一种具有中性线重叠功能的自动转换开关的制作方法

本发明属于低压电器技术领域，具体讲就是涉及一种具有中性线重叠功能的自动转换开关。

背景技术

随着社会的发展，人们对电网及其在输配电过程中的要求也逐渐的提高，在一些重要的配电场合，需要供电系统保证持续性，确保用电安全和生产生活不被打断；自动转换开关具有两组或两组以上相互独立的接触系统，可以在控制器的作用下，各自控制其连接的主电源与备用电源的接通/分断，使输配电线路在主电源与备用电源之间进行转换；因此自动转换开关在这种场合得到了广泛的应用。

在一些比较特殊的配电场合(例如数据机房等)，通常选用自动转换开关与不间断电源(ups)组合使用，其中多路市电电源(或专用发电机)互为备份，各电源间通过自动转换开关进行切换，负载端经由数据中心内的ups连接至电源端，从而实现市电向负载的供电。在一路电源正常时，该路电源经由自动转换开关并通过ups向负载进行供电；当电路发生故障时，自动装换开关断开此电源，并把另外一路电源(市电或者发电机)与ups接通，利用另外一路电源给负载进行供电。在自动转换开关进行转换的过程中，ups向负载进行短暂的电力供应，确保对负载端的供电不会中断。

普通自动转换开关由于其中性极和相极结构为相同的，所以转换过程中各极的闭合与断开状态一致，即同时闭合同时断开；这样在自动转换开关使两路电源进行切换的过程中，从ups的中性极与前一路电源的中性极断开到与后一路电源的中性极接通的过程中，出现ups的中性极与任意一路电源的中性极都不接通的短暂瞬间。ups的中性极与任意一路电源的中性极都不接通的短暂瞬间会造成ups的中性极相对于地电位的变化，这会对用电负载设备造成不利影响，甚至造成负载设备(例如服务器等)的重启或者数据损坏等。

目前在实际配电过程中，还存在另外一种形式的自动转换开关产品，其特点为：在进行电源切换过程中存在ups的中性极与两路电源的中性极同时接通的重叠状态，以达到ups的中性极与电源的中性极不会存在短暂断开的瞬间。但这样的实现方式有明显的缺点，最主要即表现在自动转换开关在转换的过程中，存在一路电源的相极与另外一路电源的中性极同时闭合的重叠时间过程，这会对负载端的电压稳定性产生不利影响，同时此种设计结构布线比较复杂，不利于产品的模块化、小型化设计与制造。

技术实现要素：

本发明的目的就是针对上述现有自动转换开关稳定性不高的技术缺陷，提供一种具有中性线重叠功能的自动转换开关，使自动转换开关在电源转换过程中存在一路电源的中性极与另一路电源的中性极同时接通，且它们的相极都不接通的状态；同时还具备一路回路处于接通状态时，另外一回路无法进行接通，从而实现自动转换开关的功能性要求。

技术方案

为了实现上述技术目的，本发明设计的一种具有中性线重叠功能的自动转换开关，其特征在于：它包括第一接触组和第二接触组，所述第一接触组连接主电源与负载，所述第二接触组连接备用电源与负载，所述自动转换开关从第一接触组的闭合接通状态向第二接触组的闭合接通状态转换过程中，存在着第一接触组的中性极和第二接触组的中性极同时闭合而第一接触组的相极和第二接触组的相极同时断开的状态；

所述第一接触组包括至少两个静触头一，主操作机构、中性极动触头一、相极动触头一和复位元件一；

所述第二接触组包含至少两个静触头二、备用操作机构、中性极动触头二、相极动触头二和复位元件二；

支架组安装在基座上位于所述中性极动触头一和中性极动触头二一侧的位置，中性极动触头一连接有触头弹簧一，中性极动触头二连接有触头弹簧二，连杆一与主操作机构的机构主轴相联动且被支架组限位能够在主操作机构的机构主轴和备用操作机构的机构主轴之间滑动，连杆二与备用操作机构相联动且被支架组限位能够在主操作机构的机构主轴和备用操作机构的机构主轴之间滑动，复位元件一安装于中性极动触头一与底板之间或中性极动触头一与基座之间能够在机构分闸时对中性极动触头一进行复位，复位元件二安装于中性极动触头二与底板之间或中性极动触头二与基座之间能够在机构分闸时对中性极动触头二进行复位。

