CN211265297U - 一种双电源进线高压开关柜备自投机械连杆式联锁装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电力设备技术领域，提供一种双电源进线高压开关柜备自投机械连杆式联锁装置；包括：机械盒、机械连杆、限位块、滑杆、自复位螺杆、行程开关；主/备供高压开关柜中各有一套限位块、自复位螺杆、滑杆、行程开关、机械盒；限位块设置在手动合闸转轴上；自复位螺杆安装在断路器内部，上端与断电器内的主拐臂接触，下端伸出断路器底部；滑杆安装于断电器内，下端伸出断路器底部，可以触动行程开关以及限制限位块；机械盒内部设置有杠杆机构和主轴，主轴为杠杆机构的转轴，杠杆机构与滑杆和自复位螺杆下端接触；机械连杆连接两个机械盒的主轴；本实用新型旨在解决目前备自投方案只能实现电气闭锁，不能实现闭锁手动按钮操作的技术问题。

Description

一种双电源进线高压开关柜备自投机械连杆式联锁装置

技术领域

本实用新型属电力设备技术领域，具体涉及一种双电源进线高压开关柜备自投机械连杆式联锁装置。

背景技术

随着我国人民生产生活的现代化程度日益提高，人们对电力的需求和依赖程度也在倍增，对电能质量的要求也更加严格，对供电可靠要求越来越高。现有技术通过在主备两回线及多回供电线路中安装备用进线自动投入装置，在母线故障不能供电时将备用线路接入进行供电，来提高供电可靠性。但在实际使用中，高压开关柜中的主供线路和备供线路不能同时接入，否则会发生短路、起火，甚至爆炸的安全事故。

因此目前配电间10kV双电源进线高压开关柜通过采用电气联锁和机械联锁的方式，防止主供线路和备供线路同时接通，其中机械联锁还能防止人为误操作进行手动合闸导致主供线路和备供线路同时接通。

目前电器联锁常用断路器辅助接点方式；机械联锁一般采用两锁一把钥匙的方式，即只有在一台断路器分闸时才能锁拔出钥匙，才能使用同一把钥匙操作另一断路器合闸，这一这种机械联锁的方式比较简单，但是该方式下两台断路器不能同时在工作位置；而10kV双电源进线高压开关柜要实现备自投，只能在两台断路器处于工作位置时才能实现双电源进线柜备自投自动切换投入，因此该种机械联锁方式实际上不能满足备自投自动切换的要求。

目前有少数厂家双电源进线柜备自投采用电动底盘车实现双电源进线柜备自投功能，即在一台高压开关柜的电动底盘车上安装一台断路器，第二台高压开关柜的电动底盘车上安装一台断路器，但总是只能有一台断路器能通过电动底盘车运动到工作位置上合闸，该方式下两台断路器同样不能同时在工作位置，需要备自投装置控制电动底盘车切换两台断路器。该方式下两台断路器切换时间需要60-120S左右，且运行中电动底盘车容易出现卡死或动作不到位等故障，从而导致备自投功能不能实现。

专利申请号为201402275827.9的一种中压开关柜备自投机械联锁机构，提出了一种用于备自投设备的机械联锁机构，该机构是利用连接绳传动实现机械互锁，该方案的连接绳的强度不能满足开关动作时强度要求，容易断裂，造成联锁不可靠。

综上述，目前的备自投技术方案只能实现电气闭锁，不能实现闭锁手动按钮操作即不能机械闭锁手动按钮操作，如果发生手动按钮操作误动作，极可能导致主备供电进线同时合闸，发生短路，起火、甚至爆炸等安全隐患。

