专利名称：同轨道模数化双电源转换开关装置的制作方法
同轨道模数化双电源转换开关装置技术领域该发明"同轨道模数化双电源转换开关装置，又称备用电源自动 投入装置或称互投开关，它是供配电系统中与国际接轨的一种新产 品。属于电气设备装置类背景技术该发明"同轨道模数化双电源转换开关装置"，又称备用电源自 动投入装置(简称自动转换开关)，与现有技术的比较。《民用建筑电气设计规范》(JGJ/T16—92)规定，下列负荷属于 一级负荷(l)中断供电将造成人身伤亡者；(2)中断供电将造成重大 政治影响者；(3)中断供电将造成重大经济损失者；(4)中断供电将造 成公共秩序严重混乱者。 一级负荷是不允许中断电源的，它们必须有 备用电源(独立于正常电源的专门馈电的备用电源或是快速自起动的 柴油发电机组)。国标《供配电系统设计规范》(GB 50052—95)重 审了一级负荷必须有有备用电源，特别重要负荷还应设应急电源；在 第206条对二级负荷提出了新的要求二级负荷的供电系统，宜由两 回线路供电。在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可由一回 6kv及以上专用的架空线路或电缆供电。当采用架空线时，可为一回 架空线供电，当采用电缆线路时，应采用两根电缆组成的线路供电其 每根电缆应能承受100%的二级负菏。在上述的供电回路中两回供电 和三回供电回路中，均需要双电源自动转换开关装置，来完成两回路 或三回路的转换。我国在额定电流630A及以下的双电源自动转换开关中，仍有不少采用交流接触器或电磁开关作为自动转换的执行部件。由于接触器 和电磁开关本身存在着难以克服的缺点，如没有过载和短路保护功 能，运行中耗电大，有噪声或较大的交流声等，因此现在已被具有过 载、短路保护功能且无噪声的塑壳式断路器所替代。目前我国采用塑壳式断路器生产的双电源自动转换开关装置(ATSE)，有两种结构型式。第一，大型的(分体式)由一个自动控制器(由各种电子元件构成，对常用和备用电源进行监测，发现故障时即输出信号)、两台 带有电动操作机构(可实现电气连锁)的塑壳式断路器(两台断路器间有极可靠的机械联锁)以及底座；接线插座、连接电缆等组成。两 个主要开关部件及控制器均可单独供应，由用户按需要进行安装，也 可由制造厂做成箱、柜供给用户。第二，中型的(一体式)整个装置安装在一个铁质的大底板上， 一个自动控制器，控制一台小型的低速电动机，利用电动机的正反转 带动两个手柄，来完成两个塑壳式断路器的分、合闸的。小型的既 100A以下的负荷，采用微型断路器(简称微断，下同)目前尚无 合适的产品配套，只能用中型的(一体式)的双电源自动转换开关装 置来供货。如设计单位设计一个一、二级负荷的双电源供电回路，有 两种选择 一是选两个箱体，将双电源转换开关装在一个箱体中，将 供电的小型开关装在另一个箱体中二是，需要选一个大的箱体，将 双电源转换开关装置和供电开关装在一起，形成一个箱体结构不合理 的状况。上述情况，给用户带来诸多不便。经査国外有关资料和产品 均存在上述弊端。该发明出于解决目前产品不合理的这一目的，而发明的"同轨 道模数化双电源自动转换开关装置"。它将控制器小型化、模数化，与微断开关装在同一个轨道上，实现了整体装置的小型化、模数化， 给用户使用带来方便。 发明内容该发明"同轨道模数化双电源自动转换开关装置"，又称备用电 源自动投入装置(简称自动转换开关)。它是供配电系统中与"国际 接轨"的一种新产品。属于电气设备装置类。是国标《供配电系统设 计规范》和《民用建筑电气设计规范》中规定的一、二级负荷中必需 装设的产品。