專利名稱：一種用于五防10kV開關柜的鎖芯軟件式防誤操作機構的制作方法
技術領域：
本發明涉及電力系統中的IOkV開關柜，具體涉及一種用于五防IOkV開關柜的鎖芯軟件式防誤操作機構。
背景技術：
電力系統中的IOkV開關柜(簡稱開關柜)包括連接于IOkV母線和輸出端之間的刀閘(Isolator,隔離開關)和開關(Circuit Breaker,斷路器),刀閘和開關均安裝于開關柜的柜體內。一般開關柜的刀閘用作隔離開關，它包括閉鎖盤和手柄，轉動手柄可帶動閉鎖盤轉動實現刀閘分合；一般開關柜的開關配有安裝在開關柜柜體上的用于指示開關斷開或閉合的開關位置指示器，該開關位置指示器具有可擺動切換的指示片，指示片的兩個擺動極限位置分別用于指示開關的斷開和閉合，通過按下開關上的閉合按鈕或斷開按鈕實 現開關的閉合或斷開。由于具有高電壓的危險性，必須確保刀閘、開關的操作安全，則要求刀閘、開關具備五防功能，開關柜組中的各個刀閘、開關需按順序依次操作，不允許在操作同一開關柜刀閘的同時對其它開關柜的刀閘進行操作，所以通常是通過安裝于柜體內的聯鎖裝置對操作順序進行聯鎖，對應配置有驅動各組聯鎖機構的智能鎖，如中國發明專利ZL200710165666. 2公開的一種電子鎖芯及電子鎖系統，為一種智能鎖，包括鎖匙和鎖芯，當插入智能鎖的鑰匙后才能進行解鎖，才能操作刀閘分合或開關的通斷。電網操作的操作票可以直接寫進智能鎖的鑰匙內，自動形成和操作票要求一致的操作程序，只當對應智能鎖鎖芯符合程序，才能開鎖操作，保證了操作符合操作票指定的順序。但是操作者插入鑰匙后，會出現對刀閘沒有操作或操作不徹底的誤操作情況，t匕如刀閘只拉開一半，此時如果拔出鑰匙進行下一步，將帶來很大高壓危險，甚至危及生命。現有開關柜的防誤操作機構(或稱防誤機構)包括有用于刀閘防誤操作的刀閘防誤操作機構和用于開關防誤操作的開關防誤操作機構，具體主要包括刀閘、開關、聯鎖機構和智能鎖。但是，現有的開關柜防誤操作機構主要存在以下缺陷(1)用于電氣智能(包括電腦)控制的系統和執行系統過于混雜，如在控制電路中串接大量一次設備的輔助接點，串聯回路中一個環節出問題，則整個閉鎖回路就癱瘓；(2)閉鎖機構(包括電氣)不耐擱置，由于長期擱置不動，一動就極易失靈。
發明內容
本發明所要解決的技術問題，就是提供一種用于五防IOkV開關柜的鎖芯軟件式防誤操作機構，可防止開關柜的刀閘誤操作，實現開關柜的五防。為解決上述技術問題，本發明采取的技術方案如下用于五防IOkV開關柜的鎖芯軟件式防誤操作機構，包括安裝于開關柜的柜體上的刀閘、開關、聯鎖機構、用于驅動聯鎖機構解鎖刀閘的第一智能鎖、用于驅動聯鎖機構解鎖開關的第二智能鎖，所述刀閘包括閉鎖盤及安裝于閉鎖盤邊沿的手柄，各智能鎖包括對應的電子鑰匙和電子鎖芯，各電子鑰匙內對應設有用于寫入操作票的集成電路，各電子鎖芯內對應設有用于讀取操作票的電子線路裝置，其特征在于所述閉鎖盤的邊沿沿徑向開有合閘限位槽和分閘限位槽，合閘限位槽和分閘限位槽在閉鎖盤邊沿上相對設置，所述第一智能鎖的電子鎖芯側面固定有可與合閘限位槽、分閘限位槽配合限位的限位桿；所述第一智能鎖的電子鎖芯的電子線路裝置具有用于按操作票的操作順