CN110112671B - 一种插拔式配电箱多功能联锁机构 - Google Patents

Abstract

本发明的插拔式配电箱多功能联锁机构，箱门打开时卡板位于竖直位置上，限制摆臂向上旋转，不能推动塑壳断路器的开关合闸，箱门关闭时通过顶板推动卡板旋转离开竖直限位位置，摆臂能够向上旋转推动塑壳断路器的开关合闸，同时通过联锁板、拔杆带动母线触头通断操作机构主轴旋转，锁定母线插拔状态；合闸过程中卡钩随摆臂向上旋转插入至槽板配合限位，箱门不能打开；一次操作就能够同时完成箱柜门开关与塑壳断路器分合闸联锁、箱柜门开关与母线电源互锁的双重联锁功能，结构简单紧凑，操作方便，体积小，安全可靠。

Description

一种插拔式配电箱多功能联锁机构

技术领域

本发明涉及电力行业输配电设备的母线系统中的一种插拔式配电箱多功能联锁机构。

背景技术

电力行业输配电产品中的母线系统通常经配电箱、插接单元为设备分接电流，通过配电箱、插接单元内部的塑壳断路器分合闸动作控制母线通断状态，母线系统为强电设备，配电箱、插接单元分合闸操作过程中需保障用电安全，因此配电箱、插接单元在通过母线取电时需符合以下要求：a.箱柜门关闭锁定状态下操作人员才能对塑壳断路器进行合闸操作；b.取电单元在带负荷状态下不能进行插拔操作；现有技术中一般设置两套独立的联锁装置，需要进行两次操作分别锁定或者解锁，并且两套装置需按一定的操作顺序依次进行，结构复杂，占用空间多，联锁、解除还需要配备专用工具，实际操作过程中步骤繁琐，安装连接操作不方便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够同时兼具箱柜门开关与塑壳断路器分合闸联锁、箱柜门开关与母线电源互锁的双重联锁功能，结构简单紧凑，操作方便，体积小的插拔式配电箱多功能联锁机构。

本发明的插拔式配电箱多功能联锁机构，其特征在于：包括有插拔式配电箱箱体，箱体内部通过竖向中隔板固定安装有塑壳断路器，箱体前侧设置有能够旋转打开的箱门，箱体后部设置有母线触头；

箱体侧板上铰接安装有能够推动塑壳断路器的开关操作塑壳断路器分合闸的摆臂，箱体侧板位于摆臂前端上方的位置铰接安装有卡板，箱门内侧面上与卡板相应位置固定安装有能够推动卡板绕铰接点旋转的顶板；摆臂底面上靠近端部的位置固定安装有卡钩，箱门内侧面上与卡钩相应位置固定安装有能够与卡钩配合限位的槽板；摆臂中部铰接安装在箱体侧板上，后端铰接连接有沿竖直方向设置的联锁板，联锁板中部设置有腰圆孔，腰圆孔内贯穿设置有斜向设置的拔杆，拔杆下端连接有一根沿水平方向向后延伸的母线触头通断操作机构主轴；

所述摆臂前端固定连接有横杆，横杆中部设置有开关孔，开关孔上下两侧分别固定连接有L形开关拔片；

所述摆臂前段设置有销轴，摆臂与箱体侧板之间空间内铰接安装有凸轮板，凸轮板上固定连接有操作轴，操作轴的操作端穿过箱体侧板伸出至箱体外部；

所述凸轮板为扇形板，扇形板对应的圆心角为90°；

所述操作轴为方轴；

所述卡板顶端两侧设置有一对向后凸出的安装耳，一对安装耳通过螺栓铰接安装在箱体侧板上，螺栓位于一对安装耳之间的部分套装有复位弹簧；

所述复位弹簧为圆柱螺旋扭转弹簧；

所述槽板截面为横置U形结构，构成U形槽板，卡钩为开口方向与U形槽板开口方向互相相对的C形锁片；

所述顶板为L形板，顶板前端通过固定板固定连接在箱门内侧面上；

所述箱体后侧板外部设置有母线触头连接窗口，母线触头通断操作机构主轴一端通过安装座铰接安装在箱体中隔板上，另一端穿过母线触头连接窗口伸出至箱体外部。

本发明的插拔式配电箱多功能联锁机构，箱门打开时卡板位于竖直位置上，限制摆臂向上旋转，不能推动塑壳断路器的开关合闸，箱门关闭时通过顶板推动卡板旋转离开竖直方向的限位位置，摆臂能够向上旋转推动塑壳断路器的开关合闸，同时通过联锁板、拔杆带动母线触头通断操作机构主轴旋转，锁定母线插拔状态；合闸过程中卡钩随摆臂向上旋转插入至槽板配合限位，箱门不能打开；一次操作就能够同时完成箱柜门开关与塑壳断路器分合闸联锁、箱柜门开关与母线电源互锁的双重联锁功能，结构简单紧凑，操作方便，体积小，安全可靠。

