CN110890711A - 移开式三位置操作功能单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及移开式三位置操作功能单元，主电路本体换向插头为位于插头安装平面的正面的插头部分和位于插头安装平面的背面的接线端换向部分，将接线端换向至插头部分的插头端的一侧。主电路插头的相间中心与断路器的对应相的相间中心对应设置。另外提供一种移开式操作结构，包括由双柱转轴组件构成上、下操作口，插入上、下操作口的操作工具运用杠杆原理操作功能单元可移总成。本发明的有益效果是：省材、省工、工艺化程度大大提高并实现插头与断路器连接相间中心绝缘电压1000V的高标准技术目标，实用性极高，对行业应用中的经济价值极为可观。操作机构进行连接退出的操作方式快速，结构设计理念新型。

Description

移开式三位置操作功能单元

技术领域

本发明涉及低压成套设备技术领域，特别是一种主电路本体换向插头及主电路本体换向插头连接断路器的主电路连接结构、功能单元可移总成和移开式功能单元。

背景技术

低压成套设备结构有固定式、插拔式、抽屉式三种结构型式，固定式基本应用于800A以上的大电流结构设备，插拔式结构基本应用于63A～630A分隔单元，抽屉式结构设备基本应用于32A～800A分隔单元。固定式和插拔式与垂直母线连接结构为硬连接，抽屉式采用插头与垂直母线为柔性连接。

插拔式分隔单元的断路器采用的是插拔式开关，配用辅件底座的连接插拔开关的安装操作型式，底座与垂直母线为硬连接，插拔式开关上有插头，底座由弹簧压力插座。

抽屉式结构操作需有推进机构和联锁机构，采用主电路插头与垂直母线柔性连接，由推进机构操作抽屉安装总成，具有连接、试验、分离的三位置功能，应用固定式开关。

插拔式分隔单元广泛应用于低压成套设备配电功能回路。

抽屉式广泛应用于马达控制回路，配电回路占比大于马达控回路。

低压成套设备插拔式分隔单元为主流应用设备，插拔式开关与底座配合连接的分隔单元制造工艺，底座与垂直母线硬连接结构。

低压成套设备插拔式分隔单元的底座安装于柜体后板，底座进线端与垂直母线打孔连接，底座出线连接件用支柱固定柜体，为用户提供出线连接，工艺制造成本很高。

插拔式分隔单元制造连接件工艺：母线打孔按单元模数底座连接相间尺寸打孔，母线打孔工艺工作量很大，每台柜也许母线打孔无法通用，要标号管理，出线连接件400A、630A因电流互感器尺寸，出线端悬柜体后板较远，上电缆较沉，柜体后部要有结构支架，保障出线挂电缆强度需加钣金结构。

插入式开关安装中与底座连接，依托开关4个螺丝平衡紧固与底座连接，安装工作在柜体单元室，安装工时也相对不少，尤其是柜上、柜下单元，有点费工、费劲。

插入式开关的底座结构内也是一个弹簧插头，但由于开关中心小，底座相间空间有限制，底座载流量设计会偏小，开关与底座连接状态无法散热，运行温升相对偏高。

插拔式维护困难，拔开关难，这是一个应用维护比较大的缺陷，尤其是柜底的单元更困难。

插拔式开关与底座配合连接的结构，电流互感器布置只能唯一在柜后出线端，柜后出线端布置电流互感器方式，电流互感器信号线从柜后到柜门仪表模块上连接并不合理，柜后出线端布置电流互感器占用柜后深度中，用户电缆从柜底串电缆时，也许会有结构性问题出现。

插拔式分隔单元经十多年的应用中，上述结构性不足，制造厂、用户都很清楚，本简述来自于制造厂、用户反映。

再说，插拔式分隔单元综合成本，底座辅件综合成本计算已超过抽屉式结构制造成本，但结构功能性能不如抽屉式和移开式结构技术。尤其是底座出现过热烧坏更换，就必须停电更换的应用缺陷造成用户停产损失。

再看低压抽屉式功能单元系统结构总装技术工艺性缺陷，抽屉式应用于主电路插头结构都是按照垂直母线中心一字型相间中心布置结构，与断路器连接面向不一致，必须通过过渡转接换向才能与断路器相间中心一致才能连接，工艺复杂，连接件规格多，连接件用铜量多，相间连接电气间隙不能满足1000V绝缘电压高标准，(除非加装绝缘套管)。制造厂对此结构总感到不是最佳方案。

抽屉式功能单元结构单元门与抽屉相连体，因抽屉功能单元应用进出线插头，进出线插头安装位置不在抽屉中心，推进机构只能布置于抽屉中心。出线端有主辅电路插头，进线端仅为主电路插头。所以，推进抽屉连接时，(因进线端与出线端插头压力不对等，潜在结构布置限制)，抽屉功能单元推进至连接行程瞬间，插头压力的阻力造成功能单元左右偏移的潜在技术问题必然存在。单元室门缝左侧门缝会产生大于标准IR41防护等级1.0mm(一般都会有2～2.5mm)，这一直是制造厂难以解决的结构性技术问题。(插拔式单元门安装于框架上就没有这个技术问题)。

