WO2017088802A1 - 用于开关设备的联锁装置及开关柜 - Google Patents

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马明乐
王海燕
朱彦卿
袁端磊
朱苛娄
蒋成博
潘明
杨芳
王松
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国家电网公司
平高集团有限公司
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Abstract

一种用于开关设备的联锁装置及使用该联锁装置的开关柜，用于开关设备的联锁装置包括连杆（3）、机架板（11）、用于与两工位机构齿轮固定的转动轮（1），转动轮（1）上设置有与连杆（3）的一端滑动连接的凸轮轮廓凹槽（12），连杆（3）的另一端与用于对与断路器合闸半轴（9）固定连接的半轴拐臂（8）限位的限位装置（5）铰接，限位装置（5）与机架板（11）滑动连接并在连杆（3）的带动下可在机架板（11）上做往复直线运动；凸轮轮廓凹槽（12）包括第一、二、三凹槽段，第一凹槽段的两端与第二、三凹槽段连接，连杆（3）与凸轮轮廓凹槽（12）连接端处于第一凹槽段时限位装置（5）在直线运动方向上处于第一位置，处于第二、三凹槽段时限位装置（5）在直线运动方向上处于第二、三位置，解决了两工位机构与纵向布置的断路器之间无法联锁的问题。

Description

用于开关设备的联锁装置及开关柜 技术领域
本发明涉及中压开关设备技术，特别涉及一种用于开关设备的联锁装置及使用该联锁装置的开关柜。
背景技术
目前的中压开关设备中，断路器一般与底盘车配合使用来实现两工位机构的合闸位置和隔离位置的联锁功能，但是，这种配合使用方式只适用于断路器主回路横向布置、且底盘车推入过程中隔离触头合闸的隔离开关结构，而对于断路器纵向布置、断路器运动到工作位置后隔离触头再进行合闸的隔离开关结构则无法使用。
发明内容
本发明实施例的目的是至少解决两工位机构与纵向布置的断路器之间无法联锁的问题。
本发明实施例的技术方案为：
本发明实施例第一方面提供一种用于开关设备的联锁装置，包括：
连杆；
机架板；
转动轮，用于与两工位机构齿轮固定，所述转动轮上设置有凸轮轮廓凹槽，所述凸轮轮廓凹槽与所述连杆的第一端滑动连接，所述连杆的第二端与限位装置铰接；
所述限位装置，与所述连杆的第二端铰接，以及与所述机架板滑动连接，用于对与断路器合闸半轴固定连接的半轴拐臂限位，在所述连杆的带 动下在所述机架板上做往复直线运动；
所述凸轮轮廓凹槽，包括：第一凹槽段、第二凹槽段和第三凹槽段；
所述第一凹槽段的两端与所述第二凹槽段、所述第三凹槽段连接，所述连杆与凸轮轮廓凹槽的连接端处于所述第一凹槽段时，所述限位装置在直线运动方向上处于第一位置，所述连杆与凸轮轮廓凹槽的连接端处于所述第二凹槽段或所述第三凹槽段时，所述限位装置在直线运动方向上对应处于第二位置和第三位置。
所述的第一凹槽段、第二凹槽段和第三凹槽段均为等圆弧凹槽段，所述第一凹槽段与第二凹槽段、以及第三凹槽段的连接位置均设置有过渡凹槽段。
所述的连杆的中部设置有第一长腰孔，所述机架板上设置与所述转动轮的转动轴线平行的定位销轴，所述定位销轴与所述第一长腰孔滑动连接。
所述的机架板上设置有第二长腰孔，所述限位装置上设有至少两个与所述第二长腰孔滑动连接的滚轴。
所述的转动轮与两工位机构齿轮为一体式结构。
本发明实施例第二方面提供一种开关柜，包括：
联锁装置、与合闸半轴固定连接的半轴拐臂；
其中：所述的联锁装置包括：
连杆；
机架板；
转动轮，用于与两工位机构齿轮固定，所述转动轮上设置有凸轮轮廓凹槽，所述凸轮轮廓凹槽与所述连杆的第一端滑动连接，所述连杆的第二端与限位装置铰接；
所述限位装置，与所述连杆的第二端铰接，以及与所述机架板滑动连接，用于对与断路器合闸半轴固定连接的半轴拐臂限位，在所述连杆的带 动下在所述机架板上做往复直线运动；
所述凸轮轮廓凹槽，包括：第一凹槽段、第二凹槽段和第三凹槽段；
