CN114362344A - 一种处理双电源供电系统相间故障的通断机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种处理双电源供电系统相间故障的通断机构，通过设置含有三个开关的第一组单相开关、两个单刀双掷开关和含有两个开关的第二组单相开关及相应的驱动机构，可以在相间短路时，实现一故障相导通并使另一故障相在切断点两端的任一端接大地或公用导线，而且便于与现有屏柜配套使用，具有重要的实用价值。

Description

一种处理双电源供电系统相间故障的通断机构

技术领域

本发明涉及一种使电路通断的装置，具体涉及一种处理双电源供电系统相间故障的通断机构。

背景技术

目前，针对供电系统相间短路故障的处理存在操作繁琐、不及时、定位不精准等问题，影响供电质量。发明专利申请202011453631.0，发明专利申请202011453632.5，发明专利申请202110420475.6和发明专利202110420952.9提供了供电系统发生相间短路的处理方法，按照该方法，在发生相间短路时，维持一故障相导通并跳开其余故障相，然后使另一个故障相接大地或公用导线，再令一带电相接大地或公共导线从而与经短路相连的两个故障相形成闭合回路并产生电流或电流脉冲，然后通过受控开关检测电流时长或电流脉冲数并进行跳闸从而切除故障。在上述专利申请的基础上，发明专利申请202111251618.1提供了一种双电源三相电力系统相间短路的处理方法，采用在故障点两侧分别制造检测回路的方法来切除相间短路故障。具体处理时，需要在屏柜环境下实现切断线路并维持一故障相导通的操作，还需要从切断点两侧均能够将另一故障相接地或接公共导线的操作，这就需要一种能够实现上述操作的通断装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种处理双电源供电系统相间故障的通断机构，该通断机构能够实现一故障相导通并使另一故障相在切断点两端的任一端接大地或公用导线，而且便于与现有屏柜配套使用，具有重要的实用价值。

为了实现上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种处理双电源供电系统相间故障的通断机构，包括第一组单相开关、两个单刀双掷开关和第二组单相开关，所述第一组单相开关包括三个第一单相开关，三个所述第一单相开关均设有第一静触头和第一动触头，三个所述第一动触头分别受第一驱动机构驱动；所述两个单刀双掷开关均包括第二静触头和第三静触头，第二静触头和第三静触头之间设有复合动触头，两个所述复合动触头均受第二驱动机构驱动以与第二静触头或第三静触头导通；所述第二组单相开关包括两个第四单相开关，两个所述第四单相开关均设有第四静触头和第四动触头，两个所述第四动触头分别受第三驱动机构驱动；两个所述单刀双掷开关的第二静触头和第三静触头分别与所述第一组单相开关中的两个第一单相开关的第一静触头和第一动触头电连接；两个所述单刀双掷开关的复合动触头分别与第二组单相开关的两个第四单相开关的第四静触头或第四动触头电连接。

优选的，所述第一静触头和第一动触头外设有第一灭弧室，所述第二静触头和所述复合动触头的一端外设有第二灭弧室，所述第三静触头和所述复合动触头的另一端外设有第三灭弧室，所述第四静触头和第四动触头外设有第四灭弧室。

优选的，一个所述第一单相开关和一个所述单刀双掷开关位于第一绝缘套筒内，另一个所述第一单相开关和另一个所述单刀双掷开关位于第三绝缘套筒内，第三个所述第一单相开关位于第二绝缘套筒内；在第一绝缘套筒、第二绝缘套筒和第三绝缘套筒上设有接线插头，第一绝缘套筒、第二绝缘套筒和第三绝缘套筒安装在移动平台上，所述第二组单相开关也安装在所述移动平台上。

优选的，所述第一驱动机构包括第一传动机构和第一动力源，第一传动机构包括三个第一摆动硗杆、三个第一推拉杆和三个第一传动臂，所述第一摆动硗杆的一端与所述第一推拉杆的一端相连，第一摆动硗杆的另一端与所述第一动触头相连，第一推拉杆的另一端与第一传动臂相连，三个所述第一传动臂分别固定在同轴设置的三个转动套筒上，三个第一传动臂均分别与第一动力源相连。

优选的，所述第二驱动机构包括第二传动机构和第二动力源，第二传动机构包括两个第二摆动硗杆、两个第二推拉杆和两个第二传动臂，所述第二摆动硗杆的一端与所述第二推拉杆的一端相连，第二摆动硗杆的另一端与所述复合动触头相连，第二推拉杆的另一端与第二传动臂相连，两个所述第二传动臂同轴转动设置并分别与第二动力源相连。

优选的，所述第三驱动机构包括第三传动机构和第三动力源，所述第三传动机构包括两个第三推拉杆和两个第三传动臂，第三推拉杆的一端与第三传动臂相连，第三推拉杆的另一端与所述第四动触头相连，两个所述第三传动臂同轴转动设置并分别与第三动力源相连。

