开关柜紧急分合闸装置、开关柜及开关柜紧急分合闸方法

摘要

本发明涉及一种开关柜紧急分合闸装置、开关柜及开关柜紧急分合闸方法。开关柜包括有导向开口的面板，装置包括：固定座，与面板相对固定并有与导向开口对应的固定座穿孔；滑块，沿导向开口可运动地设置在面板与固定座间并有与导向开口对应的滑块穿孔，滑块在运动行程上有完全盖住固定座穿孔的第一位置和使滑块穿孔与固定座穿孔对准的第二位置；杆，有操作端和用于触动紧急分合闸按钮的接触端并适于穿过导向开口且在滑块位于第一位置时穿过滑块穿孔，带动滑块沿导向开口运动至滑块的第二位置，从而穿过固定座穿孔以触动紧急分合闸按钮。该装置可在避免对分合闸按钮误操作时减小占用空间，结构紧凑、简化操作过程，防止开关柜内的气流泄露。

说明书

技术领域

本发明涉及开关柜技术领域，具体而言涉及开关柜紧急分合闸装置、开关柜及开关柜紧急分合闸方法。

背景技术

高、中压开关柜中，当断路器电气分合闸出现故障时，不能可靠实现分合闸。这种情况下需要通过机械装置进行紧急分合闸，为此断路器一般都设有用于启动机械分合闸的紧急分合闸按钮。但由于断路器位于开关柜内，所以需要在柜体上安装紧急操作机构来对紧急分合闸按钮进行操作。

例如，中国专利CN103247457A公开了一种开关柜紧急分合闸装置。其中，在开关柜的柜门板上设有与分合闸按钮对应的紧急操作按钮，在分合闸按钮与紧急操作按钮之间的空间中设有可转动的传动杆。当传动杆转动至与两个按钮相对应时，按压紧急操作按钮可以使传动杆轴向运动以触动分合闸按钮。当传动杆转动至与两个按钮错开时，按压紧急操作按钮不会对分合闸按钮产生影响，从而避免对分合闸按钮产生误操作。

其中，传动杆安装在一个回转架上，而回转架通过铰接轴安装在开关柜的柜门板上。在柜门板上另外还设有一个旋钮，在旋钮与铰接轴之间连接有拐臂、连杆、复位弹簧等传动部件。这样，需要紧急分合闸时，操作人员需要先拧动旋钮，使其通过一系列传动部件带动回转架转动，进而带动传动杆转动至与分合闸按钮和紧急操作按钮同轴。然后操作人员再去操作紧急操作按钮，使传动杆轴向运动触动紧急操作按钮。

从以上描述可以看出，该开关柜紧急分合闸装置结构复杂，尤其是旋钮与传动杆之间需要设置较多的传动部件，容易累积误差导致传动精度不足，使得传动杆旋转定位不准确，进而不能准确触动分合闸按钮，且造成装置的成本较高，回转架自身也需要占用较大的安装空间。同时，操作人员必须按先后顺序分别对旋钮和紧急操作按钮进行控制，因此操作过程较为繁琐。

发明内容

本发明旨在提供一种开关柜紧急分合闸装置、开关柜及开关柜紧急分合闸方法，可以在避免对分合闸按钮误操作的同时减小装置占用的空间，结构紧凑、简化操作过程，并可以防止开关柜内的气流泄露。

根据本发明的技术方案，开关柜紧急分合闸装置所属的开关柜包括具有导向开口的面板，紧急分合闸装置包括：固定座，与面板相对固定，固定座具有与导向开口相对应的固定座穿孔；滑块，沿导向开口可运动地设置在面板与固定座之间，滑块具有与导向开口相对应的滑块穿孔，滑块在其运动行程上具有完全盖住固定座穿孔的第一位置以及使滑块穿孔与固定座穿孔对准的第二位置；以及杆，具有操作端和用于触动紧急分合闸按钮的接触端，杆适于穿过导向开口并在滑块位于第一位置时穿过滑块穿孔，且带动滑块一起沿导向开口运动至滑块的第二位置，从而穿过固定座穿孔以触动紧急分合闸按钮。

这种装置可以在避免对分合闸按钮误操作的同时减小装置占用的空间，结构紧凑、简化操作过程，并可以防止开关柜内的气流泄露。

优选地，装置还包括位于滑块和固定座之间并可沿杆的轴向运动的活动部件，活动部件具有与滑块穿孔相对应的突起部分；滑块位于第一位置且杆未穿过滑块穿孔时，突起部分进入滑块穿孔中，滑块位于第一位置且杆穿过滑块穿孔时，杆将突起部分推出滑块穿孔。这样可以在杆未对滑块操作时封堵滑块穿孔防止气流泄漏，且可以锁定滑块防止移位。