实用新型内容

本实使用新型提供一种双电源进线高压开关柜备自投机械连杆式联锁装置，旨在解决目前备自投方案只能实现电气闭锁，不能实现闭锁手动按钮操作的缺点，及其容易发生的主供进电线路与备供电进线同时合闸导致发生断路、起火、甚至爆炸的安全事故的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型的解决方案为：一种双电源进线高压开关柜备自投机械连杆式联锁装置，包括：机械盒、机械连杆、限位块、滑杆、自复位螺杆、行程开关；主/备供高压开关柜中均设置有一套限位块、自复位螺杆、滑杆、行程开关、机械盒；限位块安装于断路器内的手动合闸转轴上；自复位螺杆安装在断路器内部，上端与断电器内的主拐臂接触，下端伸出断路器底部；滑杆安装于断电器内，下端伸出断路器底部，滑杆向上运动时触动行程开关以及向上顶住限位块；机械盒内部设置有杠杆机构和主轴，主轴为杠杆机构的转轴，杠杆机构的两端分别与滑杆和自复位螺杆下端接触；机械连杆连接两个机械盒内的主轴。

所述断路器通过电动底盘车可动安装在主/备供高压开关柜内部。

所述断路器和电动底盘车整体成形。

所述行程开关的辅助接点接入断路器的合闸控制回路中。

所述杠杆机构为三连杆机构，包括：扭力弹簧、第一拐臂、第二拐臂和第三拐臂；第一拐臂和第三拐臂固定安装在主轴上，第三拐臂与第二拐臂通过销轴连接；扭力弹簧套装在销轴上，扭力弹簧的一条边连接第二拐臂上，另一边与机械盒的盒体连接。

所述销轴上安装有第二弹簧，第二弹簧一边连接第三拐臂，另一边连接主轴。

所述第一拐臂和第二拐臂的末端分别安装有凸轮，两凸轮分别位于滑杆和自复位螺杆的正下方。

所述第一拐臂、第二拐臂、第三拐臂不在同一条直线上，位于第一拐臂和第二拐臂末端的凸轮伸出机械盒体外部。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供一种能够快速响应的机械连杆式联锁机构，能够实现10kV双电源进线高压开关柜备自投全自动运行时的机械联锁，即在实现机械联锁情况下不影响双电源进线高压开关柜的备自投功能。

通过本实用新型的机械连杆式联锁装置使得主供高压开关柜和备供高压开关柜中的断路器可以时两个开关柜中的断路器同时处于工作位置，并依旧保持有在可以自动或手动摇入摇出的功能。

本实用新型的机械连杆式联锁装置在电气联锁锁闭另外一条断路器的同时，也会通过上述机械连杆式联锁装置以机械方式闭锁另外一台断路器，使另外一台断路器在分闸状态手动和电动都不能合闸，因此能有效防止主进线线路备供电进线应同时合闸导致的断路、起火、甚至爆炸的安全事故发生。

本实用新型中主供高压开关柜与备供高压开关柜中的断路器可同时处于工作位置，可满足备自投的要求，且运用于10kV双电源进线高压开关柜式主供高压开关柜与备供高压开关柜中的两台断路器备自投切换时间小于180ms，供电可靠性高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案以及本实用新型的有益效果，下面将对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，下面描述中的附图仅仅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示出的结构获得其他的附图。

图1为双电源进线高压开关柜及备自投保护屏的整体结构图。

图2为图1中A区域局部放大图。

图3为主供高压开关柜侧视结构图。

图4为进路一回断路器、进线一回底盘车、第一机械盒侧视结构图。

图5为进路二回断路器、进线二回底盘车、第二机械盒侧视结构图。

图6为机械联锁装置结构图。

图7为机械盒侧视结构图。

图8为机械盒俯视结构图。

图9为机械盒立体结构图。

附图标号说明：

1、主供高压开关柜；2、备供高压开关柜；3、备自投保护屏；4、进线一回断路器；5、进线二回断路器；6、进线一回电动底盘车；7、进线二回电动底盘车；8、机械连杆装置；9、进线一回PT；10、进线二回PT；11、梅花触头；12、固封极柱；13、进线一回限位块；14、进线一回滑杆；15、进线一回行程开关；16、进线一回自复位螺杆；17、第一机械盒；18、进线二回限位块；19、进线二回滑杆；20、进线二回行程开关；21、进线二回自复位螺杆；22、第二机械盒；23、第一凸轮；24、第一销轴；25、第二拐臂；26、第一拐臂；27、主轴；28、第三拐臂；29、第三销轴；30、第一套轴；31、档杆；32、第二套轴；33、第一弹簧；34、第二弹簧；36、第二销轴；38、机械连杆；40、进线一回手动合闸转轴；41、进线二回手动合闸转轴；42、进线一回断路器主拐臂；43、进线二回断路器主拐臂；44、第二凸轮。

