CN110931278A

CN110931278A - 用于电气开关装置的致动系统

Info

Publication number: CN110931278A
Application number: CN201910840900.XA
Authority: CN
Inventors: D.特雷佛特
Original assignee: Schneider Electric Industries SAS
Current assignee: Schneider Electric Industries SAS
Priority date: 2018-09-20
Filing date: 2019-09-06
Publication date: 2020-03-27
Also published as: FR3086455B1; FR3086455A1; ES2870546T3; EP3629351B1; EP3629351A1

Abstract

本发明涉及一种用于电气开关装置的触头致动系统(1)，该致动系统包括装备轴(5)，闭合弹簧和与装备轴(5)协作的打开弹簧，以及由装备轴(5)驱动的控制叶片(30)，以及打开致动器(10)，当打开弹簧被装备时，该打开致动器可以命令打开弹簧的释放。致动系统的特征在于它还包括选择单元(20)，其可以定位在：‑被称为激活的位置，其中它将装备叶片(30)与闭合曲柄(40)机械地联接，使得一旦闭合弹簧已经装备，装备叶片(30)就会通过闭合曲柄(40)释放闭合弹簧，‑或称为非激活的位置，其中闭合曲柄(40)与装备叶片(30)分离。

Description

用于电气开关装置的致动系统

技术领域

本发明涉及一种致动系统，该致动系统用于在称为打开的状态和称为闭合的状态之间切换电气开关装置，在打开状态中开关装置的主触头打开，在闭合状态中开关装置的主触头闭合。在本文件中，术语电气开关装置非特别地指各种类型的电气装置，例如开关，断路器，接触器，熔断器，自动开关。

本发明更具体地用于高压装置。在本文件中，术语“高压”涵盖中压和高压的范围，即在超过1000V的电源电压下操作的装置。本发明还涉及包括这种致动系统的电气开关装置。

背景技术

文献EP2204828A1描述了例如电气开关装置，其包括双闩锁装备机构，其中两个螺旋弹簧安装在同一个装备轴(arming shaft)上。这种闩锁的装备机构使得能够在弹簧中积聚足够的能量，一旦机构已经被装备上，就能够驱动装备轴以执行闭合开关装置的触头的操作，即穿过打开状态到闭合状态，然后如果需要则执行重新打开开关装置的触头的操作，即从闭合状态返回到打开状态。

作为另一个例子，文献WO2010015597还公开了一种用于高压或中压开关设备单元的驱动器，其包括双闩锁机构。

存在被称为单闩锁的机构以及被称为双闩锁的机构。在单闩锁机构中，机构被装备(也就是说能量在两个弹簧中累积)然后，一旦装备，该机构使开关装置通过释放两个弹簧中的一个(称为闭合弹簧(closing spring)，即通过释放存储在闭合弹簧中的能量)直接从打开状态切换到闭合状态。然后必须作用在致动器(闩锁)上，以便通过释放另一个弹簧(称为打开弹簧(opening spring)，即通过释放由打开弹簧存储的能量)使开关装置切换回打开状态。

在双闩锁机构中，一旦机构被装备，就必须作用在第一致动器上，以便通过释放存储在闭合弹簧中的能量，使开关装置从打开状态切换到闭合状态。接下来，必须作用在第二致动器上，以便通过释放闭合弹簧中的能量，使开关装置切换回打开状态。

根据使用开关装置的应用，这两种类型的机构各自具有优点。单闩锁机构具有更简单的优点。然而，双闩锁机构例如在被称为正常/备用应用的应用中优选地使用，其中两个开关的组合用于在两个电源之间切换。然后，双闩锁机构使得可以在主供电源和辅助备用电源(例如发电机组)之间切换供电网络，然后能够切换回主电源，反之亦然。

然而，电气开关装置通常以具有单个闩锁机构或双闩锁机构的机构出售，并且难以容易地从一个到另一个。具体地，因为涉及改变各种机械部件，所以在制造过程期间需要在装置类型之间进行区分，这意味着客户因此必须在下订单时对装置进行选择。现在，可能需要提供一种经济且易于实施的解决方案，以便同一个电气开关装置可以在两种模式中使用，即可以容易地从“单闩锁”操作转换为“双闩锁”操作，反之亦然。装置类型的选择需要能够例如在开关装置离开工厂时定制开关装置的最后阶段期间进行，或甚至在安装者/分配者的房屋内，甚至在客户端基座内进行。这还具有减少需要存储的开关装置的数量的优点，因为可以使用单闩锁机构或双闩锁机构容易地配置同一装置。

