应工位上。现有三工位操动机构的不足之处在于，在操动机构在运动到下一工位之前，若操动机构的停止位置不是合闸到位或分闸到位的停止位置，而是两个相邻工位的中间位置，即进行下一工位的操动机构控制，将造成操动机构的连续误动，不利于操动机构的稳定性。
发明内容
本发明的目的是提供一种开关操动机构及其控制电路，用于解决现有技术无法解决操动机构的误动问题。
为解决上述技术问题，本发明提出一种开关操动机构的控制电路，包括以下电路方案：
电路方案一，包括开关分合闸控制回路和电机回路，还包括电源分别供电连接的第一支路和第二支路，第一支路包括依次串联的第一开关、第一继电器、第二开关，第一开关用于在开关操动机构达到分闸到位或合闸到位的工位上时闭合，第二开关用于在开关分合闸控制回路下发开关分合闸控制信号时闭合；
第二支路包括依次串联的第一继电器的常开触点、电磁铁线圈，第二支路用于在第一继电器的常开触点闭合时接通开关操作机构的电磁铁线圈，解锁开关操动机构，当开关操动机构解锁后所述电机回路中的电机进行相应的正转或反转。
电路方案二，在电路方案一的基础上，还设有第三支路，第三支路包括依次串联的第三开关、第二继电器，第三支路的一端连接电源正极、另一端通过所述第二开关用于连接电源负极，所述第三开关用于在开关操动机构没有达到分闸到位或合闸到位的工位上时闭合，所述第一支路设置有第二继电器的常闭触点。
电路方案三，在电路方案一的基础上，第二开关为开关分合闸控制回路中设置的分合闸继电器的常开触点。
电路方案四，在电路方案二的基础上，所述第一开关和第三开关为联动控制，第一开关闭合对应第三开关断开，第一开关断开对应第三开关闭合。
电路方案五，在电路方案二的基础上，第一开关和第三开关均为行程开关。
电路方案六，在电路方案二的基础上，第三开关的两端并联有第二继电器的常开触点，第二继电器的常开触点与第二继电器的常闭触点采用联动控制。
电路方案七、八、九，分别在电路方案一、二、六的基础上，开关分合闸控制回路包括第四支路和第五支路，其中，第四支路包括依次串联的第四开关、第五开关、第三继电器，第五支路包括依次串联的第六开关、第七开关、第四继电器，第四支路和第五支路并联后用于连接电源的正负极；且所述第二开关两端并联有第八开关，第二开关为第三继电器的常开触点，第八开关为第四继电器的常开触点，第三继电器和第四继电器为所述开关分合闸控制回路中设置的分合闸继电器；
还包括用于分别接收隔离合闸指令的第一接口、隔离分闸指令的第二接口、接地合闸指令的第三接口、接地分闸指令的第四接口，第一接口、第二接口均连接到第四开关和第五开关间的连接支路上，第三接口、第四接口均连接到第六开关和第七开关间的连接支路上。
电路方案十、十一、十二，分别在电路方案七、八、九的基础上，所述第二开关和第八开关并联后通过第一行程开关连接电源负极，第一行程开关用于检测操动机构中设置的手动摇杆的位置状态。
电路方案十三、十四、十五，分别在电路方案十、十一、十二的基础上，所述电机回路包括第六支路、第七支路、电机正转支路、电机反转支路，第六支路包括串联的第五继电器、第三继电器的常开触点，第七支路包括串联的第六继电器、第四继电器的常开触点，第六支路和第七支路并联后分别连接电机正转支路和电机反转支路，电机正转支路上设置有第五继电器的常开触点和第六继电器的常开触点，第五继电器的常开触点和第六继电器的常开触点并联；电机反转支路上设置有第五继电器的常开触点和第六继电器的常开触点，第五继电器的常开触点和第六继电器的常开触点并联。
电路方案十六、十七、十八，分别在电路方案十三、十四、十五的基础上，第六支路和第七支路并联后通过第二行程开关分别连接电机正转支路和电机反转支路，第二行程开关用于检测操动机构的手动摇杆的位置状态。