优选地，活动部件的背向面板的一侧抵靠有弹性件，弹性件对活动部件施加使突起部分进入滑块穿孔的轴向推力。这样可以使活动部件运动更加简单方便。

优选地，固定座具有与活动部件相对应的容纳孔，弹性件穿进容纳孔中，当突起部分被推出滑块穿孔时，活动部件被容纳在容纳孔中。这样可以对活动部件的运动起到一定的导向作用，且可以减少装置整体的厚度。

优选地，装置还包括安装在面板上的罩盖，罩盖具有与固定座穿孔相对应并适于杆穿过的罩盖穿孔，固定座安装在罩盖中。这样可以方便安装其它部件，使罩盖起到安装座的作用。

优选地，容纳孔为通孔，弹性件的两端分别抵靠在罩盖和活动部件上。这样弹性件的设置更加简单方便。

优选地，杆具有偏离杆的轴向突出的凸部分，滑块穿孔的形状与杆的设有凸部分处的形状相对应；活动部件包括可沿杆的轴向各自运动的两个活动块，其中一个活动块具有与杆的凸部分相对应的突起，另一个活动块具有与杆的接触端相对应的另一个突起，突起和另一个突起构成突起部分。这样可以防止任意形状的工具解锁滑块，提高装置的安全系数。

优选地，罩盖穿孔的形状与杆的设有凸部分处的形状相对应。这样可以精确引导杆且防止柜内的气流泄漏。

优选地，固定座穿孔的形状与杆的设有凸部分处的形状相适应。这样可以精确引导杆且防止柜内的气流泄漏。

优选地，导向开口具有与杆的凸部分相对应的配合部分，配合部分与一个活动块的突起对准。这样可以精确引导杆且防止杆被气流弹出伤人。

优选地，固定座朝向面板的一侧具有沿导向开口延伸的滑道，滑块安装在滑道中。这样可以控制滑块的运动轨迹，防止偏离。

根据本发明的另一个技术方案，开关柜包括面板和紧急分合闸装置，其中，面板具有导向开口，紧急分合闸装置为前述的紧急分合闸装置。这种开关柜可以在避免对分合闸按钮误操作的同时减小装置占用的空间，结构紧凑、简化操作过程，并可以防止开关柜内的气流泄露。

根据本发明的另一个技术方案，开关柜紧急分合闸方法利用前述的紧急分合闸装置，方法包括以下步骤：步骤1、推动杆穿过面板的导向开口；步骤2、推动杆穿过位于第一位置的滑块的滑块穿孔；步骤3、沿导向开口运动杆和滑块，将滑块运动至第二位置；步骤4、推动杆穿过固定座穿孔；以及步骤5、推动杆使接触端触动紧急分合闸按钮。这种方法步骤简单容易操作，还可以避免误操作的情况出现，同时开关柜内的气流也无法泄露。

优选地，装置还包括位于滑块和固定座之间并可沿杆的轴向运动的活动部件，活动部件具有与滑块穿孔相对应的突起部分；在滑块位于第一位置且杆未穿过滑块穿孔时，突起部分进入滑块穿孔中；滑块位于第一位置且杆穿过滑块穿孔时，杆将突起部分推出滑块穿孔。这样可以在杆未对滑块操作时封堵滑块穿孔防止气流泄漏，且可以锁定滑块防止移位。

优选地，杆具有偏离杆的轴向突出的凸部分，滑块穿孔的形状与杆的设有凸部分处的形状相对应，活动部件包括可沿杆的轴向各自运动的两个活动块，其中一个活动块具有与杆的凸部分相对应的突起，另一个活动块具有与杆的接触端相对应的另一个突起，突起和另一个突起构成突起部分；前述的杆将突起部分推出滑块穿孔还包括以下步骤：推动杆靠近滑块穿孔；使杆的凸部分顶住一个活动块的突起，同时，杆的接触端顶住另一个活动块的另一个突起；推动杆，将一个活动块和另一个活动块推出滑块穿孔。这样可以防止任意形状的工具解锁滑块，提高装置的安全系数。

优选地，该方法还包括：步骤6、拉动杆退出固定座穿孔但仍穿过滑块穿孔；步骤7、沿导向开口运动杆和滑块，将滑块运动至第一位置；步骤8、所述活动部件推动所述杆，使所述杆退出所述滑块穿孔和所述导向开口。使杆与开关柜分离，防止对杆误操作。