优选的，所述第一动力源为第一弹簧储能机构和第一电机。

优选的，所述第二动力源为第二弹簧储能机构和第二电机。

优选的，所述第三动力源为第三弹簧储能机构和第三电机。

上述技术方案中，第一组单相开关负责控制三相线路的通断，可以实现维持一故障相的导通并切断其余故障相，两个单刀双掷开关配合第二组单相开关可以用于实现三相线路中两相从切断点两端的任一端接地或接公共导线，这就为制造包含短路故障点和两条故障相导线在内的检测回路创造了条件。该装置在保证实现上述功能的情况下结构尽量简洁并节约成本，可以很好适配现有屏柜的手车式开关操作，具有重要的实用和推广价值。

附图说明

图1是本发明主视图（省略动力源）；

图2是本发明右视图（省略动力源）；

图3是本发明左视图（省略动力源，具有第一、第三辅助接线插头）；

图4是本发明左视图（不具有第一、第三辅助接线插头）；

图5是本通断装置的各灭弧室、各摆动跷杆、各推拉杆结构示意图；

图6是沿径向设置键孔及锁定插销示意图（未锁合）；

图7是沿径向设置键孔及锁定插销示意图（已锁合）；

图8是沿轴向设置键孔的剖视图；

图9是沿轴向设置键孔及锁定插销配合示意图（未锁合）；

图10 是本发明在三相线路中接线原理图（A_L、B_L、C_L表示本通断装置ABC三相左侧，A_R、B_R、C_R表示本通断装置ABC三相右侧）；

图11是与图10接线原理对应的通断装置灭弧室部分的结构示意图（未画出驱动机构）。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如附图所示，本通断装置包括第一组单相开关1、两个单刀双掷开关2和第二组单相开关3，其中第一组单相开关1三个第一单相开关，三个第一单相开关包括三个第一灭弧室101、102、103，三个第一灭弧室横向平行排列，第一灭弧室101内设有第一静触头1011和第一动触头1012，第一灭弧室102内设有第一静触头1021和第一动触头1022，第一灭弧室103内设有第一静触头1031和第一动触头1032。两个单刀双掷开关为单刀双掷开关201和单刀双掷开关202，单刀双掷开关201包括第二灭弧室2011和第三灭弧室2012，在第二灭弧室2011上部设有第二静触头2015，在第三灭弧室下部设有第三静触头2016，第二灭弧室2011和第三灭弧室2012中间设有复合动触头2017，复合动触头2017可以上下运动从而与第二静触头2015和第三静触头2016择一接触导通。单刀双掷开关202包括第二灭弧室2021和第三灭弧室2022，在第二灭弧室2021上部设有第二静触头2025，在第三灭弧室下部设有第三静触头2026，第二灭弧室和第三灭弧室中间设有复合动触头2027，复合动触头2027可以上下运动从而与第二静触头2025和第三静触头2026择一接触导通。第二组单相开关3两个第四单相开关，两个第四单相开关包括两个第四灭弧室301、302，第四灭弧室301内设有第四静触头3011和第四动触头3012，第四灭弧室302内设有第四静触头3021和第四动触头3022。

单刀双掷开关201的第二静触头2015和第三静触头2016经导线并联在第一静触头1011和第一动触头1012上，复合动触头2017与第四动触头3012电连接，第四静触头3011用于与大地或公共导线相连（或者复合动触头2017与第四静触头3011电连接，第四动触头3012用于与大地或公共导线相连）。单刀双掷开关202的第二静触头2025和第三静触头2026经导线并联在第一静触头1031和第一动触头1032上，复合动触头2027与第四动触头3022电连接，第四静触头3021用于与大地或公共导线相连（或者复合动触头2027与第四静触头3021电连接，第四动触头3022用于与大地或公共导线相连）。在一个优选实施例中，第四静触头3011和第四静触头3021共用铜排3029接地。在一个优选实施方式中，第一绝缘套筒4下方设置第一辅助接线插头403，第一辅助接线插头403与第三静触头2016电连接，并用于从外部与第一静触头1011电连接，同时第一动触头1012与第二静触头2015电连接。第三绝缘套筒6上还设有第三辅助接线插头603，第三辅助接线插头603与第三静触头2016电连接，并用于从外部与第一静触头1031电连接，同时第一动触头1032与第二静触头2025电连接。在另一个实施例中，不设置第一辅助接线插头和第三辅助接线插头，而是从绝缘套筒内部实现两个第三静触头与两个第一静触头分别电连接，同时第二静触头分别与相应两个第一动触头电连接。