电路方案十九、二十、二十一，分别在电路方案十六、十七、十八的基础上，所述电机回路还包括电机制动支路，电机制动支路用于并联在电机两端。
电路方案二十二、二十三、二十四，分别在电路方案十九、二十、二十一的基础上，电机正转支路和电机反转支路中均包括电机串联模块，所述电机串联模块包括串联的电机和第三行程开关，第三行程开关用于检测所述手动摇杆的位置状态，所述电机制动支路与电机串联模块并联。
为解决上述技术问题，本发明还提出一种开关操动机构，包括以下机构方案：
机构方案一，包括控制电路，控制电路包括开关分合闸控制回路和电机回路，还包括电源分别供电连接的第一支路和第二支路，第一支路包括依次串联的第一开关、第一继电器、第二开关，第一开关用于在开关操动机构达到分闸到位或合闸到位的工位上时闭合，第二开关用于在开关分合闸控制回路下发开关分合闸控制信号时闭合；
第二支路包括依次串联的第一继电器的常开触点、电磁铁线圈，第二支路用于在第一继电器的常开触点闭合时接通开关操作机构的电磁铁线圈，解锁开关操动机构，当开关操动机构解锁后所述电机回路中的电机进行相应的正转或反转。
本发明的开关操动机构的控制电路，通过设计的第一支路和第二支路，配合开关分合闸控制回路和电机回路，在开关分合闸控制回路接通进行相应分闸或合闸控制时，第二开关闭合，检测开关操动机构的位置状态，当检测到开关操动机构在设定的工位上时，第一开关闭合，此时第一支路通电，第一继电器的常开触点闭合，接通第二支路，开关操作机构的电磁铁线圈带电，开关操动机构解锁，解锁后电机回路中的电机进行相应的正转或反转，执行相应的分闸或合作指令。本发明在进行操动机构的下一工位控制之前，通过检测若操动机构的停止位置是否在合闸到位或分闸到位的停止位置上，若在，则解锁开关操动机构；若不在，则无法解锁开关操动机构，避免操动机构的连续误动，保证操动机构的稳定性。
机构方案二，在机构方案一的基础上，还设有第三支路，第三支路包括依次串联的第三开关、第二继电器，第三支路的一端连接电源正极、另一端通过所述第二开关用于连接电源负极，所述第三开关用于在开关操动机构没有达到分闸到位或合闸到位的工位上时闭合，所述第一支路设置有第二继电器的常闭触点。
本发明通过设置第三支路，在检测到开关操动机构不在分闸到位或合闸到位的工位上时，第三开关闭合、第一开关断开，接通第三支路，第二继电器带电后，第一支路上第二继电器的常闭触点断开，确保第一支路断开，第二支路中开关操动机构的电磁铁线圈不带电，无法解锁开关操动机构，从而避免操动机构的连续误动。
机构方案三，在机构方案一的基础上，第二开关为开关分合闸控制回路中设置的分合闸继电器的常开触点。
机构方案四，在机构方案二的基础上，所述第一开关和第三开关为联动控制，第一开关闭合对应第三开关断开，第一开关断开对应第三开关闭合。
机构方案五，在机构方案二的基础上，第一开关和第三开关均为行程开关，分别设置在操动机构的相应位置上，用于检测操动机构是否分闸到位或合闸到位。
机构方案六，在机构方案二的基础上，第三开关的两端并联有第二继电器的常开触点，第二继电器的常开触点与第二继电器的常闭触点采用联动控制。
机构方案七、八、九，分别在机构方案一、二、六的基础上，开关分合闸控制回路包括第四支路和第五支路，其中，第四支路包括依次串联的第四开关、第五开关、第三继电器，第五支路包括依次串联的第六开关、第七开关、第四继电器，第四支路和第五支路并联后用于连接电源的正负极；且所述第二开关两端并联有第八开关，第二开关为第三继电器的常开触点，第八开关为第四继电器的常开触点，第三继电器和第四继电器为所述开关分合闸控制回路中设置的分合闸继电器；
还包括用于分别接收隔离合闸指令的第一接口、隔离分闸指令的第二接口、接地合闸指令的第三接口、接地分闸指令的第四接口，第一接口、第二接口均连接到第四开关和第五开关间的连接支路上，第三接口、第四接口均连接到第六开关和第七开关间的连接支路上。
