斷路器與三工位開關連鎖裝置及斷路器?三工位開關裝置的制作方法

本發明涉及高壓電器領域，特別是涉及到了一種斷路器與三工位開關連鎖裝置及斷路器-三工位開關裝置。

背景技術：

斷路器和三工位開關是輸電電路中配套使用的兩種開關裝置。由于各自的特性和功能的差異，在實際應用中，要求斷路器與三工位開關之間必須具備一定的相對開合關系，否則便會引起故障，帶來極大的損失。

斷路器與三工位開關之間的特定相對開合關系是通過斷路器與三工位開關連鎖裝置來實現的，其將斷路器與三工位開關之間的操作進行互鎖，以此保證二者之間能夠有特定的開合關系。目前的斷路器與三工位開關連鎖裝置，都是在斷路器可靠合閘時才能實現可靠自鎖和閉鎖三工位開關的功能，一旦斷路器在合閘過程中出現卡死現象，則由于斷路器尚未合閘到位，此時便會出現連鎖裝置不到位的情況，此時的斷路器的合閘沒有被鎖定，三工位開關也沒有被鎖定，一旦斷路器自動重合閘或者手動操作三工位開關，便會出現嚴重的電氣故障。另外，當斷路器處于分閘位置時，要求三工位開關活門必須完全打開才能閉鎖斷路器的合閘操作，上述情形均會給現場檢修帶來安全隱患。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種斷路器與三工位開關連鎖裝置，以解決斷路器與三工位開關在操作過程中無法中途互鎖的問題。

同時，本發明的目的還在于提供一種使用上述連鎖裝置的斷路器-三工位開關裝置。

為實現上述目的，本發明的斷路器與三工位開關連鎖裝置采用以下技術方案：

方案1：斷路器與三工位開關連鎖裝置，包括側板以及安裝在側板上的脫扣組件、斷路器重合閘自鎖組件和三工位開關連鎖組件，所述脫扣組件包括合閘觸發拐臂，斷路器重合閘自鎖組件包括重合閘閉鎖觸發拐臂，三工位開關連鎖組件包括閉鎖三工位觸發拐臂，所述合閘觸發拐臂、重合閘閉鎖觸發拐臂和閉鎖三工位觸發拐臂為同軸、同步的轉動式拐臂，合閘觸發拐臂沿合閘操作的動作方向依次設有剛合位置和合閘位置，重合閘閉鎖觸發拐臂和閉鎖三工位觸發拐臂各自的觸發時機均在合閘觸發拐臂到達剛合位置之前。

方案2：在方案1的基礎上，脫扣組件還包括合閘脫扣件、合閘脫扣連接件、定位件和凸輪，所述合閘脫扣件、合閘脫扣連接件和定位件依次連接而構成四連桿機構，凸輪能夠被定位件以頂撐的方式限定儲能位置，凸輪解限位后能夠以凸輪面與合閘觸發拐臂配合壓動拐臂組件反向轉動。

方案3：在方案2的基礎上，重合閘自鎖組件還包括自鎖連鎖板，自鎖連鎖板沿與合閘觸發拐臂轉動軸線垂直的方向導向裝配在側板上并且具有連接件位部，當合閘脫扣連接件向合閘位置運動，并且自鎖連鎖板沿遠離合閘觸發拐臂的方向移動設定距離時，所述連接件限位部將與合閘脫扣連接件互頂限位，重合閘閉鎖觸發拐臂在隨合閘觸發拐臂轉動時可向上頂動自鎖連鎖板上所設的彈性件，當合閘脫扣連接件復位時，自鎖連鎖板將會在所述彈性件的作用下動作并阻止合閘脫扣連接件再次進行合閘操作。

方案4：在方案3的基礎上，所述連接件限位部由自鎖連鎖板的靠近合閘脫扣件的一端的折彎部構成，合閘脫扣連接件上設有與所述折彎部對應的折彎部。

方案5：在方案3的基礎上，所述彈性件包括復位壓簧，復位壓簧套在一個導桿上，導桿為活動導桿并且其可活動方向與自鎖連鎖板的可活動方向相同，復位壓簧頂在導桿與自鎖連鎖板之間。

