CN109994955B - 一种gcs型低压抽出式开关柜 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种GCS型低压抽出式开关柜，有效的解决了现有的开关柜抽屉容易出现带电操作等误操作，人员及元器件的安全无法保证的问题；其解决的技术方案是，包括开关柜柜体，柜体内有多个抽屉，抽屉前侧板内侧固定有壳体，壳体内有第一转轴，第一转轴上有第一凸轮，壳体的上下侧板上均贯穿有活动板；壳体左侧有第二转轴，第二转轴后侧有第一顶杆；第二转轴后端固定有第二凸轮，壳体后侧固定有纵板，纵板上贯穿有横杆；第一顶杆右侧有第二顶杆，第二凸轮后端面上有楔形块；第一转轴右侧有第三转轴，第三转轴后端贯穿壳体后侧板，第一转轴后端有第三凸轮，第三凸轮上有能左右移动的拉板。

Description

一种GCS型低压抽出式开关柜

技术领域

本发明涉及开关柜技术领域，特别是一种GCS型低压抽出式开关柜。

背景技术

GCS型交流低压开关柜是本着安全、经济、合理、可靠的原则而设计的低压配电柜，低压开关柜适用于发电厂、石油、化工、冶金、纺织、高层建筑等行业，作为输电、配电及电能转换之用。

GCS型交流低压开关柜中的抽屉，分为五种状态，具体如下：1. “抽出位置”为一次、二次回路与主回路断开，抽屉与柜体联锁打开，可进行抽屉的推进、抽出操作；2. “隔离位置”为一次、二次回路与主回路断开，抽屉与柜体联锁，抽屉是不可抽出的；3. “试验位置”为一次回路与主回路断开，二次回路与主回路连接，此位置可进行二次回路试验；4.“分闸位置”为一次、二次回路均与主回路连接，但抽屉内断路器处于分闸位置；5. “合闸位置”为一次、二次回路均与主回路连接，且通过手柄旋转使抽屉内断路器处于合闸位置。

开关柜要求定期清灰维修，送电时，必须严格要求按照上述五个步骤进行依次操作，断电维修时，反向操作即可抽出抽屉，但实际操作中，现在使用的旋柄很容易引起误操作，而且，现有的旋柄在操作全过程中会出现各种误操作，如分闸和开闸的闸刀一直处于可操作状态，如在抽出位置时可能出现闸刀未分离，如一次回路与主回路未接通的情况下合闸产生电弧甚至火灾等等。

目前，为了减少抽屉错误打开的情形，每个抽屉都有机械锁定结构，但是调查显示，还会有相当一部分人员会产生误操作，现有技术中，例如申请公布号为CN105552766A、CN109346972A、CN204967100U中所提出的方案，仅限于三种状态的连锁，但是对开闸与合闸并未关联，很容易导致在合闸时，元器件之间出现电弧，损坏元器件，甚至发生火灾，或者人员伤亡。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供了一种GCS型低压抽出式开关柜，有效的解决了现有的开关柜抽屉容易出现带电操作等误操作，人员及元器件的安全无法保证的问题。

其解决的技术方案是，包括开关柜柜体，柜体内有多个抽屉，抽屉后侧有与柜体上连接的插头，抽屉前侧板内侧固定有矩形的壳体，壳体内有沿前后方向布置的第一转轴，第一转轴前端贯穿抽屉前侧板且置于抽屉前方，第一转轴上有椭圆状的第一凸轮，壳体的上下侧板上均贯穿有一个竖直状且能上下移动的活动板，活动板一端保持与第一凸轮接触，第一凸轮转动能使得活动板伸出抽屉并卡住柜体；壳体左侧有与第一转轴平行的第二转轴，当活动板伸出抽屉时第二转轴能前后移动，第二转轴后侧有能前后移动的第一顶杆，第二转轴前后移动能使第一顶杆前后移动，第一顶杆前后移动控制二次回路与主回路的断开与闭合；第二转轴后端固定有第二凸轮，壳体后侧固定有沿前后方向布置且竖直的纵板，纵板上贯穿有能左右移动的横杆，第二凸轮转动控制横杆的左右移动进而控制二次回路与主电源的接通与断开；第一顶杆右侧有与其平行且能前后移动的第二顶杆，第二凸轮后端面上有与第二顶杆配合的楔形块，第二凸轮经楔形块使得第二顶杆的前后移动进而控制一次回路与主回路的断开或者闭合；第一转轴右侧有与其平行的第三转轴，当第二顶杆处于最后侧且一次回路与主电源接通时第三转轴才能转动，第三转轴后端贯穿壳体后侧板，第一转轴后端有第三凸轮，第三凸轮上有能左右移动的拉板，第三凸轮转动控制拉板的左右移动进而控制一次回路与主电源接通与断开。