附图说明

图1示出了根据本发明的实施例的开关柜紧急分合闸装置的分解示意图；

图2示出了根据本发明的实施例的开关柜的紧急分合闸装置组装在面板上的示意图；

图3示出了根据本发明的实施例的开关柜的面板的示意图；以及

图4示出了根据图1的开关柜紧急分合闸装置的局部放大图，其中示出了固定座、第一活动块、第二活动块和压簧。

具体实施方式

现参考附图，详细说明本发明所公开开关柜紧急分合闸装置和分合闸方法的示意性方案。尽管提供附图是为了呈现本发明的一些实施方式，但附图不必按具体实施方案的尺寸绘制，并且某些特征可被放大、移除或局剖以更好地示出和解释本发明的公开内容。在说明书中出现的短语“在附图中”或类似用语不必参考所有附图或示例。

在下文中被用于描述附图的某些方向性术语，例如“开关柜内”、“开关柜外”和其它方向性术语，将被理解为具有其正常含义并且指正常看附图时所涉及的那些方向。除另有指明，本说明书所述方向性术语基本按照本领域技术人员所理解的常规方向。

在本发明中的术语“大致”将会被本领域普通技术人员理解且将根据用到该术语的上下文在一定范围内变化。

如图1至图4所示，本发明提供一种开关柜紧急分合闸装置。结合参见图1，该装置安装在开关柜的面板10上，面板10具有可以起到导向作用的导向开口11。这里的“导向作用”是指导向开口11具有相对设置的两个直段，这两个直段沿预定的方向延伸，使夹在这两个直段之间的部件(如下文将要介绍的杆60)沿着这两个直段按照该预定的方向运动。

紧急分合闸装置包括固定座20、滑块50以及杆60。

其中固定座20与面板10相对固定并位于开关柜内部，该固定座20具有与导向开口11相对应的固定座穿孔22。这里的“相对应”是指固定座穿孔22的水平高度与导向开口11的水平高度大致相同。

滑块50设置在面板10与固定座20之间，并可以沿导向开口11所预定的方向运动。滑块50具有与导向开口11相对应的滑块穿孔51。这里的“相对应”是指滑块穿孔51的水平高度与导向开口11的水平高度大致相同。滑块50在其运动行程上具有两个位置，包括完全盖住固定座穿孔22的第一位置，以及使滑块穿孔51与固定座穿孔22对准的第二位置。这里的“完全盖住”是指达到开关柜内的气流基本上无法通过固定座穿孔22的程度，使得滑块50能够屏蔽掉固定座穿孔22内的气流。

杆60具有操作端61和接触端62，接触端62用于触动开关柜内的紧急分合闸按钮。杆60被构造为适于穿过导向开口11并可沿导向开口11的预定方向运动。当滑块50位于第一位置时，杆60穿过滑块穿孔51并带动滑块50一起沿导向开口11运动，直至滑块50的第二位置，从而使杆60穿过固定座穿孔22以触动紧急分合闸按钮。

该方案简化了开关柜紧急分合闸装置的结构，可以直接对杆进行操作，使其触动紧急分合闸按钮。整个装置无需设置过多的传动部件，降低成本，也容易使杆与紧急分合闸按钮对准。同时杆在开关柜内也不会占用较多空间。且开关柜内的气流不容易通过装置泄漏，提高安全系数。

杆60优选为夹在起到导向作用的两个直段(如图1中所示的导向开口11的上下两个面)之间的方杆并与分别这两个直段贴合，可以防止杆60上下窜动，提高运动精度。

在杆60带动滑块50从第一位置向第二位置运动过程中，优选在杆60的运动行程上设置定位结构，提醒操作人员，滑块50已经到达第一或第二位置，可以对杆60进行相应的操作。

在一个优选实施例中，结合参见图1和图4，导向开口11具有连接在起到导向作用的两个直段之间的侧面111，而固定座穿孔22具有与该侧面111大致对准的内侧面221，当杆60在导向开口11中从滑块50的第一位置向第二位置运动时，一旦杆60接触导向开口11的侧面111，则说明杆60运动到位(即到达第二位置)，可以继续向前推动穿过固定座穿孔22。这样可以起到快速定位的作用，在紧急情况下减少操作人员判断的时间，提高效率。类似地，在导向开口11中，与该侧面111呈左右相对布置状态的另一个侧面(未示出)也可以作为杆60运动到第一位置的定位结构。

