CN115966420A - 用于开关柜的锁定装置和开关柜 - Google Patents

Abstract

在此提供了一种用于开关柜的锁定装置和开关柜。锁定装置包括锁芯轴，被布置在开关柜的柜门的通孔中，并且适于供钥匙插入以随钥匙的旋转而绕自身轴线旋转；驱动部，被耦合至锁芯轴，并适于随锁芯轴的旋转而旋转；以及锁定部，被耦合至驱动部并且包括锁定槽，锁定部适于响应于驱动部的旋转而在锁定位置和解锁位置之间滑动，其中在锁定位置，用于操作断路器合闸和分闸的操作轴被接纳在锁定槽中以防止操作轴被操作；在解锁位置，操作轴脱离锁定槽。该锁定装置维护开关柜和断路器时的可靠性和安全性。

Description

用于开关柜的锁定装置和开关柜

技术领域

本公开的实施例涉及开关柜的技术领域，并且更具体地，涉及一种用于开关柜的锁定装置。

背景技术

开关柜是一种电气设备，用来在电力系统进行发电、输电、配电和电能转换的过程中，进行开合、控制和保护用电设备。断路器是开关柜中的重要部件。正常工作情况下，断路器处于合闸状态，接通电路。当进行自动控制或保护控制操作时，断路器可以在综保装置控制下进行电路的分断或接通操作。断路器不仅可以通断正常的负荷电流，而且能够承受一定时间的短路电流，并可以分断短路电流，切除故障线路和设备。所以说，断路器的主要功能就是分断和接通电路。

为了保证人员和用电安全，在需要打开开关柜对其中的断路器摇出进行维护操作之前，必须要操作处于柜门处的操作手柄来将断路器操作至分闸状态。为了避免误操作，在操作手柄上通常设置有锁定装置，来防止人员由于误操作而引起的安全事故，保证人员和用电安全。然而，目前的锁定装置使用不便、改造和装配困难且安全性能较低。

发明内容

本公开的实施例提供了一种用于开关柜的锁定装置，解决了或至少部分地解决了传统的锁定装置中存在的一些问题。

在本公开的第一方面，提供了一种用于开关柜的锁定装置。该锁定装置包括锁芯轴，被布置在所述开关柜的柜门的通孔中，并且适于供钥匙插入以随所述钥匙的旋转而绕自身轴线旋转；驱动部，被耦合至所述锁芯轴，并适于随所述锁芯轴的旋转而旋转；以及锁定部，被耦合至所述驱动部并且包括锁定槽，所述锁定部适于响应于所述驱动部的旋转而在锁定位置和解锁位置之间滑动，其中在所述锁定位置，用于操作断路器合闸和分闸的操作轴被接纳在所述锁定槽中以防止所述操作轴被操作；在所述解锁位置，所述操作轴脱离所述锁定槽。

根据本公开实施例的锁定装置能够在断路器处于分闸或者合闸位置时有效地将操作断路器的操作轴有效地锁定，从而提高了锁定装置的可靠性以及维护开关柜和断路器时的安全性。此外，根据本公开实施例的锁定装置能够在任何情况下开锁，提高了锁定装置的可操作性。另外，根据本公开实施例的锁定装置在操作轴被锁定的状态下允许断路器脱扣，并且能够允许将脱扣指示在柜门外部的操作手柄处，从而有效地提高了使用锁定装置维护开关柜时的可靠性。

在一些实施例中，锁定槽的侧壁之间的宽度与所述操作轴的宽度的差在阈值范围内，以使得所述侧壁止挡所述操作轴在合闸位置和分闸位置之间的转动。以此方式，能够有效地锁定操作轴。

在一些实施例中，侧壁中的一个侧壁邻近开口的部分设置成倾斜段，以允许由所述断路器脱扣所引起的所述操作轴在所述锁定槽中的转动。以此方式，锁定装置在操作轴被锁定的状态下允许断路器脱扣，并且能够允许将脱扣指示在柜门外部的操作手柄处，从而有效地提高了使用锁定装置维护开关柜时的可靠性。此外，锁定装置能够在任何情况下(例如脱扣状态下)开锁，提高了锁定装置的可操作性。

在一些实施例中，驱动部包括驱动销，被布置为平行于所述锁芯轴，并且所述锁定部还包括驱动槽，适于供所述驱动销在所述驱动部的旋转期间在其中滑动，以驱动所述锁定部在所述锁定位置和所述解锁位置之间滑动。该布置允许驱动部以简单可靠的方式驱动锁定部滑动。