本发明设计了一种开关分合闸控制回路，第一支路、第二支路、第三支路配合该开关分合闸控制回路，实现操动机构的解锁控制。
机构方案十、十一、十二，分别在机构方案七、八、九的基础上，所述第二开关和第八开关并联后通过第一行程开关连接电源负极，第一行程开关用于检测操动机构中设置的手动摇杆的位置状态。
本发明通过引入第一行程开关，检测手动摇杆的位置状态，当操动机构在手动控制时，检测电机传动系统中手动摇杆是否转到操动机构分闸到位或合闸到位的工位上，若是，则关闭第一行程开关，确保操动机构在手动控制分闸到位或合闸到位时进行电气控制，避免操动机构的误动。
机构方案十三、十四、十五，分别在机构方案十、十一、十二的基础上，所述电机回路包括第六支路、第七支路、电机正转支路、电机反转支路，第六支路包括串联的第五继电器、第三继电器的常开触点，第七支路包括串联的第六继电器、第四继电器的常开触点，第六支路和第七支路并联后分别连接电机正转支路和电机反转支路，电机正转支路上设置有第五继电器的常开触点和第六继电器的常开触点，第五继电器的常开触点和第六继电器的常开触点并联；电机反转支路上设置有第五继电器的常开触点和第六继电器的常开触点，第五继电器的常开触点和第六继电器的常开触点并联。
在第三继电器或第四继电器通电时，第三继电器的常开触点或第四继电器的常开触点闭合，第六支路或第七支路通电，使第五继电器或第六继电器带电，使设置电机正转支路上或电机反转支路上的第五继电器或第六继电器的常开触点闭合，电机进行相应正转或反转，操动机构进行相应运动。
机构方案十六、十七、十八，分别在机构方案十三、十四、十五的基础上，第六支路和第七支路并联后通过第二行程开关分别连接电机正转支路和电机反转支路，第二行程开关用于检测操动机构的手动摇杆的位置状态，防止操动机构在手动控制分闸没有到位或合闸没有到位时进行电气控制。
机构方案十九、二十、二十一，分别在机构方案十六、十七、十八的基础上，所述电机回路还包括电机制动支路，电机制动支路用于并联在电机两端，用于在操动机构合闸到位或分闸到位时制动电机。
机构方案二十二、二十三、二十四，分别在机构方案十九、二十、二十一的基础上，电机正转支路和电机反转支路中均包括电机串联模块，所述电机串联模块包括串联的电机和第三行程开关，第三行程开关用于检测所述手动摇杆的位置状态，所述电机制动支路与电机串联模块并联，进一步确保避免操动机构在手动控制分闸没有到位或合闸没有到位时进行电气控制。
综上，本发明的三工位操动机构的隔离接地连锁控制系统，采用了机械装置和电气回路的双重连锁保护措施，同时也巧妙的设计了手动到位释放的功能，保证手动操作到位准确，提高了三工位机构的安全稳定性，对关系到国民经济和国家安全的电网运行来说，起到了至关重要的作用。此外，三工位操动机构的隔离接地连锁控制系统设计巧妙，零部件加工、装配简单，数量相对较少，性能稳定可靠，这就降低了工人师傅的加工、装配难度，提高了生产效率，降低成本。
通过巧妙的设计，当隔离接地连锁控制系统应用到三工位操动机构产品上后，不仅大大的降低零件的加工难度，加快生产周期，降低产品成本，也提高了电网一次设备的安全性，具有很强的市场竞争力，可带来可靠的经济效益，为国家电网事业做出突出的贡献。
附图说明
图1是三工位操动机构整体布置示意图；
图2是一种开关操动机构的部分控制电路示意图；
图3是一种开关操动机构的整体控制电路示意图；
图4是三工位操动机构隔离接地机械连锁定位控制原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
实施例一：