应当说明的是：图6、图7、图8、图9所示的机械连杆装置8、第一机械盒17和第二机械盒22的视图位置并不代表其所处于高压开关柜内的位置；机械连杆装置8、第一机械盒17与第二机械盒22内置于高压开关柜的位置关系应当以图1、图2、图3、图4、图5中对应位置为准。

具体实施方式

本实用新型的具体实施方式：

如图1、图2所示，本实用新型提供的一种双电源进线高压开关柜备自投机械连杆式联锁装置，包括：主供高压开关柜1、备供高压开关柜2、备自投保护屏3、进线一回断路器4、进线二回路断路器5、进线一回电动底盘车6、进线二回电动底盘车7、机械连杆装置8、进线一回PT9、进线二回PT10。

所述进线一回断路器4、进线二回路断路器5分别设置于主供高压开关柜1、备供高压开关柜2内部的进出线之间；

如图4所示，进线一回断路器4的上端和下端的梅花触头11能够分别连接到主供高压开关柜1的出电线和进电线上。

所述进线一回断路器4通过进线一回电动底盘车6安装在主供高压开关柜1上，进线二回断路器5通过进线二回电动底盘车7安装在备供高压开关柜2上。

如图3、图4所示，以进线一回断路器4为例，通过电动或手动驱动进线一回电动底盘车6向外运动，使得进线一回断路器4向外运动，并使的进线一回断路器4的梅花触头11与进出线端口断开；当驱动进线一回电动底盘车6向内运动时，则可以使进线一回断路器4的梅花触头11与进出线端口连接。

当进线一回断路器4上的梅花触头11与主供高压开关柜上的进出线端口连接时，断路器处于工作位置或者热备用位置；处于上述位置时，通过控制断路器中的固封极柱12内的触头运动，实现高压开关柜进出线段的连通或闭合。

上述的断路器具体结构及工作原理为本领域技术人员所熟知的，因此本文中不再对其进行详细的介绍。

如图1、图2所示，所述主供高压开关柜1、备供高压开关柜2之间设有机械连杆装置8；所述进线一回PT9、进线二回PT10分别装设在主供高压开关柜1和备供高压开关柜2进线一端；所述进线一回PT9、进线二回PT10的二次电压采样线与备自投保护屏3连接；备自投保护屏3与主供高压开关柜1、备供高压开关柜2二次室控制端子连接。

所述进线一回PT9、进线二回PT10为电压互感器，优选型号为JDZ(X)10-1010/0.1kV 50VA。

优选的，所述备自投保护屏3使用的备自投控制装置型号为BRP254。

优选的，所述进线一回断路器4、进线二回路断路器5的型号为VS1(ZN63A)-12或3AS4-12。

优选的，所述进线一回断路器4与进线一回电动底盘车6整体成形，进线二回路断路器5与进线二回电动底盘车7为整体成形。

如图4所示，进线一回断路器4内设置有：进线一回限位块13、进线一回滑杆14、进线一回行程开关15、进线一回自复位螺杆16；进线一回限位块13安装在进线一回手动合闸转轴40上，所述进线一回行程开关15辅助接点接入进线一回断路器4合闸控制回路。

如图5所示，进线二回断路器5内设置有：进线二回限位块18、进线二回滑杆19、进线二回行程开关20、进线二回自复位螺杆21；进线二回限位块18安装在进线二回手动合闸转轴41上，进线二回行程开关20辅助接点接入进线二回路断路器5合闸控制回路。

