一种隔离开关故障倒闸装置的制作方法

本发明涉及电力检修设备技术领域，尤其是一种隔离开关故障倒闸装置。

背景技术：

隔离开关是电力系统重要的开关设备，主要起隔离电源的作用。在电路检修中起到隔离检修部分与带电体的作用。隔离开关在分闸位置时，触头间有符合规定要求的绝缘距离和明显的断开标志；在合闸位置时，能承载正常回路条件下的电流及在规定时间内异常条件（例如短路）下的电流，其运行状况直接影响电能的传输、分配及系统安全可靠运行。

隔离开关按功能可以分为基础部分、绝缘子部分、传动部分、操作机构部分、导电部分，35kv及以上隔离开关的操动机构采用电动操作机构。电动操作机构由电动机驱动，通过机械减速装置将力传递给传动部分主轴，通过连杆传动带动中间旋转绝缘子转动，带动导电部分动触头插入静触头完成其分合闸操作，其中操作机构部分与断路器操动机构一样，通过手动、电动、气动、液压向隔离开关的动作提供操作力。

电气设备分为运行、备用（冷备用及热备用）、检修三种状态。通过操作隔离开关、断路器以及挂、拆接地线将电气设备从一种状态转换为另一种状态或使系统改变了运行方式，这种操作叫做倒闸操作。

隔离开关电动操作机构通常由电动机驱动，通过机械减速装置将力传递给机构主轴，通过连杆传动带动中间旋转绝缘子转动，使导电管的动触头插入或离开静触头，完成其分、合闸操作。

隔离开关手动操动机构是利用隔离开关的主刀闸通过人力操纵机构的主轴带动操作绝缘子底部轴承座上的连杆进行操作。当手动操动机构竖拉杆转动时，主刀闸被操作绝缘子带动，在水平面上旋转，使导电管动触头插入或退出装在支柱绝缘子的静触头，实现分、合闸。

隔离开关电动操作机构二次回路是把二次设备按照一定功能要求连接起来所形成的电气回路，以实现对一次系统设备进行工况的监视、测量、控制、保护、调节等功能，二次回路结构复杂，由分合闸继电器、交直流接触器、缺相保护继电器、热过载继电器、行程开关、微动开关、切换把手、按钮等二次元器件组成。

由于隔离开关长期处于户外，运行环境恶劣，二次元器件故障率较高，倒闸操作过程中经常会出现不能电动操作情况，严重影响供电可靠性。

隔离开关出现不能电动操作缺陷时，一般有两种处理方法。

一是查找缺陷原因，更换损坏的二次元器件后继续操作。但是由于隔离开关操作机构二次回路复杂，查找处理二次回路缺陷的时间过长，严重影响倒闸操作的速度。

二是采取手动操作的方法，配装电动操作机构的隔离开关通常使用操作摇把进行手动操作，在手动操作时，在往反方向摇动的过程要谨慎小心，一旦听到有细微的放电声时就迅速将隔离开关合闸，合闸过程中需要操作人员掌握好合闸的力度，但是在使用过程中工作人员用力过大就会出现隔离开关绝缘子部分在操作过程中出现绝缘子断裂情况，严重威胁手动操作人员的生命安全。

并且隔离开关与断路器的操作顺序也尤为重要，停电操作必须按照拉开断路器、负荷侧隔离开关、电源侧隔离开关的顺序依次操作，送电操作顺序与此相反。

拉隔离开关前必须进行两项重要操作：首先检查断路器确定在断开位置，目的是防止拉隔离开关时断路器实际并未断开而造成带负荷拉隔离开关的误操作若断路器未断开，先拉负荷侧隔离开关，弧光短路发生在断路器保护范围以内；出现断路器跳闸；若先拉电源侧隔离开关，弧光短路发生在断路器保护范围以外，断路器不会跳闸，将造成母线短路并使上一级断路器跳闸，扩大了事故范围。

再次，还应考虑到在拉隔离开关的操作过程中断路器会因某种意外原因而误合的可能，因此，还需断开该断路器的合闸电源。手动操作隔离开关的操作者需要经过专项培训彬考试合格才可操作，在倒闸操作中对操作人员的工作状态以及操作前的准备步骤要求较高，需要通过发布和接受操作任务，填写操作票，审查核对操作票，操作执行命令的发布和接受，再进行倒闸操作。

