CN109494112B - 一种真空开关环网柜操动机构 - Google Patents

Abstract

发了涉及一种真空开关环网柜操动机构，它包括：真空开关操动机构、三工位开关操动机构的组合体、以及上述两个操动机构之间的防误操作联锁机械互锁，以及与开关柜柜门之间的互锁等，真空开关操动单元相邻安装在隔离开关和接地开关的三工位操动机构的下部，隔离开关操动单元包括：隔离支撑结构、曲柄摇杆机构、操动电机、操控模块、传动机构和输出机构，曲柄摇杆机构一端与操动电机的动力输出端联动，另一端与操控模块的动力输出机构联动，摇杆上固装有传动轴，传动轴通过传动机构与输出机构联动。本发明具备模快化、可以电力驱动，闭锁装置可靠，安装工艺简单，工艺性能优越，通过机械互锁装置设定的操作逻辑，提升了环网柜操作的安全性。

Description

一种真空开关环网柜操动机构

技术领域

本发明涉及输配电开关设备领域，具体的是一种真空开关环网柜操动机构。

背景技术

环网柜是一种将高压开关设备集合在一个金属封闭的箱体内，或做成拼接间隔式环网供电单元的电气设备，其核心的部件是采用断路器、负荷开关和熔断器，具有结构简单、体积小、价格低、可提高供电质量和性能以及提高供电安全性，环网柜被广泛应用于城市和住宅小区、高层建筑、大型公共建筑、工厂企业等电力供用中心的配电站以及箱式变电站中，随着使用要求的提高，传统的环网柜的结构已经不能满足一些配网自动化的高性能开关设备的要求，其在结构上存在许多缺陷。

目前使用的环网柜隔离开关和断路器的组合电器结构中，为实现对隔离接地开关、断路器操动的要求，在10KV设备中一般会采用隔离接地开关操动机构与断路器操动机构分体式的安装方式；隔离开关操动机构不具备电力操控的能力；操动机构的机械程序闭锁装置使用安装物体遮挡断路器操作孔、隔离开关操作孔的方式来实现操作；操动机构的安装接口通过大量的机械臂与开关的操动轴连接；操动机构与开关柜电缆室门的闭锁使用2.0厚度的钣金制作。

这种实现方式存在安装工序繁琐，不利于电气自动化的实现，机械闭锁方式效果不佳，功能较简单，容易误操作，不能实现在断路器合闸状态时制止隔离开关的动作，安装接口连接零件种类多，工艺性差，闭锁置抗暴力操作的能力差。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明公开了一种真空开关环网柜操动机构。

一种真空开关环网柜操动机构，它包括：真空开关操动单元、隔离开关操动单元、接地开关操动单元，所述隔离开关操动单元并排安装在接地开关操动单元相邻位置，所述真空开关操动单元安装在隔离开关操动单元和接地开关操动单元下部，所述隔离开关操动单元包括：隔离支撑结构、曲柄摇杆机构、操动电机、操控模块、传动机构和输出机构，所述曲柄摇杆机构、操动电机、操控模块、传动机构和输出机构安装在隔离支撑结构上，所述曲柄摇杆机构包括：曲柄一、曲柄二和摇杆，所述曲柄一通过传动机构与操动电机的动力输出端联动，所述曲柄二与操控模块的动力输出机构联动，所述摇杆上固装有传动轴，且摇杆两端分别与曲柄一和曲柄二活动连接，所述传动轴通过传动机构与输出机构联动。

进一步的，它还包括：隔离与接地开关锁止组件，所述隔离与接地开关锁止组件安装在隔离开关操动单元和接地开关操动单元内，并将接地开关操动单元和隔离开关操动单元互锁，所述隔离与接地开关锁止组件包括：互锁板、传动板、复位弹簧、连接件二和连接件三，所述互锁板的数量为2，且互锁板安装在传动板两端并与传动板联动，所述传动板的板体上沿水平方向开设有条形开口一，传动板板体边缘上开设有销口，且传动板通过连接件三穿过条形开口一可滑动的安装在隔离支撑结构上，所述互锁板沿水平方向开设有条形开口二，且互锁板通过连接件二穿过条形开口二分别安装在传动板的两端，所述传动板在隔离支撑结构上进行滑动，并带动互锁板运动，互锁板阻止隔离开关操动单元或接地开关操动单元的分合闸操作，限制隔离开关操动单元或接地开关操动单元的开关操作，所述复位弹簧一端固定在隔离支撑结构上，另一端与互锁板连接，将互锁板复位。