优选的，所述进线一回行程开关15、进线二回行程开关20的型号为V-153-1C25。

如图6所示，所述机械连杆装置8，包括：第一机械盒17、第二机械盒22和机械连杆38，所述第一机械盒17安装固定在主供高压开关柜1的电动底盘车下的隔板下面，所述第二机械盒22安装固定在备供高压开关柜2的电动底盘车下隔板下面，所述机械连杆38用于连接第一机械盒17和第二机械盒22。

如图6、图7、图8、图9所示，所述第一机械盒17和第二机械盒22内部构造一致，机械盒内设有第一拐臂26、第二拐臂25、第三拐臂28、第一凸轮23、第二凸轮44、主轴27、第一套轴30、第二套轴32、档杆31、第一销轴24、第二销轴36、第三销轴29、第一弹簧33、第二弹簧34。

主轴27通过第一套轴30、第二套轴32安装于机械盒上；第一拐臂26和第三拐臂28安装在主轴27上；第二拐臂25与第三拐臂28通过第三销轴29连接；第一凸轮23通过第一销轴24与第一拐臂26连接；第二凸轮44通过第二销轴36与第二拐臂25连接；第一弹簧33和第二弹簧34安装于第三销轴29上，具体的，所述第一弹簧33中间套在第三销轴29上，第一弹簧33一条边卡在第二拐臂25一侧孔上，另一条边卡在档杆31上，这样和第二弹簧34中间套在第三销轴29上，同样第二弹簧34中间套在第三销轴29上，第二弹簧34一条边卡在第二拐臂25另一侧孔上，另一条边卡在主轴27上，第一弹簧33提供机械盒内部机构回复到原始位置的驱动力，第二弹簧34用于传递扭矩。档杆31安装在机械盒上还用于限制第二拐臂25的运动范围。

如图4所示，当进线一回断路器4处于工作位置时，第一机械盒17内部的第一凸轮23位于进线一回自复位螺杆16的正下方；第二凸轮44位于进线一回滑杆14的正下方；如图5所示，第二机械盒22与进线二回断路器5的位置关系与上述相同。

本实用新型一种双电源进线高压开关柜备自投机械连杆式联锁装置的备自投控制动作原理如下：

所述进线一回PT9、进线二回PT10二次电压采样线与备自投保护屏3连接，备自投保护屏3与主供高压开关柜1、备供高压开关柜2二次室控制端子连接好。所述进线一回断路器4处于分闸位置，进线二回路断路器5处于分闸位置，进线一回电动底盘车6处于工作位置，进线二回电动底盘车7处于工作位置。

所述分闸位置为断路器中的固封极柱内12触头未接通时状态；所述工作位置指电动底盘车运行到高压开关柜内部，断路器上的上部和下部的梅花触头11分别与高压开关柜内部的进线和出线端口连接。

1)主供高压开关柜1投运

所述主供高压开关柜1进线电缆带电，备供高压开关柜2进线电缆不带电，则所述进线一回PT9一次带电，而进线二回PT10一次未带电，备自投控制装置检测到进线一回PT9一次带电，而进线二回PT10一次未带电，延时发出控制指令让进线一回断路器4合闸，所述合闸动作具体指的是断路器的固封极柱12内的触头接通，使得高压开关柜进出线连通。

如图4所示，进线一回断路器4合闸后，进线一回断路器主拐臂42向下转动到合位，进线一回断路器主拐臂42到合位后会向下压进线一回自复位螺杆16，进线一回自复位螺杆16向下运动，向下压第一凸轮23，第一凸轮23向下运动带动第一拐臂26向下运动，第一拐臂26向下运动带动第一机械盒17的主轴27转动。

在机械盒1内部所述主轴27转动带动第三拐臂28，第三拐臂28通过第三销轴29带动第二拐臂25向上运动，第二拐臂25通过第二销轴36带动第二凸轮44向上运动，第二凸轮44向上运动会顶到进线一回滑杆14，进线一回滑杆14向上运动到位后会卡位进线一回限位块13，进线一回滑杆14向上顶住进线一回行程开关15，进线一回行程开关15辅助接点断开进线一回断路器4合闸回路，进线一回限位块13卡位一回进线手动合闸转轴40，所述进线一回断路器4不能再次手动合闸。所述进线一回电动底盘车6处于工作位置，此时自复位螺杆16向下伸出一回断电器4底部，锁定进线一回电动底盘车6，进线一回电动底盘车6不能电动或手动摇出至试验位置。