1、设备通过防呆机械设计，只能在塑壳断路器分闸的状态下才能插入母线系统，并锁定，以避免带负荷接取电造成的安全隐患；

2、操作轴正向旋转，联锁拔动塑壳断路器开关合闸；双重互锁装置在合闸操作过程中通过机械传动：（1）实现箱体与箱门锁定，配电箱在通电的情况下不能打开箱门，操作人员无法触碰带电体，确保人身安全；（2）实现取电设备（配电箱）与母线装置（电源体）互锁，在通电的情况下不能拔出配电箱，避免因带负荷插拔造成人身伤害；

3、操作轴反向旋转，分断，联锁拔动塑壳断路器开关分闸，同时上述所有互锁功能立即解除，配电箱状态为不带负荷状态，可在绝对安全的情况下对配电箱内部进行检修，也可以随时安全地移除（拔出）配电箱。

附图说明

图1是本发明实施例插拔式配电箱多功能联锁机构拆去箱体外壳后立体结构示意图；

图2是本发明实施例插拔式配电箱多功能联锁机构拆去箱体外壳后另一视角立体结构示意图；

图3是本发明实施例插拔式配电箱多功能联锁机构拆去箱体外壳与箱门后立体结构示意图；；

图4是本发明实施例插拔式配电箱多功能联锁机构拆去箱体外壳与箱门后另一视角立体结构示意图；；

图5是本发明实施例插拔式配电箱多功能联锁机构合闸时卡钩与槽板、顶板与卡板立体结构示意图；；

图6～图9是本发明实施例插拔式配电箱多功能联锁机构拆去箱门后立体结构示意图；

图10是本发明实施例插拔式配电箱多功能联锁机构拆去箱门后平面结构示意图；

图11是图10的右视图；

图12是本发明实施例插拔式配电箱多功能联锁机构拆去箱体侧板后平面结构示意图。

具体实施方式

如图所示，一种插拔式配电箱多功能联锁机构，插拔式配电箱箱体内部空间通过竖向中隔板划分为前后两部分，在竖向中隔板前侧面上固定安装塑壳断路器2，在后部安装母线触头3，箱体后侧板外部设置母线触头连接窗口，母线触头穿过母线触头连接窗口伸出至外部，以便与母线配合插拔；箱体前侧通过铰链铰接安装箱门1，箱门1通过铰链能够旋转打开或者关闭。

首先在插拔式配电箱的箱体侧板上铰接安装一凸轮板51，凸轮板为扇形板，扇形板对应的圆心角选择范围可以在60°～120°，本例选择圆心角为90°,制造工艺简单；凸轮板的铰接轴为一根方轴，方轴穿过箱体侧板伸出至外部，构成可以连接操作手柄的操作轴5；在箱体侧板上与凸轮板相对应的位置铰接连接一根摆臂4，摆臂4后段铰接连接在箱体侧板上，前段安装一根销轴，操作手柄通过操作轴驱动凸轮板旋转，凸轮板通过销轴推动摆臂绕铰接点旋转；摆臂前端连接一根横杆，在横杆中部设置矩形窗口，构成可以容纳塑壳断路器的开关手柄的开关孔，摆臂旋转时通过开关孔推动开关手柄，操作塑壳断路器分闸或合闸；可以在开关孔上下两侧分别固定连接L形开关拔片，开关拔片通过弧形面与开关手柄接触，以免摩擦损坏开关手柄。

在箱体侧板位于摆臂4前端上方的位置铰接安装一块卡板12，卡板12在箱门打开的状态下处于竖直位置，限位阻止摆臂向上旋转，即塑壳断路器不能合闸。

在箱门1开门侧的内侧面上与卡板12相应位置固定安装一块顶板11，箱门关闭时顶板顶住卡板上端，推动卡板绕铰接点旋转离开竖直方向的限位位置，摆臂能够向上旋转推动塑壳断路器的开关合闸，顶板可以推动卡板旋转直至水平位置，摆臂操作灵活；还可以在卡板顶端固定连接一根斜向限位杆，提供限位。