抽屉式功能单元单元门安装于框架上的有施耐德B柜，国产GCK单元门也安装于柜体上(功能单元为开门状态操作)，但这两种抽屉式结构的缺陷没有三位置操作联锁机构，同样存在功能性缺陷，操作防护安全性可行性降低。在运行维护，抽屉都会移出单元室。

针对低压成套设备插拔式(配电功能)分隔单元的结构技术，现有应用结构状态综合缺陷，成本偏高等等的综合结构缺陷技术分析。保障设备运行故障不停电检修为主题技术目标没有完全实现。降低成本(用材)、(人工费)，简化制造工艺结构，制造部件通用性提高。目前行业应用，抽屉式应用于配电回路同样占据着很大一部分用量，但插头结构型式连接开关的用材和工艺比较繁琐。配电回路功能单元仅需主电路电源连接的应用功能，应用插头与母线柔性连接，插头接线端与开关连接件工艺，费材、零件多、连接件工艺也复杂。要解决插头结构与断路器连接的工艺，必须要从插头结构优化。插头结构关键点：(主要是插头结构接线端)。只有创新主电路插头结构接线端本体满足安装中心与断路器相间中心一致的插头模块安装换向连接结构，制造中用插头模块安装结构与断路器安装型式相对应的配合，来实现连接件工艺简化、省材、部件通用性较高的结构原理完全解决行业应用制造中的连接工艺难点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种主电路本体换向插头及主电路本体换向插头连接断路器的主电路连接结构，简化工艺和安装方式，减少连接点，缩小前后的安装空间距，另外提供一种移开式操作结构，实现一种简单、快速的操作结构型式。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种主电路本体换向插头，分为位于插头安装平面的正面的插头部分和位于插头安装平面的背面的接线端换向部分，接线端换向部分为与插头部分连接的横向延伸结构，将接线端换向至插头部分的插头端的一侧，插头部分和接线端换向部分通过绝缘外壳绝缘隔离设置，插头端和接线端露出绝缘外壳。

进一步限定，该主电路本体换向插头的具体结构为：包括绝缘外壳和通过绝缘外壳进行绝缘隔离的插头单元，插头单元包括主电路插头和端子排，插头端为主电路插头的前端，接线端为端子排的后端，端子排的前端与主电路插头的后端连接，端子排的前端和后端之间为横向延伸段，端子排的前端和后端分布位于横向延伸段的正反两面并且呈垂直关系，绝缘外壳包括插头部分和横向延伸部分，主电路插头安装在绝缘外壳的插头部分内，构成该主电路本体换向插头的插头部分，端子排的横向延伸段安装在绝缘外壳的横向延伸部分并且端子排的后端从绝缘外壳的横向延伸部分露出，构成接线端换向部分。

一种主电路本体换向插头连接断路器的主电路连接结构，包括断路器和主电路插头，断路器的进线侧的由上至下排布的各相通过导电连接件与对应相的主电路插头连接，进线侧的各相主电路插头由上至下分层排布，并且各相的主电路插头的插头端的水平方向的相间距与垂直母线的相间距一致，用于与垂直母线直接插接连接，全部或部分相的主电路插头为权利要求1的主电路本体换向插头。

进一步限定，主电路插头的相间中心与断路器的对应相的相间中心对应设置，使主电路插头与断路器的对应相可通过由上至下分层排布导电连接件一一对应连接。

进一步限定，断路器的进线侧有上至下排布的A相、B相和C相，其中A相和B相的主电路插头为常规结构主电路插头，C相的主电路插头为主电路本体换向插头，A相和C相的主电路插头的接线端由上至下呈一排设置；或者，A相的主电路插头为常规结构主电路插头，B相和C相的主电路插头为主电路本体换向插头，A相、B相和C相的主电路插头的接线端由上至下呈一排设置；或者，所述的断路器的进线侧有上至下排布的A相、B相、C相和N相，A相的主电路插头为常规结构主电路插头，B相、C相和N相的主电路插头为主电路本体换向插头，各相的主电路插头的接线端由上至下呈一排设置。

一种低压成套设备的功能单元可移总成，采用上述的主电路本体换向插头连接断路器的主电路连接结构，包括断路器和功能单元可移机架，断路器横向安装在功能单元可移机架上，在功能单元可移机架的后端具有竖直设置的机架后端板，主电路插头安装在机架后端板上，主电路插头的插头端插接连接垂直母线，主电路插头的接线端与断路器连接，通过水平移动功能单元可移机架连接或退出主电路插头与主电路之间的插接连接关系。

进一步限定，功能单元可移机架的前部具有操作机构的上操作口，运用杠杆原理和插拔工具和单元室层板上的下操作口配合操作功能单元可移机架，上操作口的前后两侧分别作为移动功能单元可移机架时的杠杆受力点a。

进一步限定，上操作口由双柱转轴组件构成，双柱转轴组件包括两个前后布置的转轴柱，分别作为插拔工具的杠杆受力点a，两个插拔柱横向设置并通过支架固定在功能单元可移机架的机架底板上，两个插拔柱高出机架底板的上平面。