第一灭弧室101与单刀双掷开关201上下设置并安装在第一绝缘套筒4内，第一灭弧室102安装在第二绝缘套筒5内，第一灭弧室103与单刀双掷开关202上下设置并安装在第三绝缘套筒6内。第一绝缘套筒4还设有两个第一接线插头401、402，第一接线插头401、402分别用于连线以将第一灭弧室101的动、静触头接入三相线路中的一相。第二绝缘套筒5还设有两个第二接线插头501、502，第二接线插头501、502分别用于连线以将第一灭弧室102的动、静触头接入三相线路中的第二相。第三绝缘套筒6还设有两个第三接线插头601、602，第三接线插头601、602分别用于连线以将第一灭弧室103的动、静触头接入三相线路中的第三相。第一绝缘套筒4、第二绝缘套筒5和第三绝缘套筒6都安装在移动平台7上，移动平台7下面安有转轮81，可以安装到屏柜上并进行推拉操作，从而使上述各个接线插头插入相应的屏柜接线插座中。

第二组单相开关3经绝缘支撑座300支撑安装在移动平台7上，第四静触头3011和第四静触头3021经共用铜排3029与第四接线插头8相连，第四接线插头8可以插到屏柜的接地线插座上。

上述第一组单相开关1的三个第一动触头，单刀双掷开关2的两个复合动触头，以及第二组单相开关3的两个第四动触头均可以通过常见的弹簧储能机构进行分别控制，如利用弹簧储能机构驱动进行动触头与静触头的分离从而切断电路，还可以用电机驱动使动触头与静触头接触从而导通电路。

作为一个优选实施例，本发明采用第一传动机构和第一动力源来分别驱动三个第一动触头1012、1022、1032。第一传动机构包括横向设置在支架11上的第一转动套筒13，第一转动套筒13外同轴设置第二转动套筒14，第二转动套筒14外同轴设置第三转动套筒15。第一传动臂19呈V形并将中部固定安装在第一转动套筒13上，第一传动臂19一端与第一动力源（图中未示出）相连，另一端与第一推拉杆16的一端相连，第一推拉杆16的另一端与第一摆动跷杆17的一端相连，第一摆动跷杆17的中间安装在转轴18上，转轴18固定在支架11上，第一摆动跷杆17的另一端与第一动触头1012经条形孔可滑动地转动连接，这样当第一动力源下压第一传动臂19的一端时，第一传动臂19带动第一转动套筒转动并且第一传动臂19的另一端向上转动，同时拉动第一推拉杆16向上运动，进而使第一跷杆17转动并将第一动触头1012下拉从而使第一动触头1012与第一静触头1011分开。同样，第一动触头1022也通过单独设置的另一第一动力源、第一传动臂20、第一推拉杆21及相应的第一摆动跷杆驱动，第一动触头1032也通过单独设置的第三个第一动力源、第一传动臂22、第一推拉杆23及相应的第一摆动跷杆驱动。这样第一组单相开关即能进行分相通断控制。第一动力源为现有技术中常用的弹簧储能机构和电机驱动机构，或者电磁储能机构和电机机构。

进一步的，在一个具体实施例中，第一转动套筒13、第二转动套筒14和第三转动套筒15在一侧留有键孔24，当键孔24插入锁定插销26时即能将三个套筒锁定在一起同步运动，这样在日常供停电操作中可以保证同步切断或同步闭合。锁定插销26可以通过电磁锁合机构89进行插入或拔出（图6和图7）。键孔24也可以开设在端部的侧面上，并且从侧面沿轴线插入锁定插销（图8、图9）。

在一个实施例中，本发明采用第二传动机构和第二动力源驱动两个复合动触头。第二传动机构包括横向设置在支架11上的支撑轴25，第二传动臂27呈V形并转动安装在支撑轴25上，第二传动臂27一端与第二动力源（图中未示出）相连，另一端与第二推拉杆28的一端相连，第二推拉杆28的另一端与第二摆动跷杆29的一端相连，第二摆动跷杆29的中间安装在转轴30上，转轴30固定在支架11上，第二摆动跷杆29的另一端与复合动触头2017经条形孔可滑动地转动连接，这样当第二动力源下压第二传动臂27的一端时，第二传动臂27绕支撑轴25转动并且第二传动臂27的另一端向上转动，同时拉动第二推拉杆28向上运动，进而使第二摆动跷杆29转动并将复合动触头2017下拉从而使复合动触头2017与第二静触头分开并与第三静触头接触。同样，复合动触头2027也通过单独设置的另一第二动力源、第二传动臂、第二推拉杆及相应的第二摆动跷杆驱动。第二动力源为现有技术中常用的弹簧储能机构和电机驱动机构，或者电磁储能机构和电机机构。