方案6：在方案5的基礎上，自鎖連鎖板與側板之間設有復位拉簧，復位拉簧的最大拉伸行程對應的力值小于復位壓簧初始固定位置對應的力值。

方案7：在方案3的基礎上，三工位開關連鎖組件還包括與閉鎖三工位觸發拐臂配合的閉鎖三工位連鎖板，閉鎖三工位觸發拐臂為鉤式的拐臂，閉鎖三工位連鎖板與自鎖連鎖板同向的導向裝配在側板上并形成僅可由閉鎖三工位連鎖板帶動自鎖連鎖板向遠離重合閘閉鎖觸發拐臂的方向運動的單向傳動結構。

方案8：在方案7的基礎上，所述閉鎖三工位觸發拐臂的鉤部具有沿鉤部延伸的弧形的內側面。

方案9：在方案8的基礎上，所述閉鎖三工位連鎖板遠離閉鎖三工位觸發拐臂的一端設有換向機構，所述換向機構包括固定板和導向裝配在固定板上的、用于與三工位開關活門連接的行程板，行程板和閉鎖三工位連鎖板中的一個上設有弧形孔，另一個上設有與所述弧形孔配合的可徑向移動的導銷。

方案10：在方案9的基礎上，連鎖板可隨三工位開關活門運動的行程大于閉鎖三工位連鎖板帶動重合閘自鎖連鎖板運動到可限制合閘脫扣連接件運動的最小行程。

斷路器-三工位開關裝置采用以下技術方案：

方案1：斷路器-三工位開關裝置，包括斷路器、三工位開關和連鎖裝置，連鎖裝置包括側板以及安裝在斷路器的機構側板上的脫扣組件、斷路器重合閘自鎖組件和三工位開關連鎖組件，所述脫扣組件包括合閘觸發拐臂，斷路器重合閘自鎖組件包括重合閘閉鎖觸發拐臂，三工位開關連鎖組件包括與三工位開關的活門連接的閉鎖三工位觸發拐臂，所述合閘觸發拐臂、重合閘閉鎖觸發拐臂和閉鎖三工位觸發拐臂為同軸、同步的轉動式拐臂，合閘觸發拐臂沿合閘操作的動作方向依次設有剛合位置和合閘位置，重合閘閉鎖觸發拐臂和閉鎖三工位觸發拐臂各自的觸發時機均在合閘觸發拐臂到達剛合位置之前。

方案2：在方案1的基礎上，脫扣組件還包括合閘脫扣件、合閘脫扣連接件、定位件和凸輪，所述合閘脫扣件、合閘脫扣連接件和定位件依次連接而構成四連桿機構，凸輪能夠被定位件以頂撐的方式限定儲能位置，凸輪解限位后能夠以凸輪面與合閘觸發拐臂配合壓動拐臂組件反向轉動。

方案3：在方案2的基礎上，重合閘自鎖組件還包括自鎖連鎖板，自鎖連鎖板沿與合閘觸發拐臂轉動軸線垂直的方向導向裝配在側板上并且具有連接件位部，當合閘脫扣連接件向合閘位置運動，并且自鎖連鎖板沿遠離合閘觸發拐臂的方向移動設定距離時，所述連接件限位部將與合閘脫扣連接件互頂限位，重合閘閉鎖觸發拐臂在隨合閘觸發拐臂轉動時可向上頂動自鎖連鎖板上所設的彈性件，當合閘脫扣連接件復位時，自鎖連鎖板將會在所述彈性件的作用下動作并阻止合閘脫扣連接件再次進行合閘操作。

方案4：在方案3的基礎上，所述連接件限位部由自鎖連鎖板的靠近合閘脫扣件的一端的折彎部構成，合閘脫扣連接件上設有與所述折彎部對應的折彎部。

方案5：在方案3的基礎上，所述彈性件包括復位壓簧，復位壓簧套在一個導桿上，導桿為活動導桿并且其可活動方向與自鎖連鎖板的可活動方向相同，復位壓簧頂在導桿與自鎖連鎖板之間。