序觸發進入操作下一步的第一觸發端，所述IOkV開關柜還包括分閘磁塊、合閘磁塊和第一干簧繼電器，所述分閘磁塊設于合閘限位槽一側，所述合閘磁塊設于分閘限位槽一側；所述第一干簧繼電器的簧片開關靠近閉鎖盤邊沿，并可與分閘磁塊或合閘磁塊相吸引；所述第一干簧繼電器的簧片開關一端接地，第一干簧繼電器的簧片開關另一端與所述第一觸發端相連；通過限位桿限制閉鎖盤轉動，并由分閘磁塊或合閘磁塊吸合第一干簧繼電器的簧片開關，該簧片開關的閉合和斷開信號經所述第一觸發端反饋至第一智能鎖的電子鎖芯。本發明所述開關配有用于執行閉合和斷開操作的閉合按鈕和斷開按鈕，以及用于指示開關閉合或斷開狀態的可擺動的指示片；所述指示片的兩個擺動極限位分別設有分位磁塊和合位磁塊；所述第二智能鎖位于閉合按鈕和斷開按鈕一側，所述第二智能鎖的電子鎖芯側面伸出有一伸出桿，該伸出桿的伸出端設有用于遮擋閉合按鈕和斷開按鈕的遮擋 板；第二智能鎖的電子鎖芯的電子線路裝置具有用于按操作票的操作順序觸發進入操作下一步的第二觸發端；所述指示片的邊沿外設有第二干簧繼電器，該第二干簧繼電器的簧片開關可與分位磁塊或合位磁塊相吸引，所述第二干簧繼電器的簧片開關一端接地，第二干簧繼電器的簧片開關另一端與所述第二觸發端相連；通過遮擋板遮擋閉合按鈕和斷開按鈕，并由分位磁塊或合位磁塊吸合第二干簧繼電器的簧片開關，該簧片開關的閉合和斷開信號經所述第二觸發端反饋至第二智能鎖的電子鎖芯。本發明所述伸出桿中部連接有一彈簧，所述伸出桿經該彈簧與開關柜的柜體連接。本發明所述第一智能鎖或第二智能鎖的電子鎖芯上均設有滑動接點，所述第一觸發端或第二觸發端經對應滑動接點接至對應的第一干簧繼電器或第二干簧繼電器。與現有技術相比，本發明具有如下有益效果(I)本發明的鎖芯軟件式防誤操作機構可防止刀閘誤操作，限位桿卡在分閘/合閘限位槽內防止閉鎖盤隨意轉動誤操作；當第一智能鎖的電子鑰匙插入電子鎖芯轉動后，限位桿離開分閘/合閘限位槽，可對閉鎖盤進行轉動操作從而實現刀閘的分合閘，只有當閉鎖盤轉動到位后，分閘磁塊或合閘磁塊才吸合第一干簧繼電器的簧片開關，簧片開關輸出閉鎖盤轉動“到位”的信號反饋給第一智能鎖的電子鎖芯，通過設置該電子鎖芯內的電子線路裝置的軟件程序，使電子鎖芯得到該“到位”信號后才按操作票的操作順序進入程序下一步，以按操作票程序順序驅動開關柜的聯鎖機構，即本發明可防止轉動閉鎖盤的操作不徹底，起到防誤作用；操作不徹底時操作人員無法進行下一步，以強制操作人員徹底完成分合閘的徹底操作，利于實現開關柜的五防功能，并可靠保證了開關柜的操作安全；(2)本發明鎖芯軟件式防誤操作機構的遮擋板可遮擋閉合按鈕和斷開按鈕，防止操作人員誤按閉合按鈕或斷開按鈕，當用第二智能鎖的電子鑰匙插入電子鎖芯轉動后，遮擋板離開閉合按鈕或斷開按鈕，操作人員只有按下閉合按鈕或斷開按鈕后，指示片才會轉動，實現對第二干簧繼電器的簧片開關的吸合，該簧片開關輸出閉合按鈕或斷開按鈕已按下的信號反饋給第二智能鎖的電子鎖芯，通過設置該電子鎖芯內的電子線路裝置的軟件程序，使電子鎖芯得到該閉合按鈕或斷開按鈕已按下的信號后才按操作票的操作順序進入程序下一步，實現開關防誤作用，進一步利于實現開關柜的五防功能，并可靠保證了開關柜的操作安全。