发明内容

该目的通过一种用于电气开关装置的触头致动系统实现，该致动系统包括装备轴、与装备轴协作的闭合弹簧和打开弹簧、由装备轴驱动的控制叶片以及打开致动器，当打开弹簧被装备时，该打开致动器可以命令打开弹簧的释放。根据本发明，致动系统还包括选择单元，选择单元能够定位在被称为激活的位置或被称为非激活的位置，在激活位置中它将装备叶片与致动系统的闭合曲柄机械地联接，使得一旦闭合弹簧已经装备，装备叶片就会通过闭合曲柄释放闭合弹簧，在非激活位置中闭合曲柄与装备叶片分离。

根据一个特征，当选择单元处于非激活位置时，致动系统还包括闭合致动器，当闭合弹簧被装备时，闭合致动器使得可以命令闭合弹簧的释放。

根据另一特征，控制叶片包括第一槽，闭合曲柄包括第三槽，选择单元是包括环的弹簧杆，在激活位置中，环插入第一槽和第三槽中。

根据另一特征，控制叶片还包括第二槽，在非激活位置中，环插入第二槽中。

根据另一特征，选择单元在一端包括手柄，该手柄允许选择单元手动地定位在激活位置或非激活位置。

根据另一特征，控制叶片还包括指示致动系统未被装备的第一视觉指示器和指示致动系统被装备的第二视觉指示器。

根据另一特征，闭合弹簧和打开弹簧围绕装备轴以相同方向螺旋缠绕。

根据另一特征，打开致动器包括手动控制按钮、机械撞针或电磁铁，闭合致动器包括手动控制按钮或电磁铁。

本发明还涉及一种高压电气开关装置，包括移动触头和这样的致动系统，用于将电气开关装置的主移动触头在打开状态和闭合状态之间致动。

附图说明

其它特征将参考附图的以下描述中而更清楚，在附图中：

-图1示出了根据本发明的双闩锁配置的致动系统的简化概述，

-图2描绘了从前方观察的处于非装备位置的单闩锁配置的致动系统的局部视图，

-图3示出了从后方观察的处于非装备位置的与图2相同的配置，

-图4示出了从前方观察的处于装备位置的与图2相同的配置，准备切换到闭合状态中，

-图5描绘了从前方观察的处于非装备位置的双闩锁配置的致动系统的局部视图，

-图6示出了从后方观察的处于非装备位置的与图5相同的配置，

-图7示出了从前方观察的处于装备位置的与图5相同的配置。

具体实施方式

图1的闩锁致动系统旨在起动使闭合和打开电气开关装置的电触头的运动。致动系统1建立在两个板之间，使得其随后可以安装在开关装置中。图1仅示出了第一板2，为了清楚起见，图中没有第二板。两个板通过几个柱彼此分开，其中一个柱4在图中示出。致动系统包括可绕轴线X旋转移动的装备轴5，以及与装备轴5配合的闭合弹簧和打开弹簧(图中不可见)。

以已知的方式，在闭合弹簧或打开弹簧的释放的作用下，装备轴5的旋转允许开关装置的主触头朝向开关装置的打开状态(主触头不接触)或朝向闭合状态(主触头接触)驱动。

优选地，闭合弹簧和打开弹簧是螺旋弹簧，其沿相同方向缠绕在装备轴5上，使得它们都可以在装备轴5沿一个方向的相同旋转运动期间被装备。以已知的方式，这种允许在弹簧上建立足够能量的弹簧装备运动可以手动执行，例如使用曲柄，或者电动地，例如使用齿轮传动马达单元。一旦完成闭合和打开弹簧的装备运动，致动系统就处于被称为装备的位置。

使用螺旋弹簧的解决方案允许更小的体积和致动系统的简化，因为在同一方向上的相同的装备运动允许两个弹簧被装备。然而，它们可以由线性压缩弹簧代替，例如使用由装备轴驱动的连杆进行压缩来装备，连杆同样能够在弹簧释放时驱动装备轴。

图2和3示出了处于单闩锁配置和非装备位置的致动系统的一个实施例。致动系统包括打开致动器10，枢轴6，以及能够绕枢轴6枢转的起动杆7和设定杆8。枢轴6平行于装备轴5。致动系统还包括机械单元，图中未详细说明，因为它们是常见的(例如轮子，杆，滚子等)，这特别导致起动杆7正好在装备轴5的装备运动结束时绕枢轴6枢转。起动杆7的一端联接到控制叶片30，控制叶片30能够围绕控制主轴9移动，同样平行于装备轴5，使得当起动杆7枢转时，控制叶片30也绕控制主轴9枢转。