本发明还提出一种开关操动机构，如图2所示，包括控制电路，控制电路包括开关分合闸控制回路和电机回路，还包括电源分别供电连接的第一支路和第二支路，第一支路包括依次串联的第一开关、第一继电器、第二开关，第一开关用于在检测到开关操动机构在分闸到位或合闸到位的工位上时闭合，第二开关为开关分合闸控制回路中设置的分合闸继电器的常开触点，用于在开关分合闸控制回路下发开关分合闸控制信号时闭合。
第二支路包括依次串联的第一继电器的常开触点、电磁铁线圈，第二支路用于在第一继电器的常开触点闭合时接通开关操作机构的电磁铁线圈，解锁开关操动机构，当开关操动机构解锁后，电机回路中的电机进行相应的正转或反转。
本发明的开关操动机构的控制电路，通过设计的第一支路和第二支路，配合开关分合闸控制回路和电机回路，在开关分合闸控制回路接通进行相应分闸或合闸控制时，第二开关闭合，检测开关操动机构的位置状态，当检测到开关操动机构在设定的工位上时，第一开关闭合，此时第一支路，第一继电器通电，第一继电器的常开触点闭合，接通第二支路，开关操作机构的电磁铁线圈带电，开关操动机构解锁，解锁后电机回路中的电机进行相应的正转或反转，执行相应的分闸或合作指令。本发明在进行操动机构的下一工位控制之前，通过检测若操动机构的停止位置是否在合闸到位或分闸到位的停止位置上，若在，则解锁开关操动机构；若不在，则无法解锁开关操动机构，避免操动机构的连续误动，保证操动机构的稳定性。
上述控制电路还设有第三支路，第三支路包括依次串联的第三开关、第二继电器，第三支路的一端连接电源正极、另一端通过第二开关用于连接电源负极，第二继电器的常开触点并联第三开关后用于连接电源正极，第二继电器的常开触点与第二继电器的常闭触点采用联动控制，第三开关用于在检测到开关操动机构不在分闸到位或合闸到位的工位上时闭合。并且，第一支路设置有第二继电器的常闭触点，第一开关和第三开关均为行程开关，设置在操动机构的相应位置上。上述第二继电器的常开触点的作用在于防止电磁铁线圈的得电，第二继电器得电时，第二继电器的常开触点闭合，第二继电器的常闭触点断开，确保第一继电器失电，第一继电器常开触点断开，从而保证电磁铁线圈不会得电。
本实施例中的开关分合闸控制回路包括第四支路和第五支路，其中，第四支路包括依次串联的第四开关、第五开关、第三继电器，第五支路包括依次串联的第六开关、第七开关、第四继电器，第四支路和第五支路并联后用于连接电源的正负极；且第二开关并联有第八开关，第二开关为第三继电器的常开触点，第八开关为第四继电器的常开触点。
本实施例还包括用于分别接收隔离合闸指令的第一接口、隔离分闸指令的第二接口、接地合闸指令的第三接口、接地分闸指令的第四接口，第一接口、第二接口均连接到第四开关和第五开关的连接支路上，第三接口、第四接口均连接到第六开关和第七开关的连接支路上。
本发明的开关操动机构还包括电机传动系统，电机传动系统中设有用于控制分合闸的手动摇杆，第二开关和第八开关并联后通过第一行程开关连接电源负极，第一行程开关用于检测手动摇杆的位置状态。
本发明的电机回路包括第六支路、第七支路、电机正转支路、电机反转支路，第六支路包括串联的第五继电器、第三继电器的常开触点，第七支路包括串联的第六继电器、第四继电器的常开触点，第六支路和第七支路并联后分别连接电机正转支路和电机反转支路。
本发明通过设置第三支路，在检测到开关操动机构不在分闸到位或合闸到位的工位上时，第三闭合、第一开关断开，接通第三支路，第二继电器带电后，第一支路上第二继电器的常闭触点断开，确保第一支路断开，第二支路中开关操动机构的电磁铁线圈不带电，无法解锁开关操动机构，从而避免操动机构的连续误动。
本发明设计了一种开关分合闸控制回路，第一支路、第二支路、第三支路配合该开关分合闸控制回路，实现操动机构的解锁控制。
本发明通过引入第一行程开关，检测手动摇杆的位置状态，当操动机构在手动控制时，检测电机传动系统中手动摇杆是否转到操动机构分闸到位或合闸到位的工位上，若是，则关闭第一行程开关，确保操动机构在手动控制分闸到位或合闸到位时进行电气控制，避免操动机构的误动。
