电子式高压断路器和高压隔离开关互锁的装置的制作方法

专利名称：电子式高压断路器和高压隔离开关互锁的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种高压电力安全设备，特别涉及的是一种电子式高压断路器和
高压隔离开关互锁的装置。
背景技术：
在高压线路上使用的高压电力设备中高压隔离开关是一个比较重要的设备，具有明显的分段间隙，因此它主要用来隔离高压电源，保证安全检修，并能够通断一定的小电流。它没有专门的灭弧装置，因此不允许切断正常的复合电源，更不能用来切断短路电流。因隔离开关具有明显的分段间隙，因此它通常与高压断路器配合使用。 根据高压隔离开关的使用场所，可以把高压隔离开关分成户内和户外两大类。在操作隔离开关时，应该注意操作顺序，特别是要注意首先将高压断路器断开后才能实现所述的高压隔离开关的操作。 但是在有的设备配置和操作过程中，电力部门的工作人员有时因为某种原因，可能没有采用安全的操作顺序，从而导致危险，即在所述的高压断路器没有处于断路状态时，就将所述的高压隔离开关断开，从而产生高压电弧光，对用电力设备以及操作者的人身安全造成了极大地危害。 同时现有的高压断路器从功能而言无法对用电线路出现短路故障的状态进行处
理，因此容易烧坏相应的用电设备；并且在短路故障没有排除的情况下，如果擅自合闸会给
用电设备以及高压断路器本身造成很大的损害，同时也影响了用电的安全。 鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。

发明内容
本发明的目的在于，提供一种电子式高压断路器和高压隔离开关互锁的装置，用以克服上述技术缺陷。 为实现上述目的，本发明采用的技术方案在于，提供一种电子式高压断路器和高压隔离开关互锁的装置，其包括 —高压断路器本体，其具有一相线的出线端，用以实现对所在相线的分断和合闸；以及 —高压隔离开关本体，其与所述的高压断路器本体相连接，并具有一相线的进线连接块，还包括 —控制单元，用以侦测所述的高压断路器本体和/或高压隔离开关本体所在线路是否有电流流过，并在有电流流过时向一动力部发出一控制信号； —互锁臂，其与所述的动力部的输出端相连接，通过动力部的动力输出，使所述的互锁臂对所述的高压隔离开关本体状态改变产生干涉；从而实现当所述的高压断路器处于通路状态时，所述的高压隔离开关本体不能产生合闸和分断动作。
其中，所述的高压断路器本体包括
—壳体； 所述壳体上设置有根据相线数量设置的绝缘真空部，每一所述绝缘真空部的外端分别设有与外部线路连接的一进线连接块以及所述的出线端，所述的进线连接块和出线端在所述的绝缘真空部内部分别对应一动触块和一静触块； —分断机构，其设置于所述的壳体内，其包括一动力单元和一动作单元；其中，
所述的动作单元受到触发时实现所述的动触块与所述静触块的合闸动作或是分断动作，进而实现线路的导通或是断开； 所述的动力单元用以向所述的动作单元提供瞬时分断和合闸的动力。
其中，所述的动作单元包括
主联动杆， 分联动件，其与所述的主联动杆滑动连接，所述的分联动件与所述的动触块相对应。 其中，所述动力单元为一弹性储能机构，其包括
—摇柄， 两级齿轮传动结构，所述的摇柄与所述的初级齿轮相结合，通过所述的摇柄，使所述的初级齿轮转动； —摆动块，其与所述的次级齿轮相结合，上端与所述的主联动杆相连接；
—偏心轮，其与所述的摆动块相轴接；
—顶块，顶靠在所述的摆动块侧缘； 至少一第一复位弹簧，其与所述的偏心轮相连接，随着偏心轮的转动而被拉伸；