根据本发明，致动系统还包括选择单元20，其目的是在单闩锁配置和双闩锁配置之间进行选择。在所示的实施例中，该选择单元20是金属弹簧杆。弹簧杆20围绕控制主轴9缠绕一圈或多圈并且具有抵靠固定点的第一端21，例如抵靠柱4。弹簧杆20的另一端具有环22，形成一种由手柄23延伸的凸耳。

控制叶片30包括第一槽33和第二槽34，它们能够接收选择单元20的环22。当环22插入第一槽33时，选择单元20被称为处于激活位置，而当环22插入第二槽34时，选择单元20被称为处于非激活位置。选择单元20在激活位置或非激活位置的定位使用手柄23手动执行，手柄23允许环22非常容易地插入第一槽33或第二槽34中。

致动系统1还包括能够围绕控制主轴9移动的闭合曲柄40和闭合连杆42(见图3)。该闭合曲柄40具有槽，称为第三槽41。闭合连杆42在一端联接到闭合曲柄40，另一端联接到闭合致动杆16。当致动时，该闭合杆16引起闭合弹簧的释放，其释放的能量使得开关装置将打开状态切换到闭合状态。

有利地，当选择单元20处于激活位置时，环22将插入控制叶片30中的第一槽33和闭合曲柄40中的第三槽41中，这意味着控制叶片30和闭合曲柄40然后机械联接。因此，一旦闭合弹簧被装备，控制叶片30就由于连接到装备轴5的元件(例如图中未示出的辊)的作用而枢转。由于环22处于激活位置，控制叶片30然后驱动闭合曲柄40，闭合曲柄40本身通过闭合连杆42驱动闭合杆16，使得起动闭合弹簧的释放和切换弹簧到闭合状态的切换。

作为弹簧杆的替代，可以容易地实现选择单元20的其他形式的实施例。例如，选择单元20可以仅包括连接到控制叶片30的可移除金属锁扣，该可移动金属锁扣在激活位置捕获在闭合曲柄40的螺柱上并且在非激活位置从该螺栓释放。作为替代方案，也可以设想允许连接两个部件的任何类型的可变形机构，例如夹子，销，螺钉等。

闭合连杆42有利地以非常简单的方式制造，其仅具有刚性金属线，该金属线在其端部处被封闭，以便能够在一端捕获在闭合曲柄40上并且在另一端捕获在闭合杆16上。

图4示出了与图2相同的配置，但仅在致动机构准备时。当环22处于激活位置(这意味着插入第一槽33和第三槽41中)时，控制叶片30联接到闭合曲柄40。因此，在装备运动结束时，连接到装备轴5的辊将使控制叶片30枢转，从而驱动闭合曲柄40和闭合连杆42的运动。因此，后者将自动地致动闭合杆16，闭合杆16将通过位于闭合杆16和偏心轮44之间的连杆43(见图3)驱动偏心轮44的旋转。然后，该偏心轮44的旋转将释放设定杆8的一端，然后这将导致闭合弹簧的释放和电气开关装置切换到闭合状态，而不需要使用闭合致动器的任何进一步的动作。

图5和6示出了处于双闩锁配置和非装备位置的致动系统。因此，致动系统除了打开致动器10之外还包括闭合致动器15。选择单元20现在处于非激活位置，这意味着环22被插入控制叶片30中的第二槽34中并且因此不再插入到闭合曲柄40中的第三槽41中，从而分离闭合曲柄40和控制叶片30。因此，控制叶片30的运动不再驱动闭合曲柄40的运动，并且闭合连杆42不起作用。因此，闭合致动器15可以作用在闭合杆16上，例如通过压杆17(见图6)。因此，在闭合弹簧准备时的装备运动结束时，不再有任何自动命令来释放闭合弹簧。因此，必须对闭合致动器15执行动作以致动闭合杆16，该闭合杆16将通过连杆43驱动偏心轮44的旋转。因此，偏心轮44的旋转将释放设定杆8，以便将电气开关装置切换到闭合状态。

图7示出了与图5相同的配置，但仅在致动机构准备时。因为环22处于非激活位置(即插入第一槽34而不是第三槽41中)，所以可以清楚地看到控制叶片30的运动没有引起闭合曲柄40的任何运动。