进一步的，它还包括：断路器与隔离锁止组件，所述断路器与隔离锁止组件设置在真空开关操动单元和隔离开关操动单元内，并将真空开关操动单元和隔离开关操动单元互锁，所述断路器与隔离锁止组件包括：凸轮一、连杆机构、销锁、弹簧和连接件一，所述凸轮一与真空开关操动单元的操作机构联动，且凸轮一与连杆机构一端通过连接件一连接，所述连杆机构包括连杆一和连杆二，连杆一的一端与连杆二的一端能够做相对转动的活动连接，且连杆机构一端与凸轮一连接，另一端与销锁通过连接件一连接，所述销锁与销口适配，且销锁通过连杆机构在凸轮一带动下转动，转离销口时隔离与接地开关锁止组件能进行操作，转入销口时隔离与接地开关锁止组件被锁止，限制隔离开关操动单元和接地开关操动单元开关操作，所述弹簧与销锁通过同一连接件安装在隔离支撑结构上，且弹簧与销锁抵接。

进一步的，它还包括：接地与环网柜门锁止组件，所述接地与环网柜门锁止组件安装在接地开关操动单元内，所述接地与环网柜门锁止组件包括：凸轮二、限位板一、销机构、限位板二、连接件四、连接件五和联动件，所述限位板一一端相邻位置安装销机构，另一端相邻位置安装凸轮二，限位板二安装在真空开关操动单元内部储能机构相邻位置，且限位板二与限位板一联动，所述凸轮二安装在接地开关操动单元的操作机构上，并与操作机构联动，且凸轮二转动带动限位板一运动，所述限位板一板体上开设有条形开口三，且限位板一通过连接件四穿过条形开口三一端安装在凸轮二相邻位置，另一端相邻位置安装销机构，所述销机构与限位板一联动，所述限位板二上开设有条形开口四，限位板二通过连接件五穿过条形开口四安装在真空开关操动单元内部储能机构相邻位置，且限位板二通过联动件与限位板一联动，限位板一限制凸轮二转动，限位板二锁止真空开关操动单元内部的储能机构。

进一步的，所述销机构上设置有复位结构。

进一步的，所述传动机构为齿轮传动机构。

进一步的，所述隔离开关操动单元还包括状态指示装置，所述状态指示装置安装在隔离支撑结构上，状态指示装置通过传动机构与传动轴动力连接，且状态指示装置在传动机构带动下切换状态指示。

通过实施本发明中技术方案所获得的技术效果为：

本发明具备模块化、可以电力驱动，闭锁装置可靠，安装工艺简单，工艺性能优越的操动机构，通过机械互锁装置设定的操作逻辑，提升了环网柜操作的安全性，解决现有的环网柜操动机构安装工序繁琐，不利于电气自动化的实现，机械闭锁方式效果不佳，功能较简单，容易误操作，不能实现在断路器合闸状态时制止隔离开关的动作，安装接口连接零件种类多，工艺性差，闭锁置抗暴力操作的能力差的问题。

附图说明

图1为本发明的主视结构示意图；

图2为本发明的隔离开关操动单元的结构示意图；

图3为本发明的立体结构示意图。

图例：1.真空开关操动单元；2.隔离开关操动单元；21.隔离支撑结构；22.曲柄摇杆机构；2211.曲柄一；2212.曲柄二；222.摇杆；2221.传动轴；23.操动电机；24.操控模块；25.传动机构；26.输出机构；27.状态指示装置； 3.接地开关操动单元；121.断路器与隔离锁止组件；1211.凸轮一；1212.连杆机构；12121.连杆一；12122.连杆二；1213. 销锁；1214.弹簧；1215.连接件一；1216.凸轮三；1217.连杆机构一；1218.弹簧一；1219.销锁一；231.隔离与接地开关锁止组件；2311.互锁板；23111.条形开口二；23112.销口；2312.传动板；23121.条形开口一；2313.复位弹簧；2314.连接件二；2315.连接件三；2316.传动板一；23161.销口一；31.接地与环网柜门锁止组件；311.凸轮二；312.限位板一；3121.条形开口三；313.销机构；314.限位板二；3141.条形开口四；315.连接件四；316.连接件五；317.联动件。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不局限于说明书上的内容。