在第三继电器或第四继电器通电时，第三继电器的常开触点或第四继电器的常开触点闭合，第六支路或第七支路通电，使第五继电器或第六继电器带电，使设置电机正转支路上或电机反转支路上的第五继电器或第六继电器的常开触点闭合，电机进行相应正转或反转，操动机构进行相应运动。
第六支路和第七支路并联后通过第二行程开关分别连接电机正转支路和电机反转支路，第二行程开关用于检测手动摇杆的位置状态，防止操动机构在手动控制分闸没有到位或合闸没有到位时进行电气控制。
电机回路还包括电机制动支路，电机制动支路用于并联在电机两端，用于在操动机构合闸到位或分闸到位时制动电机。
电机正转支路和电机反转支路中均包括电机串联模块，电机串联模块包括串联的电机和第三行程开关，第三行程开关用于检测手动摇杆的位置状态，电机制动支路与电机串联模块并联，进一步确保避免操动机构在手动控制分闸没有到位或合闸没有到位时进行电气控制。
实施例二：
如上图2所示，本设计对GIS的隔离、接地及中间位置都能准确的定位，保证GIS隔离接地开关的触头开距满足性能要求。其具体设计实施方案如下：
电磁铁5线圈得电，吸合电磁铁衔铁8并通过销轴7在滑道板6的滑道中向上运动，同时推动控制板4绕轴转动，使滚子9脱离止位控制凸轮10实现三个工位的转换。当本体动触头运动到终止位置时，止位控制凸轮10旋转一周，在卷簧的作用下使滚子9落回到止位控制凸轮10的凹槽中。通过圆柱凸轮的曲线设计，使止位控制凸轮10在凹槽中转动的角度上不会输出角度变化，并通过止位控制凸轮的凹槽挡住滚子9，实现机构三个工位的精确定位。
在三工位操动机构的控制部分还设计了手动到位连锁装置，其设计实施如下：在控制板4转动的同时，在卷簧3的作用下释放手动连锁板2，当需要手动控制时，摇把克服卷簧3顺着手动连锁板2的斜面插入到小齿轮1中，通过弹性圆柱销11带动小齿轮1转动，在本体没有到达最终位置之前滚子9没有落到止位控制凸轮10的凹槽中，摇把就会受到手动连锁板2的限制拔不出来，直到整个机构运动达到三个工位的标准位置时，滚子9落到止位控制凸轮10的凹槽中，控制板4将手动连锁板2抬起，手动摇把可以拔出，完成手动操作。
如上图3所示，本设计的二次原理控制实施如下：
机构停在停止位置，也就是图4中的滚子9在凸轮10的槽内，LS6停止位置开关闭合，当电动操作时，手动摇把处于非插入状态，LS4开关闭合，当辅助开关的位置处于AUS1(3-4)接通时，给接地合闸指令，辅助继电器线圈AX带电，辅助继电器AX的触点(8-12)得电吸合，使继电器Z线圈得电，辅助触点Z(2-4)和辅助触点Z(6-8)吸合，线圈RC得电，电磁铁动作，释放连锁装置，即图4中的电磁铁5通过电磁铁衔铁8推动控制板4转动，使滚子9脱离凸轮10的槽内，锁扣打开。同时辅助继电器AX的触点(5-9)得电吸合接触器X得电，触点X(53-54)闭合保持控制回路，电机回路中触点X(1-2，3-4，5-6)吸合，触点X(21-22，11-12)断开，控制电机正转或者反转。当接地合闸结束时，LS3断开，电机断电，完成接地合闸操作。同时辅助开关AUS位置切换AUS1(3-4)断开，AUS3(3-4)接通。
当AUS3(3-4)接通时，发出接地分闸指令，辅助继电器线圈AY带电，辅助继电器AY的触点(8-12)得电吸合，使继电器Z线圈得电，辅助触点Z(2-4)和辅助触点Z(6-8)吸合，线圈RC得电，电磁铁动作，释放连锁装置。同时辅助继电器AY的触点(5-9)得电吸合接触器Y得电，电机反转动作，完成接地分闸操作。
