CN113437601A - 一种可快速更换的万能转换开关 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种可快速更换的万能转换开关，采用加装外壳的方式将现有万能转换开关改进成为航空插头式万能转换开关，实现了在不影响正常供电的情况下，通过插拔公头和母头安全、快速、可靠地更换万能转换开关。本发明方便直观，安全可靠性高，不易造成直流接地或短路；本发明减少人力投入，处理故障的效率更高，降低了工作人员的工作负荷，保证了电网的供电可靠性，有利于电网安全稳定运行。
Description
技术领域
本发明属于电连接器技术领域，具体涉及一种可快速更换的万能转换开关。
背景技术
万能转换开关是一种多档位、多段式、控制多回路的主令电器，当操作手柄转动时，带动开关内部的凸轮转动，从而使触点按规定顺序闭合或断开，主要适用于交流50Hz、额定工作电压380V及以下、直流压220V及以下，额定电流160A的电气线路中，万能转换主要用于各种控制线路的转换、电压表、电流表的换相测量控制、配电装置线路的转换和遥控等，变电站内常用来对断路器(开关)进行分合、远方/就地操作。
万能转换开关是由多组相同结构的触点组件叠装而成的多回路控制电器。由操作机构、定位装置、触点、接触系统、转轴、手柄等部件组成。
触点是在绝缘基座内，为双断点触头桥式结构，动触点设计成自动调整式以保证通断时的同步性，静触点装在触点座内。使用时依靠凸轮和支架进行操作，控制触点的闭合和断开。
用手柄带动转轴和凸轮推动触头接通或断开。由于凸轮的形状不同，当手柄处在不同位置时，触头的吻合情况不同，从而达到转换电路的目的。
根据不同触点动作特性的不同，使用时按照触头接线表将不同触点接入所使用的测量、控制回路中，通过控制触点的闭合和断开来控制回路的通断，实现对断路器(开关)进行分合、远方/就地操作和开关位置的监测等功能。
常用产品有LW5和LW6系列。LW5系列可控制5.5kW及以下的小容量电动机；LW6系列只能控制2.2kW及以下的小容量电动机。用于可逆运行控制时，只有在电动机停止后才允许反向起动。LW5系列万能转换开关按手柄的操作方式可分为自复式和自定位式两种。所谓自复式是指用手拨动手柄于某一档位时，手松开后，手柄自动返回原位；定位式则是指手柄被置于某档位时，不能自动返回原位而停在该档位。
变电运行人员需要通过万能转换开关对开关或者刀闸进行操作，操作频率比较高，加上部分间隔运行年限较长，导致万能转换开关容易损坏，为电网可靠运行及检修人员正常操作带来影响。根据调查统计，万能转换开关损坏的原因主要有以下几点：1)万能转换开关的旋转部位与转轴出现粘连导致不能正确旋转；2)万能转换开关上端的红绿灯损坏；3)转轴出现损坏；4)万能转换开关的接线桩头滑丝导致接线脱落；5)万能转换开关的转轴相连的弹簧损坏。因为万能转换开关串联在操作回路中，一旦万能转换开关出现故障就必须停电进行更换，更换过程空间狭窄、更换时间长，且存在误碰导线的隐患。因此缩短变电站万能转换开关更换时间对于提升工作效率、提高电力系统的供电可靠性具有十分重要的意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种可快速更换的万能转换开关，用于在不影响正常供电的情况下安全、快速、可靠地完成万能转换开关的更换。
本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种可快速更换的万能转换开关，包括插头和插座；插头包括辅助开关、插头转接板、插头接触件；插头转接板的形状、大小均与辅助开关的截面相同，插头转接板上固定有插头接触件，插头接触件与插头转接板之间绝缘，插头接触件与插头接触件之间绝缘；插头转接板固定在辅助开关的底部，辅助开关的每个辅助节点分别与插头接触件一一对应连接；插座包括插座转接板和插座接触件；插座转接板的形状、大小均与辅助开关的截面相同，插座转接板上固定有插座接触件，插座接触件的位置与插头接触件的位置一一对应，插座接触件与插座转接板之间绝缘，插座接触件与插座接触件之间绝缘；插座转接板配合插装在插头转接板上，插座接触件从插座转接板的非插装面通过导线引出到回路中。
按上述方案，插头还包括插头外壳；插头外壳为中空的圆柱，圆柱的一侧底面开口，另一侧底面为插头转接板；插头外壳套装在辅助开关的外部，且插头外壳的开口底面可拆卸式固定在辅助开关的面板的背面。