至少一第二复位弹簧，其与壳体的一端相连接，其另一端与所述的主联动杆相连接。 对于所述的高压隔离开关本体包括 根据相线数量设置的导电臂，其一端设有一转动轴，并与接入的相线相连接，另一端与所述的进线连接块相对应，通过所述的导电臂绕所述的转动轴往复摆动，从而实现所述的导电臂与所述的进线连接块连接和分离； 每一所述的导电臂都与一拉动杆相连接，通过所述的拉动杆带动所述的导电臂绕所述转动轴往复摆动； —联动轴，其轴向设置有根据相线数量设置的拉动端，每一所述的拉动端与一所述的拉动杆相连接； —摆动手柄，其设置在所述的联动轴的一端，用以实现高压隔离开关合闸和分离。
较佳的，所述的联动轴的另 一端设有一个缺槽。 其中，所述互锁臂一端与所述的缺槽相对应，通过动力部的动力输出，使所述的互锁臂处于所述的缺槽内或外。 较佳的，还包括第一限位检测器件，其用以检测所述的导电臂是否与所述的进线连接块结合，并在结合后产生一位置状态信号。 对于所述的动力部有两种实施方式，其中之一为所述的动力部为一电磁铁，其通过一支撑架与所述的壳体相连接，所述的互锁臂与所述的电磁铁的衔铁相连接；通过所述的电磁铁衔铁的伸縮实现所述的互锁臂处于所述的缺槽内或外。
其中之二，所述的动力部为一电机，其通过一支撑架与所述的壳体相连接，所述的互锁臂与所述的电机输出轴相连接；通过所述电机的转动实现所述的互锁臂处于所述的缺槽内或外。
对于电机这一实施例而言较佳的，还包括第二限位检测器件，其用以检测所述的
互锁臂是否与所述的进线连接块结合，并在结合后产生一位置状态信号。
为了实现短路自锁，本发明还包括 —短路检测单元，其用以检测高压断路器本体所在相线是否出现短路故障，并在发生短路故障时，产生一分断信号； —短路动作触发机构，其与所述的高压断路器本体中的分断机构相连接，在接收到所述的分断信号时，触发所述的分断机构产生分断动作；
—短路自锁机构，其使所述的分断机构不能自动复位。
其中，所述的短路检测单元包括 设置在每一所述相线上电流采集子单元，用以采集每条相线上的电流信号；
—涌流控制器，其分别于所述的电流采集子单元相连接，用以将采集到的任一相线上的电流信号与一阈值进行比较，在出现短路时输出一触发信号。 其中，所述的短路动作触发机构为一电磁铁，其电磁线圈与所述的涌流控制器相连接，其衔铁端与所述的顶块的一触发端相对应。 对于自锁机构具有多种实施方式满足本发明的需求，第一种所述的自锁机构包括 —顶出块； —复位弹簧，其套设在所述的顶出块上； —容置槽，所述的顶出块和所述的复位弹簧设置在其中，所述的容置槽设有一导槽，其与所述的衔铁相对应； 所述的顶出块上具有一解锁端，用以人工解锁。
第二种所述的自锁机构包括 —限位块，其能够嵌入所述的衔铁端设置的嵌槽内； —复位弹簧，其置于所述的限位块和壳体之间，用以实现所述限位块的复位；
—拉杆，其与所述的限位块相固接，用以实现人工解锁。
第三种所述的自锁机构包括
—导引槽体； —触发块，其置于所述的导引槽体内，用以与所述的顶块的触发端相对应；
—第一复位弹簧，其置于所述导引槽体内与所述的触发块之间；
—限位块，其能够嵌入所述的触发块设置的嵌槽内； —第二复位弹簧，其置于所述的限位块和壳体之间，用以使所述的限位块复位；
—拉杆，其与所述的限位块相固接，用以实现人工解锁。
第四种所述的自锁机构包括 —导引槽体，所述的导引槽体内底端设置有嵌槽； —L型触发块，其置于所述的导引槽体内，其第一端用以与所述的顶块的触发端相对应，并且其下端设有一凸起，与所述的嵌槽相对应；
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—第一复位弹簧，其置于所述导引槽体与所述的L型触发块第一端之间； —第二复位弹簧，其置于所述的L型触发块第二端和壳体之间，用以实现对所述
的L型触发块的复位； —拉杆，其与所述的L型触发块第二端相固接，用以实现人工解锁。