同理，当AUS3(1-2)接通时，发出隔离合闸指令，辅助继电器线圈AY带电，辅助继电器AY的触点(8-12)得电吸合，使继电器Z线圈得电，辅助触点Z(2-4)和辅助触点Z(6-8)吸合，线圈RC得电，电磁铁动作，释放连锁装置。同时辅助继电器AY的触点(5-9)得电吸合接触器Y得电，电机反转动作，完成隔离合闸操作。
当AUS1(1-2)接通时，发出隔离分闸指令，辅助继电器线圈AX带电，辅助继电器AX的触点(8-12)得电吸合，使继电器Z线圈得电，辅助触点Z(2-4)和辅助触点Z(6-8)吸合，线圈RC得电，电磁铁动作，释放连锁装置。同时辅助继电器AX的触点(5-9)得电吸合接触器X得电，电机正转动作，完成隔离分闸操作。
本发明巧妙的设计了一次机械传动连锁控制装置，在综合考虑了三工位机构性能的情况下，又设计了一套性能稳定的，具有连锁控制的隔离开关与接地开关连锁二次电气回路，通过二次电气回路连锁的设计，实现了机械、电气连锁控制的双重保护，确保了在每个工位到达位置时，机构都能使本体动拉杆准确停住，保证了机构的稳定性。完成了三工位机构的双重保护，三工位操动机构二次设计原理图如下图3所示。
本二次原理设计中通过辅助继电器AX、AY，接触器X、Y实现隔离开关合闸、隔离开关分闸、接地开关合闸、接地开关分闸的连锁作用，保证了机构二次电气动作的顺序性，连锁性，安全可靠。
在机构的二次设计中，行程开关给机构的启动、停止、换向等提供了保证，本实施例中采用了5个行程开关，行程开关LS1控制电机的启动和停止；行程开关LS3、LS4、LS5控制三工位机构的电动和手动的切换；行程开关LS6控制电磁铁的得失电，良好的行程开关的设计保证了机构的稳定性。
本发明的三工位操动机构隔离接地连锁控制系统是一种设计巧妙、结构简单、性能稳定的连锁控制系统，相比现有的三工位操动机构连锁控制系统，有如下优点：
(1)三工位操动机构的隔离接地闭锁系统设计巧妙，零部件加工、装配简单，数量相对较少，性能稳定可靠，这就降低了工人师傅的加工、装配难度，提高了生产效率，降低成本。
(2)提高了机械连锁控制的可靠性，本发明巧妙的设计了一种可靠的机械连锁控制结构，能够保证三工位到达工位位置时的准确性，利用圆柱凸轮曲线和控制凸轮的凹槽设计，避免了由于电机刹车不足导致三个工位的过冲现象，其止位效果非常好，有效的避免了电力事故的发生，保证了三工位操动机构的安全可靠。
(3)合理的设计了三工位机构的二次原理图，具有连锁控制的隔离开关与接地开关连锁的二次电气回路，通过二次电气回路连锁控制，实现了机械、电气连锁控制的双重保护，确保了在每个工位到达位置时，机构都能使本体动拉杆准确停住，保证了机构的稳定性。也避免了GIS产品出现误操作的可能性，安全可靠。
(4)该三工位操动机构的机械连锁控制结构中，巧妙的设计了手动到位释放的功能，通过与机械连锁控制结构的结合，使三工位机构处于手动位置时，只有当手动摇把转动小齿轮到工位位置处，手动释放装置才会弹开，手动摇把才能拔出，不会出现手动不到位就拔出摇把，导致隔离开关或者接地开关关合不到位的情况，以至于出现电网安全事故，危及人身安全。
综上，本发明巧妙的设计了一次机械传动连锁控制装置，在综合考虑了三工位机构性能的情况下，又设计了一套性能稳定的，具有连锁控制的隔离开关与接地开关连锁二次电气回路，通过二次电气回路连锁的设计，实现了机械、电气连锁控制的双重保护，确保了在每个工位到达位置时，机构都能使本体动拉杆准确停住，保证了机构的稳定性，完成了三工位机构的双重保护。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
Claims (24)
1.一种开关操动机构的控制电路，包括开关分合闸控制回路和电机回路，其特征在于，还包括电源分别供电连接的第一支路和第二支路，第一支路包括依次串联的第一开关、第一继电器、第二开关，第一开关用于在开关操动机构达到分闸到位或合闸到位的工位上时闭合，第二开关用于在开关分合闸控制回路下发开关分合闸控制信号时闭合；