圖I為本發明鎖芯軟件式防誤操作機構在刀閘處于分閘狀態時的結構示意圖；圖2為本發明鎖芯軟件式防誤操作機構在刀閘處于合閘防誤操作過程中的結構示意圖；圖3為本發明鎖芯軟件式防誤操作機構在刀閘合閘后的結構示意圖；圖4為本發明鎖芯軟件式防誤操作機構在開關處于斷開狀態時的結構示意圖； 圖5為本發明鎖芯軟件式防誤操作機構在開關處于閉合防誤操作過程中的結構示意圖；圖6為本發明鎖芯軟件式防誤操作機構在開關閉合后的結構示意圖；圖7為本發明鎖芯軟件式防誤操作機構的第一觸發端的電位變化圖；圖8為本發明鎖芯軟件式防誤操作機構的第二觸發端的電位變換圖。圖中1、柜體；2、第一智能鎖；21、第一智能鎖的電子鑰匙；22、第一智能鎖的電子鎖芯；3、第二智能鎖；31、第二智能鎖的電子鑰匙；32、第二智能鎖的電子鎖芯；4、閉鎖盤；41、合閘限位槽；42、分閘限位槽5、手柄；6、限位桿；7、分閘磁塊；8、合閘磁塊；9、第一干簧繼電器；91、第一干簧繼電器的簧片開關；10、閉合按鈕；11、斷開按鈕；12、指示片，13、分位磁塊；14、合位磁塊；15、伸出桿；16、遮擋板；17、彈簧；18、第二干簧繼電器；181、第二干簧繼電器的簧片開關。
具體實施例方式如圖I-圖3所示的一種用于五防IOkV開關柜的鎖芯軟件式防誤操作機構，它包括安裝于開關柜的柜體I上的刀閘、開關、聯鎖機構、用于驅動聯鎖機構解鎖刀閘的第一智能鎖2、用于驅動聯鎖機構解鎖開關的第二智能鎖3，刀閘包括閉鎖盤4及安裝于閉鎖盤4邊沿的手柄5，各智能鎖包括對應的電子鑰匙和電子鎖芯，各電子鑰匙內對應設有用于寫入操作票的集成電路，各電子鎖芯內對應設有用于讀取操作票的電子線路裝置。本實施例的智能鎖采用專利號為ZL200710165666. 2公開的一種電子鎖芯及電子鎖系統，其為一種無源智能鎖。當電子鑰匙的操作票與電子鎖芯的軟件程序一致時，智能鎖驅動聯鎖機構按操作票順序解鎖刀閘和/或開關。閉鎖盤4的邊沿沿徑向開有合閘限位槽41和分閘限位槽42，合閘限位槽41和分閘限位槽42在閉鎖盤4邊沿上相對設置，合閘限位槽41和分閘限位槽42用于指示閉鎖盤4合閘或分閘的轉動極限位置。第一智能鎖的電子鎖芯22側面固定有可與合閘限位槽41、分閘限位槽42配合限位的限位桿6 ;第一智能鎖2的電子鎖芯22的電子線路裝置具有用于按操作票的操作順序觸發進入操作下一步的第一觸發端。本鎖芯軟件式防誤操作機構還包括分閘磁塊7、合閘磁塊8和第一干簧繼電器9，分閘磁塊7設于合閘限位槽41 一側，合閘磁塊8設于分閘限位槽42 —側；第一干簧繼電器的簧片開關91靠近閉鎖盤4邊沿，并可與分閘磁塊7或合閘磁塊8相吸引；第一干簧繼電器的簧片開關91 一端接地，第一干簧繼電器的簧片開關91另一端與第一觸發端相連；第一智能鎖的電子鎖芯22上均設有滑動接點，第一觸發端經滑動接點接至第一干簧繼電器9。第一智能鎖2、閉鎖盤4、合閘限位槽41、分閘限位槽42、限位桿6、分閘磁塊7、合閘磁塊8、干簧繼電器9、第一觸發端共同構成本鎖芯軟件式防誤操作機構的刀閘防誤操作機構。刀閘常態下，限位桿6卡在合閘限位槽41和分閘限位槽42內，防止閉鎖盤4轉動誤操作。