第五种所述的自锁机构包括 —挂钩，其第一端挂在所述顶块触发端上的一孔中，其另一端能够沿所述壳体上的一孔伸出； —复位弹簧，其置于所述的挂钩和所述的壳体之间。 其中，所述的电流采集子单元为电流互感器或是锰铜片其中之一。 较佳的，还包括通信单元，其与所述的涌流控制器相连接，在出现异常状况的时
候，将信息发送给一数据接收端。 与现有技术比较本发明的有益效果在于保证了高压断路器和高压隔离开关的正确操作顺序，提高了操作的安全性，并且能够对高压线路的短路故障进行检测，能够即时分断线路，并能够对断路器的状态进行自锁，提供了用电的安全性，通过通信单元的信息发送，能够实现用电的集约化管理，有助于第一时间排除短路故障。


图1为本发明电子式高压断路器和高压隔离开关互锁装置的功能框图； 图1A为本发明电子式高压断路器和高压隔离开关互锁装置中高压断路器本体的
外部结构示意图； 图IB为本发明电子式高压断路器和高压隔离开关互锁装置中高压断路器本体的绝缘真空部的剖视图； 图1C为本发明电子式高压断路器和高压隔离开关互锁装置中高压断路器本体的分断机构的剖视图； 图ID为本发明电子式高压断路器和高压隔离开关互锁装置中高压断路器本体的分断机构的立体分解图； 图2A为本发明电子式高压断路器和高压隔离开关互锁装置的实施例一导通状态的示意图； 图2B为本发明电子式高压断路器和高压隔离开关互锁装置的实施例一导通状态壳体内结构示意图； 图2C为本发明电子式高压断路器和高压隔离开关互锁装置的实施例一断路状态壳体内结构示意图； 图2D为本发明电子式高压断路器和高压隔离开关互锁装置的实施例一断路状态的示意图； 图3A为本发明电子式高压断路器和高压隔离开关互锁装置的实施例二导通状态的示意图； 图3B为本发明电子式高压断路器和高压隔离开关互锁装置的实施例二断路状态的示意图； 图4A为本发明电子式高压断路器和高压隔离开关互锁装置中自锁机构实施例一
9的非自锁状态图； 图4B为本发明电子式高压断路器和高压隔离开关互锁装置中自锁机构实施例一的自锁状态图； 图5A为本发明电子式高压断路器和高压隔离开关互锁装置中自锁机构实施例二的非自锁状态图； 图5B为本发明电子式高压断路器和高压隔离开关互锁装置中自锁机构实施例二的自锁状态图； 图6A为本发明电子式高压断路器和高压隔离开关互锁装置中自锁机构实施例三的非自锁状态图； 图6B为本发明电子式高压断路器和高压隔离开关互锁装置中自锁机构实施例三的自锁状态图； 图7A为本发明电子式高压断路器和高压隔离开关互锁装置中自锁机构实施例四的非自锁状态图； 图7B为本发明电子式高压断路器和高压隔离开关互锁装置中自锁机构实施例四的自锁状态图； 图8A为本发明电子式高压断路器和高压隔离开关互锁装置中自锁机构实施例五的非自锁状态图； 图8B为本发明电子式高压断路器和高压隔离开关互锁装置中自锁机构实施例五的自锁状态图； 图9为本发明电子式高压断路器和高压隔离开关互锁装置中短路处理电路示意图； 图10为本发明电子式高压断路器和高压隔离开关互锁装置中实施例一的控制电路示意图； 图11为本发明电子式高压断路器和高压隔离开关互锁装置中实施例二的控制电路示意图。
具体实施例方式
以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
请参阅图1所示，其为本发明电子式高压断路器和高压隔离开关互锁装置的功能框图，所述的电子式高压断路器和高压隔离开关互锁装置，其包括 —高压断路器本体a，其具有一相线的出线端，用以实现对所在相线的分断和合闸；以及 —高压隔离开关本体b，其与所述的高压断路器本体a相连接，并具有一相线d的进线连接块，这是现有高压断路器和高压隔离开关的配置；为实现本发明的互锁要旨，还包括 —控制单元e，用以侦测所述的高压断路器本体和高压隔离开关本体至少其中之一所在线路是否有电流流过，这种侦测方式可以是通过设置采样设备看是否有电流流过，也可以通过对所述的高压断路器本体a的动作状态进行监控，因为如果所述的高压断路器本体a发生动作，实际上就能明确其是线路切断还是导通；本具体实施方式