在摆臂4底面上靠近端部的位置固定安装一卡钩42，在箱门1的内侧面上与卡钩42相对应的位置固定安装一槽板10，槽板截面为横置U形结构，构成U形槽板，卡钩为开口方向与U形槽板开口方向互相相对的C形锁片，摆臂4向上旋转合闸时，带动卡钩42沿着槽板10的内侧边向上移动，从而限位钩住槽板，箱门不能打开；摆臂向下旋转分闸时，带动卡钩向下离开槽板，箱门能够打开。

卡板也可以设置为一块L形板，在卡板顶端两侧设置一对向后凸出的安装耳，一对安装耳通过螺栓铰接安装在箱体侧板上，在螺栓位于一对安装耳之间的部分外部套装复位弹簧13，复位弹簧13选择圆柱螺旋扭转弹簧；卡板初始位置设置为竖直位置，顶板推动卡板旋转时复位弹簧储能，箱门打开，顶板离开卡板时，卡板在复位弹簧的弹性回复力作用下复位至竖直位置。

摆臂中部铰接安装在箱体侧板上，在摆臂后端铰接连接一块竖直方向的联锁板9，在联锁板9中部设置一腰圆孔，腰圆孔内贯穿设置一根倾斜设计的拔杆8，拔杆8上端穿过腰圆孔，下端固定连接在一根沿水平方向向后延伸的母线触头通断操作机构主轴7上；摆臂向上旋转合闸时带动联锁板9向下移动，通过拔杆8带动母线触头通断操作机构主轴7旋转锁定母线触头，在通电的情况下不能拔出配电箱，避免因带负荷插拔造成人身伤害；摆臂向下旋转分闸时通过拔杆8带动母线触头通断操作机构主轴7旋转解锁，能够插拔配电箱；

联锁板9上端铰接连接在摆臂后端，下端设置一长腰孔构成导向孔，导向孔内贯穿螺栓或者导向杆，联锁板下端通过导向杆定位安装在箱体侧板或者中隔板上；还可以在靠近联锁板上部的位置设置一根限位螺栓，确保联锁板动作稳定。

进一步地，顶板为L形板，顶板前端通过固定板固定连接在箱门内侧面上，强度高，动作可靠。

进一步地，母线触头通断操作机构主轴一端通过安装座铰接安装在箱体中隔板上，另一端穿过母线触头连接窗口伸出至箱体外部，限位可靠。

本发明的插拔式配电箱多功能联锁机构，箱门打开时卡板位于竖直位置上，限制摆臂向上旋转，不能推动塑壳断路器的开关合闸，箱门关闭时通过顶板推动卡板旋转离开竖直方向的限位位置，摆臂能够向上旋转推动塑壳断路器的开关合闸，同时通过联锁板、拔杆带动母线触头通断操作机构主轴旋转，锁定母线插拔状态；合闸过程中卡钩随摆臂向上旋转插入至槽板配合限位，箱门不能打开；一次操作就能够同时完成箱柜门开关与塑壳断路器分合闸联锁、箱柜门开关与母线电源互锁的双重联锁功能，结构简单紧凑，操作方便，体积小，安全可靠。

1、设备通过防呆机械设计，只能在塑壳断路器分闸的状态下才能插入母线系统，并锁定，以避免带负荷接取电造成的安全隐患；

2、操作轴正向旋转，联锁拔动塑壳断路器开关合闸；双重互锁装置在合闸操作过程中通过机械传动：（1）实现箱体与箱门锁定，配电箱在通电的情况下不能打开箱门，操作人员无法触碰带电体，确保人身安全；（2）实现取电设备（配电箱）与母线装置（电源体）互锁，在通电的情况下不能拔出配电箱，避免因带负荷插拔造成人身伤害；

3、操作轴反向旋转，分断，联锁拔动塑壳断路器开关分闸，同时上述所有互锁功能立即解除，配电箱状态为不带负荷状态，可在绝对安全的情况下对配电箱内部进行检修，也可以随时安全地移除（拔出）配电箱。

具体技术方案：

一种用于母线系统可插拔式双重互锁配电箱；

为保障设备用电安全，配电箱在母线单元取电时，必须保证：1、操作人员箱柜门关合的状态下对断路器（或其它元器件）实施合闸操作；2、取电单元不可以在带负荷状态下实施插拔操作。而目前市场上的产品均为两个相对独立的联锁装置，需要进行两次操作，且通过一定的操作顺序来实现上述功能。在实施过程中，作业人员所完成的操作步骤过于繁琐，且联锁解除过于机械（需要专用工具完成）。