本发明结构巧妙，有效的避免了开关柜的抽屉带电操作，能帮助操作人员按照特有的顺序进行操作，尽量避免电弧产生，保证操作人员安全。

附图说明

图1为本发明整体示意图。

图2为本发明主视图。

图3为本发明的俯视剖视图。

图4为图3中A-A剖视图。

图5为图3中B-B剖视图。

图6为本发明隔离状态时的状态图。

图7为本发明试验状态时的状态图。

图8为本发明分闸状态时的状态图。

图9为本发明合闸状态时的状态图。

图10为本发明中的第二转轴、第二凸轮、楔形块、齿轮、凸起块之间的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式做出进一步详细说明。

由图1至图10给出，本发明包括开关柜柜体，柜体内有多个抽屉1，抽屉1后侧有与柜体上连接的插头2，抽屉1前侧板内侧固定有矩形的壳体3，壳体3内有沿前后方向布置的第一转轴4，第一转轴4前端贯穿抽屉1前侧板且置于抽屉1前方，第一转轴4上有椭圆状的第一凸轮5，壳体3的上下侧板上均贯穿有一个竖直状且能上下移动的活动板6，活动板6一端保持与第一凸轮5接触，第一凸轮5转动能使得活动板6伸出抽屉1并卡住柜体；壳体3左侧有与第一转轴4平行的第二转轴7，当活动板6伸出抽屉1时第二转轴7能前后移动，第二转轴7后侧有能前后移动的第一顶杆8，第二转轴7前后移动能使第一顶杆8前后移动，第一顶杆8前后移动控制二次回路与主回路的断开与闭合；第二转轴7后端固定有第二凸轮9，壳体3后侧固定有沿前后方向布置且竖直的纵板10，纵板10上贯穿有能左右移动的横杆11，第二凸轮9转动控制横杆11的左右移动进而控制二次回路与主电源的接通与断开；第一顶杆8右侧有与其平行且能前后移动的第二顶杆12，第二凸轮9后端面上有与第二顶杆12配合的楔形块13，第二凸轮9经楔形块13使得第二顶杆12的前后移动进而控制一次回路与主回路的断开或者闭合；第一转轴4右侧有与其平行的第三转轴14，当第二顶杆12处于最后侧且一次回路与主电源接通时第三转轴14才能转动，第三转轴14后端贯穿壳体3后侧板，第一转轴4后端有第三凸轮15，第三凸轮15上有能左右移动的拉板16，第三凸轮15转动控制拉板16的左右移动进而控制一次回路与主电源接通与断开。

为了实现只有在抽屉1固定在柜体上的情况下第二转轴7才能向后移动，所述的壳体3左侧板上贯穿有能左右移动的卡销17，卡销17右端与第一凸轮5接触，卡销17右端有环形凸起，环形凸起与壳体3左侧板之间连接有压簧，第二转轴7上有与卡销17对应的卡孔，卡销17置于卡孔内，第一凸轮5转动使活动板6卡住柜体时，此时卡销17处于第一凸轮5的近休止角，卡销17在压簧的作用下与卡孔脱离，此时第二转轴7能向后移动。

为了实现第二顶杆12处于最后侧且一次回路与主电源接通时第三转轴14才能转动，即只有满足第二顶杆12处于最后方且横杆11处于最右端时第三转轴14才能转动，所述的壳体3内下侧有水平且能左右移动的齿条18，第二转轴7前端有齿轮19，齿条18左端贯穿壳体3侧板且与齿轮19啮合，齿条18右端上侧有竖直的竖板，竖板处于第三转轴14的右侧，第三转轴14上有沿第三转轴14径向开设的销孔，竖板上有水平的销钉，销钉置于销孔内，齿轮19转动经齿条18带动竖板向右移动使得销钉与销孔脱离，此时第三转轴14能转动。

为了实现第二转轴7向后移动使得第一顶杆8向后移动，使得二次回路与主回路保持闭合，所述的第二转轴7向后移动经第二凸轮9顶压第一顶杆8向后移动，第二转轴7前端有圆板20，圆板20与抽屉1前侧板之间连接有压簧，齿轮19前端面上有凸起块21，抽屉1前侧板上有缺口，凸起块21置于缺口内，当凸起块21与缺口脱离时，第一顶杆8向后移动并使得二次回路与主回路接通。

