CN207925352U - 一种智能换相开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能换相开关，包括壳体，所述壳体内安装有三个换相继电器，和连接A、B、C三相端子和三个换相继电器的触头机构，以及驱动触头机构中的动触头和静触头闭合或断开的操作机构，三个换相继电器均与所述火线端子连接；还包括驱动操作机构执行合闸或分闸动作的分合闸装置，所述分合闸装置包括电机和联动设置于电机的转轴上的转动机构，以及连接转动机构和操作手柄的传动杆。采用本技术方案的智能换相开关即可实现换相功能，又能通过分合闸装置实现自动重合闸功能，保障换相操作正常进行，无需工作人员进行手动分合闸，操作安全可靠，适用范围广，操作方便且省时省力，提升产品使用性能。

Description

一种智能换相开关

技术领域

本实用新型涉及低压电器技术领域，具体涉及一种智能换相开关。

背景技术

在低压配电系统中，三相线路配置着大量的单相负载，由于单相负载设备的设置和使用的不确定性和不均衡，使得三相负荷不平衡成为低压配电系统在运行维护时经常出现的问题。三相负荷不平衡会造成配电网络的电能损耗增加、配变输出力减小、电能质量下降，对供用电设备安全运行造成不利影响。为保持配电网络的三相平衡，低压配电系统中常采用智能换相开关的设置方式，根据配电系统中三相负荷数据，通过智能换相开关切将三相电切换到单相负载，即将单相负荷均匀分配到三相线路上，从负载端实现整个配电系统的三相平衡。

现有的智能换相开关主要包括壳体、设置壳体内的四个进线端子、两个出线端子、换相继电器和触头机构，四个进线端子分别连接A、B、C相线和零线，两个出线端子分别对应连接火线和零线，其中，A、B、C三相端子分别通过触头机构和换相继电器连接，通过换相继电器控制A、B、C三相中的其中一相线路与连接火线的出线端子接通，从而将三相电切换成单相电输出，达到均匀分配三相电的目的。但目前的智能换相开关在执行换相操作时要先通过人工手动合闸，使触头机构的动、静触头闭合导通回路，若在手动合闸过程中发生飞弧则会威胁操作人员的安全，存在安全隐患，以及这种操作方式在偏远地区和封闭工作环境中则存在一定局限性，操作有诸多不便，不仅费时费力，而且影响工作进程。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的智能换相开关在执行换相操作时要先通过人工手动合闸，存在操作安全隐患和局限性，操作不便且费时费力，影响工作进程的问题，从而提供一种可实现自动分合闸、操作方便、安全可靠的智能换相开关。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种智能换相开关，包括壳体，所述壳体的进线一侧设有A、B、C三相端子和N线端子，其出线一侧设有火线端子和零线端子，所述壳体内对应A、B、C三相端子安装有三个换相继电器，和连接A、B、C三相端子和三个换相继电器的触头机构，以及驱动所述触头机构中的动触头和静触头闭合或断开的操作机构，所述操作机构包括可转动设置在所述壳体上的操作手柄，三个换相继电器均与所述火线端子连接；还包括驱动所述操作机构执行合闸或分闸动作的分合闸装置，所述分合闸装置包括安装在所述壳体中的电机，和联动设置于所述电机的转轴上的转动机构，以及连接所述转动机构和所述操作手柄的传动杆，所述转动机构在所述电机驱动下带动所述传动杆和操作手柄执行分合闸动作。

作为一种优选方案，所述转动机构包括具有安装腔的机构外壳，和设置在所述安装腔中与所述电机转轴联动的传动齿轮以及弹性抵接于所述传动齿轮齿槽中的推杆组件，所述安装腔包括可容纳所述传动齿轮的圆形槽和适于安装所述推杆组件且朝向所述传动齿轮的凹槽。

作为一种优选方案，所述推杆组件包括设置于所述凹槽中的弹簧和推杆，所述推杆的一端偏压所述弹簧，另一端伸出所述凹槽抵靠于所述传动齿轮的齿槽之间。

作为一种优选方案，所述机构外壳呈椭圆形，其一端上设置有固定轴；所述传动杆的一端与所述固定轴相连，另一端通过手柄夹与所述操作手柄相连。

作为一种优选方案，所述静触头和动触头对应A、B、C三相端子分别设置三个，三个所述换相继电器的进线端分别与三个动触头连接，三个所述换相继电器的出线端通过导体串连与火线端子相连。