如圖I所示，刀閘處于分閘位置，限位桿6卡在分閘限位槽42內，分閘磁塊7吸合第一干簧繼電器的簧片開關91，使第一觸發端接地；如圖2所示，當對第一智能鎖的電子鎖芯22插入對應第一智能鎖的電子鑰匙21轉動后，限位桿6脫離合閘限位槽41，操作人員通過手柄5轉動閉鎖盤4進行刀閘分閘操作，該分閘操作的切換過程中，分閘磁塊7遠離第一 干簧繼電器的簧片開關91，第一干簧繼電器的簧片開關91斷開，使第一觸發端處于懸浮電位狀態；如圖3所示，當轉動閉鎖盤4到達分閘極限位后，合閘磁塊8吸合第一干簧繼電器的簧片開關91，又使第一觸發端接地，從而形成第一觸發端“接地-離地-再接地”的過程，其電位變化如圖7所示，將“再接地”的下跳緣信號作為“到位信號”反饋至對應第一智能鎖的電子鎖芯22，則第一智能鎖的電子鎖芯22可獲知閉鎖盤4已操作徹底，從而按第一智能鎖的電子鎖芯22的內置程序進行操作票的下一步；若轉動分閘的操作不徹底，由于本實施例采用的智能鎖在轉動過程中無法取出電子鑰匙，則無法用電子鑰匙進行開關柜操作的下一步，即使轉動閉鎖盤4過程中的電子鑰匙可以取出，由于第一智能鎖的電子鎖芯22的第一觸發端未接收到刀閘分閘操作“到位”的反饋信號，使第一智能鎖的電子鎖芯22內的軟件程序無法進入下一步操作，防止操作人員轉動閉鎖盤4不徹底的誤操作，最終實現雙重防護；當閉鎖盤4轉動到位，即刀閘合閘后，可轉動電子鎖芯而抽出電子鑰匙，此時限位桿6卡在合閘限位槽41內，以保持合閘狀態不被誤操作。此外，對閉鎖盤轉動位置的獲取也可用其它如行程開關來獲取，閉鎖盤兩個極限位置的行程開關觸點——接點H、接點F并聯后串接至反饋回路中。對刀閘進行分閘操作的防誤操作過程原理與上述刀閘合閘防誤操作過程原理相同，此處不作贅述。如圖4-圖6所示，本實施例的鎖芯軟件式防誤操作機構的開關配有用于執行閉合和斷開操作的閉合按鈕10和斷開按鈕11，以及用于指示開關閉合或斷開狀態的可擺動的指示片12，閉合按鈕10、斷開按鈕11和指示片12均安裝于柜體I的面板上，當按下閉合按鈕10成功后，指示片12擺動至閉合極限位置，當按下斷開按鈕11成功后，指示片12擺動至斷開極限位置，從而指示開關的閉合和斷開狀態；指示片12的兩個擺動極限位分別設有分位磁塊13和合位磁塊14 ;第二智能鎖3位于閉合按鈕10和斷開按鈕11 一側，第二智能鎖的電子鎖芯32側面伸出有一伸出桿15，該伸出桿15的伸出端設有用于遮擋閉合按鈕10和斷開按鈕11的遮擋板16，伸出桿15中部連接有一彈簧17，伸出桿15經該彈簧17與開關的柜體I連接；第二智能鎖的電子鎖芯32的電子線路裝置具有用于按操作票的操作順序觸發進入操作下一步的第二觸發端；指示片12的邊沿外設有第二干簧繼電器18，該第二干簧繼電器的簧片開關181可與分位磁塊13或合位磁塊14相吸引，第二干簧繼電器的簧片開關181—端接地，第二干簧繼電器的簧片開關181另一端與第二觸發端相連；通過遮擋板16遮擋閉合按鈕10和斷開按鈕11，并由分位磁塊13或合位磁塊14吸合第二干簧繼電器的簧片開關181，該簧片開關的閉合和斷開信號經第二觸發端反饋至第二智能鎖的電子鎖芯32 ;第二智能鎖的電子鎖芯32上設有滑動接點，第二觸發端經滑動接點接至第二干簧繼電器18。