一种低压成套开关柜的移开式功能单元，包括单元室和单元室内的权利要求7所述的低压成套设备的功能单元可移总成，单元室层板上具有下操作口，在通过插拔工具插入上操作口和和下操作口时，下操作口的前后两侧分别作为移动功能单元可移机架时的杠杆受力点a。

进一步限定，上操作口由双柱转轴组件构成，双柱转轴组件包括两个前后布置的转轴柱，分别作为插拔工具的杠杆受力点a，两个插拔柱横向设置并通过支架固定在功能单元可移机架的机架底板上，两个插拔柱高出机架底板的上平面，下操作口同样由双柱转轴组件构成，下操作口的双柱转轴组件固定在单元室层板下部，下操作口的两个转轴柱低于单元室层板的下平面。

进一步限定，功能单元可移总成的前部还安装有位置联锁机构，单元室层板的前部具有与位置联锁机构配合应用的位置定位件，该位置联锁机构包括解锁角板、弹簧和联锁板，解锁角板可转动设置，解锁角板的一端为解锁端，另一端为定位端，定位端上具有定位轴，位置定位件的一侧具有由前至后排布的用于两位置定位或三位置定位的定位槽，解锁角板在弹簧的作用下旋转使定位轴嵌入定位槽，实现位置定位，手拨解锁角板的解锁端使解锁角板反向旋转将定位轴脱离定位槽，实现位置解锁，联锁板与解锁角板连接，在解锁角板旋转至位置定位状态时，解锁角板驱动联锁板遮挡上操作口，闭锁操作机构，在解锁角板旋转至位置解锁状态时，解锁角板驱动联锁板让出上操作口，解锁操作机构。

进一步限定，联锁板铰接在解锁角板的定位端上，解锁角板驱动联锁板通过横移动作遮挡或让出上操作口，解锁角板的解锁端上具有挂锁配合件孔，在功能单元可移总成的前部还具有挂锁支架，挂锁支架上具有挂锁配合件孔，挂锁支架位于解锁角板的解锁端的外侧，用于在解锁角板旋转至位置定位状态时通过挂锁的方式锁定解锁角板，在功能单元可移总成的前部还具有合闸联锁孔，联锁板也具有合闸联锁孔，在解锁角板复位至位置定位状态，功能单元可移总成的合闸联锁孔与联锁板的合闸联锁孔对应，在解锁角板旋转至位置解锁状态时，功能单元可移总成的合闸联锁孔与联锁板的合闸联锁孔错开。

本发明的有益效果是：省材、省工、工艺化程度大大提高并实现插头与断路器连接相间中心绝缘电压1000V的高标准技术目标，实用性极高，对行业应用中的经济价值极为可观。

可广泛应用于低压配电系统和马达保护控制系统，主电路本体换向插头连接断路器的主电路连接结构是一种实用性极高的创新理念，开门式功能单元的位置联锁机构对用户检修提供极大的方便。

操作机构进行连接退出的操作方式快速，结构设计理念新型。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明；