第二支路包括依次串联的第一继电器的常开触点、电磁铁线圈，第二支路用于在第一继电器的常开触点闭合时接通开关操作机构的电磁铁线圈，解锁开关操动机构，当开关操动机构解锁后所述电机回路中的电机进行相应的正转或反转。
2.根据权利要求1所述的开关操动机构的控制电路，其特征在于，还设有第三支路，第三支路包括依次串联的第三开关、第二继电器，第三支路的一端连接电源正极、另一端通过所述第二开关用于连接电源负极，所述第三开关用于在开关操动机构没有达到分闸到位或合闸到位的工位上时闭合，所述第一支路中串联有第二继电器的常闭触点。
3.根据权利要求1所述的开关操动机构的控制电路，其特征在于，第二开关为开关分合闸控制回路中设置的分合闸继电器的常开触点。
4.根据权利要求2所述的开关操动机构的控制电路，其特征在于，所述第一开关和第三开关为联动控制，第一开关闭合对应第三开关断开，第一开关断开对应第三开关闭合。
5.根据权利要求2所述的开关操动机构的控制电路，其特征在于，第一开关和第三开关均为行程开关。
6.根据权利要求2所述的开关操动机构的控制电路，其特征在于，第三开关的两端并联有第二继电器的常开触点，第二继电器的常开触点与第二继电器的常闭触点采用联动控制。
7.根据权利要求1、2或6所述的开关操动机构的控制电路，其特征在于，开关分合闸控制回路包括第四支路和第五支路，其中，第四支路包括依次串联的第四开关、第五开关、第三继电器，第五支路包括依次串联的第六开关、第七开关、第四继电器，第四支路和第五支路并联后用于连接电源的正负极；且所述第二开关两端并联有第八开关，第二开关为第三继电器的常开触点，第八开关为第四继电器的常开触点，第三继电器和第四继电器为所述开关分合闸控制回路中设置的分合闸继电器；
还包括用于分别接收隔离合闸指令的第一接口、隔离分闸指令的第二接口、接地合闸指令的第三接口、接地分闸指令的第四接口，第一接口、第二接口均连接到第四开关和第五开关间的连接支路上，第三接口、第四接口均连接到第六开关和第七开关间的连接支路上。
8.根据权利要求7所述的开关操动机构的控制电路，其特征在于，所述第二开关和第八开关并联后通过第一行程开关连接电源负极，第一行程开关用于检测操动机构中设置的手动摇杆的位置状态。
9.根据权利要求8所述的开关操动机构的控制电路，其特征在于，所述电机回路包括第六支路、第七支路、电机正转支路、电机反转支路，第六支路包括串联的第五继电器、第三继电器的常开触点，第七支路包括串联的第六继电器、第四继电器的常开触点，第六支路和第七支路并联后再并联连接电机正转支路和电机反转支路，电机正转支路上设置有第五继电器的常开触点和第六继电器的常开触点，第五继电器的常开触点和第六继电器的常开触点并联；电机反转支路上设置有第五继电器的常开触点和第六继电器的常开触点，第五继电器的常开触点和第六继电器的常开触点并联。
10.根据权利要求9所述的开关操动机构的控制电路，其特征在于，第六支路和第七支路并联后串联连接第二行程开关，然后第六支路、第七支路和第二行程开关整体并联连接电机正转支路和电机反转支路，第二行程开关用于检测操动机构的手动摇杆的位置状态。
11.根据权利要求10所述的开关操动机构的控制电路，其特征在于，所述电机回路还包括电机制动支路，电机制动支路用于并联在电机两端。
12.根据权利要求11所述的开关操动机构的控制电路，其特征在于，电机正转支路和电机反转支路共用一个电机串联模块，所述电机串联模块包括串联的电机和第三行程开关，第三行程开关用于检测所述手动摇杆的位置状态，所述电机制动支路与电机串联模块并联。