仅仅举出是以判断所述的高压断路器本体a处于的导通还是处于断路状态，从而产生控制信号给一互锁
单元c，所述的互锁单元接收所述的控制信号，并对所述的高压隔离开关本体状态改变产生
干涉；这里的干涉是指所述的高压断路器处于通路状态时，所述的高压隔离开关本体不能
产生合闸和分断动作，而当高压断路器处于断路状态时所述的高压隔离开关本体不能产生
合闸和分断动作。
所述的互锁单元包括 —动力部，其用以接收所述的控制信号，输出相应的动作，所述的动力部可以是电 机或是电磁铁； —互锁臂，其与所述的动力部相连接，用以和所述的高压隔离开关的运动结构发
生结合或是分离，从而在所述的实现当所述的高压断路器处于通路状态时，所述的高压隔 离开关本体不能产生合闸和分断动作。 本实施方式特从高压断路器本体，以及与之结合高压隔离开关本体的结构出发， 进行相应的说明，以期本领域技术人员能够更加明确本发明是如何实现的。
请参阅图IA所示，其为本发明电子式高压断路器和高压隔离开关互锁装置中高 压断路器本体的外部结构示意图；所述的高压断路器本体，即将高压电路线的接入和输出 实现通断控制，其中，所述的高压断路器本体包括一壳体IO，所述的壳体10上设置有至少 一绝缘真空部2，由于高压线路通常是三相的，因此通常有三个绝缘真空部2，所述的绝缘 真空部2的外端分别设有一与外部线路连接的出线端21以及一进线端22 ;—分断机构，其 设置于所述的壳体内，用以实现高压断路器的分离和合闸动作，其包括一动力单元和一动 作单元。 参阅图1B所示，其为本发明电子式高压断路器和高压隔离开关互锁装置中高压 断路器本体的绝缘真空部的剖视图；所述的出线端21和进线端22在所述的绝缘真空部2 内部分别对应一动触块24和一静触块23 ;并且具有设置电路控制部分的电路板32，当然这 仅仅是个实施例，也可以根据实际的需要，本领域技术人员将其置于壳体内。
参阅图1C和图1D所示，其分别为电子式高压断路器和高压隔离开关互锁装置中 高压断路器本体的分断机构的剖视图，以及本发明电子式高压断路器和高压隔离开关互锁 装置中高压断路器本体的分断机构的立体分解图；其中，对于所述分断机构中的所述的动 作单元受到触发时实现所述的动触块24与所述静触块23的合闸动作或是分断动作，进而 实现线路的导通或是断开，由于在高压线路的联通和分断要求在瞬间完成，因此是需要很 大的能量的；而所述的动力单元用以向所述的动作单元提供瞬时分断和合闸的动力。
所述的动作单元包括 主联动杆40，其纵向设置于所述的壳体10内，用以长生一个纵向的动作，其与壳 体底部之间设置有一个支撑滑动部，并且；分联动件41，为三组(对应三相)其分别与所述 的主联动杆40滑动连接，具体的实施方式可以是所述的分联动件41上设置有弧形滑槽，所 述的主联动杆40固设有滑杆，所述的滑杆41能够在所述分联动件41的弧形滑槽内滑动， 从而在所述的主联动杆40纵向运动时，顶推所述的分联动件41摆动从而使位于绝缘真空 部2内部得部分产生上下的动作，从而顶推所述的动触块24与所述的静触块23之间结合 或是分断。 其中，所述的动力单元为一弹性储能机构，其包括
—摇柄，其用以在使用时进行工作人员摆动储能(参见图l所示)，