图1是本发明的L1插头模块的结构示意图；

图2是本发明的L2插头模块的结构示意图；

图3是本发明的L3插头模块的结构示意图；

图4是本发明的L4插头模块的结构示意图；

图5是本发明的第一种主电路插头的安装布置结构示意图；

图6是本发明的第二种主电路插头的安装布置结构示意图；

图7是本发明的第三种主电路插头的安装布置结构示意图；

图8是现有抽屉式功能单元的主电路插头连接断路器的结构示意图；

图9是图5的主电路插头与断路器进行连接的结构示意图；

图10是图6的主电路插头与断路器进行连接的结构示意图；

图11是在图9中加装电流互感器和绝缘隔离件的结构示意图；

图12是分离位置时位置联锁机构的正面结构示意图；

图13是分离位置时位置联锁机构的反面结构示意图；

图14是试验位置时位置联锁机构的正面结构示意图；

图15是试验位置时位置联锁机构的反面结构示意图；

图16是连接位置时位置联锁机构的正面结构示意图；

图17是连接位置时位置联锁机构的反面结构示意图；

图18是位置联锁机构在功能单元可移机架上的安装结构示意图；

图19是操作机构的下操作口与位置定位件的装配示意图；

图20是移开式功能单元的分离位置时的状态图；

图21是移开式功能单元的试验位置时的状态图；

图22是移开式功能单元的连接位置时的状态图；

图23是移开式功能单元插入插拔工具由试验位置移入连接位置的起始状态图；

图24是图23的A-A剖面图；

图25是操作插拔工具推进到连接位置的状态图；

图26是插入插拔工具由连接位置退出的起始状态图；

图27是操作插拔工具退出到试验位置的状态图；

图28是在分离位置时解锁角板加挂锁锁定的示意图；

图29是在试验位置时解锁角板加挂锁锁定的示意图；

图30是开关合闸状态示意图；

图31是开关分闸并挂挂锁的状态示意图；

图32是功能单元可移总成底部的限位导向部件的安装示意图；

图33是单元室功能部件总装连接状态后视图；

图34是柜体总装盘面图。

图中，1.绝缘外壳，2.插头端，3.接线端，4-1.L1插头模块，4-2.L2插头模块，4-3.L3插头模块,4-4.L4插头模块，5.断路器，6.导电连接件，7.电流互感器，8.机架后端板，9.单元室层板，10.双柱转轴组件，10-1.转轴柱，11.机架底板，12.插拔工具，12-1.手柄端，12-2.插入端，13.解锁角板，14.弹簧，15.联锁板，16.基板，17.合闸联锁孔导向件，18.合闸联锁孔，19.角板轴，20.定位轴，21.位置定位件，22.挂锁配合件孔，23.挂锁支架，24.绝缘隔离件，25.翻排，26.进线侧隔离板，27.滚轮，28.限位导向轨，29.勾板，30.垫块，31.操作行程限位槽块，32.垂直母线，33.出线静插座，34.功能单元可移总成，35.合闸联锁杆，36.挂锁，37.导向条，38.开关分合手柄，39.行程开关。

具体实施方式

目前行业中抽屉式功能单元的现状为应用主电路插头与垂直母线32为柔性连接，断路器为固定式断路器，断路器5的进线侧与主电路插头的接线端3连接形成主电路电源接通，断路器5的出线侧与主电路插头的接线端3连接，并且加装电流互感器7，出线侧的主电路插头与出线静插座33连接。目前市场所见，应用于抽屉式的主电路插头排列方式基本为A、B、C三相一字型排列，主电路插头的接线端3与横装式断路器的接线端面不一致。所以，连接工艺都要采用翻排25才能与断路器5连接，费铜，导电连接件6规格1对1的工艺结构制造，如果采用导线连接成本更高。出线侧装电流互感器7的连接件工艺，相对比进线侧的导电连接件6工艺更复杂些，占用单元前后深度也大，总装后导电连接件6相间电气间隙只能满足绝缘电压690V，要用热型套管隔离处理方可达到绝缘电压1000V，费工、增成本。参见图8的连接状态。

本方案创新了一种主电路本体换向插头及通过该主电路本体换向插头连接断路器的主电路连接结构，简化工艺和安装方式，减少连接点，通过该主电路本体换向插头连接断路器能缩小前后的安装空间距，安装型式满足插头与垂直母线32接插，就能解决背景技术中的综合性问题和缺陷，降低成本，零件通用性提高，方便制造安装，方便应用快速维护。同时创新一种移开式操作结构，实现一种简单、快速的操作结构型式，保障插头连接可靠，操作位移极小的功能单元结构，安装连接工艺简化，提升降低成本及综合技术要求目标实现。

该主电路本体换向插头，分为位于插头安装平面的正面的插头部分和位于插头安装平面的背面的接线端换向部分，接线端换向部分为与插头部分连接的横向延伸结构，将接线端3换向至插头部分的插头端2的一侧，插头部分和接线端换向部分通过绝缘外壳1绝缘隔离设置，插头端2和接线端3露出绝缘外壳1。

主电路本体换向插头的具体结构为：包括绝缘外壳1和通过绝缘外壳1进行绝缘隔离的插头单元，插头单元包括主电路插头和端子排，插头端2为主电路插头的前端，接线端3为端子排的后端，端子排的前端与主电路插头的后端连接，端子排的前端和后端之间为横向延伸段，端子排的前端和后端分布位于横向延伸段的正反两面并且呈垂直关系，绝缘外壳1包括插头部分和横向延伸部分，主电路插头安装在绝缘外壳1的插头部分内，构成该主电路本体换向插头的插头部分，端子排的横向延伸段安装在绝缘外壳1的横向延伸部分并且端子排的后端从绝缘外壳1的横向延伸部分露出，构成接线端换向部分。

该主电路本体换向插头连接断路器的主电路连接结构，包括断路器5和主电路插头，断路器5的进线侧的由上至下排布的各相通过导电连接件6与对应相的主电路插头连接，进线侧的各相主电路插头由上至下分层排布，并且各相的主电路插头的插头端2的水平方向的相间距与垂直母线32的相间距一致，用于与垂直母线32直接插接连接，全部或部分相的主电路插头为权利要求1的主电路本体换向插头。

主电路插头的相间中心与断路器5的对应相的相间中心对应设置，使主电路插头与断路器5的对应相可通过由上至下分层排布导电连接件6一一对应连接。

在主电路本体换向插头连接断路器的主电路连接结构的具体实施过程中，设计制造选用插头模块拼装，通过满足各种型号断路器相间中心对应一致连接原理，既能缩短导电连接件6材料长度，又能实现导电连接件6工艺简化，又能实现相间中心连接绝缘电压隔离等级提高，最大技术目标减少50％连接零件、省铜35％、降低成本等技术目标。

图1、2、3和4所示，插头模块有L1、L2、L3、L4四种插头模块，L1插头模块4-1为常规结构主电路插头，L2、L3、L4插头模块4-2、4-3、4-4为主电路本体换向插头，L2、L3、L4插头模块区别仅在于接线端换向部分由短至长变化。