方案6：在方案5的基礎上，自鎖連鎖板與側板之間設有復位拉簧，復位拉簧的最大拉伸行程對應的力值小于復位壓簧初始固定位置對應的力值。

方案7：在方案3的基礎上，三工位開關連鎖組件還包括與閉鎖三工位觸發拐臂配合的閉鎖三工位連鎖板，閉鎖三工位觸發拐臂為鉤式的拐臂，閉鎖三工位連鎖板與自鎖連鎖板同向的導向裝配在側板上并形成僅可由閉鎖三工位連鎖板帶動自鎖連鎖板向遠離重合閘閉鎖觸發拐臂的方向運動的單向傳動結構。

方案8：在方案7的基礎上，所述閉鎖三工位觸發拐臂的鉤部具有沿鉤部延伸的弧形的內側面。

方案9：在方案7的基礎上，所述閉鎖三工位連鎖板遠離閉鎖三工位觸發拐臂的一端設有換向機構，所述換向機構包括固定板和導向裝配在固定板上的、與三工位開關活門連接的行程板，行程板和閉鎖三工位連鎖板中的一個上設有弧形孔，另一個上設有與所述弧形孔配合的可徑向移動的導銷。

方案10：在方案9的基礎上，連鎖板可隨三工位開關活門運動的行程大于閉鎖三工位連鎖板帶動重合閘自鎖連鎖板運動到可限制合閘脫扣連接件運動的最小行程。

本發明的有益效果是：由于重合閘閉鎖觸發拐臂和閉鎖三工位觸發拐臂各自的觸發時機均在合閘觸發拐臂到達剛合位置之前，因此，在斷路器完全合閘之前和在三工位開關活門完全打開之前，斷路器和三工位開關便均可以實現相應的自鎖和互鎖，由此解決了斷路器與三工位開關在操作過程中無法互鎖的問題。

附圖說明

圖1是斷路器與三工位開關連鎖裝置的立體圖；

圖2是斷路器與三工位開關連鎖裝置的主視圖；

圖3是斷路器合閘脫扣過程中實現合閘到位時合閘脫扣組件和重合閘自鎖組件位置的主視圖；

圖4是斷路器合閘過程中開始實現自鎖位置的主視圖；

圖5是斷路器合閘過程中開始實現閉鎖三工位開關（使三工位不能實現操作）位置的主視圖；

圖6是斷路器合閘位置時三工位開關活門拉動行程板最大行程位置的主視圖；

圖7是斷路器分閘位置時三工位開關開始實現可靠閉鎖斷路器合閘操作的主視圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的實施方式作進一步說明。

本發明的斷路器與三工位開關連鎖裝置的具體實施例，如圖1至圖7所示。

此處首先介紹該裝置的構成部分以及各部分的結構及作用。該裝置具體包含了三個主要組成部分，它們分別為脫扣組件、斷路器重合閘自鎖組件和三工位開關連鎖組件，此三個部分均是安裝在斷路器的機構側板上。該裝置的設計思路是：根據脫扣組件的安裝位置和脫扣原理來設計和布置斷路器重合閘自鎖組件，根據斷路器重合閘自鎖組件的安裝位置和自鎖原理來設計和布置與三工位開關連鎖組件。