在一些实施例中，驱动槽包括滑移段和驱动段，并且其中所述驱动销在从所述滑移段滑动到所述驱动段期间驱动所述锁定部从所述解锁位置滑动到所述锁定位置。

在一些实施例中，锁定装置还包括弹性件，被布置在所述锁芯轴和所述锁定部之间，并且适于在所述锁定部滑动到所述锁定位置期间被拉伸，并且在所述驱动销从所述驱动段滑动到滑移段期间复原，以驱动所述锁定部回到所述解锁位置。弹性件能够确保锁定部回位到解锁位置，从而提高锁定装置的可靠性。

在一些实施例中，锁定部还包括耦合销，以适于供所述弹性件的一端布置在其上。耦合销便于弹性件的安装。

在一些实施例中，驱动销被布置为在所述锁定部处于所述锁定位置时与所述锁芯轴之间的连线与所述锁定部的滑动方向之间的角度小于预定阈值范围，以防止所述锁定部驱动所述驱动部转动。该布置确保锁定部在锁定位置时无法被驱动部驱动而意外回位，从而提高了锁定装置的安全性。

在一些实施例中，锁定部还包括滑动槽，沿所述锁定部的滑动方向延伸，并且适于供所述锁芯轴可滑动地布置在其中。

在本公开的第二方面，提供了一种开关柜。该开关柜包括前述第一方面所描述的锁定装置。

应当理解的是，发明内容并不旨在确定本公开的实施例的关键或基本特征，也并非旨在用于限制本公开的范围。通过下面的描述，本公开的其他特征将变得容易理解。

附图说明

通过结合附图更详细地描绘本公开的示例性实施例，本公开的上述目的和其它目的、特征和优点将变得更加明显，其中在本公开的示例性实施例中，相同的附图标记通常表示相同的部件。

图1示出了根据本公开实施例的锁定装置的分解视图；

图2示出了根据本公开的实施例的锁定装置的立体视图；

图3示出了根据本公开的实施例的锁定装置中的锁定部处于解锁位置的正视图；

图4示出了根据本公开的实施例的锁定装置中的锁定部处于锁定位置的正视图；

图5示出了根据本公开的实施例的锁定装置允许断路器脱扣的正视图。

贯穿附图，使用相同或相似的附图标记来表示相同或相似的元件。

具体实施方式

现在将参考几个示例实施例来描述本公开。应当理解，这些实施例仅为了使本领域技术人员能够更好地理解并由此实现本公开，而不是对本公开技术方案的范围提出任何限制的目的来描述。

如本文所使用的，术语“包括”及其变体将被解读为意指“包括但不限于”的开放式术语。术语“基于”将被解读为“至少基于部分”。术语“一个实施例”和“实施例”应被理解为“至少一个实施例”。术语“另一实施例”应理解为“至少一个其他实施例”。术语“第一”、“第二”等可以指代不同或相同的对象。在下面可能包含其他明确的和隐含的定义。除非上下文另外明确指出，否则术语的定义在整个说明书中是一致的。

为了保证开关柜在操作和维护期间的安全性，开关柜的柜门处用于操作断路器的操作手柄在操作和维护器件通常需要被锁定。操作手柄可以通过手柄与断路器之间的操作轴来对断路器进行分闸和和合闸操作。对操作手柄的锁定通常需要在操作手柄上设置锁定装置以防止误操作来实现。目前用于开关柜的锁定装置通常需要额外装配。这样带来的问题是这种锁定装置必须要提前准备，并且需要专门进行管理，否则可能会在需要时无法使用来带来安全隐患。这对开关柜的使用带来了不便以及安全隐患。

目前市场上有能够直接安装在柜门上的锁定装置。市场上的这种锁定装置在安装时通常都需要对操作轴进行改造，这带来了装配的复杂性，随之而来的是装配成本的提高。此外，目前锁定装置所使用的部件结构与开关柜配合不好，容易出现不起作用等情况，降低了产品的安全性。