L1插头模块4-1应用于进线侧的A相、B相较合理，C相、N相应用L3、L4插头模块4-3、4-4，出线侧基本选择L1插头模块4-1，也可选择L2插头模块4-2。

如图5所示，本发明选用最多的具体应用，进线侧的A、B相选用L1插头模块4-1，C相选用L3插头模块4-3，A相与C相的主电路插头的接线端3由上至下呈一排设置，B相的主电路插头的接线端3与A、B相的主电路插头的接线端3之间错位，出线侧全部选用L1插头模块4-1拼装。进线侧的主电路插头与垂直母线32连接，出线侧的主电路插头与出线静插座33连接。图9为图5的主电路插头与断路器进行连接的结构示意图。图11为在图9中加装电流互感器7和绝缘隔离件24的结构示意图。

如图6所示，本发明的另一个具体应用，进线侧的A相选用L1插头模块4-1，B相和C相选用L2、L3插头模块4-2、4-3，A相、B相和C相的主电路插头的接线端3由上至下呈一排设置。图10为图6的主电路插头与断路器进行连接的结构示意图。

如图7所示，本发明的另一个具体应用，进线侧有上至下排布的A相、B相、C相和N相，A相、B相、C相和N相分别选用L1、L2、L3、L4插头模块4-1、4-2、4-3、4-4，各相的主电路插头的接线端3由上至下呈一排设置，各相的导电连接件6的相间间隙会小于绝缘电压1000V标准要求，导电连接件6之间设置绝缘隔离件24即可达到绝缘电压1000V。

具体实施过程中的四种插头模块在应用中必须选择L3插头模块4-3紧贴机架后端板8安装就能缩短导电连接件615mm，进、出线侧的6个主电路插头全部可缩短15mm，省铜，与市场现有的一字型排列的主电路插头对比，主电路插头的相间中心与断路器5的对应相的相间中心对应设置的设计，主电路本体换向插头的设计，3极进出线省略6个连接件用铜量，应用6个零件再缩短15mm1个，导电连接件6用铜量总共省略35％左右。图5为行业现状主电路插头与断路器连接结构，需用12个导电连接件6，费材。

在应用中，图5的选用插头模块进行主电路插头安装布置结构实用性最高，图6、图7的安装布置结构在应用中不可排除。

低压成套设备功能单元结构柜宽标准型为600mm，功能单元安装架宽度505～510mm。侧出线结构功能单元安装架不能大于505mm宽度。功能单元应用电流630A断路器的外型体积相对较大，出线要布置电流互感器7，出线安装要有相应的空间。所以，断路器5布置于功能单元偏左位置，进线垂直母线32B、C、N相都在断路器5背后，断路器5进线接线端都在垂直母线32外侧，所以，通过将主电路插头的接线端3换向转出至断路器5进线接线端外侧的主电路本体换向插头来解决，优化导电连接件6工艺结构，实现主电路插头模块化结构型式，符合制造厂在选用插头模块应用于断路器相间中心相对应一致的插头模块安装结构。设计的4种L1、L2、L3、L4插头模块4-1、4-2、4-3、4-4中，L1插头模块4-1用于A相，接线端3不需换向，安装位置设定在断路器5外侧，B相的主电路插头虽布置于断路器5背后，但接线端3与断路器5接线端距很近，C相的主电路插头的接线端3离断路器5接线端较远，如果C相应用L1插头模块4-1，导电连接件6就需要翻排25进行连接，增加连接部件，就会造成连接工艺复杂化。所以，C相应用主电路本体换向插头进行接线端3的换向并有绝缘外壳1进行绝缘就可以紧贴机架后端板8安装，形成C相的主电路本体换向插头与B相的普通主电路插头之间的相间隔离，整体上缩短了用铜长度。另外，B相的导电连接件6能与A、C相的导电连接形成错位，加大相间电气间隙。断路器5的接线端相间隔离配备绝缘隔离件24，各相的导向连接件的相间隔离可达到绝缘电压1000V的连接高标准技术目标。

插头模块安装相间中心与断路器5相间中心不一致时，插头模块的安装相间中心可调正负尺寸，另外插头模块的接线端3的导电体中心孔可调正负尺寸，保障与断路器5相间中心一致的连接结构完全实现。

本方案主电路插头的相间中心与断路器5的对应相的相间中心对应设置的设计，技术目标在于实现功能单元主电路电源连接工艺的优化，减少用铜量、加大连接隔离距、提高安全性、制造工艺简化、连接件通用化程度提高60％以上、批次生产设计工作量大大减少。

本方案的主电路本体换向插头及主电路本体换向插头连接断路器5的主电路连接结构的设计，对制造厂应用中的成本、工艺、设计工作量、系统成本下降极为可观，对低压成套行业的技术进步起到极高的经济价值效应。本方案的主电路本体换向插头连接断路器5的连接结构是本行业技术人员一代人的技术目标追求。