为了安装第一顶杆8及第二顶杆12，所述的纵板10后端左侧有立板，立板与纵板10构成L状结构，第一顶杆8及第二顶杆12均贯穿立板，第一顶杆8与第二顶杆12前端均有环形凸起，环形凸起与立板之间连接有压簧，第一顶杆8的前端与第二凸轮9之间的距离大于第二顶杆12前端与第二凸轮9之间的距离；第一顶杆8后端与第二顶杆12后端上均固定有动触头22，抽屉1内有沿左右方向布置且抽屉1前侧板平行的隔板，隔板将抽屉1分为前后两部分，隔板上固定有与动触头22一一对应的静触头23。

为了实现第二转轴7前后移动不会影响横杆11的左右移动，所述的横杆11左端固定有沿前后方向固定的纵杆，纵杆与纵板10之间连接有压簧，纵杆在压簧的作用下与第二凸轮9保持接触，纵杆的长度大于第二转轴7前后移动的位移。

为了实现齿条18能自动回复原状，所述的齿条18右端与壳体3右侧板之间连接有压簧。

为了实现试验状态下一次回路彻底断开且尽量避免产生电弧，所述的壳体3后侧有断路器开关24，断路器开关24上有两个沿前后方向布置的按钮，其中处于后侧按钮控制二次回路与主电源的接通与断开，横杆11向右移动按压后侧的按钮使得二次回路与主电源接通。

为了实现转动第三转轴14能控制一次回路与主电源的接通与断开，所述的断路器开关24与第三凸轮15之间有间隔，拉板16左端后侧有长条状凸起，拉板16左端与纵板10之间连接有拉簧，拉板16右端前侧有长条状凸起，拉板16右端的长条状凸起处于第三凸轮15右侧，第三凸轮15转动带动拉板16向右移动使得拉板16左端的长条状凸起按压按钮，一次回路与主电源接通。

为了保持活动板6与第一凸轮5保持接触，所述的活动板6靠近凸轮的一端上有环形凸起，环形凸起与壳体3侧板之间连接有压簧。

为了进一步防止在带电情况下抽出抽屉1，所述的第三转轴14上有第四凸轮25，当活动板6卡住柜体时，第三转轴14转动能使得第四凸轮25最远端顶住第一凸轮5外缘面，使得第一凸轮5不能转动。

值得注意的是，为了实现只有在一次回路、二次回路均与主电源断开的情况下抽屉1才可以抽出，所述的卡销17处于第一凸轮5的近休止角时，卡销17左端距第二转轴7轴心的距离等于第二转轴7的半径，使得卡孔与卡销17错位后，卡销17左端顶着第二转轴7的外圆面；由于齿轮19前侧的凸起块21的存在，只有在凸起块21与缺口对应时第二转轴7才能向前恢复原状，以此实现了只有在一次回路彻底与主回路断开且横杆11脱离按钮时，才能将二次回路与主回路断开，防止事故发生；当一次回路、二次回路均与主回路接通时，齿轮19转动使得齿条18向右移动，齿条18经竖板带动销钉脱离销孔，此时第三转轴14可以转动，当销孔与销钉发生错位时，销钉顶着第三转轴14的外圆面，使齿条18不能正常恢复原状；第三转轴14上的销孔可以是盲孔也可以是通孔，当设计成通孔时，拉板16处于最右侧的情况下销孔与销钉不同轴。

所述的第一转轴4、第二转轴7及第三转轴14前端均有圆板20，圆板20前端有沿其径向布置且与其垂直的平板，手捏平板能使得圆板20转动。

使用时，假设现给设备送电，分五步：

1.先将抽屉1送入柜体内，此时抽头后端的插头2与母线牢固连接，此时为“抽出位置”，即抽屉1可以自由抽出；

2.柜体中设置有与活动板6相对应的卡槽，将卡槽与活动板6上下对应之后，拧动第一转轴4，第一转轴4转动带动第一凸轮5转动，第一凸轮5使得活动板6向远离第一转轴4一侧移动，活动板6伸出壳体3并卡在柜体的卡槽上，此时处于“隔离位置”，即一次、二次回路与主回路断开，抽屉1与柜体联锁，抽屉1是不可抽出的，一次回路、二次回路均与主电源断开，且第三转轴14不可操作；

3.在“隔离位置”时，卡销17在压簧的作用下脱离卡孔，向后推动第二转轴7，第二转轴7经第二凸轮9使得第一顶杆8上的动触头22插入隔板上对应的静触头23内，二次回路与主回路接通，逆时针旋转第二转轴7使得凸起块21与抽屉1前侧板上的缺口错位，放开第二转轴7，此时处于“试验位置”，即一次回路与主回路断开，二次回路与主回路连接，此位置可进行二次回路试验，在该状态下，继续拧动第二转轴7，第二转轴7转动带动第二凸轮9继续转动，第二凸轮9使得横杆11向右移动并且按压按钮，此时二次回路与主电源接通，可以检查二次回路是否正常；