脫扣組件主要用于斷路器的合閘操作，圖1、2、3、4、6、7均顯示了脫扣組件的構成及排布連接關系。具體參照圖2所示，脫扣組件包括凸輪1、軸承2、合閘脫扣件3、合閘脫扣連接件4、定位件5、合閘觸發拐臂14和合閘滾輪15。其中軸承2裝配在凸輪1的一個側面上，形成了凸輪1相應側的可用于支撐的結構，起到類似于支點的作用。合閘脫扣件3為脫扣組件的輸入端，使用時，由合閘脫扣件3處進行操作，在本實施例中，合閘脫扣件3具體采用的是合閘脫扣板，為了方便操作，合閘脫扣板的一側還以彎折的方式設計了耳沿。合閘脫扣連接件4起到連接合閘脫扣件3與定位件5的作用，此處合閘脫扣連接件4具體也是采用的板式結構，為合閘脫扣連接板。定位件5主要起到對凸輪1進行限位的作用，本實施例中，定位件5為角形件，當然，在其它實施例中，定位件5還可以采用直桿或者圓弧桿，此種情況下，所帶來的后果僅僅是增大了裝置的體積，但是其也是可以起到對凸輪進行限位的作用的。由圖1可知，合閘脫扣件3、合閘脫扣連接件4、定位件5依次連接并形成了四連桿機構。合閘觸發拐臂14用于觸發機構以使斷路器進行合閘動作，其結構及原理為現有技術，此處不予贅述。合閘滾輪15安裝在合閘觸發拐臂14的一側處，其用于與釋放的凸輪1的凸輪面配合以減小合閘觸發拐臂14與凸輪1配合處的磨損和降低二者配合處出現卡滯的風險，見圖3。

在使用的過程中，當按動合閘脫扣件3時，則定位件5將會在合閘脫扣連接件的作用下動作并移開軸承2，解除對凸輪1的限位，此時儲能的凸輪1將會發生轉動并帶動合閘觸發拐臂14一起動作，進而便可完成對斷路器的合閘操作。

斷路器重合閘自鎖組件包括第一定位螺釘6、重合閘自鎖連鎖板8、第一固定銷軸9、重合閘閉鎖觸發拐臂10、連鎖緩沖螺釘11、復位壓簧12和第一復位拉簧7。第一定位螺釘6固定在機構側板上，其具體固定方式可根據需要選擇，如焊接、螺紋連接等。重合閘自鎖連鎖板8通過第一定位螺釘6安裝在機構側板上同時被第一定位螺釘6限定運動軌跡，此處重合閘自鎖連鎖板8與第一定位螺釘6配合的孔為長圓孔，由此使得重合閘自鎖連鎖板8可在機構側板上沿直線往復運動，第一固定銷軸9固定在重合閘自鎖連鎖板8上，其主要是為了實現與三工位開關連鎖組件的聯動，具體的下文會有詳細介紹，此處暫不贅述。重合閘閉鎖觸發拐臂10與合閘觸發拐臂14同軸線、同步的設置，此處二者是固定安裝在同一個軸上，但需要強調的是，二者還可以是一體式的結構，當然它們并不局限于一體式結構，如分別制造后相互固定、相對固定等。連鎖緩沖螺釘11導向移動裝配在重合閘自鎖連鎖板8上，其導向移動方向與重合閘自鎖連鎖板8相對機構側板運動的方向一致，復位壓簧12套在連鎖緩沖螺釘11上，當頂壓連鎖緩沖螺釘11時，若重合閘自鎖連鎖板8不動作，則復位壓簧12壓縮儲能。第一復位拉簧7連接在重合閘自鎖連鎖板8與機構側板之間。設置第一復位拉簧7的最大拉伸行程對應的力值小于復位壓簧12初始固定位置對應的力值，保證第一復位拉簧7不會影響重合閘自鎖連鎖板8的向上（圖1所示方位）運動。

在合閘過程中，重合閘自鎖觸發拐臂10將隨合閘觸發拐臂14一起轉動，在轉動的過程中，其將會與連鎖緩沖螺釘11構成頂壓配合關系，由于重合閘自鎖觸發拐臂10采用的是凸輪結構，因此可以給連鎖緩沖螺釘11一個遠離其軸線的驅動，如果不對重合閘自鎖連鎖板8的位置加以限制，則重合閘自鎖連鎖板8將會產生相應的移動。當然，當重合閘自鎖觸發拐臂10復位，對連鎖緩沖螺釘11的作用消失時，第一復位拉簧7可以驅使重合閘自鎖連鎖板8復位。