所述第一凹槽段的两端与所述第二凹槽段、所述第三凹槽段连接，所述连杆与凸轮轮廓凹槽的连接端处于所述第一凹槽段时，所述限位装置在直线运动方向上处于第一位置，所述连杆与凸轮轮廓凹槽的连接端处于所述第二凹槽段或所述第三凹槽段时，所述限位装置在直线运动方向上对应处于第二位置和第三位置；
所述限位装置处于所述第一位置时均对所述半轴拐臂限位，处于所述第二位置以及所述第三位置时所述限位装置解除对所述半轴拐臂的限位。
所述的第一凹槽段、第二凹槽段进而第三凹槽段均为等圆弧凹槽段，所述第一凹槽段与所述第二凹槽段和第三凹槽段的连接位置均设置有过渡凹槽段。
所述的连杆的中部设置有第一长腰孔，所述机架板上设置与所述转动轮的转动轴线平行的定位销轴，所述定位销轴与所述第一长腰孔滑动连接。
所述的机架板上设置有第二长腰孔，所述限位装置上设有至少两个与所述第二长腰孔滑动连接的滚轴。
所述的转动轮与两工位机构齿轮为一体式结构。
本发明的有益效果为：
基于本发明实施例提供的用于开关设备的联锁装置，能够使两工为机构处于分闸完成后或合闸完成后，限位装置均不对半轴拐臂限位，断路器可以进行合闸操作，和现有技术相比，本发明所述的用于开关设备的联锁装置不受断路器横纵向布置的影响，解决了两工位机构与纵向布置的断路器之间无法联锁的问题。
附图说明
图1为本发明实施例的一种用于开关设备的联锁装置的实施例在断路 器分闸、两工位机构处于分闸位时的示意图；
图2为本发明实施例的一种用于开关设备的联锁装置的实施例在断路器分闸、两工位机构刚离开分闸位时的示意图；
图3为本发明实施例的一种用于开关设备的联锁装置的实施例在断路器分闸、两工位机构处于分闸位与合闸位中间位置时的示意图；
图4为本发明实施例的一种用于开关设备的联锁装置的实施例在断路器分闸、两工位机构合闸到位前的示意图；
图5为本发明实施例的一种用于开关设备的联锁装置的实施例在断路器分闸、两工位机构处于合闸位的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的一种用于开关设备的联锁装置的具体实施例，如图1至图5所示，所述的用于开关设备的联锁装置包括：
机架板11；
连杆3；
转动轮1，与两工位机构齿轮固定连接的转动轮1；
半轴拐臂8，与断路器合闸半轴固定连接的半轴拐臂8；
限位装置，限位装置为限位板5，用于与连杆3配合使操作两工位机构分闸到合闸、及合闸到分闸过程中，均对半轴拐臂8限位的限位装置，其中限位板5与机架板11滑动连接；
机架板11，其上设置有水平第二长腰孔，第二长腰孔滚动通过固定在限位板5上的两个滚轴6与限位板5连接；
半轴拐臂8，与合闸半轴9固定连接；
合闸半轴9，用于合闸时沿顺时针旋转，限位板5通过半轴拐臂8对合闸半轴9合闸转动方向限位，即限位板5对半轴拐臂8起限位作用时限制 半轴拐臂8顺时针转动。
其中，合闸半轴9上设置有扭簧，扭簧与半轴拐臂8、机架板11配合，保证断路器合闸后，使半轴拐臂8复位，确保断路器可以再次合闸，使限位板可以顺利通过半轴拐臂8对合闸半轴9合闸转动方向限位，半轴拐臂8设置在第一长腰孔的右下方；
其中，转动轮1与两工位机构齿轮为一体式结构，转动轮1上设置有凸轮轮廓凹槽12。
其中，连杆3的第一端与限位板5通过滑轮7铰接，第二端与凸轮轮廓凹槽12通过销轴2滑动连接；
连杆3的中部还设置有第一长腰孔，第一长腰孔与通过螺纹固定在机架板上的销轴4滑动配合；
当连杆3与限位板5连接的一端在机架板11上的位置一定时，销轴4可以限制连杆3绕连杆3与限位板5的连接端旋转，使连杆3不会在凸轮轮廓凹槽12内晃动，从而使连杆3与凸轮轮廓凹槽12平稳滑动，同时也提高了所述用于开关设备的联锁装置的联锁精度。
其中，凸轮轮廓凹槽12包括：
起始等圆弧凹槽段122；
中间等圆弧凹槽段121；
设置在中间等圆弧凹槽段与起始等圆弧凹槽段连接处的过渡圆弧凹槽段123和过渡圆弧凹槽段124；
中间等圆弧凹槽段121直径大于起始等圆弧凹槽段122的直径，当连杆3与凸轮轮廓凹槽12连接端处于中间圆弧凹槽段121时，限位板5滑动到对半轴拐臂8限位的位置；当连杆3与凸轮轮廓凹槽12连接端处于起始 等圆弧凹槽段122时，限位板5滑动到未能对半轴拐臂8限位的位置，凸轮轮廓凹槽12与连杆3配合控制限位板5限位作用的开启和停止。