在一个实施例中，本发明采用第三传动机构和第三动力源驱动第二组单相开关。第三传动机构包括横向设置在支架11上的支撑轴31，第三传动臂33呈V形并将中部转动安装在支撑轴31上，第三传动臂33一端与第三动力源（图中未示出）相连，另一端与第三推拉杆34的一端相连，第二推拉杆34的另一端与第四动触头3012相连，当第三动力源下压第三传动臂33的一端时，第三传动臂33的另一端向上转动，同时拉动第三推拉杆34向上运动，进而将第四动触头3012上拉从而使第四动触头3012与第四静触头分开，第三动力源上拉第三传动臂时，则可以使第四动触头与第四静触头接触导通。另一个动触头3022也采用相同的驱动方式。第三动力源为现有技术中常用的弹簧储能机构和电机驱动机构，或者电磁储能机构和电机机构。

附图示出了将本通断装置装入双电源供电系统时电路连接原理图和工作状态原理示意图，说明本通断装置能够维持一故障相导通并切断其余故障相，还可以从切断点两端的任一端将已切断的故障相接地，从而能够用于处理双电源供电系统的相间短路（具体处理方法可参考发明专利申请2021112516181）。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种处理双电源供电系统相间故障的通断机构，包括第一组单相开关、两个单刀双掷开关和第二组单相开关，其特征在于，所述第一组单相开关包括三个第一单相开关，三个所述第一单相开关均设有第一静触头和第一动触头，三个所述第一动触头分别受第一驱动机构驱动；所述两个单刀双掷开关均包括第二静触头和第三静触头，第二静触头和第三静触头之间设有复合动触头，两个所述复合动触头均受第二驱动机构驱动以与第二静触头或第三静触头导通；所述第二组单相开关包括两个第四单相开关，两个所述第四单相开关均设有第四静触头和第四动触头，两个所述第四动触头分别受第三驱动机构驱动；

两个所述单刀双掷开关的第二静触头和第三静触头分别与所述第一组单相开关中的两个第一单相开关的第一静触头和第一动触头相连；两个所述单刀双掷开关的复合动触头分别与第二组单相开关的两个第四单相开关的第四静触头或第四动触头相连。

2.如权利要求1所述的处理双电源供电系统相间故障的通断机构，其特征在于，所述第一静触头和第一动触头外设有第一灭弧室，所述第二静触头和所述复合动触头的一端外设有第二灭弧室，所述第三静触头和所述复合动触头的另一端外设有第三灭弧室，所述第四静触头和第四动触头外设有第四灭弧室。

3.如权利要求1所述的处理双电源供电系统相间故障的通断机构，其特征在于，一个所述第一单相开关和一个所述单刀双掷开关位于第一绝缘套筒内，另一个所述第一单相开关和另一个所述单刀双掷开关位于第三绝缘套筒内，第三个所述第一单相开关位于第二绝缘套筒内；在第一绝缘套筒、第二绝缘套筒和第三绝缘套筒上设有接线插头，第一绝缘套筒、第二绝缘套筒和第三绝缘套筒安装在移动平台上，所述第二组单相开关也安装在所述移动平台上。

4.如权利要求1所述的处理双电源供电系统相间故障的通断机构，其特征在于，所述第一驱动机构包括第一传动机构和第一动力源，第一传动机构包括三个第一摆动硗杆、三个第一推拉杆和三个第一传动臂，所述第一摆动硗杆的一端与所述第一推拉杆的一端相连，第一摆动硗杆的另一端与所述第一动触头相连，第一推拉杆的另一端与第一传动臂相连，三个所述第一传动臂分别固定在同轴设置的三个转动套筒上，三个第一传动臂均分别与第一动力源相连。

5.如权利要求1所述的处理双电源供电系统相间故障的通断机构，其特征在于，所述第二驱动机构包括第二传动机构和第二动力源，第二传动机构包括两个第二摆动硗杆、两个第二推拉杆和两个第二传动臂，所述第二摆动硗杆的一端与所述第二推拉杆的一端相连，第二摆动硗杆的另一端与所述复合动触头相连，第二推拉杆的另一端与第二传动臂相连，两个所述第二传动臂同轴转动设置并分别与第二动力源相连。

6.如权利要求1所述的处理双电源供电系统相间故障的通断机构，其特征在于，所述第三驱动机构包括第三传动机构和第三动力源，所述第三传动机构包括两个第三推拉杆和两个第三传动臂，第三推拉杆的一端与第三传动臂相连，第三推拉杆的另一端与所述第四动触头相连，两个所述第三传动臂同轴转动设置并分别与第三动力源相连。

7.如权利要求3所述的处理双电源供电系统相间故障的通断机构，其特征在于，所述第一动力源为第一弹簧储能机构和第一电机。

8.如权利要求4所述的处理双电源供电系统相间故障的通断机构，其特征在于，所述第二动力源为第二弹簧储能机构和第二电机。

9.如权利要求5所述的处理双电源供电系统相间故障的通断机构，其特征在于，所述第三动力源为第三弹簧储能机构和第三电机。

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