实施例1

如图1-3所示，一种真空开关环网柜操动机构，它包括：真空开关操动单元1、隔离开关操动单元2、接地开关操动单元3，隔离开关操动单元、接地开关操动单元合称为三工位开关操动单元，隔离开关操动单元2并排安装在接地开关操动单元3相邻位置，真空开关操动单元1安装在三工位开关操动单元的下部，可选择安装在同一安装板上，也可分别安装在不同的安装板上，隔离开关操动单元2包括：隔离支撑结构21、曲柄摇杆机构22、操动电机23、操控模块24、传动机构25和输出机构26，隔离支撑结构21为隔离开关操动单元2的框架，曲柄摇杆机构22、操动电机23、操控模块24、传动机构25和输出机构26安装在隔离支撑结构21上，并构成隔离开关操动单元2的本体，曲柄摇杆机构22包括：曲柄一2211、曲柄二2212和摇杆222，曲柄一2211通过传动机构25与操动电机23的动力输出端联动，曲柄二2212与操控模块24的动力输出机构联动，采用双曲柄单摇杆作为传动装置，这样在采用电机作为驱动的动力源时可以避免电机转动的死点问题，摇杆222上固装有传动轴2221，且摇杆222两端分别与曲柄一2211和曲柄二2212活动连接，传动轴2221通过传动机构25与输出机构26联动，传动机构可选择为齿轮传动机构或摩擦传动或链传动等优选为齿轮传动。

为了保证环网柜的操作安全，本装置还设置了机械互锁装置，机械互锁装置包括：隔离与接地开关锁止组件231、断路器与隔离锁止组件121和接地与环网柜门锁止组件31。

隔离与接地开关锁止组件231，隔离与接地开关锁止组件231安装在隔离开关操动单元2和接地开关操动单元3内，通过隔离与接地开关锁止组件231并将接地开关操动单元3和隔离开关操动单元2互锁，保证只能在隔离开关操作完成后接地开关才能进行开合闸操作，隔离与接地开关锁止组件231包括：互锁板2311、传动板2312、复位弹簧2313、连接件二2314和连接件三2315，互锁板2311的数量为2，互锁板2311设置的数量为2个，且分别对称安装在传动板2312两端并与传动板2312联动，传动板2312的板体上沿水平方向开设有条形开口一23121，传动板2312板体边缘上开设有销口23112，且传动板2312通过连接件三2315穿过条形开口一23121可滑动的安装在隔离支撑结构21上，互锁板2311沿水平方向开设有条形开口二23111，且互锁板2311通过连接件二2314穿过条形开口二23111分别安装在传动板2312的两端，传动板2312在隔离支撑结构21上进行滑动，并带动互锁板2311运动，互锁板2311阻挡在隔离开关操动单元2或接地开关操动单元3的操作机构孔上，限制隔离开关操动单元2或接地开关操动单元3的开关操作，实现隔离开关操动单元2或接地开关操动单元3的互锁，隔离复位弹簧2313一端固定在隔离支撑结构21上，另一端与互锁板2311连接，将互锁板2311复位，复位弹簧2313在非变形状态时隔离与接地开关锁止组件231将隔离开关操动单元2或接地开关操动单元3的操作机构孔遮挡，限制两个操动单元进行开合闸操作，当复位弹簧2313受外力转变为变形状态时，外力消除后复位弹簧2313复位并将隔离与接地开关锁止组件231复位。