如图1所示，断路器处于分闸状态，两工位机构也处于分闸位，销轴2处于起始等圆弧凹槽段122上与过渡圆弧凹槽段124连接处，限位板5处于机架板11第二长腰孔的左端和半轴拐臂8分离，对半轴拐臂8的限位作用关闭，合闸半轴9可以顺时针旋转，断路器可以进行储能保持脱扣，进行合闸操作。
如图2所示，断路器处于分闸状态，两工位机构处于刚离开分闸位状态，两工位机构刚从分闸向合闸旋转，例如旋转一个较小的角度时，凸轮轮廓凹槽12推动连杆3，带动限位板5上的滚轴6在机架板11上第二长腰孔中向右移动一段距离，限位板5压在半轴拐臂8上，阻挡半轴拐臂8顺时针旋转，使得断路器不能进行合闸操作。
如图3所示，断路器处于分闸状态，两工位机构处于分闸位与合闸位中间状态，两工位机构旋转到中间位置时，凸轮轮廓凹槽12推动连杆3，限位板5上的滚轴6处于机架板11上第二长腰孔中最右边的位置，限位板5压在半轴拐臂8上，阻挡半轴拐臂8顺时针旋转，使得断路器不能进行合闸操作。
如图4所示，断路器处于分闸状态，两工位机构处于合闸到位前的状态，凸轮轮廓凹槽12推动连杆3，带动限位板5在机架板11上第二长腰孔中向左移动，但限位板5与半轴拐臂8并未分离，阻挡半轴拐臂8顺时针旋转，使得断路器不能进行合闸操作。
如图5所示，断路器处于分闸状态，两工位机构处于合闸位状态，凸轮轮廓凹槽12带动销轴2处于起始等圆弧凹槽段122上与过渡圆弧凹槽段123连接处，限位板5上的滚轴6处于机架板11上第二长腰孔中最左边的位置，限位板与半轴拐臂8分离，合闸半轴9可以顺时针旋转，断路器可以进行除能保持脱扣，进行合闸操作。
两工位机构有合闸位到分闸位的过程是上述过程的逆过程，工作原理相同，不再赘述。
在本发明的一种用于开关设备的联锁装置的其他实施例中，根据下述结构的一种或多种实施用于开关设备的联锁装置：
所述的滚轴还可以设置至少三个；
所述的限位板上的滚轴还可以是销轴，销轴与机架板上的第二长腰孔滑动连接；
所述的转动轮还可以与两工位机构齿轮是分体式结构，转动轮与两工位机构齿轮形成可拆卸式的固定连接；
所述的凸轮轮廓凹槽的中间等圆弧凹槽段为非等圆弧凹槽段，例如可以是该段凹槽上各点到转动轮轴心的距离满足使限位块对半轴拐臂限位的凹槽段；
所述的起始圆弧凹槽段也可以是该段凹槽上各点到转动轮轴心的距离满足使限位块未能半轴拐臂限位的凹槽段；
所述的中间圆弧直径可以大于起始圆弧；
所述的起始等圆弧段还可以设置为两个，且分别与中间等圆弧凹槽段连接，两个起始等圆弧凹槽段之间还可以设置有另一个凹槽段；
所述的限位装置，可以在连杆与凸轮轮廓凹槽连接端处于起始圆弧凹槽段时，以及在连杆与凸轮轮廓凹槽连接端处于与起始圆弧凹槽段相邻的 一段过渡圆弧凹槽段时，对半轴拐臂限位；
所述的限位装置还可以是限位杆或限位块；
所述的限位装置与半轴拐臂之间还可以通过插接限位；
所述的与第一长腰孔配合的销轴还可以焊接在机架板上，或者在机架板上设计安装孔，销轴的一端与机架板上的安装孔转动配合，另一端与连杆滑动配合。
本发明实施例还提供一种开关柜：所述的开关柜包括联锁装置，其具体结构与上述联锁装置实施例中所述的结构相同，不再赘述。
本发明的有益效果为：
1)两工位机构处于分闸到合闸或合闸到分闸的过程中，限位装置对半轴拐臂限位，断路器不能合闸操作；连杆与凸轮轮廓凹槽连接端处于第二凹槽段或第三凹槽段时限位装置均处于第二、三位置，两工为机构处于分闸完成后或合闸完成后，限位装置均不对半轴拐臂限位，断路器可以进行合闸操作，和现有技术相比，本发明所述的用于开关设备的联锁装置不受断路器横纵向布置的影响，解决了两工位机构与纵向布置的断路器之间无法联锁的问题。
2)所述的第一、二、三凹槽段均为等圆弧凹槽段，连杆处于等圆弧凹槽段时限位装置与机架板之间没有相对滑动，减少限位装置与机架板、挂壁之间的摩擦损耗。