进一步，所述主操作机构被配置为能够驱动所述相极动触头一、中性极动触头一和连杆一运动，所述主操作机构的机构主轴上设有相极悬臂一和中性极悬臂一，所述相极悬臂一连接相极动触头一的连接杆一从而控制相极动触头一的闭合与断开；所述中性极悬臂一的一端部设有滚动件一，另一端部设有轴一，所述滚动件一与中性极动触头一的杠杆一相接触联动从而控制中性极动触头一进行合闸动作，所述轴一与连杆一联动从而控制连杆一在主操作机构的机构主轴和备用操作机构的机构主轴之间滑动；

所述备用操作机构被配置为能够驱动相极动触头二、中性极动触头二、连杆二运动，所述备用操作机构的机构主轴上设有相极悬臂二和中性极悬臂二，所述相极悬臂二连接相极动触头二的连接杆二从而控制相极动触头二的闭合与断开，中性极悬臂二的一端部设有滚动件二，另一端部设有轴二，所述滚动件二与中性极动触头二的杠杆二相接触联动从而控制中性极动触头二进行合闸动作，所述轴二与连杆二相联动从而控制连杆二在在主操作机构的机构主轴和备用操作机构的机构主轴之间滑动。

进一步，所述中性极动触头一和中性极动触头二都包括触头支架，触头轴一装在所述触头支架上的空间一内，触头杠杆一端位于空间一内与所述触头支架固定装在一起，旋转杠杆一端位于空间一内装在所述触头轴一上能够绕触头轴一转动，触头接触部装在所述触头支架的底部，所述触头支架通过柱轴安装在固定座上并能绕柱轴转动，所述触头支架转动过程中通过触头接触部与对应的静触头一及静触头二的接触与断开完成第一接触组和第二接触组的闭合与断开。

进一步，所述旋转杠杆位于空间一外的一端上设有连接轴，触头弹簧一或触头弹簧二一端装在所对应的连接轴上，另一端装在支架组或基座上。

进一步，主分闸杠杆安装于基座上位于主操作机构一侧，所述主分闸杠杆上设置有主复位弹簧或主复位弹片，所述主分闸杠杆能够与主操作机构的主分闸半轴联动，备用分闸杠杆安装于基座上位于备用操作机构一侧，所述备用分闸杠杆上设置有备用复位弹簧或备用复位弹片，所述备用分闸杠杆能够与备用操作机构的备用分闸半轴进行联动。

进一步，所述连杆一上设有与轴一相铰接的孔一和突出部一，所述连杆一在受主操作机构的机构主轴联动而滑动过程中，所述突出部一与中性极动触头二的旋转杠杆上的连接轴相接触联动带动旋转杠杆进行旋转，连杆一在滑动过程中的端部与备用分闸杠杆相接触联动；

所述连杆二的一端设有与轴二相铰接的孔二和突出部二，所述连杆二受备用操作机构的联动而进行滑动过程中，所述突出部二与中性极动触头一中的旋转杠杆上的连接轴相接触联动带动旋转杠杆进行旋转，连杆二在滑动过程中的端部与主分闸杠杆相接触联动。

进一步，所述支架组包括支架一和支架二，所述支架一和支架二包括支架限位座，所述支架限位座上设有限位槽，所述连杆一与连杆二的杆身位于限位槽中，所述支架限位座利用支架板封盖，所述支架限位座装在基座上。

有益效果

本发明提供的一种具有中性线重叠功能的自动转换开关，使自动转换开关在电源转换过程中存在一路电源的中性极与另一路电源的中性极同时接通，且它们的相极都不接通的状态；同时还具备一路回路处于接通状态时，另外一回路无法进行接通，从而实现自动转换开关的功能性要求。整个自动转换开关结构简单高效，稳定可靠，可以在电源切换过程中提供高质量的持续电压，并且进行模块化的设计安装，更加方便进行生产制造、维护及更换，使用成本大大降低。