技术实现要素：

本发明提供了一种隔离开关故障倒闸装置，用于解决隔离开关在故障时需要人力操作的问题。

本发明采用如下技术方案：

一种隔离开关故障倒闸装置，包括：底座、动力单元以及接触器组，所述动力单元设置在所述底座上，所述接触器组接收外部控制信号，所述接触器组控制所述动力单元对外部隔离开关实施分合闸动作；

所述底座包括：座体、与所述座体滑动连接的伸缩杆、与所述伸缩杆固定连接的平台以及与所述座体螺纹连接的紧定螺钉，所述紧定螺钉用于将所述伸缩杆锁紧在所述座体上；所述动力单元包括：与所述平台固定连接的电动机、卡接杆以及卡接头，所述卡接杆第一端与所述电动机固定连接，所述卡接杆第二端与所述卡接头卡接；

所述接触器组与所述电动机电连接。

进一步地，还包括：信号发射单元以及信号接收单元，所述信号发射单元接收外部输入信号，所述信号发射单元根据预定条件输出无线电信号；所述信号接收单元接收来自所述信号发射单元的无线电信号，所述信号接收单元根据预定条件控制所述接触器组动作，实现控制所述电动机旋转方向；所述信号发射单元与所述信号接收单元通信连接，所述接触器组与所述信号接收单元电连接。

进一步地，所述信号接收单元包括：第一控制器、无线接收模块以及继电器组；所述无线接收模块将接收到的无线电信号转变成电信号，所述第一控制器接收来自所述无线接收模块的电信号，所述第一控制器根据预定条件向所述继电器组输出控制信号，所述继电器组控制所述接触器组动作；所述无线接收模块以及所述继电器组分别与所述第一控制器电连接，所述继电器组与所述接触器组电连接。

进一步地，所述信号发射单元包括：按键、第二控制器以及无线发射模块，所述第二控制器接收所述按键的输入，所述第二控制器根据预定条件控制所述无线发射模块发射无线电信号，所述按键以及所述无线发射模块分别与所述第二控制器电连接。

进一步地，所述信号接收单元还包括：指示灯，所述指示灯用于指示所述电动机的旋转方向，所述指示灯与所述第一控制器电连接。

进一步地，所述电动机为异步电动机，所述电动机设有蜗轮蜗杆减速机。

进一步地，所述座体设有支腿，所述支腿与所述座体铰接，所述支腿至少为三个。

进一步地，所述卡接头第一端与所述卡接杆第二端卡接，所述卡接头第二端用于卡接外部隔离开关手动操作机构输入端。

进一步地，所述卡接头第二端设有沿所述卡接头轴线方向延伸的第一长方体以及第二长方体，所述第一长方体设置在所述第二长方体的上方，所述第一长方体以及所述第二长方体均设有贯穿上下表面的螺纹孔。

进一步地，所述支腿设有配重块，所述配重块设在靠近所述支腿接地的一端。

本发明的积极效果如下：

一种隔离开关故障倒闸装置，包括：底座、动力单元以及接触器组，动力单元设置在底座上，接触器组接收外部信号输入，控制动力单元对外部隔离开关实施分合闸动作。该装置采用电动机作为动力源，该动力源与隔离开关的手动操作机构输入端相连，节省人力，且无需在靠近隔离开关的区域进行操作，使工作人员远离隔离开关，保障了工作人员的安全。该装置还设有底座，底座设有可以调整电动机高度的伸缩杆，从而适应不同的隔离开关设置位置，使得在使用时更为得心应手，方便调整。该装置的接触器组用于控制电动机的旋转方向，免去每次使用均需要通过接线改变电机旋转方向的烦恼。

本装置还设有信号发射单元以及信号接收单元，信号发射单元与信号接收单元通过无线电进行通信连接，工作人员可以手持信号发射单元向信号接收单元发送无线电信号，持有信号发射单元的工作人员可以在较大的范围内移动，使得工作人员有保障远离电气危险源。该装置可以远程操作，并且可以一边操作，一边观察隔离开关的状态，随时根据状态进行调整。信号接收单元还设有指示灯，能够清楚的观察到继电器是否动作。

座体作为进一步的改进，设有可以收纳的支腿，需要使用时，放开支腿，形成稳定的接地结构，使用完毕时收起支腿，节省占地空间，便于运输以及存放。支腿上靠近接地的一端设有配重块，可以调整整体的重心，抵消电动机在转动过程中产生的反向扭矩，使得整体更为稳固。