此外，传统的锁定装置还存在无法使断路器在被锁定时脱扣或者显示脱扣状态的问题。另外，还有的锁定装置在有些情况下(例如，脱扣后)无法解锁，造成了使用和操作不便。

为了解决或者至少部分地解决现有技术中的锁定装置的上述或者其他潜在问题，根据本公开的实施例提供了一种用于开关柜的锁定装置100。

图1示出了锁定装置100的分解视图，图2示出了锁定装置100的立体视图。如图1和图2所示，总体上，根据本公开实施例的锁定装置100总体上包括锁芯轴101、驱动部102和锁定部103。锁芯轴101适于被布置在开关柜的柜门201的通孔2011中。锁芯轴101包括钥匙1011孔，能够通对应的钥匙1011插入以随钥匙1011的旋转而绕自身轴线旋转。为了便于锁芯轴101的安装和旋转，在一些实施例中，锁定装置100还可以包括能够固定地装配到柜门201的通孔2011中的套筒1012。锁芯轴101可以经由套筒1012而装配到通孔2011中。套筒1012的外周可以设置有扁平部，其能够与通孔2011上对应的扁平部配合以防止锁芯轴101在旋转时套筒1012的旋转。

驱动部102固定地耦合至锁芯轴101，并能够随锁芯轴101的旋转而同步旋转。也就是说，通过旋拧钥匙1011，驱动部102和锁芯轴101会同步旋转。在一些实施例中，这可以通过方轴和方孔的配合方式来实现。本文中的方轴是指横截面形状为方形的轴。如图1所示，在锁芯轴101的插入钥匙1011的端部的相对端，可以被形成为或者被设置有方轴1013。在驱动部102的适当位置形成有方孔1022。方轴1013能够插入到方孔1022中，并通过适当的紧固件固定在一起，由此来在旋拧钥匙1011时将扭矩施加到驱动部102上来由此使得驱动部102转动。以此方式，能够以简单有效的结构有效地驱动驱动部102来转动。

当然，应当理解的是，锁芯轴101和驱动部102这种通过方轴1013、方孔1022的配合方式只是示意性的，并不旨在限制本公开的保护范围。两者之间采用任何其他任意适当的耦合方式也是可能的。例如，在一些替代的实施例中，锁芯轴101和驱动部102也可以通过键配合的方式来耦合在一起。

锁定部103通过适当的连接机构与驱动部102耦合，并且包括锁定槽1031。锁定槽1031能够与将操作手柄与断路器连接的、用来操作断路器合闸和分闸的操作轴202耦合和分离。

具体而言，在驱动部102被操作旋转的过程中，通过锁定部103和驱动部102之间的连接机构，能够使得锁定部103在图3所示的解锁位置和图4所示的锁定位置之间滑动。在锁定位置时，操作轴202并接纳在锁定槽1031中，从而防止操作轴202被操作。在解锁位置，锁定槽1031和操作轴202分离，操作轴202可以在操作手柄的操作下对断路器进行合闸和分闸操作。

可以看出，通过使用根据本公开实施例的锁定装置100，并不需要对开关柜进行复杂的改动，只需要在开关柜门201上设置通孔2011并将锁芯轴101装配在其中即可。这显著降低了设置锁定装置100所需要的装配和维护成本。此外，锁定部103通过滑动的方式与操作轴202耦合和分离，并不存在误操作和失效的风险，从而提高了锁定装置100的安全性和可靠性。

此外，这种锁定装置100并不会对操作轴202的截面形状存在限制。也就是说，具有任何适当截面形状的操作轴202都可以应用本公开实施例的锁定装置100来实现应有的功能。图中示出了操作轴202可以是方轴，即，其具有方形的截面形状。应当理解的是，这只是示例性的，并不旨在限制本公开的保护范围。其他任意适当的截面形状也是可能的，例如，六边形截面形状的操作轴202。也就是说，根据本公开实施例的适用范围更广。下文中将主要以操作轴202为方轴为例来描述本公开的实施例，应当理解的是，其他情况也是类似的，在下文中将不再分别赘述。

为了便于锁定部103的滑动，在一些实施例中，锁定部103还包括滑动槽1037。滑动槽1037沿锁定部103的滑动方向延伸，并且能够供锁芯轴101可滑动地布置在其中。以此方式，能够简单可靠的方式将锁芯轴101、锁定部103以及驱动部102组装起来，从而以简单的结构实现可靠的锁定装置100。

在一些实施例中，为了进一步利于锁定部103的滑动，在锁定部103的适当位置形成有朝向柜门201一侧弯折的弯折部。例如，在锁定部103的靠近四个角部的位置，形成有弯折部，从而能够有效地减少滑动时与柜门201的接触面积，来由此利于锁定部103沿柜门201的滑动。

