高压隔离开关与真空接触器、高压室柜门的机械联锁机构

摘要

一种高压隔离开关与真空接触器、高压室柜门的机械联锁机构，属于高压成套电气设备的安全保护装置技术领域。包括一安装于高压室的柜门的内壁上的第一机械锁定装置和一安装于所述的柜门的外壁上的第二机械锁定装置以及一用于操控所述的第一、第二机械锁定装置锁定或开启的钥匙，所述的第一机械锁定装置的位置处于柜门的门沿处。优点：整体结构简单，可靠性程度高；仅需在柜门上开设第一锁芯程度的安装孔，因此安装方便；第一、第二机械锁装置的成本仅为已有技术装置的十分之一，因此具有经济性；第一、第二机械锁定装置共同地受控于同一把钥匙，即两装置合用同一把钥匙，因此安全可靠。

说明书

技术领域

本发明属于高压成套电气设备的安全保护装置技术领域，更具体地讲，是涉及高压隔离开关与真空接触器、高压室柜门的机械联锁机构。

背景技术

在高压成套电气设备中，对于隔离开关、真空接触器、真空断路器、计量手车、柜门的安全保护习惯称为五防。周知，主回路由隔离开关、真空接触器以及高压负载构成，其中，由隔离开关、真空接触器控制高压负载的通或断。前述的负载如果是高压电容器，那么高压电气柜被称为高压电容柜，进而简称为电容柜。在由隔离开关、真空接触器以及高压电容器构成的主回路系统中，必需将高压电容器柜的柜门、真空接触器、隔离开关进行互锁，藉以体现前述的五防。五防的具体内涵为：一、防止带负荷分闸或合闸；二、防止误分、误合隔离开关；三、防止接地开关闭合时误合闸；四、防止带电时误合接地开关；五、防止误入带电间隔。而要实现五防，则必须保证：一、先断开真空接触器，再拉(分断)隔离开关，以防止带负荷分断隔离开关而引起高压电弧短路；二、只有拉(断开)隔离开关后才能打开高压室的柜门或称高压柜的柜门，防止工作人员误入高压带电间隔而造成事故；三、在柜门打开状态时，不允许合隔离开关，避免高压的引入而危及人身安全。

目前有两种结构措施：一是在隔离开关上安装位置开关，达到拉(分闸)隔离开关时先断开真空接触器的目的，或在柜门上安装高压带电显示器(业界称带闭锁型)，门上安装电磁锁。这样在柜内有高压时，显示器亮，提醒人们有电，同时电磁锁被闭锁，柜门无法打开。这种设计的缺点是所需元件费用较高、在柜门上必须开设用来安装带电显示器和电磁锁的孔，尤其是当柜门处于开启状态时，由于电磁锁不起作用，因此还必须采取锁住隔离开关不让合闸的措施(在本系统中只能用门上加行程开关与真空接触器连锁的电气连锁方法)；二是真空接触器的分、合采用转换开关，如采用业界普遍熟知的LWR(KK)转换开关，用程序锁进行程序控制，这种设计不能用按钮操作真空接触器，并且在柜门上需要开孔以安装程序锁，整个操作步骤繁锁，费用也高。

综上所述，由于目前实现隔离开关与真空接触器、高压柜门的五防联锁的技术措施俱是以非机械的结构设计来体现的，因此不可避免地反映出接线复杂、安装作业繁锁、可靠性差、故障率高、操作麻烦、有失经济性。

发明内容

本发明的任务是要提供一种结构简单、安装方便、可靠性好、纯机械的、能充分保障安全的高压隔离开关与真空接触器、高压室柜门的机械联锁机构。

本发明的任务是这样来完成的，一种高压隔离开关与真空接触器、高压室柜门的机械联锁机构，它包括一安装于高压室的柜门的内壁上的用于控制高压室的柜门开启或锁闭的第一机械锁定装置和一安装于所述的柜门的外壁上的用于对设置于高压室中的真空接触器提供分闸或合闸信号并且还同时用于控制所述柜门上的隔离开关分闸或合闸的第二机械锁定装置以及一用于操控所述的第一、第二机械锁定装置锁定或开启的钥匙，所述的第一机械锁定装置的位置处于柜门的门沿处。