4.在“试验位置”，继续转动第二转轴7，第二转轴7带动第二凸轮9继续转动，第二凸轮9上的楔形块13使得第二顶杆向后移动使得一次回路与主回路接通，使得一次回路与主回路接通，第二转轴7转动带动齿轮19转动，齿轮19转动带动齿条18向右移动，齿条18经竖板带动销钉向右脱离销孔，在此过程中，二次回路保持与主回路接通，二次回路与主电源保持接通，一次回路与主回路保持接通，此为“分闸位置”，即一次、二次回路均与主回路连接，但抽屉1内断路器开关24上控制一次回路的按钮处于断路状态；

5.最后，拧动第三转轴14转动，第三转轴14经第三凸轮15带动拉板16向右移动，拉板16左端的长条状凸起接触到前侧的按钮，在“分闸位置”基础上，此时主电源与一次回路接通，开始正常送电，此为“合闸位置”，即一次、二次回路均与主回路连接，且通过手柄旋转使抽屉1内断路器处于合闸位置。

若是需要清灰、维修，需要断电，将上述五个步骤从后往前倒序进行操作即可。

本发明的突出优点及显著进步：

1.本发明相对于传统的机械联动锁，考虑的更加全面，将断路器开关24也与联动锁本身关联起来，形成一个逻辑，利用多个部件之间相互限位的关系，使得操作者只能按照上述1-2-3-4-5或者5-4-3-2-1的五个步骤进行送电或者断电，有且只有这一种方式方式依次进行，彻底避免误操作。

2.本发明中，处于试验位置、分闸位置、合闸位置时，卡销17左端顶在第二转轴7的外圆面上，限制住第一凸轮5，使得第一凸轮5不能转动，进而实现了活动板6一直卡在柜体上，使得抽屉1不能自由抽出，避免元器件损坏，避免事故发生。

3.本发明中当一次回路与主电源接通时，销钉与销孔错位使得销钉顶着第三转轴14的外圆面，齿条18及齿轮19不能恢复原状，保证了在主电源与一次回路接通的情况下，一次回路上的动触头22与相应的静触头23不能分离，避免动触头22与静触头23之间产生电弧，也避免触头的损伤，保护元器件，保证人员安全。

4.传统的断路器开关24只有一个，所以在试验位置也会使得一次回路的动触头22上带电，此时若是动触头22与静触头23之间的电压变大时，极有可能出现电弧，极其危险。而本发明中，将传统的断路器开关24一分为二，分别控制一次回路与二次回路，分工更加合理，无论是一次回路还是二次回路，都是先与主回路接通，然后再打开断路器开关24进行送电，避免电弧出现，保护设备及操作人员人身安全。

Claims (8)

1.一种GCS型低压抽出式开关柜，包括开关柜柜体，柜体内有多个抽屉（1），抽屉（1）后侧有与柜体上连接的插头（2），其特征在于，所述的抽屉（1）前侧板内侧固定有矩形的壳体（3），壳体（3）内有沿前后方向布置的第一转轴（4），第一转轴（4）前端贯穿抽屉（1）前侧板且置于抽屉（1）前方，第一转轴（4）上有椭圆状的第一凸轮（5），壳体（3）的上下侧板上均贯穿有一个竖直状且能上下移动的活动板（6），活动板（6）一端保持与第一凸轮（5）接触，第一凸轮（5）转动能使得活动板（6）伸出抽屉（1）并卡住柜体；壳体（3）左侧有与第一转轴（4）平行的第二转轴（7），当活动板（6）伸出抽屉（1）时第二转轴（7）能前后移动，第二转轴（7）后侧有能前后移动的第一顶杆（8），第二转轴（7）前后移动能使第一顶杆（8）前后移动，第一顶杆（8）前后移动控制二次回路与主回路的断开与闭合；第二转轴（7）后端固定有第二凸轮（9），壳体（3）后侧固定有沿前后方向布置且竖直的纵板（10），纵板（10）上贯穿有能左右移动的横杆（11），第二凸轮（9）转动控制横杆（11）的左右移动进而控制二次回路与主电源的接通与断开；第一顶杆（8）右侧有与其平行且能前后移动的第二顶杆（12），第二凸轮（9）后端面上有与第二顶杆（12）配合的楔形块（13），第二凸轮（9）经楔形块（13）使得第二顶杆（12）的前后移动进而控制一次回路与主回路的断开或者闭合；第一转轴（4）右侧有与其平行的第三转轴（14），当第二顶杆（12）处于最后侧且一次回路与主电源接通时第三转轴（14）才能转动，第三转轴（14）后端贯穿壳体（3）后侧板，第一转轴（4）后端有第三凸轮（15），第三凸轮（15）上有能左右移动的拉板（16），第三凸轮（15）转动控制拉板（16）的左右移动进而控制一次回路与主电源接通与断开；