断路器与隔离锁止组件121，断路器与隔离锁止组件121设置在真空开关操动单元1和隔离开关操动单元2内，并将真空开关操动单元1和隔离开关操动单元2互锁，断路器与隔离锁止组件121包括：凸轮一1211、连杆机构1212、销锁1213、弹簧1214和连接件一1215，凸轮一1211与真空开关操动单元1的操作机构联动，且凸轮一1211与连杆机构1212一端通过连接件一1215连接，连杆机构1212包括连杆一12121和连杆二12122，连杆一12121的一端与连杆二12122的一端能够做相对转动的活动连接，且连杆机构1212一端与凸轮一1211连接，另一端与销锁1213通过连接件一1215连接，销锁1213与销口23112适配，且销锁1213通过连杆机构1212在凸轮一1211带动下转动，转离销口时隔离与接地开关锁止组件231能进行操作，转入销口时隔离与接地开关锁止组件231被锁止，限制隔离开关操动单元2和接地开关操动单元3开关操作，弹簧1214与销锁1213通过同一连接件同孔安装在隔离支撑结构21上，并且弹簧1214与销锁1213抵接，弹簧1214的作用同样是复位作用，断路器与隔离锁止组件121还包括采用人力操动的互锁模块它包括凸轮三1216、连杆机构一1217、复位弹簧一1218及销1219构成，连杆机构一1217为一端转动连接的双杆机构，且连杆机构一1217一端与凸轮三1216活动连接，另一端与销锁一1219连接，销锁一1219在连杆机构一1217带动下随凸轮转动而转动，进一步的此时在隔离与接地开关锁止组件231上设置开设有同传动板2311一样的条形开口的传动板一2317，并且传动板一2316与传动板2311安装在一起能够与传动板2311一起滑动，并且在传动板一的板边缘上设置有销口一23161，销口一23161与销锁一1219适配，且复位弹簧一1218一端安装在隔离支撑结构21上另一端与销锁一1219连接，能将销锁一1219复位，销锁一1219转动插入或转离销口一23171实现隔离与接地开关锁止组件231锁止或解锁。

接地与环网柜门锁止组件31，接地与环网柜门锁止组件31安装在接地开关操动单元3内，接地与环网柜门锁止组件31包括：凸轮二311、限位板一312、销机构313、限位板二314、连接件四315、连接件五316和联动件317，限位板一312一端相邻位置安装销机构313，另一端相邻位置安装凸轮二311，限位板二314安装在真空开关操动单元1内部储能机构相邻位置，且限位板二314与限位板一312联动，凸轮二311安装在接地开关操动单元3的操作机构上，并与操作机构联动，且凸轮二311转动带动限位板一312运动，限位板一312板体上开设有条形开口三3121，且限位板一312通过连接件四315穿过条形开口三3121一端安装在凸轮二311相邻位置，另一端相邻位置安装销机构313，且限位板一能够沿着条形开口三3121滑动，销机构313与限位板一312联动，限位板二314上开设有条形开口四3141，限位板二314通过连接件五316穿过条形开口四3141安装在真空开关操动单元1内部储能机构相邻位置，且限位板二314能够沿着条形开口四3141滑动，且限位板二314通过联动件317与限位板一312联动，限位板一312限制凸轮二1211转动，限位板二314锁止真空开关操动单元1内部的储能机构，限制真空断路器单元的开合闸操作，销机构313为带有复位结构的销机构，复位结构可选为弹簧，销机构不受外力作用时销能够复位。

隔离开关操动单元2还包括状态指示装置27，状态指示装置27安装在隔离支撑结构21上，状态指示装置27通过传动机构25与传动轴2221动力连接，且状态指示装置27在传动机构25带动下切换状态指示。