本发明所述的第一机械锁定装置包括具第一锁舌并且与所述的钥匙相配合的第一锁芯、锁体、锁面板、联动板、撞头凸缘、拉簧、锁舌限位板，锁体和锁面板分别对应地固定在柜门的门沿的内、外侧，第一锁芯安装在锁体和锁面板上，在锁体的下部垂设有一联动板轴，联动板的两端分别构成有撞头和撬头，而联动板的中部枢置在联动板轴上，撞头凸缘延接在柜门的门框上，与撞头相对应，拉簧的一端固定在联动板上，另一端固定在锁舌限位板上，锁舌限位板的一侧枢置在锁体上，另一侧上部弯折有一用于阻挡第一锁舌的锁舌挡板，下部与撬头相对应。

本发明所述的第二机械锁定装置包括锁壳、与所述的钥匙相配合的第二锁芯、凸轮、第二锁舌、连锁杆摆臂、连锁杆，锁壳安装在柜门的外壁上，并且位于所述的隔离开关的一侧，在该锁壳的壳腔内安装有与所述真空接触器电连接的微动开关，第二锁芯固定在锁壳上，凸轮固定在第二锁芯上，随第二锁芯的转动而转动，第二锁舌可伸缩活动地设在锁壳上，并且第二锁舌上端的锁舌头探出于锁壳，与所述的隔离开关的隔离开关定位销相对应，在第二锁舌上分别套设有弹簧和锁舌板，其中弹簧的两端分别与锁壳的内壁和锁舌板贴触，而锁舌板与所述的凸轮相对应，连锁杆摆臂的上端由第二销轴悬置在锁壳上，并且在第二销轴上设置有扭簧，扭簧的一对扭簧脚分别定位在锁壳和连锁杆摆臂上，连锁杆摆臂的下端为自由端，该自由端由固定于锁壳上的限位螺钉限位，连锁杆固定在连锁杆摆臂的近下部，并且在所述的隔离开关的下方与隔离开关的分合闸手柄相对应。

本发明所述的联动板的形状大体上呈之字形。

本发明所述的锁壳在柜门上的位置居于隔离开关的左侧，与隔离开关的左侧之间保持有距离，所述的距离是与隔离开关定位销得以从隔离开关内拔出的水平距离相等的。

本发明所述的凸轮的轮缘上分别构成有第一、第二锁紧位置接触角以及微动开关接触突缘，其中，第二锁紧位置接触角居于第一锁紧位置接触角与微动开关接触突缘之间，并且第一、第二锁紧位置接触角作用于所述的锁舌板。

本发明所述的连锁杆摆臂的近中部构成有一用于阻挡凸轮向逆时针运动的台阶。

本发明所述的锁舌头在面向所述的隔离开关定位销的一侧构成有一铣平面。

本发明所述的连锁杆的形状为L形。

本发明用第一、第二机械锁定装置代替了已有技术中或使用带电显示装置与电磁锁的组合结构，或转换开关与程序锁的配合结构，因此整体结构简单，可靠性程度高；仅需在柜门上开设第一锁芯程度的安装孔，因此安装方便；第一、第二机械锁装置的成本仅为已有技术装置的十分之一，因此具有经济性；第一、第二机械锁定装置共同地受控于同一把钥匙，即两装置合用同一把钥匙，因此安全可靠。

附图说明

图1为本发明的一实施例结构图。

图2至图4为本发明的第二机械锁定装置的联锁动作示意图。

具体实施方式

为使贵审查员尤其是公众能进一步了解本发明的结构特征及其有益效果，特结合附图及实施例对本发明的具体实施方式详细描述如下：

请参阅图1，给出了高压室的柜门1，与已有技术无别地：在高压室内配置有真空接触器，在高压室的柜门1上安装有隔离开关4，例如业界普通采用的隔离开关操动机构(型号为CS6-1)，在隔离开关4上原就配置有隔离开关定位销41，只有在拔出隔离开关定位销41后，隔离开关4的分合闸手柄42才能作合闸或分闸动作，向上推则为合闸，反之则为分闸，一旦分闸或合闸动作完成，隔离开关定位销41自动弹入(自带弹簧)到隔离开关4上的第一隔离开关定位销孔44或第二隔离开关定位销孔43中，藉以停止或称控制分合闸手柄42的分合闸动作。