設置重合閘閉鎖觸發拐臂10可觸發重合閘自鎖連鎖板8運動的行程大于重合閘自鎖連鎖板8可限制重合閘脫扣連接件4需要的行程，重合閘閉鎖觸發拐臂10采用凸輪設計原理，重合閘自鎖連鎖板8靠近重合閘脫扣連接件4的一端處設置了折彎而成的連接件限位部，在重合閘閉鎖觸發拐臂10的作用下，斷路器在到達剛合位置前重合閘脫扣連接件4就已經被重合閘自鎖連鎖板8限位；分閘狀態時，在第一復位拉簧7的作用下，重合閘自鎖連鎖板8能夠快速回位，避免影響下一次合閘操作。

三工位開關連鎖組件包括閉鎖三工位觸發拐臂13、閉鎖三工位連鎖板16、行程板17、固定板18、第二定位螺釘19、第二復位拉簧20和第二固定銷軸21。閉鎖三工位觸發拐臂13與合閘觸發拐臂14同軸、同步，也是與合閘觸發拐臂14固定安裝在同一個軸上，其具體采用的是鉤臂式結構，鉤部采用圓弧形結構，鉤部的內側面形成沿鉤部延伸的圓弧面，閉鎖三工位連鎖板16通過固定在機構側板上的第二定位螺釘19與機構側板配合，其與第二定位螺釘配合的孔為長圓孔，因此可以相對于機構側板與重合閘自鎖連鎖板8形成同向的運動。閉鎖三工位連鎖板16底部焊接凸起位于閉鎖三工位觸發拐臂13圓弧鉤部覆蓋半徑范圍內，設置三工位開關活門帶動閉鎖三工位連鎖板16運動的最大行程大于閉鎖三工位觸發拐臂13到位時閉鎖三工位連鎖板16可運動的行程，保證了在剛合位置前閉鎖三工位觸發拐臂13就可限制閉鎖三工位連鎖板16向上運動，從而限制三工位開關活門打開。另外，閉鎖三工位連鎖板16上還設有與第一固定銷軸對應的長孔，第一固定銷軸9位于三工位連鎖板上的與之對應的長孔的底部（靠近閉鎖三工位觸發拐臂的一端）。第二復位拉簧20用于給閉鎖三工位連鎖板16提供遠離閉鎖三工位觸發拐臂方向運動的力，第二固定銷軸21的作用是為了實現閉鎖三工位連鎖板與機構側板的連接，此處不予贅述。固定板18與行程板17之間導向配合，行程板17的導向方向與閉鎖三工位連鎖板16的運動方向互相垂直，因此閉鎖三工位連鎖板16上設置了導銷，行程板上設置了弧形的導向孔，導銷插在弧形的導向孔中一起構成了換向傳動機構，同時，當行程板和閉鎖三工位連鎖板中的任意一個被鎖死時，則另一個也不能動作。三工位開關活門帶動閉鎖三工位連鎖板16運動的行程大于閉鎖三工位連鎖板16帶動重合閘自鎖連鎖板8運動到可限制重合閘脫扣連接件4運動的最小行程，分閘位置時，三工位開關活門拉動行程板17運動，帶動閉鎖三工位連鎖板16向上運動，帶動重合閘自鎖連鎖板8向上運動，實現在三工位開關活門未完全打開時閉鎖斷路器合閘操作的功能，防止操作三工位開關時誤合斷路器。

閉鎖三工位觸發拐臂在隨合閘觸發拐臂轉動的過程中，其“鉤部”可鉤住閉鎖三工位連鎖板，從而防止其發生移動。

下面介紹以上三部分之間的配合關系及相互作用的原理。

圖2中合閘觸發拐臂處于合閘位置，連鎖裝置的其它部分均處于初始位置，合閘操作時，按壓合閘脫扣件實現凸輪脫扣，合閘過程中凸輪1壓合閘滾輪15沿凸輪輪廓線逆時針運動，帶動合閘觸發拐臂14、重合閘閉鎖拐臂10和閉鎖三工位觸發拐臂13沿逆時針運動，實現合閘操作。將第一固定銷軸9焊接在重合閘自鎖連鎖板8上，閉鎖三工位連鎖板16與第一固定銷軸9連接，建立了重合閘自鎖連鎖板8和閉鎖三工位連鎖板16相互影響的橋梁。將閉鎖三工位連鎖板16通過導銷（螺釘）連接在行程板17上，行程板17通過螺釘連接在固定板18上，這樣實現了將閉鎖三工位連鎖板16豎直方向運動的行程轉化為行程板17水平運動的行程，將行程板17運動的行程與三工位開關活門運動行程相聯系，實現了閉鎖三工位連鎖板16的運動由三工位開關控制。