与此同时，第一机械盒17的主轴27转动带动机械连杆38转动，通过机械连杆38传动带动第二机械盒22的主轴27。在第二机械盒22内部，主轴27转动带动第三拐臂28，第三拐臂28通过第三销轴29带动第二拐臂25向上运动，第二拐臂25通过第二销轴36带动第二凸轮44向上运动，第二凸轮44向上运动会顶到进线二回滑杆19，进线二回滑杆19向上顶住进线二回行程开关20，进线二回行程开关20的辅助接点断开进线二回路断路器5合闸回路；进线二回滑杆19向上运动到位后会向上顶住进线二回限位块18，进线二回限位块18卡位二回进线手动合闸转轴41，所述进线二回路断路器5手动不能合闸。

上述过程中，进线二回电动底盘车7处于工作位置，所述进线二回路断路器5处于热备用状态，若需将所述进线二回路断路器5转为冷备用状态；所述热备用状态为，断路器上梅花触头11与高压开关柜进出线端口连接，而断路器内固封极柱12内的触点没有接通时的状态。

此时，所述机械连杆式联锁装置不会闭锁进线二回电动底盘车7的运动，只需要电动或手动将所述进线二回电动底盘车7摇出至试验位置，所述试验位置指断路器上的梅花触头11不与高压开关柜进出线端口连接，进线二回路断路器5即可转为冷备用状态，所以进线二回路断路器5的冷备用状态和热备用状态可以自由切换；但是只要当进线二回路断路器5处于工作位置时，机械连杆式联锁装置就会闭锁所述进线二回路断路器5内的进线二回手动合闸转轴，电动或手动的方式都不能使进线二回断路器5合闸；因此不存在进线一回断路器4、进线二回路断路器5同时合闸的安全隐患，更加安全。

2)备供高压开关柜2投运

所述主供高压开关柜1进线电缆因故障失电，备供高压开关柜2进线电缆带电，则进线一回PT9一次失电，进线二回PT10一次带电，备自投控制装置检测进线一回PT9一次失电，而进线二回PT10一次带电，延时发出控制指令让进线一回断路器4分闸。

如图4、图6所示进线一回断路器4分闸后，进线一回断路器主拐臂42向上转动到分闸位置，进线一回自复位螺杆16自动向上复位，所述第一弹簧33中间套在第三销轴29上，第一弹簧33一条边卡在第二拐臂25一侧孔上，另一条边卡在档杆31上，这样和第二弹簧34中间套在第三销轴29上，同样第一弹簧34中间套在第三销轴29上，第一弹簧34一条边卡在第二拐臂25另一侧孔上，另一条边卡在主轴27上，在第一弹簧33、第二弹簧34相互作用下带动第三拐臂28向下运动，第三拐臂28向下运动带动第一机械盒17主轴27转动，主轴27转动带动第一拐臂26向上运动。

第一机械盒17主轴27转动带动机械连杆38，通过机械连杆38传导带动第二机械盒22内主轴27，在第二机械盒22内部，主轴27转动带动第三拐臂28，第三拐臂28通过第三销轴29带动第二拐臂25向下运动，第二拐臂25通过第二销轴36带动第二凸轮44向下运动，第二凸轮44向下运动会松开进线二回滑杆19，进线二回滑杆19向下运动到位，进线二回滑杆19向下放开进线二回行程开关20，进线二回行程开关20辅助接点接通进线二回路断路器5合闸回路；进线二回限位块18不再受进线二回滑杆19限位，进线二回限位块18不再限位二回进线手动合闸转轴41；所述机械连杆式联锁装置不再闭锁进线二回路断路器5电动和手动合闸，所述备自投控制装置延时发出控制指令让进线二回路断路器5合闸。