在操作轴202为方轴的情况下，将断路器从合闸状态操作到分闸状态，需要将操作轴202绕自身轴线旋转大约90°，反之亦然。考虑到这些因素以及还考虑到在合闸锁定的状态下断路器可能存在的脱扣情况，在一些实施例中，锁定槽1031的侧壁之间的宽度W1大于操作轴202的宽度W2但两者的差在预定的阈值范围内，以使得锁定槽1031的宽度W1完全能够限制操作轴202从合闸状态到分闸状态或者从分闸状态待合闸状态的切换。例如，该阈值范围可以是大于操作轴202的宽度W2但小于操作轴202的对角线的长度。以此方式，在锁定的状态下，操作轴202无法旋转90°，从而有效地限制了从合闸状态到分闸状态或者从分闸状态待合闸状态的切换，从而保证了锁定装置100的可靠性。

同时，为了确保断路器能够在被锁定状态下脱扣，锁定槽1031的宽度W1和操作轴202的宽度W2之间的差又能允许操作轴202在一定角度范围内的旋转。除此之外，为了进一步确保操作轴202能够旋转到脱扣位置，在一些实施例中，锁定槽1031的侧壁中的一个侧壁的邻近开口的部分被设置成倾斜段1032，如图5所示。该倾斜段1032在断路器发生脱扣的情况下能够允许操作轴202旋转到对应的脱扣位置。

以此方式，在合闸锁定的状态下，操作轴202能够响应于断路器的脱扣而产生旋转，从而能够在柜门201处的操作手柄处准确地指示脱扣位置，如图5所示。操作者可以根据柜门201上脱扣指示来进行相应的操作，从而提高了锁定装置100的使用便利性。此外，倾斜段1032的设置使得开口成喇叭状。这种布置方式即使操作轴202处于脱扣状态下也能够将锁定部103从锁定位置移动到解锁位置。也就是说，该锁定装置100能够允许操作轴202在任何状态下进行解锁操作，这进一步提高了锁定装置100的可靠性。

为了将驱动部102的旋转转换为锁定部103在锁定位置和解锁位置之间的移动，在一些实施例中，驱动部102可以包括平行于锁芯轴101布置的驱动销1021。与之对应地，锁定部103可以包括对应的驱动槽1033。驱动销1021能够在驱动部102的旋转期间在驱动槽1033中滑动，由此驱动锁定部103在锁定位置和解锁位置之间滑动。

在一些实施例中，驱动槽1033大致可以包括两个区段，即，滑移段1034和驱动段1035。滑移段1034基本沿竖直方向延伸，驱动段1035从滑移段1034的下端向侧下部延伸，如图4所示。在驱动销1021从滑移段1034滑动到驱动段1035期间，驱动销1021能够驱动锁定部103从解锁位置滑动到锁定位置。以此方式，能够以简单可靠的方式实现驱动部102对锁定部103的驱动。

在一些实施例中，为了便于锁定部103从锁定位置到解锁位置之间的移动，锁定装置100还可以包括弹性件104。弹性件104可以被布置在锁芯轴101和锁定部103之间。在一些实施例中，弹性件104可以是弹簧。在锁定部103从锁定位置滑动到锁定位置期间，弹性件104可以被拉伸，如图3和图4所示。在操作者要解锁操作轴202时，操作者会操作钥匙1011以驱动驱动销1021从驱动槽1033的弧形段滑动至滑移段1034。在这期间，弹性件104会从拉伸状态复原，以驱动锁定部103从图4所示的锁定位置滑动回到图3所示的解锁位置。以此方式，能够更方便且可靠地使锁定部103在锁定位置和解锁位置之间切换，从而提高锁定装置100的操作便利性和可靠性。

为了固定弹性件104，在一些实施例中，锁定部103还包括耦合销1036，如图2所示，用于供弹性件104的一端布置在其上。耦合销1036和锁定部103的其他部分可以是一体成型的。也就是说，锁定部103总体上可以是冲压成型的。例如，通过冲压等方式在预定形状的金属板材上形成锁定槽1031、驱动槽1033、耦合销1036和位于角部的弯折部等。以此方式，能够进一步提高锁定部103的强度，并进而提高锁定装置100的可靠性。