本发明所推荐的隔离开关4与真空接触器的联锁机构的优选例由下面详述。在柜门1的内壁并且靠近于门沿11处设置第一机械锁定装置2，作为优选的但不限于的第一机械锁定装置2的结构由下面说明。在柜门1高度方向的近中部的门沿11处，更具体地讲，在门沿11的内、外侧以背对背形态地分别固定锁体22和锁面板23，将第一锁芯21安装到锁体22和锁面板23上，第一锁芯21上的第一锁舌211依据常识应当是伸展在柜门1的内侧的，在锁体22的上、下端的彼此对应部位各延设有锁体枢耳222，并且在锁体22的下方垂直延设有一联动板轴221。联动板24的整体形状大体上呈之字形，之所以称为之字形，是因为联动板24表现为多边形板，中部通过所延设的一对枢耳243上的联动板轴孔2431而枢置于前述的联动板轴221上，并且用固定螺母2211进行管束性定位，也就是说将固定螺母2211旋及到联动板轴221上。联动板24一端的弯折部构成为撞头241，该撞头241与延设在门框12上的撞头凸缘25相对应。拉簧26的两端分别固定在锁舌限位板27和联动板轴221上。锁舌限位板27的一侧上、下方各延设有枢耳，枢耳上开设有第一销轴孔272，该第一销轴孔272是与锁体枢耳222上的枢耳孔2221相适应的，并且彼此的位置相对准，用图中示出的第一销轴273穿入第一销轴孔272、枢耳孔2221，使锁舌限位板27实现与锁体22的枢接。在锁舌限位板27的另一侧的上部弯折构成有锁舌挡板271，由该锁舌挡板271担当对第一锁舌211的限位，只有当柜门1在关闭时，由于前述的联动板24的两端产生由图中所标示的第一箭头6的方向运动，使联动板24另一端的撬头242克服拉簧26的拉力而推动锁舌限位板27，使锁舌限位板27向着图中所标出的第二箭头7方向运动，锁舌挡板271避开对第一锁舌211的阻拦，在这种情况下，插置在第一锁芯21上的钥匙5才可旋动第一锁芯21，使第一锁舌211由图示的虚线位置运动到目前所示位置，而正是在该状态下，柜门1处于可靠的关闭状态，钥匙5得以从第一锁芯21上拔出去操控第二机械锁定装置3。由此可知，在柜门1未关闭的状态下，由于用来操纵第一、第二机械锁定装置2、3的同一把钥匙5被保持在第一机械锁定装置2的第一锁芯21上而无法拔下，从而就无法去操纵第二机械锁定装置3，反之亦然，下面还要详述。

采用本发明方案只需在柜门1上开设第一锁芯21程度的安装孔，而无需象已有技术那样为了安装程序锁和转换开关而在柜门1上开设大孔来安装程序锁，而且程序锁的操作麻烦、可靠性程度差、价格昂贵；又，采用本发明方案无需象已有技术那样为安装高压带电显示器(带闭锁型)和电磁锁而在柜门1上开设两个大孔以供安装，而且高压带电显示器、电磁锁所需元件费用较高，尤其是当柜门1处于开启状态时，电磁锁不再起作用，而本发明在柜门1开启时，由于钥匙5不能从第一锁芯21上拔除，因而不能用钥匙5去操纵第二机械锁定装置3，从而能杜绝在柜门1开启状态时误操作隔离开关4的危险情形。

仍请参阅图1，本发明推荐的第二机械锁定装置3在柜门1外壁上的正确位置是处于隔离开关4的左侧，其优选但不绝对限于的结构详细作以下叙述。一个大体上为矩形或称矩形罩的锁壳31用螺钉通过壳体安装螺孔312固定在柜门1的外壁体上，锁壳31的右侧(以目前的图示位置状态为例)与隔离开关4的左侧之间所持的距离应当保障隔离开关定位销41得以从隔离开关4上的第一、第二隔离开关定位销孔43、44中拔出的水平距离相适应。在锁壳31的壳腔内的下部用螺钉固定一个与位于高压室中的真空接触器电路连接的微动开关311，该微动开关311实质上为控制开关，用来控制真空接触器的合闸与分闸。作为第二机械锁定装置3的第二锁芯32安装在锁壳31的正侧面居中部位，该第二锁芯32的结构是与前面已述的第一锁芯21的结构相同的，原理也是相同的。这种锁芯如采用由中国浙江省温州市瑞安市海坦锁具有限公司生产的型号为401锁(行业标准)，具体原理为：只有左旋90°才能将钥匙5拔出，而右旋到底时钥匙5无法拔出。由此而知本发明是以二锁一钥匙(二锁同一钥匙)的简练方案解决前述的五防。