3)所述的连杆的中部设置有第一长腰孔，第一长腰孔与固定在机架板上的销轴滑动连接，定位销轴与转动轮的转动轴线平行，当连杆与限位装置连接的一端在机架板上的位置一定时，定位销轴可以限制连杆绕连杆与限位装置的连接端旋转，使连杆不会在凸轮轮廓凹槽内晃动，从而使连杆与凸轮轮廓凹槽平稳滑动，同时也提高了所述用于开关设备的联锁装置的联锁精度。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (10)

  1. 一种用于开关设备的联锁装置，包括：
    连杆；
    机架板；
    转动轮，用于与两工位机构齿轮固定，所述转动轮上设置有凸轮轮廓凹槽，所述凸轮轮廓凹槽与所述连杆的第一端滑动连接，所述连杆的第二端与限位装置铰接；
    所述限位装置，与所述连杆的第二端铰接，以及与所述机架板滑动连接，用于对与断路器合闸半轴固定连接的半轴拐臂限位，在所述连杆的带动下在所述机架板上做往复直线运动；
    所述凸轮轮廓凹槽，包括：第一凹槽段、第二凹槽段和第三凹槽段；
    所述第一凹槽段的两端与所述第二凹槽段、所述第三凹槽段连接，所述连杆与凸轮轮廓凹槽的连接端处于所述第一凹槽段时，所述限位装置在直线运动方向上处于第一位置，所述连杆与凸轮轮廓凹槽的连接端处于所述第二凹槽段或所述第三凹槽段时，所述限位装置在直线运动方向上对应处于第二位置和第三位置。
  2. 根据权利要求1所述的用于开关设备的联锁装置，其中，
    所述的第一凹槽段、第二凹槽段和第三凹槽段均为等圆弧凹槽段，所述第一凹槽段与第二凹槽段、以及第三凹槽段的连接位置均设置有过渡凹槽段。
  3. 根据权利要求1或2所述的用于开关设备的联锁装置，其中，
    所述的连杆的中部设置有第一长腰孔，所述机架板上设置与所述转动轮的转动轴线平行的定位销轴，所述定位销轴与所述第一长腰孔滑动连接。
  4. 根据权利要求1或2所述的用于开关设备的联锁装置，其中，
    所述的机架板上设置有第二长腰孔，所述限位装置上设有至少两个与 所述第二长腰孔滑动连接的滚轴。
  5. 根据权利要求1或2所述的用于开关设备的联锁装置，其中，
    所述的转动轮与所述两工位机构齿轮为一体式结构。
  6. 一种开关柜，包括：
    联锁装置、与合闸半轴固定连接的半轴拐臂；
    其中：所述的联锁装置包括：
    连杆；
    机架板；
    转动轮，用于与两工位机构齿轮固定，所述转动轮上设置有凸轮轮廓凹槽，所述凸轮轮廓凹槽与所述连杆的第一端滑动连接，所述连杆的第二端与限位装置铰接；
    所述限位装置，与所述连杆的第二端铰接，以及与所述机架板滑动连接，用于对与断路器合闸半轴固定连接的半轴拐臂限位，在所述连杆的带动下在所述机架板上做往复直线运动；
    所述凸轮轮廓凹槽，包括：第一凹槽段、第二凹槽段和第三凹槽段；
    所述第一凹槽段的两端与所述第二凹槽段、所述第三凹槽段连接，所述连杆与凸轮轮廓凹槽的连接端处于所述第一凹槽段时，所述限位装置在直线运动方向上处于第一位置，所述连杆与凸轮轮廓凹槽的连接端处于所述第二凹槽段或所述第三凹槽段时，所述限位装置在直线运动方向上对应处于第二位置和第三位置；
    所述限位装置处于所述第一位置时均对所述半轴拐臂限位，处于所述第二位置以及所述第三位置时所述限位装置解除对所述半轴拐臂的限位。
  7. 根据权利要求6所述的开关柜，其中，
    所述的第一凹槽段、第二凹槽段进而第三凹槽段均为等圆弧凹槽段，所述第一凹槽段与所述第二凹槽段和第三凹槽段的连接位置均设置有过渡 凹槽段。
  8. 根据权利要求6或7所述的开关柜，其中，
    所述的连杆的中部设置有第一长腰孔，所述机架板上设置与所述转动轮的转动轴线平行的定位销轴，所述定位销轴与所述第一长腰孔滑动连接。
  9. 根据权利要求6或7所述的开关柜，其中，
    所述的机架板上设置有第二长腰孔，所述限位装置上设有至少两个与所述第二长腰孔滑动连接的滚轴。
  10. 根据权利要求6或7所述的开关柜，其中，
    所述的转动轮与所述两工位机构齿轮为一体式结构。
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