进一步的，插座还包括插座外壳；插座外壳为配合套装在插头外壳的外部的中空的圆柱，圆柱的一侧底面开口，另一侧底面为插座转接板；插座外壳以开口面向插头外壳的方向可拆卸式固定在安装面板上。
进一步的，插头还包括圆环套筒；圆环套筒相对于插头外壳同轴转动且不相对于插头外壳轴向移动地套装固定在插头外壳的外部；圆环套筒设有内螺纹，插座外壳的前端设有与圆环套筒的内螺纹配合的外螺纹；圆环套筒用于通过螺纹连接插座外壳使插头外壳与插座外壳紧密配合插装。
按上述方案，插头接触件为插针；插座接触件为与插头接触件配合的插孔。
按上述方案，插头外壳采用密度为6.6g/cm3、机械强度为100Mpa、布氏硬度为60Nmm2的锌合金镀铬材料。
按上述方案，插头接触件采用锌合金镀铬材料。
按上述方案，辅助开关采用发热电流为16A、绝缘电压为690V、适用容量为5.5kW以下LW12系列的自复式辅助开关。
本发明的有益效果为：
1.本发明的一种可快速更换的万能转换开关，采用加装外壳的方式将现有的万能转换开关改装成为航空插头式万能转换开关，实现了在不影响正常供电的情况下，通过插拔公头和母头安全、快速、可靠地更换万能转换开关。
2.本发明方便直观，安全可靠性高，不易造成直流接地或短路。
3.本发明简化了操作步骤，在更换时不必拆除接线，节约了时间成本；将转换开关把手更换时间由60min(不包括停电时间)缩短至7min，现场实际故障处理时间由50min缩短到15min；缩短工作时长的同时高质量完成了工作，提高了接线准确性，有效避免了因把手损坏造成的非计划停电，大幅缩短检修时间，电量损失减少，具有良好的经济效益。
4.本发明节约人工成本，具有经济效益；通过研制该航空插头式把手，由以前的两人操作变为一人操作，节约了人工成本。原始的故障检测需要办理停电工作票，专人操作、检修、配合，通过现场检查，逐步排查故障点。而本发明直接将接线端子先引出接至把手公头，和可进行更换的母头引出线对应连接，操作方便，人工效率高。
5.本发明减少人力投入，处理故障的效率更高，产出效益远大于投入成本，实现了更好的生产效益；幅缩短检修时间降低了工作人员的工作负荷，减少停电时间保证了电网的供电可靠性，有利于电网安全稳定运行，提供了优质供电服务，有极强的推广价值。
附图说明
图1是现有万能转换开关的原理图。
图2是现有万能转换开关的触点接线图。
图3是本发明实施例的自由端航空插头的剖面图。
图4是本发明实施例的自由端航空插头的接触件的位置图。
图5是本发明实施例的固定端航空插头的剖面图。
图6是本发明实施例的自由端航空插头与固定端航空插头的装配图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1和图2为现有的万能转换开关。
参见图6，本发明的实施例包括配合安装的自由端航空插头和固定端航空插头。
参见图3和图4，自由端航空插头包括辅助开关、外壳、接插件、套筒；
辅助开关选择LW12系列自复式，发热电流为16A，绝缘电压为690V，适用容量为5.5kW以下；松开手柄后，自复式辅助开关的手柄自动返回原位，发热电流大，适用容量大。
外壳为一端开口的中空圆柱体，底面的外径尺寸为40mm*40mm，深度为100mm，易加工、耐用性高、稳固性高；外壳的材料选择锌合金镀铬，密度为6.6g/cm3，机械强度为100Mpa，布氏硬度为60Nmm2，机械强度高、经久耐用、强度满足要求。
外壳底部设有接插件，接插件选择锌合金镀铬，选取圆柱针作为插头形状，易于插拔，接插件与接插件之间、接插件与外壳之间绝缘。
使用xx规格内配线将辅助开关的辅助节点引出并连接接插件，留待配合安装固定端航空插头；用螺丝将外壳套装固定在辅助开关外部；
在辅助开关的面板后方设有套筒，套筒设有与固定端航空插头配合的内螺纹，用于使自由端航空插头和固定端航空插头进行螺纹式装卸，紧固性强、安全性高、安装拆卸难度低。
参见图5中深色部分为固定端航空插头，固定端航空插头为一端开口的中空圆柱体，通过螺丝钉从屏柜反面固定在屏柜上，屏柜为图中浅色部分；固定端航空插头的底面的内径尺寸为40mm*40mm，壁厚为8mm；底面设有与自由端航空插头的接触件配合的接触件孔位，使用内配线将接触件孔位通过端子排串入控制回路。
固定端航空插头的前端设有与套筒相配合的外螺纹；为避免安装时螺纹部分出现在在屏柜平面之上，螺纹在保证固定强度的情况下尽量缩短；固定端航空插头属于常驻设备，结构简单、损坏率低，不常更换。