附图说明

附图1是本发明实施例的结构示意图一；

附图2是本发明实施例的结构示意图二；

附图3是本发明实施例中主操作机构结构示意图；

附图4是本发明实施例中备用操作机构结构示意图；

附图5是本发明实施例中中性极动触头一或中性极动触头二结构示意图一；

附图6是本发明实施例中中性极动触头一或中性极动触头二结构示意图二；

附图7是本发明实施例中相极动触头一或相极动触头二结构示意图；

附图8是本发明实施例中旋转杠杆结构示意图；

附图9是本发明实施例中连杆一或连杆二结构示意图

附图10是本发明实施例中支架一或支架二结构示意图；

附图11是本发明实施例中主分闸杠杆结构示意图；

附图12是本发明实施例中备用分闸杠杆结构示意图：

附图13是本发明实施例中第一接触组与第二接触组都未接通的示意图；

附图14是本发明实施例中第一接触组接通第二接触组未接通的示意图；

附图15是本发明实施例中第一接触组断开接通之后的示意图；

附图16是本发明实施例中第一接触组接通往第二接触组接通转换过程中性极重叠的示意图；

附图17是本发明实施例中第一接触组转换为第二接触组之后的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明做进一步说明。

实施例

本实施例提供一种具有中性线重叠功能的自动转换开关，它包括第一接触组和第二接触组，所述第一接触组连接主电源与负载，所述第二接触组连接备用电源与负载，所述自动转换开关从第一接触组的闭合接通状态向第二接触组的闭合接通状态转换过程中，存在着第一接触组的中性极和第二接触组的中性极同时闭合而第一接触组的相极和第二接触组的相极同时断开的状态；

下面对上述自动转换开关的具体结构进一步详细说明：

如附图1和2所示，所述第一接触组包括至少两个静触头一1，主操作机构2、中性极动触头一3、相极动触头一4和复位元件一5；

所述第二接触组包含至少两个静触头二6、备用操作机构7、中性极动触头二8、相极动触头二9和复位元件二10；

支架组11安装在基座12上位于所述中性极动触头一3和中性极动触头二8一侧的位置，中性极动触头一3连接有触头弹簧一13，中性极动触头二8连接有触头弹簧二14，连杆一15与主操作机构2的机构主轴201相联动且被支架组11限位能够在主操作机构2的机构主轴201和备用操作机构7的机构主轴701之间滑动，连杆二16与备用操作机构7相联动且被支架组11限位能够在主操作机构2的机构主轴201和备用操作机构7的机构主轴701之间滑动，复位元件一5安装于中性极动触头一3与底板19之间或中性极动触头一3与基座12之间能够在机构分闸时对中性极动触头一3进行复位，复位元件二10安装于中性极动触头二8与底板19之间或中性极动触头二8与基座12之间能够在机构分闸时对中性极动触头二8进行复位。

如附图1、2、3和7所示，所述主操作机构2被配置为能够驱动所述相极动触头一4、中性极动触头一3和连杆一15运动，所述主操作机构2的机构主轴201上设有相极悬臂一201a和中性极悬臂一201b，所述相极悬臂一201a连接相极动触头一4的连接杆一401从而控制相极动触头一4的闭合与断开；所述中性极悬臂一201b的一端部设有滚动件一201b01，另一端部设有轴一201b02，所述滚动件一201b01与中性极动触头一3的杠杆一301相接触联动从而控制中性极动触头一3进行合闸动作，所述轴一201b02与连杆一15联动从而控制连杆一15在主操作机构2的机构主轴201和备用操作机构7的机构主轴701之间滑动；