作为一种优选方案，所述换相继电器为磁保持继电器。

作为一种优选方案，三个所述静触头分别与所述A、B、C三相端子连接，所述N线端子通过导线与所述零线端子连接。

作为一种优选方案，所述壳体内还安装有用于控制所述换相继电器工作的控制线路板，所述换相继电器与所述动触头之间的连接线路上设置有若干保护元器件。

作为一种优选方案，所述分合闸装置还包括安装在所述壳体中的手动操作机构，所述手动操作机构包括可转动设置于所述壳体的上盖的转轴，和与所述转轴联动设置的转臂，所述转臂一端随所述转轴转动过程中抵推所述固定轴。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

1.本实用新型提供的一种智能换相开关中，A、B、C三相端子通过触头机构与三个换相继电器连接，利用三个换相继电器来控制A、B、C三相端子中的其中一相线路与火线端子接通，实现将三相电切换成单相电输出的作用，并通过在壳体上设置由电机、转动机构和传动杆组成的分合闸装置，控制电机驱动所述转动机构转动，进而带动传动杆和操作手柄执行分合闸操作，使动、静触头闭合或断开，以实现智能换相开关的重合闸操作，保障换相操作可以正常进行。采用本技术方案，无需工作人员进行手动分合闸，操作安全可靠，进而可以实现远程操控，满足偏远地区和封闭工作环境的使用需求，适用范围广，操作方便且省时省力，提升产品使用性能。由此可见，本实用新型的智能换相开关即可实现换相功能，以达到均匀分配三相电的目的，又能实现自动重合闸功能，操作灵活方便，以满足用户的多种需求。

2.本实用新型提供的一种智能换相开关中，所述转动机构包括具有安装腔的机构外壳，和设置在所述安装腔中与所述电机转轴联动的传动齿轮以及弹性抵接于所述传动齿轮齿槽中的推杆组件，这种结构设置，通过电机转轴带动传动齿轮作单向转动时，通过传动齿轮与所述推杆组件的抵推配合带动机构壳体转动，同时又可防止机构壳体随意发生逆向转动，以避免对电机转轴造成损伤，保证转动机构传动的稳定性和可靠性。

3.本实用新型提供的一种智能换相开关中，三个所述换相继电器的进线端分别与三个动触头连接，三个所述换相继电器的出线端通过导体串连与所述火线端子相连，通过上述设置方式可知，三个换相继电器对应连接A、B、C三相线路，根据三个换相继电器不同时工作，即只有一个换相继电器工作时，由三相电切换为单相电导通至火线端子上，由此可见，所述火线端子通过三个换相继电器能够切换连接到A相或B相或C相线路上，火线端子用于连接负载，从而达到均匀分配三相电的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的智能换相开关的内部结构示意图；

图2为图1所示智能换相开关的平面结构示意图；

图3为本实用新型的分合闸装置和壳体的安装结构示意图；

图4为本实用新型的智能换相开关的立体结构示意图；

图5为本实用新型的转动机构的结构示意图；

附图标记说明：1-壳体，11-三相端子,12-N线端子，13-火线端子，14-零线端子，2-换相继电器，31-动触头，32-静触头，4-操作手柄，5-电机，6-转动机构，61-机构外壳，62-传动齿轮，63-安装腔，64-弹簧，65-推杆，66-固定轴，7-传动杆，81-转轴，82-转臂，9-保护元器件。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

下面结合附图对本实施例进行具体说明：

本实施例提供如图1-5所示一种智能换相开关，包括壳体1，所述壳体1的进线一侧设有A、B、C三相端子11和N线端子12，其出线一侧设有火线端子13和零线端子14，所述壳体1内对应A、B、C三相端子安装有三个换相继电器2，和连接A、B、C三相端子和三个换相继电器2的触头机构，以及驱动所述触头机构中的动触头31和静触头32闭合或断开的操作机构，所述操作机构包括可转动设置在所述壳体1上的操作手柄4，三个换相继电器均与所述火线端子13连接，本实施例中的三个换相继电器2不同时开启；还包括驱动所述操作机构执行合闸或分闸动作的分合闸装置，所述分合闸装置包括安装在所述壳体1中的电机5，和联动设置于所述电机5的转轴上的转动机构6，以及连接所述转动机构6和所述操作手柄4的传动杆7，所述转动机构6在所述电机5驱动下带动传动杆7和操作手柄4执行分合闸动作。