当常用电源失电后，备用电源可自动投入供电；当常用 电源恢复供电后，该装置又可自动恢复到常用电源供电；它是由一个 智能自动控制器，控制一台小型的单相低速电动机，利用电动机的正 反转带动两个手柄，来完成两个微断开关的分、合闸的。为保证安全， 防止非同期并列，设有电气连锁和机械连锁双重保险。其结构尺寸完 全按照国际上常用的以"9腿"为模数，进行结构设计，IOOA以下的 微断开关，完全可与同摸数的梅兰日兰、施耐德、ABB、西门子等国 内、外知名开关产品并列安装在同一个35mra宽标准轨道上。用户可 以将双电源转换开关和供电开关安装在一个标准箱体中，结构紧凑， 使用方便。可广泛用于各种一、二级供电负荷的动力及照明用户中。
图1是平面图；图2是俯视图；图3是左视图；图4是仰视图；图5底视图；图6是双电源驱动机构内部图整体图； 图7是双电源驱动机构内部图局部图；图8是手/自动转换(自动位置)；图9是手/自动转换(手动位置)。上述图中的标号说明如下 l一常用电源驱动手柄； 2—备用电源驱动手柄； 3一手/自动转换开关；4一手/自动转换位置开关；5— 双电源驱动机构盖板；6— 手/自动转换开关盖板；7— 常用电源驱动杆；8— 备用电源驱动杆；9— 驱动电动机轴与驱动杆之间的连接器(简称连接器。下同);10— 自动时"连接器"的"卡珠"；11— 弹簧；12— 手/自动转换"卡珠"控制环；13— 单相低速电动机；14— 控制电动机的轴； 1G—常用电源开关端盖；1 GC—常用电源开关端盖的轨道槽； 1A—常用电源A相开关； 1B—常用电源B相开关； 1C一常用电源C相开关； 1N—常用电源N相开关；15— 常用电源开关的操作手柄； 2G—备用电源开关端盖；2A—备用电源A相开关；2B—备用电源B相开关；2C—备用电源C相开关；2N—备用电源N相开关； 2S—备用电源开关的操作手柄； Dl—进/出线端子排；DKQ—智能自动控制器。
具体实施方式
在小批量产品试制中，采用了两组梅兰日兰100A以下的4极微 断开关，配上以"9咖"为模数结构设计的控制器，将其控制器和微 断开关并列安装在同一个35mm宽标准轨道上，构成了 "同轨道模数 化双电源自动转换开关装置(ATSE)"。其执行部件具有过载、短路保 护性能的微型断路器(短路分断能力在380V时^5KA)。现介绍如下 1.用途及基本功能适用于交流50HZ，额定工作电压220/380V 的两组电源(常用和备用电源)因一组电源发生故障或负载本身需要 而进行电源之间的自动转换，以确保供电的可靠性和安全性。技术条 件能符合IEC60947-6自动转换开关电器标准。基本功能是(1) 监视常用和备用电源是正常；(2)常用与备用电源之间的自动转换；(3) 具备良好、可靠的电气和机械联锁，切实防止同时接通常用和备用电 源；(4)对电源、线路和设备具有过载、短路保护功能(如执行部件 采用剩余电流动作断路器时，则还有漏电、触电保护性能。2.结构特点①由一个由各种电子元件构成智能自动电气控制 器(DKQ)，对常用和备用电源进行监测，发现故障时即输出信号； ②由电动操作机构的微型断路器可实现两台微型断路器间的电气连 锁和极可靠的机械联锁。③由轨道、接线插座、连接电缆等组成。3.工作原理和主要技术指标自动控制器随时对正在运行的常 用电源和准备转换的备用电源进行监测。当常用电源的三相中有任意一相电压出现异常(故障)，如过电压(》120X额定电压Un)、欠电压(《 70%Un))或电源消失(Un=0)，经过适当的延时时间t, (t,可调， 最大为60s，延时目的是观察此种电压异常有否可能在短时消失，回 复正常状态)。在确认常用电源已无法恢复正常，就将常用电源自动 切断，再经过t2的延时，将备用电源的断路器合上(t2最大为1. 