本方案的创新还包括操作机构与位置联锁机构功能。

一种低压成套设备的功能单元可移总成，采用上述的主电路本体换向插头连接断路器的主电路连接结构，包括断路器5和功能单元可移机架，断路器5横向安装在功能单元可移机架上，在功能单元可移机架的后端具有竖直设置的机架后端板8，主电路插头安装在机架后端板8上，主电路插头的插头端插接连接垂直母线，主电路插头的接线端与断路器5连接，通过水平移动功能单元可移机架连接或退出主电路插头与主电路之间的插接连接关系。功能单元可移机架的前部具有操作机构的上操作口，运用杠杆原理和插拔工具12和单元室层板9上的下操作口配合操作功能单元可移机架，上操作口的前后两侧分别作为移动功能单元可移机架时的杠杆受力点a。上操作口由双柱转轴组件10构成，双柱转轴组件10包括两个前后布置的转轴柱10-1，分别作为插拔工具12的杠杆受力点a，两个转轴柱10-1横向设置并通过支架固定在功能单元可移机架的机架底板11上，两个转轴柱10-1高出机架底板11的上平面。

一种低压成套开关柜的移开式功能单元，包括单元室和单元室内的上述的低压成套设备的功能单元可移总成，单元室层板9上具有下操作口，在通过插拔工具12插入上操作口和和下操作口时，下操作口的前后两侧分别作为移动功能单元可移机架时的杠杆受力点a。上操作口由双柱转轴组件10构成，双柱转轴组件10包括两个前后布置的转轴柱10-1，分别作为插拔工具12的杠杆受力点a，两个转轴柱10-1横向设置并通过支架固定在功能单元可移机架的机架底板11上，两个转轴柱10-1高出机架底板11的上平面，下操作口同样由双柱转轴组件10构成，下操作口的双柱转轴组件10固定在单元室层板9下部，下操作口的两个转轴柱10-1低于单元室层板9的下平面。

插拔工具12包括手柄端12-1和位于手柄端12-1前部的插入端12-2，手柄端12-1和插入端12-2呈L形。

如图13～18所示，功能单元可移总成的前部还安装有位置联锁机构，单元室层板9的前部具有与位置联锁机构配合应用的位置定位件21，该位置联锁机构包括解锁角板13、弹簧14和联锁板15，解锁角板13绕角板轴19可转动设置，解锁角板13的一端为解锁端，另一端为定位端，定位端上具有定位轴20，位置定位件21的一侧具有由前至后排布的用于两位置定位或三位置定位的定位槽，解锁角板13在弹簧14的作用下旋转使定位轴20嵌入定位槽，实现位置定位，手拨解锁角板13的解锁端使解锁角板13反向旋转将定位轴20脱离定位槽，实现位置解锁，联锁板15与解锁角板13连接，在解锁角板13旋转至位置定位状态时，解锁角板13驱动联锁板15遮挡上操作口，闭锁操作机构，在解锁角板13旋转至位置解锁状态时，解锁角板13驱动联锁板15让出上操作口，解锁操作机构。

联锁板15铰接在解锁角板13的定位端上，解锁角板13驱动联锁板15通过横移动作遮挡或让出上操作口，解锁角板13的解锁端上具有挂锁配合件孔22，在功能单元可移总成的前部还具有挂锁支架23，挂锁支架23上具有挂锁配合件孔22，挂锁支架23位于解锁角板13的解锁端的外侧，用于在解锁角板13旋转至位置定位状态时通过挂锁的方式锁定解锁角板13，在功能单元可移总成的前部还具有合闸联锁孔18，联锁板15也具有合闸联锁孔18，在解锁角板13复位至位置定位状态，功能单元可移总成的合闸联锁孔18与联锁板15的合闸联锁孔18对应，在解锁角板13旋转至位置解锁状态时，功能单元可移总成的合闸联锁孔18与联锁板15的合闸联锁孔18错开。在单元室层板9上也具有与单元可移总成的合闸联锁孔18配合的合闸联锁孔18，单元室层板9上的合闸联锁孔18有两个分别是连接位置合闸联锁孔和试验位置合闸联锁孔。

位置联锁机构通过基板16安装在机架底板11，在单元可移总成的合闸联锁孔18上具有合闸联锁孔导向件17，联锁板15穿过合闸联锁孔导向件17并通过该合闸联锁孔导向件17进行横移导向，当然联锁板15也可以在单元可移总成的机架底板11上设置其他导向件进行导向。

如图18所示，操作机构具体安装于功能单元可移总成34的前段中右部位，位置联锁机构布置于中左部位，位置联锁机构的联锁板15闭锁操作机构的上操作口，只有解锁位置联锁机构才能开启操作机构的上操作口，插入操作工具操作功能单元可移总成34移进与移出单元室。

如图19所示，单元室的层板前端对应布置构成下操作口的双柱转轴组件10和位置定位件21，位置定位件21有二种：第一种为试验、连接两位置定位的两位置的位置定位件，第二种为分离、试验、连接三位置定位的三位置的位置定位件。

如图20～22所示，功能单元可移总成34移动至分离位置时，主电路电源断开；功能单元可移总成34移动至试验位置时，主电路电源断开，辅助电源接通,行程开关39接通位置电源；功能单元可移总成34移动至连接位置时，主电路电源接通、辅助电源接通,行程开关39断开位置电源,也可布置行程开关39接通位置电源。在功能单元可移总成34移动至三位置定位时，操作机构的上操作口都处于锁闭状态。