所述的壳体（3）左侧板上贯穿有能左右移动的卡销（17），卡销（17）右端与第一凸轮（5）接触，卡销（17）右端有环形凸起，环形凸起与壳体（3）左侧板之间连接有压簧，第二转轴（7）上有与卡销（17）对应的卡孔，卡销（17）置于卡孔内，第一凸轮（5）转动使活动板（6）卡住柜体时，此时卡销（17）处于第一凸轮（5）的近休止角，卡销（17）在压簧的作用下与卡孔脱离，此时第二转轴（7）能向后移动。

2.根据权利要求1所述的一种GCS型低压抽出式开关柜，其特征在于，所述的壳体（3）内下侧有水平且能左右移动的齿条（18），第二转轴（7）前端有齿轮（19），齿条（18）左端贯穿壳体（3）侧板且与齿轮（19）啮合，齿条（18）右端上侧有竖直的竖板，竖板处于第三转轴（14）的右侧，第三转轴（14）上有沿第三转轴（14）径向开设的销孔，竖板上有水平的销钉，销钉置于销孔内，齿轮（19）转动经齿条（18）带动竖板向右移动使得销钉与销孔脱离，此时第三转轴（14）能转动。

3.根据权利要求1所述的一种GCS型低压抽出式开关柜，其特征在于，所述的第二转轴（7）向后移动经第二凸轮（9）顶压第一顶杆（8）向后移动，第二转轴（7）前端有圆板（20），圆板（20）与抽屉（1）前侧板之间连接有压簧，齿轮（19）前端面上有凸起块（21），抽屉（1）前侧板上有缺口，凸起块（21）置于缺口内，当凸起块（21）与缺口脱离时，第一顶杆（8）向后移动并使得二次回路与主回路接通。

4.根据权利要求1所述的一种GCS型低压抽出式开关柜，其特征在于，所述的纵板（10）后端左侧有立板，立板与纵板（10）构成L状结构，第一顶杆（8）及第二顶杆（12）均贯穿立板，第一顶杆（8）与第二顶杆（12）前端均有环形凸起，环形凸起与立板之间连接有压簧，第一顶杆（8）的前端与第二凸轮（9）之间的距离大于第二顶杆（12）前端与第二凸轮（9）之间的距离；第一顶杆（8）后端与第二顶杆（12）后端上均固定有动触头（22），抽屉（1）内有沿左右方向布置且抽屉（1）前侧板平行的隔板，隔板将抽屉（1）分为前后两部分，隔板上固定有与动触头（22）一一对应的静触头（23）。

5.根据权利要求1所述的一种GCS型低压抽出式开关柜，其特征在于，所述的横杆（11）左端固定有沿前后方向固定的纵杆，纵杆与纵板（10）之间连接有压簧，纵杆在压簧的作用下与第二凸轮（9）保持接触，纵杆的长度大于第二转轴（7）前后移动的位移。

6.根据权利要求1所述的一种GCS型低压抽出式开关柜，其特征在于，所述的壳体（3）后侧有断路器开关（24），断路器开关（24）上有两个沿前后方向布置的按钮，其中处于后侧按钮控制二次回路与主电源的接通与断开，横杆（11）向右移动按压后侧的按钮使得二次回路与主电源接通；所述的断路器开关（24）与第三凸轮（15）之间有间隔，拉板（16）左端后侧有长条状凸起，拉板（16）左端与纵板（10）之间连接有拉簧，拉板（16）右端前侧有长条状凸起，拉板（16）右端的长条状凸起处于第三凸轮（15）右侧，第三凸轮（15）转动带动拉板（16）向右移动使得拉板（16）左端的长条状凸起按压按钮，一次回路与主电源接通。

7.根据权利要求1所述的一种GCS型低压抽出式开关柜，其特征在于，所述的活动板（6）靠近凸轮的一端上有环形凸起，环形凸起与壳体（3）侧板之间连接有压簧。

8.根据权利要求1所述的一种GCS型低压抽出式开关柜，其特征在于，所述的第三转轴（14）上有第四凸轮（25），当活动板（6）卡住柜体时，第三转轴（14）转动能使得第四凸轮（25）最远端顶住第一凸轮（5）外缘面，使得第一凸轮（5）不能转动。

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