在一个优选实施方式中，固定座20朝向面板10的一侧具有滑道21，该滑道21沿导向开口11的预定方向延伸，滑块50安装在该滑道21中。这样可以精确限定滑块50的运动轨迹，防止偏移，同时使操作进一步简化。

在一个优选实施方式中，在滑块50和固定座20之间还设有活动部件，该活动部件可沿杆60的轴向运动，且具有与滑块穿孔51相对应的突起部分。当滑块50位于其第一位置而杆60尚未穿过滑块穿孔51时，该活动部件运动至使突起部分进入滑块穿孔51，以封堵滑块穿孔51防止气流泄漏，同时锁定滑块50防止其运动偏离。当杆60穿过滑块穿孔51时，将突起部分推出滑块穿孔51，同时将滑块50解锁，使滑块50可以在杆60的带动下运动。

其中，活动部件的运动可以通过安装弹性件40(例如压簧)来实现。优选地，活动部件的背向面板10的一侧抵靠有弹性件40，该弹性件40可以对活动部件施加轴向推力，将突起部分推入滑块穿孔51。当杆60穿入滑块穿孔51时，克服该轴向推力将突起部分推出，此时弹性件40受压收缩。

弹性件40在活动部件上的安装方式可以是在活动部件上开设盲孔，将弹性件40的一端伸进盲孔中固定。

在一个优选实施方式中，固定座20具有与活动部件相对应的容纳孔23，弹性件40穿进该容纳孔23中。当突起部分被推出滑块穿孔51时，活动部件被容纳在该容纳孔23中。这样可以适当减少装置的整体厚度，且防止活动部件偏离预定位置。

根据固定座20的安装方式，容纳孔23可以为盲孔或通孔。例如，在一个实施例中，固定座20直接安装在面板10上，则容纳孔23为盲孔，弹性件40的两端分别抵靠在容纳孔23的内端面与活动部件背向面板10的一侧之间。在另一个实施例中，面板10上通过螺栓安装罩盖30，固定座20安装在罩盖30内，此时容纳孔23可以为通孔，则弹性件40的两端分别抵靠在罩盖30的内侧面与活动部件背向面板10的一侧之间，同时罩盖30需开设与固定座穿孔22相对应且适于杆60穿过的罩盖穿孔31，避免对杆60的运动造成干涉。这里的“相对应”是指罩盖穿孔31与固定座穿孔22大致对准。

这里罩盖30还可以替代面板10的导向开口11中的侧面111和其相对侧面，从而对杆60在第一位置和第二位置的定位起作用。具体为，参照图1，罩盖30的左右两侧板分别向靠近面板10的方向延伸而形成伸出段32。这两个伸出段32分别遮挡固定座20的滑道21的左右两端出口，进而可以起到对杆60的定位作用，且防止滑块50从滑道21脱出。当杆60带动滑块50沿滑道21运动时，一旦滑块50运动至接触左侧的伸出段32，说明滑块50已经运动到第一位置；同理，当滑块50运动至接触右侧的伸出段32，说明滑块50已经运动到第二位置，从而提醒操作人员可以进行下一步操作。

在一个优选实施方式中，活动部件包括相对独立的两个活动块70、80，这两个活动块70、80可以各自沿杆60的轴向运动，而彼此不影响。为了控制这两个活动块70、80的运动，杆60在其接触端62上设有偏离杆60的轴向突出的凸部分63，相应地，两个活动块70、80中，一个活动块70具有与凸部分63相对应的突起71，这里的“相对应”是指突起71与凸部分63在杆60沿轴线运动过程中能彼此接触；另一个活动块80具有与接触端62相对应的另一个突起81，这里的“相对应”是指另一个突起81与接触端62在杆60沿轴线运动过程中能彼此接触。该突起71和该另一个突起81合起来构成了前述的突出部分。同时，滑块穿孔51的形状与杆60的设有凸部分63处的形状相对应，这里的“相对应”是指滑块穿孔51的形状与杆60的设有凸部分63处的形状基本一致，使杆60的设有凸部分63的部位进入滑块穿孔51时能基本上与滑块穿孔51的内壁面相贴合，可以起到精准定位的作用。

操作过程中，杆60将突出部分推出滑块穿孔51时，凸部分63顶住突起71，而接触端62顶住另一个突起81，以同时将两个活动块70、80推出滑块穿孔51，对滑块50进行解锁。