13.一种开关操动机构，包括控制电路，控制电路包括开关分合闸控制回路和电机回路，其特征在于，还包括电源分别供电连接的第一支路和第二支路，第一支路包括依次串联的第一开关、第一继电器、第二开关，第一开关用于在开关操动机构达到分闸到位或合闸到位的工位上时闭合，第二开关用于在开关分合闸控制回路下发开关分合闸控制信号时闭合；
第二支路包括依次串联的第一继电器的常开触点、电磁铁线圈，第二支路用于在第一继电器的常开触点闭合时接通开关操作机构的电磁铁线圈，解锁开关操动机构，当开关操动机构解锁后所述电机回路中的电机进行相应的正转或反转。
14.根据权利要求13所述的开关操动机构，其特征在于，还设有第三支路，第三支路包括依次串联的第三开关、第二继电器，第三支路的一端连接电源正极、另一端通过所述第二开关用于连接电源负极，所述第三开关用于在开关操动机构没有达到分闸到位或合闸到位的工位上时闭合，所述第一支路中串联有第二继电器的常闭触点。
15.根据权利要求13所述的开关操动机构，其特征在于，第二开关为开关分合闸控制回路中设置的分合闸继电器的常开触点。
16.根据权利要求14所述的开关操动机构，其特征在于，所述第一开关和第三开关为联动控制，第一开关闭合对应第三开关断开，第一开关断开对应第三开关闭合。
17.根据权利要求14所述的开关操动机构，其特征在于，第一开关和第三开关均为行程开关。
18.根据权利要求14所述的开关操动机构，其特征在于，第三开关的两端并联有第二继电器的常开触点，第二继电器的常开触点与第二继电器的常闭触点采用联动控制。
19.根据权利要求13、14或18所述的开关操动机构，其特征在于，开关分合闸控制回路包括第四支路和第五支路，其中，第四支路包括依次串联的第四开关、第五开关、第三继电器，第五支路包括依次串联的第六开关、第七开关、第四继电器，第四支路和第五支路并联后用于连接电源的正负极；且所述第二开关两端并联有第八开关，第二开关为第三继电器的常开触点，第八开关为第四继电器的常开触点，第三继电器和第四继电器为所述开关分合闸控制回路中设置的分合闸继电器；
还包括用于分别接收隔离合闸指令的第一接口、隔离分闸指令的第二接口、接地合闸指令的第三接口、接地分闸指令的第四接口，第一接口、第二接口均连接到第四开关和第五开关间的连接支路上，第三接口、第四接口均连接到第六开关和第七开关间的连接支路上。
20.根据权利要求19所述的开关操动机构，其特征在于，所述第二开关和第八开关并联后通过第一行程开关连接电源负极，第一行程开关用于检测操动机构中设置的手动摇杆的位置状态。
21.根据权利要求20所述的开关操动机构，其特征在于，所述电机回路包括第六支路、第七支路、电机正转支路、电机反转支路，第六支路包括串联的第五继电器、第三继电器的常开触点，第七支路包括串联的第六继电器、第四继电器的常开触点，第六支路和第七支路并联后再并联连接电机正转支路和电机反转支路，电机正转支路上设置有第五继电器的常开触点和第六继电器的常开触点，第五继电器的常开触点和第六继电器的常开触点并联；电机反转支路上设置有第五继电器的常开触点和第六继电器的常开触点，第五继电器的常开触点和第六继电器的常开触点并联。
22.根据权利要求21所述的开关操动机构，其特征在于，第六支路和第七支路并联后串联连接第二行程开关，然后第六支路、第七支路和第二行程开关整体并联连接电机正转支路和电机反转支路，第二行程开关用于检测操动机构的手动摇杆的位置状态。
23.根据权利要求22所述的开关操动机构，其特征在于，所述电机回路还包括电机制动支路，电机制动支路用于并联在电机两端。
24.根据权利要求23所述的开关操动机构，其特征在于，电机正转支路和电机反转支路共用一个电机串联模块，所述电机串联模块包括串联的电机和第三行程开关，第三行程开关用于检测所述手动摇杆的位置状态，所述电机制动支路与电机串联模块并联。
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