如附图4和7所示，所述备用操作机构7被配置为能够驱动相极动触头二9、中性极动触头二8、连杆二16运动，所述备用操作机构7的机构主轴701上设有相极悬臂二701a和中性极悬臂二701b，所述相极悬臂二701a连接相极动触头二9的连接杆二901从而控制相极动触头二9的闭合与断开，中性极悬臂二701b的一端部设有滚动件二701b01，另一端部设有轴二701b02，所述滚动件二701b01与中性极动触头二8的杠杆二801相接触联动从而控制中性极动触头二8进行合闸动作，所述轴二701b02与连杆二16相联动从而控制连杆二16在主操作机构2的机构主轴201和备用操作机构7的机构主轴701之间滑动。

如附图5、6和8所示，所述中性极动触头一3和中性极动触头二8都包括触头支架381,381’，触头轴一382,382’装在所述触头支架381,381’上的空间一38101,38101’内，触头杠杆384,384’一端位于空间一38101,38101’内与所述触头支架381,381’固定装在一起，旋转杠杆385,385’一端位于空间一38101,38101’内装在所述触头轴一382,382’上能够绕触头轴一382,382’转动，触头接触部386,386’装在所述触头支架381,381’的底部，所述触头支架381,381’通过柱轴38102,38102’安装在固定座387,387’上并能绕柱轴38102,38102’转动，所述触头支架381,381’转动过程中通过触头接触部386,386’与对应的静触头一1和静触头二6的接触与断开完成第一接触组和第二接触组的闭合与断开。所述旋转杠杆385,385’位于空间一38101,38101’外的一端上设有连接轴38501,38501’，触头弹簧一13或触头弹簧二14一端装在所对应的连接轴38501,38501’上，另一端装在支架组11或基座12上。

如附图1、2、11和12所示，主分闸杠杆17安装于基座12上位于主操作机构2一侧，所述主分闸杠杆17上设置有主复位弹簧或主复位弹片1701，所述主分闸杠杆17能够与主操作机构2的主分闸半轴202联动，备用分闸杠杆18安装于基座12上位于备用操作机构7一侧，所述备用分闸杠杆18上设置有备用复位弹簧或备用复位弹片1801，所述备用分闸杠杆18能够与备用操作机构7的备用分闸半轴702进行联动。

如附图9所示，所述连杆一15上设有与轴一201b02相铰接的孔一1501和突出部一1502，所述连杆一15在受主操作机构2的机构主轴201联动而滑动过程中，所述突出部一1502与中性极动触头二8的旋转杠杆385’上的连接轴38501’相接触联动带动旋转杠杆385’进行旋转，连杆一15在滑动过程中的端部与备用分闸杠杆18相接触联动；所述连杆二16的一端设有与轴二701b02相铰接的孔二1601和突出部二1602，所述连杆二16受备用操作机构7的联动而进行滑动过程中，所述突出部二1602与中性极动触头一3中的旋转杠杆385上的连接轴38501相接触联动带动旋转杠杆385进行旋转，连杆二16在滑动过程中的端部与主分闸杠杆17相接触联动。

如附图10所示，所述支架组11包括支架一11a和支架二11b，所述支架一11a和支架二11b包括支架限位座110a,110a’，所述支架限位座110a,110a’上设有限位槽110a01,110a01’，所述连杆一15与连杆二16的杆身位于限位槽110a01,110a01’中，所述支架限位座110a,110a01’利用支架板110b,110b’封盖，所述支架限位座110a,110a’装在基座12上。

本实施例的工作过程是：如附图13所示，第一接触组和第二接触组都未接通时，由于主操作机构2和备用操作机构7的作用，相极动触头一4和相极动触头二9与对应的静触头一1和静触头二6未进行接触；同时由于复位元件一5和复位元件二10的作用，中性极动触头一3和中性极动触头二8也未与对应的静触头一1和静触头二6进行接触。

对主操作机构2进行合闸操作，主操作机构2的机构主轴201进行顺时针旋转，相极悬臂一201a连动相极动触头一4进行朝向静触头一1的方向旋转，使相极触头接触部一402接触静触头一1合闸接通；同时中性极动触头一3通过其滚动件一201b01与中性极动触头一3上的杠杆一301的联动作用，使中性极动触头一3进行朝向静触头一1的方向旋转，并克服复位元件一5的作用，使触头接触部386接触静触头一1合闸接通；在触头弹簧一13的作用下，旋转杠杆385进行顺时针旋转，其凹槽部一38502与主操作机构2的机构主轴201相接触，并被限位于此；如附图14所示，此时第一接触组接通，第二接触组未接通。

