CN111384669A - 一种安全联锁型低压无功补偿和谐波治理一体化柜 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种安全联锁型低压无功补偿和谐波治理一体化柜，其包括柜体以及铰装在柜体上的柜门，柜体内安装有控制断路器分、合闸的电磁操动机构，柜门上安装有控制隔离开关通、断的机械闭锁，机械闭锁上转动安装有操作手柄，电磁操动机构的侧部设有固装在柜体上的支点轴，支点轴上转动安装有杠杆，杠杆的一端铰状在电磁操动机构的死点轴上，杠杆的另一端设有压板，操作手柄的手柄轴上固装有摆臂，摆臂的外端部连接有拉线，拉线的另一端固定安装在压板的下侧。该机柜中的机械闭锁能够与电磁操动机构联动，确保操作人员严格按照电气五防操作，避免设备和操作人员发生安全事故，柜体各个功能区域分隔明确，可避免交叉并用。

Description

一种安全联锁型低压无功补偿和谐波治理一体化柜

技术领域

本发明涉及电气设备领域，具体的说是一种安全联锁型低压无功补偿和谐波治理一体化柜。

背景技术

随着近年来低压开关柜产品发展需要，用于谐波污染严重的三相电网中无功功率的集中补偿的安全联锁型低压无功补偿和谐波治理一体化柜应运而生，安全联锁型低压无功补偿和谐波治理一体化柜能一次解决电网中多种电能质量问题，并且采用模块化设计、实用性强，柜内安装有--低压无功补偿和谐波治理一体化模块,专门治理电网系统中的谐波。

目前机柜内通常安装有断路器（32）和隔离开关（33），另外还安装有控制断路器（32）分、合闸的电磁操动机构（21）以及控制隔离开关（33）通、断的机械闭锁（12），电磁操动机构（21）的基本原理是利用合闸线圈中的电流产生的电磁力驱动分闸铁芯（27），当断路器（32）在合闸前后及合闸过程中时，连杆一（28）、连杆二（29）处于“死点”位置，当电磁操动机构（21）接到分闸命令时，分闸铁芯（27）向上顶起，连杆一（28）、连杆二（29）解除“死点”，实现断路器（32）分闸。而机械闭锁（12）的动作过程是由安装在其前面板上的操作手柄（11）完成，操作手柄（11）具有三个工作位，分别是检修、工作和分断闭锁，通过转动操作手柄（11）可实现三个工作位的切换。在机柜正常工作过程中若想断开隔离开关（33），正常操作是先断开断路器（32）,即先将机械闭锁（12）的操作手柄（11）顺时针转动，由工作位转动到分段闭锁位，然后才可操作电磁操动机构（21）安全的断开隔离开关（33）。

现有设备存在的问题是1.整体散热性能不够好，设计不科学，严重影响低压无功补偿和谐波治理一体化模块及整柜的寿命；2.很多产品的主母排区域，主开关区域和补偿模块区域相互没有任何隔离装置，不够安全可靠，常发生有固定螺栓或主开关手柄转轴连杆跌落到带电分支而引发事故的情况，有安全隐患；3.隔室不清晰，交叉并用，各功能隔室做不到相互独立；4隔离开关缺乏安全防护措施，若是在未断开断路器前对隔离开关实施断开操作，易发生安全事故；同样若是在隔离开关断开时对断路器实施合闸，同样易发生安全隐患。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题提供一种能够对断路器和隔离开关安全联锁的低压无功补偿和谐波治理一体化柜。

为达到上述目的，本发明一种安全联锁型低压无功补偿和谐波治理一体化柜，包括柜体以及铰装在柜体上的柜门，柜体内安装有控制断路器分、合闸的电磁操动机构，柜门上安装有控制隔离开关通、断的机械闭锁，机械闭锁上转动安装有操作手柄，其结构特点是：电磁操动机构的侧部设有固装在柜体上的支点轴，支点轴上转动安装有杠杆，杠杆的一端铰状在电磁操动机构的死点轴上，杠杆的另一端设有压板，操作手柄的手柄轴上固装有摆臂，摆臂的外端部连接有拉线，拉线的另一端固定安装在压板的下侧。

采用上述结构后，机械闭锁能够与电磁操动机构联动，当操作手柄由工作位转动到分断闭锁位时，摆臂对于拉线施加牵引力，同时拉线的另一端对杠杆上的压板端施加一个向下的牵引力，而杠杆的另一端将死点轴向上抬起，使连杆一和连杆二通过死点，在断路器分闸弹簧的作用下,完成分闸动作，从而强制断路器断开，防止带负荷操作，并实现安全联锁，由于此时杠杆一直上挑着死点轴，断路器不能复位，可防止误合断路器，确保操作人员严格按照电气五防操作，避免设备和操作人员发生安全事故。