第二智能鎖3、閉合按鈕10、斷開按鈕11、指示片12、分位磁塊13、合位磁塊14、伸出桿15、遮擋板16、彈簧17、第二干簧繼電器18共同構成本鎖芯軟件式防誤操作機構的開關防誤操作機構。開關常態下，遮擋板16擋在閉合按鈕10和斷開按鈕11上，防止操作人員誤操作。如圖4所示，開關處于斷開位置，此時指示片12擺動至斷開極限位置，以指示開關處于斷開狀態，遮擋板16在彈簧17的作用力下擋住閉合按鈕10和斷開按鈕11，分位磁塊13吸合第二干簧繼電器的簧片開關181，使第二觸發端接地；如圖5所示，當對第二智能鎖的電子鎖芯32插入對應第二智能鎖的電子鑰匙31轉動后，遮擋板16遠離閉合按鈕10和斷開按鈕11，操作人員可按下閉合按鈕10進行開關閉合操作，指示片12上的分位磁塊13遠離第二干簧繼電器的簧片開關181，該指示片12的擺動切換過程中，第二干簧繼電器的簧片開 關181斷開，使第二觸發端處于懸浮電位狀態；如圖6所示，當指示片12擺動至閉合極限位置后，合位磁塊14吸合第二干簧繼電器的簧片開關181，又使第二觸發端接地，從而形成第二觸發端“接地-離地-再接地”的過程，其電位變化如圖8所示，將“再接地”的下跳緣信號作為“成功信號”反饋至對應第二智能鎖的電子鎖芯32，則電子鎖芯可獲知按下閉合按鈕已操作成功，從而按電子鎖芯的內置程序進行操作票的下一步；若按下閉合按鈕10的操作不成功或未按下閉合按鈕10，由于本實施例采用的智能鎖無法在轉動過程中取出電子鑰匙，則無法用電子鑰匙進行開關柜操作的下一步，即使對閉合按鈕10的操作不成功時電子鑰匙可以取出，但由于第二智能鎖的電子鎖芯32的第二觸發端未接收到閉合按鈕操作“成功”的反饋信號，使電子鎖芯內的軟件程序無法進入下一步操作，同時彈簧17拉回伸出桿15使遮擋板16遮擋閉合按鈕10和斷開按鈕11，防止操作人員對閉合按鈕10操作不成功或未按下閉合按鈕10的誤操作，最終實現雙重防護；當開關閉合操作成功后，轉動電子鎖芯以抽出電子鑰匙，此時遮擋板16又遮擋閉合按鈕10和斷開按鈕11，防止誤操作。此外，對指示片12擺動位置的獲取也可用其它如行程開關來獲取，指示片12的兩個極限位置的行程開關觸點——接點H、接點F并聯后串接至反饋回路中。對開關進行斷開操作的防誤操作過程原理與上述開關閉合防誤操作過程原理相同，此處不作贅述。本發明的實施方式不限于此，在本發明上述基本技術思想前提下，按照本領域的普通技術知識和慣用手段對本發明內容所做出其它多種形式的修改、替換或變更，均在本發明權利保護范圍之內。
權利要求
1.一種用于五防IOkV開關柜的鎖芯軟件式防誤操作機構，包括安裝于開關柜的柜體上的刀閘、開關、聯鎖機構、用于驅動聯鎖機構解鎖刀閘的第一智能鎖、用于驅動聯鎖機構解鎖開關的第二智能鎖，所述刀閘包括閉鎖盤及安裝于閉鎖盤邊沿的手柄，各智能鎖包括對應的電子鑰匙和電子鎖芯，各電子鑰匙內對應設有用于寫入操作票的集成電路，各電子鎖芯內對應設有用于讀取操作票的電子線路裝置，其特征在于所述閉鎖盤的邊沿沿徑向開有合閘限位槽和分閘限位槽，合閘限位槽和分閘限位槽在閉鎖盤邊沿上相對設置，所述第一智能鎖的電子鎖芯側面固定有可與