将固定端航空插头用螺丝钉固定在屏柜上，自由端航空插头配合安装在固定端航空插头上，自由端航空插头与固定端航空插头对接耗时不超过3分钟，安装过程简便快捷。
试验验证
a)将研制的航空插头式万能转换开关与标准式万能转换开关故障处理所需人数进行对比分析。
在实验室模拟万能转换开关不同故障损坏，两组作业人员分别进行万能转换开关故障处理操作，1组进行航空插头式万能转换开关故障处理操作，2组进行标准式万能转换开关故障处理操作。
| 故障类型 | 把手粘连故障 | 转轴损坏故障 | 红绿灯损坏故障 | 节点损坏故障 | 接线脱落故障 |
| 1组用人 | 1人独立操作 | 1人独立操作 | 1人独立操作 | 1人独立操作 | 1人独立操作 |
| 2组用人 | 2人配合操作 | 2人配合操作 | 2人配合操作 | 2人配合操作 | 2人配合操作 |
实验发现，1组进行万能转换开关故障处理操作时，只需1人进行更换操作，直接进行万能转换开关母头更换操作更加便捷。2组进行万能转换开关故障处理操作时，需2人配合进行操作，需逐步检查故障点，确认故障点后操作十分繁杂，处理完毕后需仔细复查。
b)将研制的航空插头式万能转换开关与标准式万能转换开关更换所需时间进行对比分析。
| 故障类型 | 把手粘连故障 | 转轴损坏故障 | 红绿灯损坏故障 | 节点损坏故障 | 接线脱落故障 |
| 1组用时 | 3min | 2min | 2min | 2min | 3min |
| 2组用时 | 15m | 16min | 15min | 18min | 13min |
由上述统计图表可知，航空插头式万能转换开关故障处理操作平均耗时2.4min，标准式万能转换开关故障处理操作平均耗时15.4min。
实验结果证明，航空插头式万能转换开关故障处理操作耗时明显短于标准式万能转换开关故障处理操作。
以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种可快速更换的万能转换开关，其特征在于：包括插头和插座；
插头包括辅助开关、插头转接板、插头接触件；
插头转接板的形状、大小均与辅助开关的截面相同，插头转接板上固定有插头接触件，插头接触件与插头转接板之间绝缘，插头接触件与插头接触件之间绝缘；
插头转接板固定在辅助开关的底部，辅助开关的每个辅助节点分别与插头接触件一一对应连接；
插座包括插座转接板和插座接触件；
插座转接板的形状、大小均与辅助开关的截面相同，插座转接板上固定有插座接触件，插座接触件的位置与插头接触件的位置一一对应，插座接触件与插座转接板之间绝缘，插座接触件与插座接触件之间绝缘；
插座转接板配合插装在插头转接板上，插座接触件从插座转接板的非插装面通过导线引出到回路中。
2.根据权利要求1所述的一种可快速更换的万能转换开关，其特征在于：
插头还包括插头外壳；插头外壳为中空的圆柱，圆柱的一侧底面开口，另一侧底面为插头转接板；插头外壳套装在辅助开关的外部，且插头外壳的开口底面可拆卸式固定在辅助开关的面板的背面。
3.根据权利要求2所述的一种可快速更换的万能转换开关，其特征在于：
插座还包括插座外壳；插座外壳为配合套装在插头外壳的外部的中空的圆柱，圆柱的一侧底面开口，另一侧底面为插座转接板；插座外壳以开口面向插头外壳的方向可拆卸式固定在安装面板上。
4.根据权利要求3所述的一种可快速更换的万能转换开关，其特征在于：
插头还包括圆环套筒；圆环套筒相对于插头外壳同轴转动且不相对于插头外壳轴向移动地套装固定在插头外壳的外部；圆环套筒设有内螺纹，插座外壳的前端设有与圆环套筒的内螺纹配合的外螺纹；圆环套筒用于通过螺纹连接插座外壳使插头外壳与插座外壳紧密配合插装。
5.根据权利要求1所述的一种可快速更换的万能转换开关，其特征在于：插头接触件为插针；插座接触件为与插头接触件配合的插孔。
6.根据权利要求1所述的一种可快速更换的万能转换开关，其特征在于：插头外壳采用密度为6.6g/cm3、机械强度为100Mpa、布氏硬度为60Nmm2的锌合金镀铬材料。
7.根据权利要求1所述的一种可快速更换的万能转换开关，其特征在于：插头接触件采用锌合金镀铬材料。
8.根据权利要求1所述的一种可快速更换的万能转换开关，其特征在于：辅助开关采用发热电流为16A、绝缘电压为690V、适用容量为5.5kW以下LW12系列的自复式辅助开关。
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