这样的结构和操作过程，可以防止任意工具推动两个活动块70、80来对滑块50解锁，避免出现误操作。同时，凸部分63的存在又可以防止当杆60伸入开关柜时，开关柜内燃弧故障引起爆炸形成的气流将杆60弹出伤人，安全效果更好。

优选地，如图1和图4所示，在活动块70的上侧面相对远离面板10的位置设有限位块72，活动块80的下侧面相应位置处也设有限位块(被遮挡而未示出)。在容纳孔23的上下两侧相应内壁上分别设有配合的限位台阶。当两个活动块70、80在弹性件40的作用下向容纳孔23外运动一段位移后，这两个限位块的朝向面板10的面分别与相应侧的限位台阶形成止挡配合，可以限制两个活动块70、80移出容纳孔23的位移，防止活动块70、80从容纳孔23中脱出。

为了防止开关柜内的气流泄漏，优选地，罩盖穿孔31和/或固定座穿孔22的形状与杆60的有凸部分63处的形状相对应。这里的“相对应”是指罩盖穿孔31和/或固定座穿孔22的形状与杆60的设有凸部分63处的形状基本一致，使杆60的设有凸部分63的部位进入罩盖穿孔31和/或固定座穿孔22时能基本上与罩盖穿孔31和/或固定座穿孔22的内壁面相贴合，可以起到精准定位的作用。

在一个优选方式中，导向开口11具有与杆60的凸部分63相对应的配合部分12，该配合部分12与前述的一个活动块70的突起71对准。当杆60穿过导向开口11时，杆60的凸部分63通过导向开口11的配合部分12进入开关柜内。这里的“相对应”是指配合部分12与凸部分63形状基本一致，需要紧急分合闸时，凸部分63一定要对准配合部分12才能使杆60穿过导向开口11。而面板10与滑块50之间仅有很小一段间隔，因此杆60的凸部分63可以在穿过配合部分12后很快进入形状相对应的滑块穿孔51，减少杆60上下窜动的可能性，定位更加准确。

导向开口11、滑块穿孔51、固定座穿孔22以及罩盖穿孔31各自设有的与杆60的凸部分63相适应的部位还可以起到对杆60的导向作用，防止其在推进和拉出的过程中偏离移位。

从以上结构可以看出，设有这种紧急分合闸装置的开关柜，安全系数大幅度提高，符合IP4X防护要求。即使在操作过程中，开关柜内发生燃弧故障，也能有效防止气流泄漏并防止杆被弹出伤人。同时所需的零部件却大量减少，降低成本，也简化了操作过程。

下面将详细描述利用本发明的紧急分合闸装置实现紧急分合闸的过程。

开关柜的紧急分合闸方法包括以下步骤：

步骤1、推动杆60穿过面板10的导向开口11；

步骤2、推动杆60穿过位于第一位置的滑块50的滑块穿孔51；

步骤3、沿导向开口11运动杆60和滑块50，将滑块50运动至第二位置；

步骤4、推动杆60穿过固定座穿孔22；

步骤5、推动杆60使接触端62触动紧急分合闸按钮；

步骤6、拉动杆60至杆60退出固定座穿孔22但仍穿过滑块穿孔51；

步骤7、沿导向开口11运动杆60和滑块50，将滑块50运动至第一位置；

步骤8、活动部件推动杆60，使杆60退出滑块穿孔51和导向开口11。

其中，对于设有活动部件的紧急分合闸装置来说，当执行步骤2的过程中，在滑块50已经处于第一位置而杆60尚未穿过滑块穿孔51时，活动部件的突起部分在弹性件的轴向推力作用下进入滑块穿孔51，从而将滑块50锁死。当滑块50已经位于第一位置而杆60也穿过了滑块穿孔51之后，杆60克服轴向推力将突起部分推出滑块穿孔51，从而将滑块50解锁。

对于活动部分是两个活动块70、80，而杆60具有凸部分63的装置来说，“杆60将突起部分推出滑块穿孔51”还包括以下步骤：

推动杆60靠近滑块穿孔51；

使杆60的凸部分63顶住一个活动块70的突起71，同时，杆60的接触端62顶住另一个活动块80的另一个突起81；

推动杆60，将一个活动块70和另一个活动块80推出滑块穿孔51。

从以上的描述可以看出，本发明的开关柜紧急分合闸装置结构和操作都很简单，取消了多个传动部件，防止误差累计，降低成本。且定位准确、可靠。同时整个装置符合IP4X防护要求，可以有效防止开关柜内的气流泄漏出来，操作人员没有这种特殊结构的杆60将无法操作，提高安全系数。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其它实施方式。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。