关于的柜体的具体结构，柜体内上下间隔安装三个将柜体分隔为四个功能室的隔板，四个功能室从上到下依次为主母线室、主刀熔开关室、无功补偿和谐波治理一体化模块室、零地排母线室。主母线室和零地排母线室的前侧分别对应安装有上封板和下封板，主刀熔开关室和无功补偿和谐波治理一体化模块室的前侧对应铰装有主刀熔开关室门和功能室门，柜体后部安装有左、右两个后门。采用上述结构后，可使主母排区域，主开关区域和补偿模块区域相互隔离，避免交叉并用，隔板的设置还可避免固定螺栓或主开关手柄、转轴连杆跌落到带电分支而引发事故的情况发生。

关于电磁操动机构和机械闭锁的安装位置，电磁操动机构安装在主刀熔开关室内。机械闭锁安装在主刀熔开关室门上，机械闭锁的操作手柄位于主刀熔开关室门的前侧。

关于拉线的具体结构，拉线为油门拉线，油门拉线为现有产品，可靠耐用，可长时间传递摆臂和杠杆之间的牵引力矩。

为了提升柜体的散热性能，两个后门的上部均安装有风机、两个后门的下部均安装有后通风栅，下封板上安装有前通风栅，功能室门门安装有风机罩。三个隔板上均开设有上下贯通的透气孔。柜体后上部向外通过两组风机抽风排出热空气，柜前门则通过进风道（下封板上的前通风栅，功能室门门上的风机罩）进凉风，形成自然风道及良性空气内外循环，两者组合与配合，达到冷却该柜的目的。

关于油门拉线的与杠杆的安装结构，压板的下侧设有固定安装在柜体上的拉线支架一，拉线支架一的上端固装有顶簧，顶簧的另一端与压板的下端固定连接，油门拉线的柔性套筒的一端固定安装在拉线支架一的下部，油门拉线的钢丝线穿过拉线支架一和顶簧与压板固定连接。顶簧具备一定压缩量，可协助杠杆复位，当操作手柄由分断闭锁位转动到工作位时，压板失去了钢丝线的牵引，杠杆的另一端同样不对死点轴施加作用力，此时可通过电磁操动机构对断路器进行通、断控制。

关于油门拉线的与摆臂的安装结构，主刀熔开关室门上安装有拉线支架二，拉线支架二安装在远离操作手柄分断闭锁工作位置的一侧，柔性套筒的另一端固定安装在拉线支架二上，钢丝线的另一端穿过拉线支架二并与远离固定摆臂的一端固定连接。

由于上述技术方案的运用，下面对本发明的优点效果进行具体分析。

综上所述本发明中机械闭锁能够与电磁操动机构联动，当操作手柄由工作位转动到分断闭锁位时，摆臂对于拉线施加牵引力，同时拉线的另一端对杠杆上的压板端施加一个向下的牵引力，而杠杆的另一端将死点轴向上抬起，使连杆一和连杆二通过死点，在断路器分闸弹簧的作用下,完成分闸动作，从而强制断路器断开，防止带负荷操作，并实现安全联锁，由于此时杠杆一直上挑着死点轴，断路器不能复位，可防止误合断路器，确保操作人员严格按照电气五防操作，避免设备和操作人员发生安全事故。此外，柜体后部的风机与柜前门的进风道能够形成自然风道及良性空气内外循环，保证机柜的散热性能。柜体内主母排区域、主开关区域和补偿模块区域相互隔离，功能区域分隔明确，可避免交叉并用，便于容量扩展。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详细的说明：

图1为本发明的正视结构示意图；

图2为本发明的后视结构示意图；

图3为沿图1中A-A线的结构示意图；

图4为图3中B向局部结构示意图；

图5为图3中油门拉线连接结构示意图；

图6为图5中C点放大结构示意图；

图7为图1中D点放大结构示意图。

图中：上封板1、主刀熔开关室门2、功能室门3、下封板4、风机罩5、前通风栅6、后门7、风机8、后通风栅9、主母线室10、操作手柄11、机械闭锁12、拉线13、无功补偿和谐波治理一体化模块室14、主刀熔开关室15、零地排母线室16、隔板17、摆臂18、手柄轴19、拉线支架一20、电磁操动机构21、死点轴22、顶簧23、压板24、杠杆25、支点轴26、分闸铁芯27、连杆一28、连杆二29、柜体30、拉线支架二31、断路器32、隔离开关33、主母线夹34、无功补偿和谐波治理一体化模块35、滤波控制器36、温控器37。