与卡接杆相适配的卡接头设有螺纹孔，该螺纹孔设有与之相适配的螺栓，能够适应不同的隔离开关手动操作机构的输入端。

附图说明

图1为本发明实施方式功能框图；

图2为本发明实施方式总体结构示意图；

图3为本发明实施方式电动机控制电路示意图；

图4为本发明实施方式信号接收单元电路示意图；

图5为本发明实施方式信号发射单元电路示意图；

图6为本发明实施方式卡接头外形示意图。

图中：

座体1；

伸缩杆2；

平台3；

电动机4；

紧定螺钉5；

卡接杆6；

卡接头7；

蜗轮蜗杆减速机8；

支腿9；

配重块10。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-6所示，一种隔离开关故障倒闸装置，包括：底座、动力单元以及接触器组，动力单元设置在底座上，接触器组接收外部控制信号，接触器组控制动力单元对外部隔离开关实施分合闸动作；

底座包括：座体1、与座体1滑动连接的伸缩杆2、与伸缩杆2固定连接的平台3以及与座体1螺纹连接的紧定螺钉5，紧定螺钉5用于将伸缩杆2锁紧在座体1上；动力单元包括：与平台3固定连接的电动机4、卡接杆6以及卡接头7，卡接杆6第一端与电动机4固定连接，卡接杆6第二端与卡接头7卡接。

接触器组与电动机4电连接。

更为具体地，座体1设有矩形孔滑槽，该矩形孔上下贯穿座体1，伸缩杆2为截面为矩形的杆，伸缩杆2第一端插入座体1的矩形孔内，伸缩杆2第二端设有平台3，平台3为平板状物，平台3的下表面与伸缩杆2第二端固定连接，伸缩杆2可沿座体1的矩形孔上下滑动，从而实现调整平台3高度的效果。

在与座体1矩形孔滑槽垂直的侧面上设有螺纹孔，该螺纹孔为通孔，贯穿至矩形孔的内侧面，紧定螺钉5与该螺纹孔螺纹配合，在通过上下滑动伸缩杆2调整平台3高度至合适位置后，通过拧紧紧定螺钉5，实现将伸缩杆2固定在座体1上。

电动机4机体固定连接在平台3上，电动机4设有输出轴，该输出轴与卡接杆6第一端固定连接，卡接杆6第二端与卡接头7第一端卡接，本实施方式为平键连接，即卡接杆6第二端为设有平键的圆柱体，卡接头7第一端为与之相适配的形式，即设有键槽的孔。

使用时，将带有平键的卡接杆6第二端插入卡接头7第一端即可。卡接头7第二端用于与隔离开关的手动操作机构输入端连接，从而实现将电动机4的扭矩输出至隔离开关的手动操作机构。

在电动机4的控制电路上，采用接触器组控制电机的启停与旋转方向。更为具体地，本实施方式，电动机4采用异步电动机，继电器组包括两个接触器，第一接触器主回路第一端与外部交流电源电连接，另一端与电动机4的三个绕组电连接，当第一接触器线圈得电时，电动机4向第一方向旋转；第二接触器主回路一端与外部交流电源电连接，另一端与电动机4的三个绕组电连接，当第一接触器线圈得电时，电动机4向第二方向旋转；当第一接触器线圈以及第二接触器线圈均不得电时，电动机4停止旋转。

第一接触器与第二接触器在于电动机4的连接方式上有区别，区别点在于电动机4接入端接入相序顺序相反，从而实现电动机4不同旋转方向的效果。

图中所示，km1为第一接触器，km2为第二接触器，k1为控制第一接触器线圈的开关，k2为控制第二接触器线圈的开关，k3为控制第一接触器线圈以及第二接触器线圈的开关，当k3以及k1均闭合时，第一接触器线圈得电，电动机4按第一方向旋转；当k3以及k2均闭合时，第二接触器线圈得电，电动机4按第二方向旋转；当k3断开时，第一接触器线圈以及第二接触器线圈均不得电，电动机4停止旋转。

该方式采用电动机4作为动力源，该动力源与隔离开关的手动操作机构输入端相连，节省人力，使工作人员远离隔离开关，保障了工作人员的安全。该装置还设有底座，底座设有可以调整电动机4高度的伸缩杆2，从而适应不同的隔离开关设置位置，使得在使用时更为得心应手，方便调整。该装置还设有接触器组，接触器组用于控制电动机4的旋转方向，免去每次使用均需要通过接线改变电机旋转方向的烦恼。