本装置的分合闸操作顺序是：

断路器分闸状态时断路器与隔离锁止组件231被打开时，可以对隔离/接地开关进行合分闸操作。

断路器分闸状态时断路器与隔离锁止组件231被关闭时，禁止对隔离/接地开关进行合分闸操作。

接地开关操动单元3合闸时，开关规定柜门可以被打开。

开关柜的柜门被打开时断路器的分闸动作被锁止。

送电时：

1. 操动接地开关单元分接地开关，接地与环网柜门锁止组件自动解锁,断路器分闸闭锁解锁；

2. 操动断路器机构单元,断路器分闸，断路器与隔离锁止组件自动解锁隔离开关合闸闭锁；

3. 解锁隔离操作孔,插入操作手柄,顺时针操作隔离开关合闸,同时指示牌旋转指示到合闸位；

4. 使用手柄对断路器进行储能操作至储能指示牌翻转，如控制回路带电,断路器操动就够自动储能，可略过此步骤；

5. 按压断路器操动机构合闸按钮.断路器合闸,断路器状态指示牌翻转至合闸位,同时闭锁隔离开关操动机构；

送电操作完成；

机构（开关柜）由“隔离检修状态”转换为“工作状态”。

检修时：

1.点按断路器分闸按钮,断路器分闸,状态指示牌翻转至分闸位,隔离开关分闸闭锁解除；

2.解锁隔离开关操作单元的操作孔，使用手柄逆时针操作至隔离开关分闸,隔离指示牌翻转；

3.解锁接地开关操动单元，使用手柄顺时针操作至接地开关合闸,接地指示牌翻转；

4.确认断路器操动机构处于储能状态,点按断路器合闸按钮至断路器状态指示牌翻转断路器合闸；

断电操作完成接地检修操作完成；

机构（开关柜）由“工作状态”转换为“隔离状态”、“接地检修状态”。

接地开关与接地开关操动单元3联动，并控制接地开关操作单元3的分合闸；

隔离指示牌与隔离开关操动单元3联动，指示隔离开关操动单元3的运行状态；

储能指示牌与储能单元联动，指示储能单元的运行状态；

储能单元为真空开关操动单元1提供能量的装置，并与真空操动单元1联动；

断路器合闸按钮与真空开关操动单元1连接，可以合闸真空开关操动单元1；

断路器状态指示牌与真空开关操动单元1联动，指示真空开关操动单元1的运行状态；

断路器分闸按钮与真空开关操动单元1连接，可以分闸真空开关操动单元1；

手柄为操作隔离开关操动单元2和接地开关操动单元3的钥匙。

显然，本发明的上述实施方式仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (6)

1.一种真空开关环网柜操动机构，其特征在于，它包括：真空开关操动单元（1）、隔离开关操动单元（2）、接地开关操动单元（3），所述隔离开关操动单元（2）并排安装在接地开关操动单元（3）相邻位置，所述真空开关操动单元（1）安装在隔离开关操动单元（2）和接地开关操动单元（3）下部，所述隔离开关操动单元（2）包括：隔离支撑结构（21）、曲柄摇杆机构（22）、操动电机（23）、操控模块（24）、传动机构（25）和输出机构（26），所述曲柄摇杆机构（22）、操动电机（23）、操控模块（24）、传动机构（25）和输出机构（26）安装在隔离支撑结构（21）上，所述曲柄摇杆机构（22）包括：曲柄一（2211）、曲柄二（2212）和摇杆（222），所述曲柄一（2211）通过传动机构（25）与操动电机（23）的动力输出端联动，所述曲柄二（2212）与操控模块（24）的动力输出机构联动，所述摇杆（222）上固装有传动轴（2221），且摇杆（222）两端分别与曲柄一（2211）和曲柄二（2212）活动连接，所述传动轴（2221）通过传动机构（25）与输出机构（26）联动，隔离与接地开关锁止组件（231），所述隔离与接地开关锁止组件（231）安装在隔离开关操动单元（2）和接地开关操动单元（3）内，并将接地开关操动单元（3）和隔离开关操动单元（2）互锁，所述隔离与接地开关锁止组件（231）包括：互锁板（2311）、传动板（2312）、复位弹簧（2313）、连接件二（2314）和连接件三（2315），所述互锁板（2311）的数量为2，且互锁板（2311）安装在传动板（2312）两端并与传动板（2312）联动，所述传动板（2312）的板体上沿水平方向开设有条形开口一（23121），传动板（2312）板体边缘上开设有销口（23112），且传动板（2312）通过连接件三（2315）穿过条形开口一（23121）可滑动的安装在隔离支撑结构（21）上，所述互锁板（2311）沿水平方向开设有条形开口二（23111），且互锁板（2311）通过连接件二（2314）穿过条形开口二（23111）分别安装在传动板（2312）的两端，所述传动板（2312）在隔离支撑结构（21）上进行滑动，并带动互锁板（2311）运动，互锁板（2311）阻止隔离开关操动单元（2）或接地开关操动单元（3）的分合闸操作，限制隔离开关操动单元（2）或接地开关操动单元（3）的开关操作，所述复位弹簧（2313）一端固定在隔离支撑结构（21）上，另一端与互锁板（2311）连接，将互锁板（2311）复位。