具体实施方式

请参照附图，本发明的一种安全联锁型低压无功补偿和谐波治理一体化柜，包括柜体30以及铰装在柜体30上的柜门，柜体30内安装有控制断路器32分、合闸的电磁操动机构21，柜门上安装有控制隔离开关33通、断的机械闭锁12，机械闭锁12上转动安装有操作手柄11，电磁操动机构21的侧部设有固装在柜体30上的支点轴26，支点轴26上转动安装有杠杆25，杠杆25的一端铰状在电磁操动机构21的死点轴22上，杠杆25的另一端设有压板24，操作手柄11的手柄轴19上固装有摆臂18，摆臂18的外端部连接有拉线13，拉线13的另一端固定安装在压板24的下侧。

采用上述结构后，机械闭锁12能够与电磁操动机构21联动，当操作手柄11由工作位转动到分断闭锁位时，摆臂18对于拉线13施加牵引力，同时拉线13的另一端对杠杆25上的压板21端施加一个向下的牵引力，而杠杆25的另一端将死点轴22向上抬起，使连杆一28和连杆二29通过死点，在断路器32分闸弹簧的作用下,完成分闸动作，从而强制断路器32断开，防止带负荷操作，并实现安全联锁，由于此时杠杆25一直上挑着死点轴22，断路器32不能复位，可防止误合断路器32，确保操作人员严格按照电气五防操作，避免设备和操作人员发生安全事故。

关于的柜体30的具体结构，参照附图3，柜体30内上下间隔安装三个将柜体分隔为四个功能室的隔板17，四个功能室从上到下依次为主母线室10、主刀熔开关室15、无功补偿和谐波治理一体化模块室14、零地排母线室16。主母线室10和零地排母线室16的前侧分别对应安装有上封板1和下封板4，主刀熔开关室15和无功补偿和谐波治理一体化模块室14的前侧对应铰装有主刀熔开关室门2和功能室门3，柜体30后部安装有左、右两个后门7。主母线室10内安装有主母线夹34，无功补偿和谐波治理一体化模块室14内安装有无功补偿和谐波治理一体化模块35，功能室门3上安装有管理无功补偿和谐波治理一体化模块35的滤波控制器36，零地排母线室16内左右各安装1个零地排支架，柜子的主地排和主零排安装在其上。采用上述结构后，可使主母排区域，主开关区域和补偿模块区域相互隔离，避免交叉并用，隔板17的设置还可避免固定螺栓或主开关手柄、转轴连杆跌落到带电分支而引发事故的情况发生，无功补偿与谐波治理组件由滤波控制器36通过采样计算A相电流和B、C相电压，跟踪系统负荷无功功率的变化，以无功功率为判断依据，发出控制信号，控制专用接触器自动投切，从而使系统的功率因数保持在0.95-0.99之间。

关于电磁操动机构21和机械闭锁12的安装位置，参照附图3，电磁操动机构21安装在主刀熔开关室15内。机械闭锁12安装在主刀熔开关室门2上，机械闭锁12的操作手柄11位于主刀熔开关室门2的前侧。

关于拉线13的具体结构，拉线13为油门拉线，油门拉线为现有产品，可靠耐用，可长时间传递摆臂18和杠杆25之间的牵引力矩。

为了提升柜体30的散热性能，参照附图2，两个后门7的上部均安装有风机8、两个后门7的下部均安装有后通风栅9，下封板4上安装有前通风栅6，功能室门3上安装有管理风机8的温控器37，参照附图1，功能室门3门安装有风机罩5。三个隔板17上均开设有上下贯通的透气孔。柜体后30上部向外通过两组风机8抽风排出热空气，柜前门则通过进风道（下封板4上的前通风栅6，功能室门3门上的风机罩5）进凉风，形成自然风道及良性空气内外循环，两者组合与配合，达到冷却该柜的目的。

关于油门拉线的与杠杆25的安装结构，参照附图6、附图7，压板24的下侧设有固定安装在柜体30上的拉线支架一20，拉线支架一20的上端固装有顶簧23，顶簧23的另一端与压板24的下端固定连接，油门拉线的柔性套筒的一端固定安装在拉线支架一20的下部，油门拉线的钢丝线穿过拉线支架一20和顶簧23与压板24固定连接。顶簧23具备一定压缩量，可协助杠杆25复位，当操作手柄11由分断闭锁位转动到工作位时，压板24失去了钢丝线的牵引，杠杆25的另一端同样不对死点轴22施加作用力，此时可通过电磁操动机构21对断路器32进行通、断控制。