用来对下面还要详述的锁舌板343作用的凸轮33由固定螺钉336穿过凸轮孔331而定位于第二锁芯32上，随第二锁芯32的运动而运动。凸轮33构成有一对均可作用于锁舌板343的第一、第二锁紧位置接触角332、333以及一微动开关接触突缘334，以目前图中所示出的第二锁舌34的状态(伸出)为例，在钥匙5的操纵下，由第二锁芯32带动凸轮33动作，凸轮33的第一锁紧位置接触角332抵挡于锁舌板343上，将锁舌板343向上推，弹簧342压缩，第二锁舌34上行，锁舌头341伸出，而微动开关接触突缘334触及于微动开关311的触脚3111，微动开关311将信号反馈给高压室内的真空接触器，真空接触器处于合闸状态，同时，隔离开关4必定是处在了合闸的位置，即分合闸手柄42推向上的位置，而携有弹簧411的隔离开关定位销41插入在了第一隔离开关定位销孔43中，并且第二锁舌34的锁舌头341上的铣平面3411挡住了隔离开关定位销41，此时钥匙5是无法从第二锁芯32上拔下的，因此不可能用钥匙5去开启柜门1，即不可能用钥匙5去操纵第一机械锁定装置2的第一锁芯21，因此是十分安全的，第二锁舌34的所有位置状态申请人将在对图2至图4说明时全面叙述。

第二锁舌34的上端应当是可伸缩地活置于锁壳31上的，下端置于锁舌扶持座344上，锁舌扶持座344用螺钉固定在锁壳31的下方。前面已经提到的弹簧342和锁舌板343俱设于第二锁舌34上，其中，弹簧342的两端分别抵挡在锁壳31的内壁和锁舌板343的上表面上，由弹簧342的复位(伸张)而推动锁舌板343下行，由于锁舌板343是与第二锁舌34相固定的，因此第二锁舌34也下行，即向锁壳31内回缩，而当凸轮33的第一、第二锁紧位置接触角332、333向上顶推锁舌板343时，弹簧342压缩，第二锁舌34向锁壳31外伸展。

连锁杆摆臂35由第二销轴351以悬臂状态地设置在锁壳31的一侧，连锁杆摆臂35的下端为自由端，通过限位螺钉353管束。在连锁杆摆臂35的近中部构成有一个皱褶，藉由该皱褶而构成为台阶354，又，由于该台阶354的出现而使连锁杆摆臂35的整体形状呈Z字形或称之字形。连锁杆摆臂35靠至限位螺钉353上的作用力来自于扭簧352。当凸轮33的第一、第二锁紧位置接触角332、333俱不作用于锁舌板343时，凸轮33的微动开关接触突缘334恰好脱离触脚3111而处在了凸阶354的下方，此时由于遭到台阶354的阻挡，凸轮33无法作逆时针的旋转动作，除非将连锁杆摆臂35摆离，使其台阶354避让微动开关接触突缘334，而要使连锁杆摆臂35摆离，则必须通过形状呈L形的且与连锁杆摆臂35联结的连锁杆36来实现，进而地要使连锁杆36动作，则务必通过分合闸手柄42来体现，将分合闸手柄42向下扳动到分闸位置后，旋动即左旋钥匙5，使凸轮33左旋，由凸轮33的第二锁紧位置接触角333抵挡于锁舌板343，将锁舌板343向上推，同时第二锁舌34向锁壳31中伸出，在该状态下才能将钥匙5从第二锁芯32上拔离去操纵第一机械锁定装置2的第一锁芯21。又，在该状态下，微动开关接触突缘344处在了脱离并且远离触脚3111的位置，与微动开关311电连接的真空接触器势必处在了分闸(断开)状态。