进线二回路断路器5合闸后，进线二回断路器主拐臂43向下转动到合位，进线二回断路器主拐臂43通过自进线二回复位螺杆21向下运动，通过第二机械盒22内主轴27的转动通过机械连杆38传导至第一机械盒17，此后动作过程同上所述，最终传导至进线一回行程开关15辅助接点断开进线一回断路器4合闸回路，进线一回限位块13卡位一回进线手动合闸转轴40，所述进线一回断路器4不能电动或手动合闸。

由上可知，主供高压开关柜1、备供高压开关柜2互为备用，主供高压开关柜1、备供高压开关柜2采用机械及电气联锁，确保自动运行和人工操作的双重安全，有效防止主供进电线路与备供电进线同时合闸导致发生断路、起火、甚至爆炸的安全事故的技术问题。

本实用新型的一种双电源进线高压开关柜备自投机械连杆式联锁装置由于机械联是在两台电动底盘车同时处于工作位置时实现的，在实现机械联锁的同时依旧具备备自投功能，主供高压开关柜1故障失电时自动转换至备供高压开关柜2供电，切换时间小于180ms，并可手动按钮操作。

应说明的是备自投设备中，电气联锁是成熟且必须的设置，是本领域技术人员所熟知的，因此在本文中并未对电气联锁重点描述。

上述的实施例仅为本实用新型的优选实施例，不能以此来限定本实用新型的权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的修改、等同变化、改进等，仍属本实用新型所涵盖的范围。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种双电源进线高压开关柜备自投机械连杆式联锁装置，其特征在于，机械连杆式联锁装置包括机械盒、机械连杆、限位块、滑杆、自复位螺杆、行程开关；主/备供高压开关柜中均设置有一套限位块、自复位螺杆、滑杆、行程开关、机械盒；限位块安装于断路器内的手动合闸转轴上；自复位螺杆安装在断路器内部，上端与断电器内的主拐臂接触，下端伸出断路器底部；滑杆安装于断电器内，下端伸出断路器底部，滑杆向上运动时触动行程开关以及向上顶住限位块；机械盒内部设置有杠杆机构和主轴，主轴为杠杆机构的转轴，杠杆机构的两端分别与滑杆和自复位螺杆下端接触；机械连杆连接两个机械盒的主轴。

2.根据权利要求1所述的一种双电源进线高压开关柜备自投机械连杆式联锁装置，其特征在于，所述断路器通过电动底盘车可动安装在主/备供高压开关柜内部。

3.根据权利要求2所述的一种双电源进线高压开关柜备自投机械连杆式联锁装置，其特征在于，所述断路器和电动底盘车整体成形。

4.根据权利要求1所述的一种双电源进线高压开关柜备自投机械连杆式联锁装置，其特征在于，所述行程开关的辅助接点接入断路器的合闸控制回路中。

5.根据权利要求1所述的一种双电源进线高压开关柜备自投机械连杆式联锁装置，其特征在于，所述杠杆机构为三连杆机构，包括：扭力弹簧、第一拐臂、第二拐臂和第三拐臂；第一拐臂和第三拐臂固定安装在主轴上，第三拐臂与第二拐臂通过销轴连接；扭力弹簧套装在销轴上，扭力弹簧的一条边连接第二拐臂上，另一边与机械盒的盒体连接。

6.根据权利要求5所述的一种双电源进线高压开关柜备自投机械连杆式联锁装置，其特征在于，所述销轴上安装有第二弹簧，第二弹簧一边连接第三拐臂，另一边连接主轴。

7.根据权利要求6所述的一种双电源进线高压开关柜备自投机械连杆式联锁装置，其特征在于，所述第一拐臂和第二拐臂的末端分别安装有凸轮，两凸轮分别位于滑杆和自复位螺杆的正下方。

8.根据权利要求7所述的一种双电源进线高压开关柜备自投机械连杆式联锁装置，其特征在于，所述第一拐臂、第二拐臂、第三拐臂不在同一条直线上，位于第一拐臂和第二拐臂末端的凸轮伸出机械盒体外部。

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