此外，为了防止锁定部103在锁定位置的情况下弹性件104的复原力会驱动驱动部102移动，在一些实施例中，在锁定部103处于锁定位置时，驱动销1021和锁芯轴101之间的连线与锁定部103的滑动方向之间的角度可以小于预定阈值。例如，驱动销1021和锁芯轴101之间的连线可以大致沿锁定部103的滑动方向延伸。以此方式，即使在弹性件104的弹性复原力的作用下，由于驱动销1021和锁芯轴101之间的连线与锁定部103的滑动方向之间的角度较小，该复原力在驱动锁定部103运动方向的分力所产生的力矩较小，从而在锁定位置的状态下锁定部103无法对驱动部102进行驱动，从而形成自锁状态，从而进一步提高了锁定装置100的可靠性。

根据本公开的实施例还提供了一种开关柜。该开关柜包括根据前文中描述的锁定装置100。通过使用根据本公开实施例的锁定装置100，能够提高整个开关柜的安全性和可靠性。

尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。

Claims (10)

1.一种用于开关柜的锁定装置，包括：

锁芯轴(101)，被布置在所述开关柜的柜门(201)的通孔(2011)中，并且适于供钥匙(1011)插入以随所述钥匙(1011)的旋转而绕自身轴线旋转；

驱动部(102)，被耦合至所述锁芯轴(101)，并适于随所述锁芯轴(101)的旋转而旋转；以及

锁定部(103)，被耦合至所述驱动部(102)并且包括锁定槽(1031)，所述锁定部(103)适于响应于所述驱动部(102)的旋转而在锁定位置和解锁位置之间滑动，

其中在所述锁定位置，用于操作断路器合闸和分闸的操作轴(202)被接纳在所述锁定槽(1031)中以防止所述操作轴(202)被操作；在所述解锁位置，所述操作轴(202)脱离所述锁定槽(1031)。

2.根据权利要求1所述的锁定装置，其中所述锁定槽(1031)的侧壁之间的宽度(W1)与所述操作轴(202)的宽度(W2)的差在阈值范围内，以使得所述侧壁止挡所述操作轴(202)在合闸位置和分闸位置之间的转动。

3.根据权利要求2所述的锁定装置，其中所述侧壁中的一个侧壁邻近开口的部分设置成倾斜段(1032)，以允许由所述断路器脱扣所引起的所述操作轴(202)在所述锁定槽(1031)中的转动。

4.根据权利要求1所述的锁定装置，其中所述驱动部(102)包括：

驱动销(1021)，被布置为平行于所述锁芯轴(101)，并且

所述锁定部(103)还包括驱动槽(1033)，适于供所述驱动销(1021)在所述驱动部(102)的旋转期间在其中滑动，以驱动所述锁定部(103)在所述锁定位置和所述解锁位置之间滑动。

5.根据权利要求4所述的锁定装置，其中所述驱动槽(1033)包括：

滑移段(1034)和驱动段(1035)，并且

其中所述驱动销(1021)在从所述滑移段(1034)滑动到所述驱动段(1035)期间驱动所述锁定部(103)从所述解锁位置滑动到所述锁定位置。

6.根据权利要求5所述的锁定装置，还包括：

弹性件(104)，被布置在所述锁芯轴(101)和所述锁定部(103)之间，并且适于在所述锁定部(103)滑动到所述锁定位置期间被拉伸，并且在所述驱动销(1021)从所述驱动段(1035)滑动到滑移段(1034)期间复原，以驱动所述锁定部(103)回到所述解锁位置。

7.根据权利要求6所述的锁定装置，其中所述锁定部(103)还包括：

耦合销(1036)，以适于供所述弹性件(104)的一端布置在其上。

8.根据权利要求4-7中任一项所述的锁定装置，其中所述驱动销(1021)被布置为在所述锁定部(103)处于所述锁定位置时与所述锁芯轴(101)之间的连线与所述锁定部(103)的滑动方向之间的角度小于预定阈值范围，以防止所述锁定部(103)驱动所述驱动部转动。

9.根据权利要求4-7中任一项所述的锁定装置，其中所述锁定部(103)还包括：

滑动槽(1037)，沿所述锁定部(103)的滑动方向延伸，并且适于供所述锁芯轴(101)可滑动地布置在其中。

10.一种开关柜，包括根据权利要求1-9中任一项所述的锁定装置(100)。

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