两级齿轮传动结构，所述的摇柄与所述的初级齿轮43相结合，通过所述的摇柄的 摆动，使所述的初级齿轮43转动；一摆动块44，其与所述的次级齿轮42相结合，上端与所 述的主联动杆40相连接，明显所述的次级齿轮42的齿数是远大于初级齿轮43的齿数；一 偏心轮46，其与所述的摆动块44相轴接；随着摆动块44内部的弹簧片(图中未示)被缠 绕，从而产生转动；一顶块(图中未示)，顶靠在所述的摆动块44侧缘，从而使所述的摆动 块44不会由于弹簧片的弹性恢复力的作用而转动；至少一第一复位弹簧45，这里以一根弹 簧为例，其与所述的偏心轮46相连接，随着偏心轮46的转动而被拉伸；至少一第二复位弹 簧471、472，这里以两个弹簧为例，其分别与所述的壳体10的一端相连接，其另一端通过连 杆与所述的主联动杆40相连接。 请参阅图2A所示，其为本发明电子式高压断路器和高压隔离开关互锁装置的实
施例一导通状态的示意图，所述的电子式高压断路器和高压隔离开关互锁装置在上述的高
压断路器本体基础上结合有一高压隔离开关本体，所述的高压隔离开关本体即为一个可以
实现基本高压隔离作用的开关(如隔离刀闸)；所述的高压隔离开关本体包括 根据相线数量设置的导电臂71，其一端设有一转动轴，并与接入的相线相连接，另
一端与所述的进线连接块21相对应，通过所述的导电臂71绕所述的转动轴往复摆动，从而
实现所述的导电臂71与所述的进线连接块21连接和分离； 每一所述的导电臂都71与一拉动杆72相连接，通过所述的拉动杆72带动所述的 导电臂71绕所述转动轴往复摆动； —联动轴74，其设置于一第一支撑板和一第二支撑板上，并且轴向设置有根据相
线数量设置的拉动端73，每一所述的拉动端73与一所述的拉动杆74相连接； —摆动手柄75，其设置在所述的联动轴74的一端，用以实现高压隔离开关合闸和
分离。本实施例一中相线的数量为3根，则所述的导电臂71以及联动轴74的数量都可以
确定为三根，所述的联动轴74的另一端设有一个缺槽741。 所述互锁臂76 —端与所述的缺槽741相对应， 实施例一中所述的动力部采用的是电机70，所述的电机70输出转矩，所述的互锁 臂与所述的电机输出轴相固接，则所述的电机70的转动带动所述的互锁臂转动。还包括 第二限位检测器件，其用以检测所述的互锁臂是否与所述的进线连接块结合，并在结合后 产生一位置状态；所述的第二限位检测器件可以是行程开关，也可以是位置传感器；本实 施例中以行程开关为例，所述的行程开关为两个，即第三行程开关S3和第四行程开关S4分 别设置于一承载板701上，分别用以标示所述的互锁臂嵌入至所述的缺槽741中的状态或 是分离状态；所述的互锁臂上设置有触动部761，即所述的互锁臂因所述的电机的动作而 转动时带动所述的触动部摆动，则触动到所述的行程开关时，则表示所述的互锁臂嵌入至 所述的缺槽741中的状态或是分离状态；将其出输给所述的控制单元，从而会在所述的控 制单元处生成一个时序的动作信号；当所述的互锁臂嵌入到所述的缺槽时，所述的第三行 程开关是闭合的，所述的第四行程开关是断开的。 请参阅图2B和图2C所示，其分别为本发明电子式高压断路器和高压隔离开关互 锁装置的实施例一导通和断路状态壳体内结构示意图，在所述的壳体内的主联动杆40上 设置有一拨动块401，在壳体内还设置有第一限位检测器件，其用以检测所述的高压断路器本体是处于断路状态还是导通状态，从而产生两种不同的位置状态信号；所述的第一限位 检测器件可以是行程开关，也可以是位置传感器；本实施例中以行程开关为例，所述的行程 开关为两个分别是第一行程开关SI和第二行程开关S2，所述的主联动杆纵向运动，使所述 的拨动块使其中一个行程开关受到触发，从而产生表征断路和导通状态的位置状态信号； 即在导通状态时所述的S2是闭合，断路时所述的SI是闭合的。将位置状态信号出输给所 述的控制单元，从而会在所述的控制单元处生成一个时序的动作信号； 请参阅图2D所示，其为本发明电子式高压断路器和高压隔离开关互锁装置的实 施例一断路状态的示意图；当所述的主联动杆产生纵向运动，所述高压断路器本体产生断 路动作，同时所述的拨动块触动所述的第一行程开关Sl闭合，所述的第二行程开关S2打 开，从而触发所述的电动机动作，所述的电动机转动带动所述的互锁臂转动，从而从所述的 缺槽中分离出来，触动所述的第四行程开关，使其处于闭合状态，从而控制单元使所述的电 动机停止转动，此时所述的第三行程开关处于断开状态。 