关于油门拉线的与摆臂18的安装结构，参照附图4，主刀熔开关室门2上安装有拉线支架二31，拉线支架二31安装在远离操作手柄11分断闭锁工作位置的一侧，柔性套筒的另一端固定安装在拉线支架二31上，钢丝线的另一端穿过拉线支架二31并与远离固定摆臂18的一端固定连接。

当操作手柄11由工作位转动到分断闭锁位时，摆臂18对拉线13施加牵引力，拉线13的另一端对压板24施加一个向下的牵引力，此时杠杆25围绕支点轴26做逆时针转动，同时杠杆25的另一端将死点轴22向上抬起，使连杆一28和连杆二29通过死点，在断路器32分闸弹簧的作用下,完成分闸动作，此时由于杠杆25始终对死点轴22施加拖托举力，在操作手柄11回到工作位前，断路器32无法完成合闸动作；当操作手柄11由分断闭锁位转动到工作位时，压板24失去了拉线13的牵引力，由于此时杠杆25不对死点轴22施加作用力，断路器32可以进行分、合闸操作。

综上所述，本发明不限于上述具体实施方式。本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可做若干的更改和修饰，所有这些变化均应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种安全联锁型低压无功补偿和谐波治理一体化柜，包括柜体（30）以及铰装在柜体（30）上的柜门，柜体（30）内安装有控制断路器（32）分、合闸的电磁操动机构（21），柜门上安装有控制隔离开关（33）通、断的机械闭锁（12），机械闭锁（12）上转动安装有操作手柄（11），其特征是：电磁操动机构（21）的侧部设有固装在柜体（30）上的支点轴（26），支点轴（26）上转动安装有杠杆（25），杠杆（25）的一端铰状在电磁操动机构（21）的死点轴（22）上，杠杆（25）的另一端设有压板（24），操作手柄（11）的手柄轴（19）上固装有摆臂（18），摆臂（18）的外端部连接有拉线（13），拉线（13）的另一端固定安装在压板（24）的下侧。

2.根据权利要求1所述的安全联锁型低压无功补偿和谐波治理一体化柜，其特征是：所述柜体（30）内上下间隔安装三个将柜体分隔为四个功能室的隔板（17），四个功能室从上到下依次为主母线室（10）、主刀熔开关室（15）、无功补偿和谐波治理一体化模块室（14）、零地排母线室（16）。

3.根据权利要求2所述的安全联锁型低压无功补偿和谐波治理一体化柜，其特征是：所述主母线室（10）和零地排母线室（16）的前侧分别对应安装有上封板（1）和下封板（4），主刀熔开关室（15）和无功补偿和谐波治理一体化模块室（14）的前侧对应铰装有主刀熔开关室门（2）和功能室门（3），柜体（30）后部安装有左、右两个后门（7）。

4.根据权利要求3所述的安全联锁型低压无功补偿和谐波治理一体化柜，其特征是：所述电磁操动机构（21）安装在主刀熔开关室（15）内。

5.根据权利要求1所述的安全联锁型低压无功补偿和谐波治理一体化柜，其特征是：所述机械闭锁（12）安装在主刀熔开关室门（2）上，机械闭锁（12）的操作手柄（11）位于主刀熔开关室门（2）的前侧。

6.根据权利要求1所述的安全联锁型低压无功补偿和谐波治理一体化柜，其特征是：所述拉线（13）为油门拉线。

7.根据权利要求3所述的安全联锁型低压无功补偿和谐波治理一体化柜，其特征是：所述两个后门（7）的上部均安装有风机（8）、两个后门（7）的下部均安装有后通风栅（9），下封板（4）上安装有前通风栅（6），功能室门（3）门安装有风机罩（5）。

8.根据权利要求2所述的安全联锁型低压无功补偿和谐波治理一体化柜，其特征是：三个隔板（17）上均开设有上下贯通的透气孔。

9.根据权利要求3所述的安全联锁型低压无功补偿和谐波治理一体化柜，其特征是：所述压板（24）的下侧设有固定安装在柜体（30）上的拉线支架一（20），拉线支架一（20）的上端固装有顶簧（23），顶簧（23）的另一端与压板（24）的下端固定连接，油门拉线的柔性套筒的一端固定安装在拉线支架一（20）的下部，油门拉线的钢丝线穿过拉线支架一（20）和顶簧（23）与压板（24）固定连接。

10.根据权利要求9所述的安全联锁型低压无功补偿和谐波治理一体化柜，其特征是：所述主刀熔开关室门（2）上安装有拉线支架二（31），拉线支架二（31）安装在远离操作手柄（11）分断闭锁工作位置的一侧，柔性套筒的另一端固定安装在拉线支架二（31）上，钢丝线的另一端穿过拉线支架二（31）并与远离固定摆臂（18）的一端固定连接。

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