上述实施方式中，A、B、C三相端子通过触头机构与三个换相继电器连接，利用三个换相继电器2来控制A、B、C三相端子中的其中一相线路与火线端子接通，实现将三相电切换成单相电输出的作用，并通过在壳体1上设置由电机5、转动机构6和传动杆7组成的分合闸装置，控制电机驱动所述转动机构6转动，进而带动传动杆7和操作手柄4执行分合闸操作，使动、静触头闭合或断开，以实现智能换相开关的重合闸操作，保障换相操作可以正常进行。采用本技术方案，无需工作人员进行手动分合闸，操作安全可靠，进而可以实现远程操控，满足偏远地区和封闭工作环境的使用需求，适用范围广，操作方便且省时省力，提升产品使用性能。由此可见，本实用新型的智能换相开关即可实现换相功能，以达到均匀分配三相电的目的，又能实现自动重合闸功能，操作灵活方便，以满足用户的多种需求。

下面结合图5对所述转动机构的具体结构作详细说明：

所述转动机构6包括具有安装腔63的机构外壳61，和设置在所述安装腔中与所述电机转轴联动的传动齿轮62以及弹性抵接于所述传动齿轮62齿槽中的推杆组件，所述传动齿轮62和推杆组件之间形成限位配合，所述安装腔63包括可容纳所述传动齿轮62的圆形槽和适于安装所述推杆组件且朝向所述传动齿轮62的凹槽。这种结构设置，当电机转轴带动传动齿轮作单向转动时，通过传动齿轮与推杆组件的抵推配合带动机构壳体转动，同时又可防止机构壳体发生逆向转动，以避免对电机转轴造成损伤，保证转动机构传动的稳定性和可靠性。

根据上述实施方式作进一步优选，所述推杆组件包括设置于所述凹槽中的弹簧64和推杆65，所述推杆65的一端偏压所述弹簧64，另一端伸出所述凹槽抵靠于所述传动齿轮62的齿槽之间，本实施例的传动齿轮优选为棘轮，通过上述结构可知，电机转轴伸入所述机构外壳61内与传动齿轮联动设置，当传动齿轮62正向转动时，通过棘轮与推杆之间配合以实现机构外壳作圆弧轨迹运动,若传动齿轮62出现反转，传动齿轮62会与推杆34的顶部斜面打滑，此时，传动齿轮62空转而不会带动机构外壳转动，可防止所述机构外壳61的随意反转，这种结构简单，传动配合可靠，更好保护电机，寿命更长。本文中的正转和反转仅表明某个零部件两次转动的转动方向相反，而不表示其实际转动方向。

如图1-3所示，所述机构外壳61呈椭圆形，其一端上设置有固定轴66；所述传动杆7的一端与所述固定轴66相连，另一端通过手柄夹与所述操作手柄4相连，所述固定轴66随椭圆状的所述机构外壳61作圆弧轨迹运动时靠近或远离操作手柄，从而带动传动杆7和操作手柄实现分合闸操作。

在本实施例中，如图2所示，所述分合闸装置还包括安装在所述壳体1中的手动操作机构，所述手动操作机构包括可转动设置于所述壳体1的上盖的转轴81，和与所述转轴81联动设置的转臂82，所述转臂82一端随所述转轴81转动过程中抵推所述固定轴，所述转轴61的顶端成型有轴孔。这种结构设置，当需要手动分合闸时，通过外部工具旋转所述转轴81，通过转臂82抵推所述固定轴66使所述机构外壳61转动，从而实现传动杆和操作手柄的手动分合闸操作。

结合图1-2、图4所示，所述静触头32和动触头31对应A、B、C三相端子分别设置三个，三个所述换相继电器2的进线端分别与三个动触头31连接，三个所述换相继电器2的出线端通过导体串连与所述火线端子13相连，进一步优选的，三个所述静触头32分别与所述A、B、C三相端子11连接，所述N线端子12通过导线与所述零线端子14连接。通过上述设置方式可知，所述A、B、C三相端子11和所述N线端子12满足三相四线的进线要求，即A、B、C相线和零线，而火线端子和零线端子满足单相的出线要求，因此，三个换相继电器对应连接的是A、B、C三相线路，根据三个换相继电器不同时开启工作，即只有一个换相继电器工作时，由三相电切换为单相电导通至火线端子上，由此可见，所述火线端子13通过三个换相继电器能够切换连接到A相或B相或C相线路上，火线端子用于连接负载，从而达到均匀分配三相电的目的。