进一步地，还包括：信号发射单元以及信号接收单元，信号发射单元接收外部输入信号，信号发射单元根据预定条件输出无线电信号；信号接收单元接收来自信号发射单元的无线电信号，信号接收单元根据预定条件控制接触器组动作，实现控制电动机4旋转方向；信号发射单元与信号接收单元通信连接，接触器组与信号接收单元电连接。

进一步地，信号接收单元包括：第一控制器、无线接收模块以及继电器组；无线接收模块将接收到的无线电信号转变成电信号，第一控制器接收来自无线接收模块的电信号，第一控制器根据预定条件向继电器组输出控制信号，继电器组控制接触器组动作；无线接收模块以及继电器组分别与第一控制器电连接，继电器组与接触器组电连接。

进一步地，信号发射单元包括：按键、第二控制器以及无线发射模块，第二控制器接收按键的输入，第二控制器根据预定条件控制无线发射模块发射无线电信号，按键以及无线发射模块分别与第二控制器电连接。

进一步地，信号接收单元还包括：指示灯，指示灯用于指示电动机4的旋转方向，指示灯与第一控制器电连接。

更为具体地，该装置还设有用于远程控制动力控制单元的信号发射单元以及信号接收单元，信号发射单元本实施方式在具体实现上，包括第一控制器ic1、按键以及无线发射模块ic3，第一控制器ic1接收按键的操作，控制无线发射模块ic3无线电信号形式发送给信号接收单元。

本实施方式，无线发射模块ic3为315mhz无线发射模块，第一控制器ic1的型号：at89c2051，它是一个带有2k字节闪速可编程可擦除只读存储器（eeprom）的低电压8位cmos微处理器。它工作在2.7-6v电压范围，采用atmel的高密非易失存储技术制造并和工业标准mcs-51指令集和引脚结构兼容。

at89c2051提供以下标准功能：2k字节闪速存储器，128字节ram，15条可编程i/o接口（包括直接驱动led的输出端口），两个16位定时器，一个五向量两级中断结构，一个全双工串行口，一个精密模拟比较器以及两种可选的软件节电工作方式。空闲方式停止cpu工作但允许ram、定时器/计数器、串行工作口和中断系统继续工作。第一芯片ic1的p1口是一个8位双向i/o口，端口p1.2~p1.7提供内部上拉电阻，p1口输出缓冲器可吸收20ma电流并能直接驱动led显示。当端口p1.2~p1.7用作输入并被外部拉低时，它们将因内部的上拉电阻而输出电流。

第一控制器ic1的p3.1端口与无线发射模块ic3进行电连接。第一控制器ic1的p1.3、p1.5以及p1.7端口分别与按键s1、s2以及s3电连接，当按键按下时，与之电连接的端口为低电平，按键弹起时，相应端口为高电平。

信号接收单元包括第二控制器ic2、继电器组以及无线接收模块ic4，无线接收模块ic4接收无线发射模块ic3发射的无线电信号，无线接收模块ic4将接收到的无线电信号转换为可以被第二控制器ic2所接收的电信号，第二控制器ic2接收的电信号控制继电器组，从而达到控制电动机4转动方向的技术效果。

无线接收模块ic4采用315mhz无线接收模块，第二控制器ic2采用at89c2051单片机，315mhz无线接收模块设有输出信号输出端，315mhz无线接收模块信号输出端与第二控制器ic2的p3.0端口电连接。

继电器组包括继电器k1、继电器k2以及继电器k3，继电器k1线圈、继电器k2线圈以及继电器k3线圈分别与第二控制器ic2的p1.7端口、p1.5端口以及p1.3端口电连接，当与继电器线圈相连的第二控制器ic2端口输出低电平时，继电器线圈得电，继电器的常开触点闭合，继电器的常闭触点断开。

另外，信号接收单元还包括指示灯，指示灯与继电器线圈串联，当继电器线圈得电时，指示灯亮起，当继电器线圈失电时，指示灯熄灭。

本装置的信号发射单元与信号接收单元通过调整发射信号的间隔时间来表达不同的信号指令。

如本实施方式中，信号发射单元的第一控制器ic1接收按键s1按下的信号后，控制无线发射模块ic3先输出无线电信号10毫秒，再控制无线发射模块ic3停止输出无线电信号10毫秒；信号发射单元的第一控制器ic1接收按键s2按下的信号后，控制无线发射模块ic3先输出无线电信号12毫秒，再控制无线发射模块ic3停止输出无线电信号8毫秒；信号发射单元的第一控制器ic1接收按键s3按下的信号后，控制无线发射模块ic3先输出无线电信号14毫秒，再控制无线发射模块ic3停止输出无线电信号6毫秒。