操作程序：从分离位置开始，手拨解锁角板13的解锁端解锁位置联锁机构，手推功能单元可移总成34至试验位置，再手拨解锁角板13的解锁端，解锁角板13驱动联锁板15通过插拔动作让出上操作口，插入操作工具向上扳至极限，使功能单元可移总成34进入连接位置。

操作机构通过插拔工具12运用杠杆原理进行移进和退出操作时，杠杆受力点a相互转换，见图23～27。

如图23～25所示，移开式功能单元的进入三位置的操作方式：在单元门开门状态下操作功能单元可移总成34，首先用手轻推到分离位置并定位。手拨解锁角板13的解锁端并稍用力就推动至试验位置并定位，此时辅助电源连接，主电路电源断开。手拨解锁角板13的解锁端解锁上操作口，插入操作工具向上扳至极限使功能单元可移总成34进入连接位置。拔出操作工具，关上单元门，合闸断路器5。

如图26～27所示，移开式功能单元的退出三位置的操作方式：断路器5分闸，打开单元门，手拨解锁角板13的解锁端解锁上操作口，插入操作工具，向下扳至试验位置，拔出操作工具，解锁角板13和联锁板15复位，功能单元可移总成34的位置被定位，手拨解锁角板13的解锁端解锁位置定位并手拉功能单元可移总成34至分离位置或者直接把功能单元可移总成34移出单元室。

本方案防护操作功能布置如下：

图28是在分离位置时位置联锁机构的解锁角板13加挂锁36锁定。

图29是在试验位置时位置联锁机构的解锁角板13加挂锁36锁定。

图18是断路器5的进线侧加装进线侧隔离板26形成带电体隔离区，慎防操作中人体误碰进线连接状态导电体或维修中非专业人员进入发生人身伤害事故。

图30是本移开式功能单元具有开关合闸联锁功能。开关合闸状态时，合闸联锁杆35穿过合闸联锁孔导向件17、合闸联锁孔18，功能单元可移总成34被合闸联锁杆35阻挡，无法进入单元室，防止误操作。

图31是开关分闸状态，开关分合手柄38可挂挂锁36，无法合闸开关。

图19和32是功能单元可移总成34与单元室操作限位结构布置。功能单元可移总成34布置滚轮27、限位导向轨28、勾板29、垫块30、导向条37。单元室布置与功能单元可移总成34对应的限位导向轨28、勾板29、与导向条37配合的操作行程限位槽块31。相互的配合作用：控制功能单元大电流操作位移附合应用操作标准要求，确保插头连接深度进线与出线插头±1.0mm的高要求可靠性技术目标。

图33是单元室进线母线、出线布置。

图34整柜图样。

本方案省材、省工、工艺化程度大大提高并实现插头与断路器5连接相间中心绝缘电压1000V的高标准技术目标，实用性极高，对行业应用中的经济价值极为可观。

本方案可广泛应用于低压配电系统和马达保护控制系统，主电路本体换向插头连接断路器的主电路连接结构是一种实用性极高的创新理念，开门式功能单元的位置联锁机构对用户检修提供极大的方便。

操作机构进行连接退出的操作方式快速，结构设计理念新型。

操作安全性带电体隔离区结构理念安全保障操作人体安全性。

具体实施过程中的四种插头模块具有电源等级：125A、250A、400A、630A，满足3极、4极安装应用功能。操作机构操作力，满足功能单元，应用插头模块2000N正常。

插头模块绝缘电压1000V，额定工作电压690V。

插头模块安装连接结构相间绝缘电压1000V。

本方案移开式三位置操作功能单元系统技术可广泛应用于低压成套设备(配电及控制回路)、分隔式功能单元，1台设备可设9个单元，也可满足9个单元，18个回路。

Claims (12)

1.一种主电路本体换向插头，其特征是：分为位于插头安装平面的正面的插头部分和位于插头安装平面的背面的接线端换向部分，接线端换向部分为与插头部分连接的横向延伸结构，将接线端换向至插头部分的插头端的一侧，插头部分和接线端换向部分通过绝缘外壳绝缘隔离设置，插头端和接线端露出绝缘外壳。

2.根据权利要求1所述的主电路本体换向插头，其特征是：包括绝缘外壳和通过绝缘外壳进行绝缘隔离的插头单元，插头单元包括主电路插头和端子排，

插头端为主电路插头的前端，接线端为端子排的后端，端子排的前端与主电路插头的后端连接，端子排的前端和后端之间为横向延伸段，端子排的前端和后端分布位于横向延伸段的正反两面并且呈垂直关系，

绝缘外壳包括插头部分和横向延伸部分，主电路插头安装在绝缘外壳的插头部分内，构成该主电路本体换向插头的插头部分，

端子排的横向延伸段安装在绝缘外壳的横向延伸部分并且端子排的后端从绝缘外壳的横向延伸部分露出，构成接线端换向部分。

3.一种主电路本体换向插头连接断路器的主电路连接结构，包括断路器和主电路插头，断路器的进线侧的由上至下排布的各相通过导电连接件与对应相的主电路插头连接，其特征是：所述的进线侧的各相主电路插头由上至下分层排布，并且各相的主电路插头的插头端的水平方向的相间距与垂直母线的相间距一致，用于与垂直母线直接插接连接，