如附图15和16所示，对主操作机构2进行分闸，主操作机构2的机构主轴201联动相极动触头一4进行远离静触头一1的方向旋转，相极触头接触部一402与静触头一1的接触脱离，相极脱离接通；由于触头弹簧一13的作用，旋转杠杆385被稳定限位，其凹槽部一38502与主操作机构2的机构主轴201相接触的位置，其另外一凹槽部二38503与主操作机构2的机构主轴201相接触，继续对中性极动触头一3进行压紧，中性极仍处于接通状态，

对备用操作机构7进行合闸，备用操作机构7的机构主轴701进行逆时针旋转，相极悬臂二701a连动相极动触头二9进行朝向静触头二6的方向旋转；其中性极悬臂二701b通过其滚动件二701b01与中性极动触头二8上的杠杆二801的联动作用，使中性极动触头二8克服复位元件二10的作用进行朝向静触头二6的方向旋转；同时中性极悬臂二701b通过轴二701b02连动连杆二16，并且使连杆二16向第一接触组方向做滑动；当备用操作机构7的机构主轴701旋转过一定角度后(例如20°),此时中性极动触头二8的接触部与静触头二6接触，但是相极动触头二9还未与相应的静触头二6接触；本状态即为第一接触组的中性极和第二接触组的中性极同时闭合而第一接触组的相极和第二接触组的相极同时断开。

备用操作机构7的机构主轴701继续进行逆时针转过一定角度(例如10°)，中性极悬臂二701b通过轴二701b02连动连杆二16，并且使连杆二16继续向第一接触组方向做滑动，过程中连杆二16的突出部二1602连动中性极动触头一3上的连接轴38501，克服触头弹簧一13的弹簧力，连动旋转杠杆385进行逆时针旋转，使其凹槽部一38502与凹槽部二38503都脱离与主操作机构2的机构主轴201接触，解除机构主轴201对中性极动触头一3的压紧；中性极动触头一3在复位元件一5的作用下进行远离静触头一1方向的旋转，最终使第一接触组的中性极脱离接通；由于触头弹簧二14作用，中性极动触头二8上的旋转杠杆385’进行逆时针旋转，并且稳定限位到其凹槽部三38502’与备用操作机构7的机构主轴701相接触的位置；此时间段内相极动触头二9仍旧未与静触头二6相接触。

备用操作机构7的机构主轴701继续进行逆时针转并到达合闸位置，此过程中性极动触头二8保持与静触头二6的接通，相极动触头二9逐渐与静触头二6的接通并保持到稳定状态；自动转换开关工作电源从第一接触组转到第二接触组，如附图17所示。

第一接触组接通过程中，主操作机构2的机构主轴201进行顺时针旋转，连动连杆一15并使其向第二接触组方向滑动，滑动过程中连杆一15端部连动备用分闸杠杆18的触动臂1802，克服备用复位弹簧或备用复位弹片1801弹簧力的作用，使备用分闸杠杆18顺时针旋转；当第一接触组接通到位后，连杆一15也连动备用分闸杠杆18到最大位置，并使其锁定在此位置；此时备用操作机构7无法进行合闸操作。

第二接触组接通过程中，备用操作机构7的机构主轴701进行逆时针旋转，连动连杆二16并使其向第一接触组方向滑动，滑动过程中连杆二16端部连动主分闸杠杆17的触动臂1702，克服其主复位弹簧或主复位弹片1701弹簧力的作用，使主分闸杠杆17逆时针旋转；当第二接触组接通到位后，连杆二16也连动主分闸杠杆17到最大位置，并使其锁定在此位置；此时主操作机构2无法进行合闸操作。

本发明实施例所附图式所绘示的结构、比例、大小、数量等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”、“顺时针”、“逆时针”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。