5s，t2包括备用电源断路器接到指令和它的固有合闸时间)。如果用电设备转入备用电源供电，经一段时间后，正常电源的故障已经排除，恢复 了正常，用户又有意于重新使用正常电源，则控制器经一定的延时时 间t3 (t3可调，最长为60s，仍是监测和判断正常电源是否真正恢复)； 将备用电源的断路器切断，再经过t4延时(t4最长为l. 5s)，然后合 上正常电源的断路器。以上过程称之为自投自复。如果有两路电源(电 源I和电源II)都处于正常状态，自动控制器将不发出任何操作指令， 此时，可用手动操作来选择一个电源供电。当常用供电的电源(例如电源i)发生故障，而另一备用电源(电源n)是正常的话，自动控制器 立即进入延时状态，经t,延时(t,与上述含义相同)，将电源i的断路器切断，再经1S延时后；将电源ll的断路器合上。这个过程称为自 投不自复。若备用电源是柴油发电机，其转换过程是当正常电源发 生故障时，经t,的延时，在确认常用电源己无法依复正常后，就将常 用电源的断路器切断.再经t2的延时(t2通常为1. 5S，这是快速自起 动柴油发电机起动、发电的时间)，当确认备用电源己处于热备份状 态，再经过t3(t3《1. 5S)，将备用电源的断路器合上。对于现代化医院中的手术室、手术准备室、特别监护室；早产婴 儿室等(以及类似的一些场所)，其允许电源中断时间为0. 5s， 一些瞬时特别备用电源，在O. 5S甚至更短时间就要投入的用户，可将时 间调的更短。关于过电压，确定120XUn作为最大值，考虑线路及设备(例如 电动机)的崩溃电压(产生堵转的电压)，把欠电压的整定值值定为70 Q/^Un。为满足用户需要，产品可以做到欠电压可调，其范围为60% 85X的Un;过电压可调，其范围为110。/。 130X的Un。转换延时、 转换断电延时、返回延时等也为可调。在常用电源运行时，如果备用 电源出现异常，由于自动控制器一直监视这两个电源，此时就会出现 故障报警(由蜂鸣器发出嘟嘟声)以通告操作人员及时修复，使备用 电源在需要时，能安全、可靠地投入使用。 一旦常用和备用电源都 出现故障，自动控制器将令两台断路器全部断开，均处于非合闸的断 开位置。同轨道模数化双电源自动转换开关装置(ATSE)，还具有手/自动 转换结构，可实现自动转换和手动转换功能。图1中的常用电源开关 的操作手柄15在断开位置;备用电源开关的操作手柄25在合闸位置。 图6中的常用电源驱动杆7在断开位置；备用电源驱动杆8在合闸位置。图7:双电源驱动机构内部图局部图。两个电源驱动手柄，在驱动手柄的拐臂侧有一个调心孔，调心孔是由常用电源驱动杆和备用电 源驱动杆来驱动的，使两个电源驱动手柄来完成两个微断开关的分、合闸的。图8，手/自动转换(自动位置)此时4一手/自动转换位置开 关的常闭接点在闭合状态，将自动控制回路投入，进行自动控制；"卡 珠"受"控制环"的挤压进入连接器卡珠巢部位，将连接器和电动机 轴连在一起，进入自动位置。图9:手/自动转换(手动位置)时4一 手/自动转换位置开关的常闭接点在断开状态，将自动控制回路断开; "卡珠"受"控制环"的控制，解除挤压进入控制环的珠巢部位，将连接器和电动机轴脱开，进入手动位置，可进行手动操作。该发明"同轨道模数化双电源自动转换装置"，又称备用电源自 动投入装置，它是供配电系统中与"国际接轨"的一种新产品。属于 电气设备装置类。是国标《供配电系统设计规范》和《民用建筑电气 设计规范》中规定的一、二级负荷中必需装设的产品。当常用电源失 电后，备用电源可自动投入供电；当常用电源恢复供电后，又可自动 恢复到常用电源供电；它是由一个智能自动控制器，控制一台小型的 单相低速电动机，利用电动机的正反转带动两个手柄，来完成两个微 型断路器(简称微断)的分、合闸的；也可手动完成上述动作。