信号接收单元的第二控制器ic2通过无线接收模块ic4接收无线电信号，计算接收无线电信号时间间隔以及未收到时间间隔，如本实施方式中，信号接收单元从第二控制器ic2的定时器计算得知接收无线电信号时间间隔10毫秒，未收到无线电信号10毫秒，从而得知信号发射单元此时s1按键按下；信号接收单元从第二控制器ic2的定时器计算得知接收无线电信号时间间隔12毫秒，未收到无线电信号8毫秒，从而得知信号发射单元此时s2按键按下；信号接收单元从第二控制器ic2的定时器计算得知接收无线电信号时间间隔14毫秒，未收到无线电信号6毫秒，从而得知信号发射单元此时s3按键按下。

在操作上，合闸过程：工作人员按下s1按键后，合闸指令由信号发射单元发送到信号接收单元，信号接收单元接收到“合闸”指令后，控制继电器k1得电吸合，k1继电器常开节点闭合，0.5秒后k1继电器恢复正常状态,控制回路中合闸接触器km1得电吸合，km1接触器通过自身常开节点自保持，电动机4三相交流电接通开始合闸，合闸到位后按下遥控装置s3按键，k3继电器常闭节点断开，隔离开关合闸过程结束，0.5秒后k3继电器恢复正常状态。

分闸过程：操作人员按下s2按键后，分闸指令由信号发射单元发送至信号接收单元，信号接收单元接收到“分闸”指令后，控制继电器k2得电吸合，k2继电器常开节点闭合，电动机4控制回路中分闸接触器km2得电吸合，km2接触器通过自身常开节点自保持，电动机4三相交流电接通开始分闸，0.5秒后继电器k2恢复常态，分闸到位后按下s2按键，k3遥控继电器常闭节点断开，隔离开关分闸过程结束，0.5秒后k3继电器恢复常态。

本装置还设有信号发射单元以及信号接收单元，信号发射单元与信号接收单元通过无线电进行通信连接，工作人员可以手持信号发射单元向信号接收单元发送指令，且其移动范围较大，使得工作人员完全有保障远离电气危险源。该装置可以远程操作，并且可以一边操作，一边观察隔离开关的状态，随时根据状态进行调整。信号接收单元还设有指示灯，能够清楚的观察到继电器是否动作。

进一步地，电动机4为异步电动机，电动机4设有蜗轮蜗杆减速机8。

进一步地，座体1设有支腿9，支腿9与座体1铰接，支腿9至少为三个。

进一步地，卡接头7第一端与卡接杆6第二端卡接，卡接头7第二端用于卡接外部隔离开关手动操作机构输入端。

进一步地，卡接头7第二端设有沿卡接头7轴线方向延伸的第一长方体以及第二长方体，第一长方体设置在第二长方体的上方，第一长方体以及第二长方体均设有贯穿上下表面的螺纹孔。

进一步地，支腿9设有配重块10，配重块10设在靠近支腿9接地的一端。

更为具体地，为了能保证在合闸或者分闸实现锁止效果，电动机4输出端设有蜗轮蜗杆减速机8，在电动机4停止转动后，还能保持电动机4输出端的位置，不会因为外力作用导致合闸或者分闸出现变动，从而保证设备以及工作人员的安全。另外蜗轮蜗杆减速机8还有增加动作扭矩，减慢动作速度的效果，进一步减小电动机4的设计功率大小，延长工作人员在动作过程中出现问题的反应时间。

座体1作为进一步的改进，设有可以收纳的支腿9，需要使用时，放开支腿9，形成稳定的接地结构，使用完毕时收起支腿9，节省占地空间，便于运输以及存放。支腿9上靠近接地的一端设有配重块10，可以调整整体的重心，抵消电动机4在转动过程中产生的反向扭矩，使得整体更为稳固。

与卡接杆6相适配的卡接头7为可拆卸的形式，卡接头7形式能够适应多种不同的隔离开关手动操作机构的输入端，其设有两个长方体卡爪，卡爪上设有螺纹孔，在螺纹孔上安装与螺纹孔相适配的螺栓，用螺栓的顶紧力卡住隔离开关手动操作机构的输入端，从而实现由卡接杆6带动隔离开关手动操作机构的输入端转动的技术效果。

以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所做出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。