全部或部分相的主电路插头为权利要求1的主电路本体换向插头。

4.根据权利要求3所述的主电路本体换向插头连接断路器的主电路连接结构，其特征是：所述的主电路插头的相间中心与断路器的对应相的相间中心对应设置，使主电路插头与断路器的对应相可通过由上至下分层排布导电连接件一一对应连接。

5.根据权利要求3所述的主电路本体换向插头连接断路器的主电路连接结构，其特征是：所述的断路器的进线侧有上至下排布的A相、B相和C相，其中A相和B相的主电路插头为常规结构主电路插头，C相的主电路插头为主电路本体换向插头，A相和C相的主电路插头的接线端由上至下呈一排设置；或者，A相的主电路插头为常规结构主电路插头，B相和C相的主电路插头为主电路本体换向插头，A相、B相和C相的主电路插头的接线端由上至下呈一排设置；

或者，所述的断路器的进线侧有上至下排布的A相、B相、C相和N相，A相的主电路插头为常规结构主电路插头，B相、C相和N相的主电路插头为主电路本体换向插头，各相的主电路插头的接线端由上至下呈一排设置。

6.一种低压成套设备的功能单元可移总成，其特征是：采用权利要求3或4的主电路本体换向插头连接断路器的主电路连接结构，包括断路器和功能单元可移机架，断路器横向安装在功能单元可移机架上，

在功能单元可移机架的后端具有竖直设置的机架后端板，主电路插头安装在机架后端板上，主电路插头的插头端插接连接垂直母线，主电路插头的接线端与断路器连接，

通过水平移动功能单元可移机架连接或退出主电路插头与主电路之间的插接连接关系。

7.根据权利要求6所述的低压成套设备的功能单元可移总成，其特征是：所述的功能单元可移机架的前部具有操作机构的上操作口，运用杠杆原理和插拔工具和单元室层板上的下操作口配合操作功能单元可移机架，上操作口的前后两侧分别作为移动功能单元可移机架时的杠杆受力点a。

8.根据权利要求7所述的低压成套设备的功能单元可移总成，其特征是：所述的上操作口由双柱转轴组件构成，双柱转轴组件包括两个前后布置的转轴柱，分别作为插拔工具的杠杆受力点a，两个插拔柱横向设置并通过支架固定在功能单元可移机架的机架底板上，两个插拔柱高出机架底板的上平面。

9.一种低压成套开关柜的移开式功能单元，其特征是：包括单元室和单元室内的权利要求7所述的低压成套设备的功能单元可移总成，单元室层板上具有下操作口，在通过插拔工具插入上操作口和和下操作口时，下操作口的前后两侧分别作为移动功能单元可移机架时的杠杆受力点a。

10.根据权利要求9所述的低压成套开关柜的移开式功能单元，其特征是：所述的上操作口由双柱转轴组件构成，双柱转轴组件包括两个前后布置的转轴柱，分别作为插拔工具的杠杆受力点a，两个插拔柱横向设置并通过支架固定在功能单元可移机架的机架底板上，两个插拔柱高出机架底板的上平面，

所述的下操作口同样由双柱转轴组件构成，下操作口的双柱转轴组件固定在单元室层板下部，下操作口的两个转轴柱低于单元室层板的下平面。

11.根据权利要求9所述的低压成套开关柜的移开式功能单元，其特征是：所述的功能单元可移总成的前部还安装有位置联锁机构，单元室层板的前部具有与位置联锁机构配合应用的位置定位件，

该位置联锁机构包括解锁角板、弹簧和联锁板，解锁角板可转动设置，解锁角板的一端为解锁端，另一端为定位端，定位端上具有定位轴，位置定位件的一侧具有由前至后排布的用于两位置定位或三位置定位的定位槽，解锁角板在弹簧的作用下旋转使定位轴嵌入定位槽，实现位置定位，手拨解锁角板的解锁端使解锁角板反向旋转将定位轴脱离定位槽，实现位置解锁，

联锁板与解锁角板连接，在解锁角板旋转至位置定位状态时，解锁角板驱动联锁板遮挡上操作口，闭锁操作机构，在解锁角板旋转至位置解锁状态时，解锁角板驱动联锁板让出上操作口，解锁操作机构。

12.根据权利要求11所述的低压成套开关柜的移开式功能单元，其特征是：所述的联锁板铰接在解锁角板的定位端上，解锁角板驱动联锁板通过横移动作遮挡或让出上操作口，解锁角板的解锁端上具有挂锁配合件孔，在功能单元可移总成的前部还具有挂锁支架，挂锁支架上具有挂锁配合件孔，挂锁支架位于解锁角板的解锁端的外侧，用于在解锁角板旋转至位置定位状态时通过挂锁的方式锁定解锁角板，

在功能单元可移总成的前部还具有合闸联锁孔，联锁板也具有合闸联锁孔，在解锁角板复位至位置定位状态，功能单元可移总成的合闸联锁孔与联锁板的合闸联锁孔对应，在解锁角板旋转至位置解锁状态时，功能单元可移总成的合闸联锁孔与联锁板的合闸联锁孔错开。

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