借助于本发明，用于激活电气开关设备的触头的系统因此允许两种不同的配置，即其操作类似于单闩锁机构的配置和其操作类似双闩锁机构的配置。有利地，通过将选择单元20的环22定位在激活位置(单闩锁机构)或非激活位置(双闩锁机构)，可以非常容易地在这两种配置之间进行选择。

在单闩锁配置中，致动系统仅包括打开致动器10，因为闭合仅在装备结束时产生，而不需要如上所述的致动器，而在双闩锁配置中，致动系统另外包括闭合致动器15。

在这两种配置和传统方式中，当打开弹簧装备时，打开致动器10可以通过作用在打开杆11上(图6中可见)来命令释放打开弹簧，从而使电气开关装置切换到打开状态。

在图中所示的实施例中，打开致动器10以及闭合致动器15(当存在一个时)是受控制的按钮，它们并排地定位在板2的外侧上，以便容易地接近，例如，在电气开关装置的前面上，从而允许操作员进行手动控制。

除控制按钮之外的执行器也是可能的。例如，可以想到撞针保险丝类型的致动器，其中撞针在打开杆16上操作。同样，可以想到具有由发射线圈或无电压线圈致动的跳闸的电动致动器，以作用在打开杆6上或作用在闭合杆11上。还可以想到使用低能耗跳闸(MITOP型)以允许远程自动控制，这对于例如在电气故障的情况下跳闸是有益的。

此外，控制叶片30包括指示致动系统未被装备的第一视觉指示器31和指示致动系统被装备的第二视觉指示器32。这两个指示器31,32例如由控制叶片30的两个不同的扁平部分构成，每个扁平部分带有不同颜色的贴纸或涂料。一旦致动系统已经结合到电气开关装置中，这些扁平部件自身面向开关装置的窗口，从而根据致动系统是否装备(即，闭合弹簧是否装备)，第二视觉指示器32或第一视觉指示器31面向窗口。因此，这构成了向外部操作者指示致动系统是否装备的简单、可靠和经济的方式。

Claims

1.一种用于电气开关装置的触头致动系统(1)，该致动系统包括装备轴(5)、与装备轴(5)协作的闭合弹簧和打开弹簧、由装备轴(5)驱动的控制叶片(30)以及打开致动器(10)，当打开弹簧被装备时，该打开致动器命令打开弹簧的释放，所述致动系统的特征在于，它还包括选择单元(20)，选择单元(20)能够定位在：

-被称为激活的位置，其中它将装备叶片(30)与致动系统的闭合曲柄(40)机械地联接，使得一旦闭合弹簧已经装备，装备叶片(30)就会通过闭合曲柄(40)释放闭合弹簧，

-或被称为非激活的位置，其中闭合曲柄(40)与装备叶片(30)分离。

2.根据权利要求1所述的致动系统，其特征在于，当选择单元(20)处于非激活位置时，致动系统还包括闭合致动器(15)，当闭合弹簧被装备时，闭合致动器使得命令闭合弹簧的释放。

3.根据权利要求1所述的致动系统，其特征在于，控制叶片(30)包括第一槽(33)，闭合曲柄(40)包括第三槽(41)，选择单元(20)是包括环(22)的弹簧杆，在激活位置中，环(22)插入第一槽(33)和第三槽(41)中。

4.根据权利要求3所述的致动系统，其特征在于，控制叶片(30)还包括第二槽(34)，在非激活位置中，环(22)插入第二槽(34)中。

5.根据权利要求3所述的致动系统，其特征在于，选择单元(20)在一端包括手柄(23)，该手柄允许选择单元(20)手动地定位在激活的激活位置或非激活的非激活位置。

6.根据权利要求1所述的致动系统，其特征在于，控制叶片(30)还包括指示致动系统未被装备的第一视觉指示器(31)和指示致动系统被装备的第二视觉指示器(32)。

7.根据权利要求1所述的致动系统，其特征在于，闭合弹簧和打开弹簧围绕装备轴(5)以相同方向螺旋缠绕。

8.根据权利要求1所述的致动系统，其特征在于，打开致动器包括手动控制按钮(10)、机械撞针或电磁铁。

9.根据权利要求2所述的致动系统，其特征在于，闭合致动器包括手动控制按钮(15)或电磁铁。

10.一种高压电气开关装置，包括移动触头，其特征在于，它包括根据前述权利要求中任一项所述的致动系统，以致动移动触头。