合閘限位槽、分閘限位槽配合限位的限位桿；所述第一智能鎖的電子鎖芯的電子線路裝置具有用于按操作票的操作順序觸發進入操作下一步的第一觸發端，所述鎖芯軟件式防誤操作機構還包括分閘磁塊、合閘磁塊和第一干簧繼電器，所述分閘磁塊設于合閘限位槽一側，所述合閘磁塊設于分閘限位槽一側；所述第一干簧繼電器的簧片開關靠近閉鎖盤邊沿，并可與分閘磁塊或合閘磁塊相吸引；所述第一干簧繼電器的簧片開關一端接地，所述第一干簧繼電器的簧片開關另一端與所述第一觸發端相連； 通過限位桿限制閉鎖盤轉動，并由分閘磁塊或合閘磁塊吸合第一干簧繼電器的簧片開 關，該簧片開關的閉合和斷開信號經所述第一觸發端反饋至第一智能鎖的電子鎖芯。
2.根據權利要求I所述的用于五防IOkV開關柜的鎖芯軟件式防誤操作機構，其特征在于所述開關配有用于執行閉合和斷開操作的閉合按鈕和斷開按鈕，以及用于指示開關閉合或斷開狀態的可擺動的指示片；所述指示片的兩個擺動極限位分別設有分位磁塊和合位磁塊；所述第二智能鎖位于閉合按鈕和斷開按鈕一側，所述第二智能鎖的電子鎖芯側面伸出有一伸出桿，該伸出桿的伸出端設有用于遮擋閉合按鈕和斷開按鈕的遮擋板；第二智能鎖的電子鎖芯的電子線路裝置具有用于按操作票的操作順序觸發進入操作下一步的第二觸發端；所述指示片的邊沿外設有第二干簧繼電器，該第二干簧繼電器的簧片開關可與分位磁塊或合位磁塊相吸引，所述第二干簧繼電器的簧片開關一端接地，所述第二干簧繼電器的簧片開關另一端與所述第二觸發端相連；通過遮擋板遮擋閉合按鈕和斷開按鈕，并由分位磁塊或合位磁塊吸合第二干簧繼電器的簧片開關，該簧片開關的閉合和斷開信號經所述第二觸發端反饋至第二智能鎖的電子鎖芯。
3.根據權利要求2所述的具有鎖芯軟件式防誤操作功能的五防IOkV開關柜，其特征在于所述伸出桿中部連接有一彈簧，所述伸出桿經該彈簧與開關柜的柜體連接。
4.根據權利要求2或3所述的具有鎖芯軟件式防誤操作功能的五防IOkV開關柜，其特征在于所述第一智能鎖或第二智能鎖的電子鎖芯上均設有滑動接點，所述第一觸發端或第二觸發端經對應滑動接點接至對應的第一干簧繼電器或第二干簧繼電器。
全文摘要
本發明公開了一種用于五防10kV開關柜的鎖芯軟件式防誤操作機構，包括安裝于開關柜的柜體上的刀閘、開關、聯鎖機構、第一智能鎖、分閘磁塊、合閘磁塊和第一干簧繼電器，刀閘包括閉鎖盤，各智能鎖包括對應的電子鑰匙和電子鎖芯，閉鎖盤開有合閘限位槽和分閘限位槽，第一智能鎖的電子鎖芯側面固定有限位桿，具有第一觸發端；第一干簧繼電器可與分閘磁塊或合閘磁塊相吸引；第一干簧繼電器的簧片開關一端接地，另一端與第一觸發端相連；通過限位桿限制閉鎖盤轉動，并由分閘磁塊或合閘磁塊吸合第一干簧繼電器的簧片開關，該簧片開關的閉合和斷開信號經第一觸發端反饋至第一智能鎖的電子鎖芯。本發明可防止開關柜的刀閘誤操作，實現開關柜的五防。
文檔編號H01H9/28GK102867668SQ20121033737
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月12日 優先權日2012年9月12日
發明者林楊, 程啟誠, 趙建青 申請人:廣東電網公司江門供電局