目的：

（１）插拔式移动电源系统与母线系统连接方便，联锁可高大大增加安全性；

（２）实现一次操作，双重互锁，操作步骤更简单。

互锁型配电箱主要技术方案：

1、设备通过防呆机械设计，只能在断路器分闸的状态下才能插入母线系统，并锁定，以避免带负荷接取电造成的安全隐患；

2、将断路器操作手柄进行旋转式合闸操作，通过一套专用“双重互锁机械装置”将侧面旋转操作形成的圆形工作轨迹转换为正面上下方向的平移运动轨迹，拨动断路器操作杆，断路器成功合闸；

3、该互锁装置在合闸操作过程中通过机械传动：（1）可以实现箱体与箱门锁定，使得配电箱在通电的情况下不能打开箱门，操作人员无法触碰带电体，确保人身安全；（2）可以实现取电设备（配电箱）与母线装置（电源体）互锁，使得在通电的情况下不可以拔出配电箱，即避免因带负荷拔出而造成的人身伤害。

4、将断路器操作手柄进行反向旋转分断操作，同上述原理拔动断路器操作杆，断路器成功分闸，同时上述所有互锁功能立即解除，该状态为不带负荷状态，可在绝对安全的情况下对配电箱内部进行检修，也可以随时安全地移除（拔出）配电箱。

现有技术：两个联锁构相对独立，需通过分步骤操作才能实现互锁关系。

本次发明：完成颠覆现有结构设计，属于不同的互锁理念，该发明只需一次操作即能实现双重互锁，联锁性能可靠，对于作业人员而言具有操作简单，使用、维护、检修非常安全等特点。

Claims (10)

1.一种插拔式配电箱多功能联锁机构，其特征在于：包括有插拔式配电箱箱体，箱体内部通过竖向中隔板固定安装有塑壳断路器，箱体前侧设置有能够旋转打开的箱门，箱体后部设置有母线触头；箱体侧板上铰接安装有能够推动塑壳断路器的开关操作塑壳断路器分合闸的摆臂，箱体侧板位于摆臂前端上方的位置铰接安装有卡板，箱门内侧面上与卡板相应位置固定安装有能够推动卡板绕铰接点旋转的顶板；摆臂底面上靠近端部的位置固定安装有卡钩，箱门内侧面上与卡钩相应位置固定安装有能够与卡钩配合限位的槽板；摆臂中部铰接安装在箱体侧板上，后端铰接连接有沿竖直方向设置的联锁板，联锁板中部设置有腰圆孔，腰圆孔内贯穿设置有斜向设置的拔杆，拔杆下端连接有一根沿水平方向向后延伸的母线触头通断操作机构主轴。

2.根据权利要求1所述插拔式配电箱多功能联锁机构，其特征在于：所述摆臂前端固定连接有横杆，横杆中部设置有开关孔，开关孔上下两侧分别固定连接有L形开关拔片。

3.根据权利要求1所述插拔式配电箱多功能联锁机构，其特征在于：所述摆臂前段设置有销轴，摆臂与箱体侧板之间空间内铰接安装有凸轮板，凸轮板上固定连接有操作轴，操作轴的操作端穿过箱体侧板伸出至箱体外部。

4.根据权利要求3所述插拔式配电箱多功能联锁机构，其特征在于：所述凸轮板为扇形板，扇形板对应的圆心角为90°。

5.根据权利要求3所述插拔式配电箱多功能联锁机构，其特征在于：所述操作轴为方轴。

6.根据权利要求1所述插拔式配电箱多功能联锁机构，其特征在于：所述卡板顶端两侧设置有一对向后凸出的安装耳，一对安装耳通过螺栓铰接安装在箱体侧板上，螺栓位于一对安装耳之间的部分套装有复位弹簧。

7.根据权利要求6所述插拔式配电箱多功能联锁机构，其特征在于：所述复位弹簧为圆柱螺旋扭转弹簧。

8.根据权利要求1所述插拔式配电箱多功能联锁机构，其特征在于：所述槽板截面为横置U形结构，构成U形槽板，卡钩为开口方向与U形槽板开口方向互相相对的C形锁片。

9.根据权利要求1所述插拔式配电箱多功能联锁机构，其特征在于：所述顶板为L形板，顶板前端通过固定板固定连接在箱门内侧面上。

10.根据权利要求1所述插拔式配电箱多功能联锁机构，其特征在于：所述箱体后侧板外部设置有母线触头连接窗口，母线触头通断操作机构主轴一端通过安装座铰接安装在箱体中隔板上，另一端穿过母线触头连接窗口伸出至箱体外部。