在本实施例中，所述换相继电器2优选为磁保持继电器，通过电信号被触发控制，对电路起着自动接通和切断作用。进一步优选的，所述壳体1内还安装有用于控制所述换相继电器2工作的控制线路板，所述控制线路板与配电系统的终端设备通讯连接，能够根据配电系统的三相负荷数据控制三相线路上的其中一个换相继电器工作，从而将超负荷相线上的负载切换到其他相线上，实现整个配电系统的三相平衡。为了起到线路保护的作用，如图1所示，所述换相继电器2与所述动触头3之间的连接线路上设置有若干保护元器件9，若干保护元器件优选为电容器、电阻器和电感器，安全可靠。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种智能换相开关，包括壳体(1)，所述壳体(1)的进线一侧设有A、B、C三相端子(11)和N线端子(12)，其出线一侧设有火线端子(13)和零线端子(14)，其特征在于：所述壳体(1)内对应A、B、C三相端子安装有三个换相继电器(2)，和连接A、B、C三相端子和三个换相继电器的触头机构，以及驱动所述触头机构中的动触头(31)和静触头(32)闭合或断开的操作机构，所述操作机构包括可转动设置在所述壳体(1)上的操作手柄(4)，三个换相继电器均与所述火线端子(13)连接；还包括驱动所述操作机构执行合闸或分闸动作的分合闸装置，所述分合闸装置包括安装在所述壳体(1)中的电机(5)，和联动设置于所述电机(5)的转轴上的转动机构(6)，以及连接所述转动机构(6)和所述操作手柄(4)的传动杆(7)，所述转动机构(6)在所述电机(5)驱动下带动传动杆(7)和操作手柄执行分合闸动作。

2.根据权利要求1所述的智能换相开关，其特征在于：所述转动机构(6)包括具有安装腔(63)的机构外壳(61)，和设置在所述安装腔中与所述电机转轴联动的传动齿轮(62)以及弹性抵接于所述传动齿轮(62)齿槽中的推杆组件，所述安装腔(63)包括可容纳所述传动齿轮(62)的圆形槽和适于安装所述推杆组件且朝向所述传动齿轮(62)的凹槽。

3.根据权利要求2所述的智能换相开关，其特征在于：所述推杆组件包括设置于所述凹槽中的弹簧(64)和推杆(65)，所述推杆(65)的一端偏压所述弹簧(64)，另一端伸出所述凹槽抵靠于所述传动齿轮(62)的齿槽之间。

4.根据权利要求2或3所述的智能换相开关，其特征在于：所述机构外壳(61)呈椭圆形，其一端上设置有固定轴(66)；所述传动杆(7)的一端与所述固定轴(66)相连，另一端通过手柄夹与所述操作手柄(4)相连。

5.根据权利要求1所述的智能换相开关，其特征在于：所述静触头(32)和动触头(31)对应A、B、C三相端子分别设置三个，三个所述换相继电器(2)的进线端分别与三个动触头(31)连接，三个所述换相继电器(2)的出线端通过导体串连与所述火线端子(13)相连。

6.根据权利要求5所述的智能换相开关，其特征在于：所述换相继电器(2)为磁保持继电器。

7.根据权利要求5所述的智能换相开关，其特征在于：三个所述静触头(32)分别与所述A、B、C三相端子(11)连接，所述N线端子(12)通过导线与所述零线端子(14)连接。

8.根据权利要求1所述的智能换相开关，其特征在于：所述壳体(1)内还安装有用于控制所述换相继电器(2)工作的控制线路板，所述换相继电器(2)与所述动触头(31)之间的连接线路上设置有若干保护元器件(9)。

9.根据权利要求4所述的智能换相开关，其特征在于：所述分合闸装置还包括安装在所述壳体(1)中的手动操作机构，所述手动操作机构包括可转动设置于所述壳体(1)的上盖的转轴(81)，和与所述转轴(81)联动设置的转臂(82)，所述转臂(82)一端随所述转轴(81)转动过程中抵推所述固定轴。