2.根据权利要求1所述的环网柜操动机构，其特征在于，它还包括：断路器与隔离锁止组件（121），所述断路器与隔离锁止组件（121）设置在真空开关操动单元（1）和隔离开关操动单元（2）内，并将真空开关操动单元（1）和隔离开关操动单元（2）互锁，所述断路器与隔离锁止组件（121）包括：凸轮一（1211）、连杆机构（1212）、销锁（1213）、弹簧（1214）和连接件一（1215），所述凸轮一（1211）与真空开关操动单元（1）的操作机构联动，且凸轮一（1211）与连杆机构（1212）一端通过连接件一（1215）连接，所述连杆机构（1212）包括连杆一（12121）和连杆二（12122），连杆一（12121）的一端与连杆二（12122）的一端能够做相对转动的活动连接，且连杆机构（1212）一端与凸轮一（1211）连接，另一端与销锁（1213）通过连接件一（1215）连接，所述销锁（1213）与销口（23112）适配，且销锁（1213）通过连杆机构（1212）在凸轮一（1211）带动下转动，转离销口时隔离与接地开关锁止组件（231）能进行操作，转入销口时隔离与接地开关锁止组件（231）被锁止，限制隔离开关操动单元（2）和接地开关操动单元（3）开关操作，所述弹簧（1214）与销锁（1213）通过同一连接件安装在隔离支撑结构（21）上，且弹簧（1214）与销锁（1213）抵接。

3.根据权利要求2中所述的环网柜操动机构，其特征在于，它还包括：接地与环网柜门锁止组件（31），所述接地与环网柜门锁止组件（31）安装在接地开关操动单元（3）内，所述接地与环网柜门锁止组件（31）包括：凸轮二（311）、限位板一（312）、销机构（313）、限位板二（314）、连接件四（315）、连接件五（316）和联动件（317），所述限位板一（312）一端相邻位置安装销机构（313），另一端相邻位置安装凸轮二（311），限位板二（314）安装在真空开关操动单元（1）内部储能机构相邻位置，且限位板二（314）与限位板一（312）联动，所述凸轮二（311）安装在接地开关操动单元（3）的操作机构上，并与操作机构联动，且凸轮二（311）转动带动限位板一（312）运动，所述限位板一（312）板体上开设有条形开口三（3121），且限位板一（312）通过连接件四（315）穿过条形开口三（3121）一端安装在凸轮二（311）相邻位置，另一端相邻位置安装销机构（313），所述销机构（313）与限位板一（312）联动，所述限位板二（314）上开设有条形开口四（3141），限位板二（314）通过连接件五（316）穿过条形开口四（3141）安装在真空开关操动单元（1）内部储能机构相邻位置，且限位板二（314）通过联动件（317）与限位板一（312）联动，限位板一（312）限制凸轮二（1211）转动，限位板二（314）锁止真空开关操动单元（1）内部的储能机构。

4.根据权利要求3中所述的环网柜操动机构，其特征在于，所述销机构（313）上设置有复位结构。

5.根据权利要求1所述的环网柜操动机构，其特征在于，所述传动机构（25）为齿轮传动机构。

6.根据权利要求1所述的环网柜操动机构，其特征在于，所述隔离开关操动单元（2）还包括状态指示装置（27），所述状态指示装置（27）安装在隔离支撑结构（21）上，状态指示装置（27）通过传动机构（25）与传动轴（2221）动力连接，且状态指示装置（27）在传动机构（25）带动下切换状态指示。

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