为 保证安全，防非同期并列，设有电气连锁和机械连锁双重保险。100A 以下的双电源转换装置结构尺寸按照国际上常用的多9 (mm)模数， 进行结构设计，可与梅兰日兰、ABB、西门子等国内外生产的微断开 关并列安装在同一个35 mm宽标准轨道板上，装设在同一个箱体中。 末端供电、照明箱，箱体可以是墙挂式或内嵌式。结构紧凑，使用方 便，可广泛用于一、二级供电负荷的用户中。
权利要求
1. 一种同轨道模数化双电源转换开关装置，其特征是，它是由一个智能自动控制器、一台小型的单相低速驱动电动机、驱动电动机轴与驱动杆之间的连接器、两个电源驱动手柄、两个微型断路器、手/自动转换开关、同轨道板等组成。
2、 根据权利要求1所述的同轨道模数化双电源转换开关装置， 其特征是，自动控制器是由各种电子元件构成自动电气控制器DKQ， 对常用和备用电源进行监测，发现故障时即输出信号。
3、 根据权利要求1所述的同轨道模数化双电源转换开关装置， 其特征是， 一台小型的单相低速驱动电动机，利用电动机的正反转带 动两个手柄，来完成两个微断开关的分、合闸的。
4、 根据权利要求1所述的同轨道模数化双电源转换开关装置， 其特征是，驱动电动机轴与驱动杆之间的连接器，包括自动时"连接 器"的"卡珠"和一只弹簧及常用电源驱动杆和备用电源驱动杆。
5、 根据权利要求1所述的同轨道模数化双电源转换开关装置， 其特征是，两个电源驱动手柄，在驱动手柄的拐臂侧有一个调心孔， 调心孔是由常用电源驱动杆和备用电源驱动杆来驱动的，使两个电源 驱动手柄来完成两个微断开关的分、合闸的。
6、 根据权利要求1所述的同轨道模数化双电源转换开关装置， 其特征是，两个微型断路器是指100A以下的梅兰日兰、ABB、西门 子等国内外生产的微型断路器。
7、根据权利要求1所述的同轨道模数化双电源转换开关装置， 其特征是，手/自动转换开关，包括手/自动转换位置开关及手/自动转 换"卡珠"控制环；手/自动转换在自动位置时，手/自动转换位置开 关的常闭接点在闭合状态，将自动控制回路投入，进行自动控制；"卡 珠"受"控制环"的挤压进入连接器卡珠巢部位，将连接器和电动机 轴连在一起，进入自动位置；手/自动转换在手动位置时，手/自动转 换位置开关的常闭接点在断开状态，将自动控制回路断开；"卡珠" 受"控制环"的控制，解除挤压进入控制环的珠巢部位，将连接器和 电动机轴脱开，进入手动位置，可进行手动操作。
8、根据权利要求l所述的同轨道模数化双电源转换开关装置，其 特征是，同轨道板，是指模数化的双电源转换开关装置和两个微断开 关共同装在一个35 mm宽标准轨道板上。
全文摘要
该发明“同轨道模数化双电源自动转换开关装置”，属于电气设备装置类。当常用电源失电后，备用电源可自动投入供电；当常用电源恢复供电后，又可自动恢复到常用电源供电；它是由一个智能自动控制器，控制一台小型的低速电动机，利用电动机的正反转带动两个手柄，来完成两个微型断路器的分、合闸的；也可手动完成上述动作。为保证安全，防非同期并列，设有电气连锁和机械连锁双重保护。该发明双电源转换开关装置100A以下的结构尺寸按照国际上常用的多9mm模数，进行结构设计，可与梅兰日兰、ABB、西门子等国内外生产的微断开关并列安装在同一个35mm宽标准轨道板上，操作面板开孔一致，故可装设在同一个箱体中。
文档编号H02J9/06GK101262144SQ200710080368
公开日2008年9月10日 申请日期2007年3月7日 优先权日2007年3月7日
发明者李新利 申请人:李新利