如圖3所示，合閘脫扣板3向左運動時，從可實現合閘脫扣到合閘脫扣板3運動到底的過程中，即使合閘脫扣的瞬間合閘觸發拐臂10迅速到達可觸發重合閘自鎖或合閘位置，合閘脫扣連接件4端部所設的彎折的結構會壓制重合閘自鎖連鎖板8向上運動，合閘觸發拐臂10將頂壓緩沖螺釘11使之向上運動，并將運動位移強加給復位壓簧12使其壓縮，直到合閘脫扣板3回位并脫離重合閘自鎖連鎖板8時，在復位壓簧的作用下，重合閘自鎖連鎖板8迅速向上運動至合閘脫扣連接件的合閘操作運動路徑，并實現重合閘可靠自鎖。

合閘觸發拐臂10在合閘運動方向上有即合位置（即將合閘位置）、剛合位置（剛剛合閘但沒有完全到位）和合閘位置（合閘到位），如圖4所示，合閘過程中合閘觸發拐臂10沿逆時針運動到即合位置時，一旦合閘脫扣連接件4脫離重合閘自鎖連鎖板8時，即可實現重合閘可靠自鎖。即合位置距離剛合位置13o，距離合閘位置25o。如果在剛合位置到合閘位置之間斷路器出現合閘卡死的現象，此時斷路器已經超前剛合位置13o實現可靠重合閘自鎖，防止機構可再次進行合閘操作，對滅弧室內觸頭造成損壞。

如圖5所示，合閘過程中閉鎖三工位觸發拐臂13沿逆時針運動到圖示位置時，可實現可靠閉鎖三工位開關（阻止三工位開關活門打開并進行操作）。圖示位置距離剛合位置14o，距離合閘位置30o。如果在剛合位置到合閘位置之間斷路器出現合閘卡死的現象，此時斷路器已經超前剛合位置14o實現可靠閉鎖三工位開關，防止線路接通情況下操作三工位開關，避免人身事故的發生。

如圖6所示，第一固定銷軸9焊接在重合閘自鎖連鎖板8上，閉鎖三工位連鎖板16連接在第一固定銷軸9上，分閘狀態時第一固定銷軸9位于閉鎖三工位連鎖板16上長圓孔的下端。此時操作三工位開關時，拉動行程板17，在固定板的作用下，帶動閉鎖三工位連鎖板16向上運動，閉鎖三工位連鎖板16通過第一固定銷軸9帶動重合閘自鎖連鎖板8向上運動，實現分閘狀態三工位開關閉鎖斷路器合閘操作的功能。同時如圖示位置，該位置是行程板運動到可以實現閉鎖斷路器合閘操作的位置，此時行程板只運動不到一半的行程，提高了三工位開關閉鎖斷路器合作操作的可靠性。

如圖7所示，當斷路器合閘過程中，閉鎖三工位觸發拐臂13一旦到位，帶動閉鎖三工位連鎖板16只能在行程板17的作用下運動運動一段行程，圖示位置即為閉鎖三工位連鎖板16向上運動的最高位置，同時也是行程板17可運動的最大行程位置，從而實現閉鎖三工位開關活門不能打開，不能操作三工位開關。

斷路器-三工位開關裝置的實施例，該裝置包括斷路器、三工位開關和它們的連鎖裝置，其中斷路器、三工位開關的結構為現有技術，此處不予贅述。連鎖裝置的結構與上述連鎖裝置的實施例的結構相同，此處不予贅述。