请参阅图2、图3、图4以及结合图1，申请人阐述本发明隔离开关与真空接触器的联锁机构的工作原理。图2所表现出的凸轮33的位置为锁紧位置，即以顺时针45°操动插置于第二机械锁定装置3的第二锁芯32上的钥匙5，凸轮33随第二锁芯32向顺时针旋转45°，凸轮33的第一锁紧位置接触角332与锁舌板343接触，并将锁舌板343向上推，带动第二锁舌34向锁壳31中伸出，而此时的隔离开关4由于分合闸手柄42向上推起而处于合闸位置，隔离开关定位销41销入(插入)在第一隔离开关定位销孔43中，并且由第二锁舌34的锁舌头341上的铣平面3411阻挡，无法人为地再将该隔离开关定位销41拔离，因为一旦拔离又可以操纵分合闸手柄42，如将分合闸手柄42向下板展到分闸位置。而在此状态下，由于凸轮33的微动开关接触突缘334是与微动开关311的触脚3111相触的，因此高压室内的真空接触器处于合闸位置，主回路处于工作状态，钥匙5无法从第二锁芯32上拔除，因此就不会出现开启柜门1的情形。

图3表现出的凸轮33的位置为可开位置，但钥匙5仍处于第二锁芯32上且无法拔除，该位置是以逆时针45°操动钥匙5来体现的，因为在图2位置时，钥匙5朝顺时针的转动已处于死点(止点)，即无法进而向顺时针旋动，只能向逆时针旋动，所以出现了该图所示的凸轮33的可开位置335(图1示)与锁舌板343相触，也就是说解除了先前的第一锁紧位置接触角332对锁舌板343的作用，锁舌板343在弹簧342的回复力作用下下行，由锁舌板343携第二锁舌34下行，即向锁壳31中回缩，第二锁舌34的锁舌头341缩到了低于隔离开关定位销41的水平高度位置，微动开关接触突缘334离开了触脚3111，真空接触器处于分断状态，即失电释放，负荷即出系统，在该状态下才得以安全地将隔离开关定位销41从隔离开关4上拔出，拔出后才得以将分合闸手柄42向下扳动到分闸或称断开位置，然后再将隔离开关定位销41插置到第二隔离开关定位销孔44中。

图4表现出了隔离开关定位销41插置到第二隔离开关定位销孔44中的情形，凸轮33处于锁紧状态，而且只有在该状态下能将钥匙5拔除。因为，为了防止人为地拔离隔离开关定位销41而将合分闸手柄42向上推动到合闸位置，因此又需要将凸轮33左旋45°，而得以使凸轮33左旋45°的保障措施是由连锁杆摆臂35的台阶354避开对微动开关接触突缘334的阻挡来体现的，在分合闸手柄42拉到底的同时由其将连锁杆36下压，由连锁杆36推动连锁杆摆臂35摆移，在凸轮33左旋到45°时处于极限即处于左旋的死点，凸轮33的第二锁紧位置接触角333作用于锁舌板343，在克服弹簧342的作用力下将锁舌板343向上推，由锁舌板343带动第二锁舌34向锁壳31外伸展，使锁舌头341的铣平面3411阻挡于隔离开关定位销41的尾端，从而无法拉拔隔离开关定位销41，确保隔离开关4万无一失地处在分闸位置。而且，若在前述的凸轮33左旋到45°之前，急于去拔出钥匙5开柜门1，真空接触器虽失电释放，但其上桩仍有高压，因此本发明结构只有在凸轮33左旋到45°时，即该图所示位置时才能拔出钥匙5去开启柜门1，因而是十分安全的。

通过申请人的上述说明，应当能理解出本发明的建树在于以二锁一钥匙来分别操纵第一、第二机械锁定装置2、3，只要任何一个机械锁定装置不满足得以使钥匙5拔出的条件，则无法对另一个机械锁定装置进行操纵，因此两者互为关联、相互牵制。达到了防止带负荷分闸或合闸、防止误分误合隔离开关4、防止接地开关闭合时误合闸、防止带电时误合接地开关、防止误入带电间隔(高压室)的五防要求。也就是说，保证了先断开真空接触器，再拉隔离开关4；避免带负荷拉隔离开关4而引起高压电弧短路；只有拉开隔离开关4，才能开启柜门1，防止人员误入高压带电间隔而造成事故；在柜门1打开时，不允许合隔离开关4，避免高压的引入危及人身安全。