当所述的主联动杆再次产生反向纵向运动，所述高压断路器本体产生导通状态， 同时所述的拨动块触动所述的第二行程开关S2闭合，所述的第一行程开关S 1打开，从而 触发所述的电动机反向动作，所述的电动机转动带动所述的互锁臂反向转动，从而使所述 的互锁臂与所述的缺槽中嵌合，触动所述的第三行程开关S3，使其处于闭合状态，从而控制 单元使所述的电动机停止转动，此时所述的第四行程开关处于导通状态(如图2A所示的状 态)。 请参阅图3A和图3B所示，其分别为本发明电子式高压断路器和高压隔离开关互 锁装置的实施例二导通状态和断路状态的示意图；与上述实施例一的差异在于所述的动力 部为电磁铁，衔铁端上设置有互锁臂(当然所述的衔铁本身也可以作为互锁臂)，其与位于 所述的联动轴上的缺槽743(孔)相对应；在所述的互锁臂上套设有一触动臂，分别与第三 行程开关S3和第四行程开关S4相对应，图3A即为互锁状态图，此时高压断路器本体处于 导通状态。 当所述的主联动杆产生纵向运动，所述高压断路器本体产生断路动作，同时所述 的拨动块触动所述的第一行程开关Sl闭合，所述的第二行程开关S2打开，从而触发所述的 电磁铁动作，带动所述的互锁臂向下运动，从而从所述的缺槽743 (孔)中分离出来，所述的 触动臂触动所述的第四行程开关，使其处于闭合状态，从而控制单元使所述的电磁铁停止 运动，此时所述的第三行程开关处于断开状态。即图3B的解锁状态图，此时高压断路器本 体处于断路状态。 当所述的主联动杆再次产生反向纵向运动，所述高压断路器本体产生导通状态， 同时所述的拨动块触动所述的第二行程开关S2闭合，所述的第一行程开关Sl打开，从而触 发所述的电磁铁反向动作，带动所述的互锁臂向上运动，从而使所述的互锁臂伸入所述的 743 (孔)中，触动所述的第三行程开关S3，使其处于闭合状态，从而控制单元使所述的电磁 铁停止运动，此时所述的第四行程开关处于导通状态(如图3A所示的状态)。
为了实现在高压电路中的短路自锁问题，还包括 —短路检测单元，其用以检测高压断路器本体所在相线是否出现短路故障，并在 发生短路故障时，产生一分断信号； —短路动作触发机构，其与所述的高压断路器本体中的分断机构相连接，在接收
13到所述的分断信号时，触发所述的分断机构产生分断动作； —短路自锁机构，其使所述的分断机构不能自动复位。 请参阅图9所示，其为本发明电子式高压断路器和高压隔离开关互锁装置中短路 处理电路示意图。所述的短路检测单元包括 设置在每一所述相线上电流采集子单元，用以采集每条相线上的电流信号；这里 所述的电流采集子单元采用的是三个位于相线上的电流互感器，当然也可以如图1B采用 的锰铜片31作为电流采集子单元；其主要的目的仍然是将检测到的电流信号转换为电压 信号；结合图1D所示，所述的电路板32上的短路检测单元是可以以通过电池33供电作为 一种实施方式的。所述的短路动作触发机构为一电磁铁51，其衔铁端与所述的顶块的一触 发端441相对应，在所述的衔铁端顶靠到所述的触发端441时，所述的顶块与所述的摆动块 44分离，从而在弹簧片的弹性恢复力的作用，以及被拉升的第二复位弹簧471、472下，所述 的主联动杆40产生纵向动作，从而使所述的从联动件41产生动作，最终实现高压断路器的 分断动作。 —涌流控制器，其分别于所述的电流采集子单元相连接，用以将采集到的任一相 线上的电流信号与一阈值进行比较，在出现短路时输出一触发信号；所述的短路动作触发 机构电磁铁51的电磁线圈与所述的涌流控制器相连接，通过接收所述的触发信号，从而使 所述的衔铁产生动作。 对于本发明而言，设置所述的短路自锁机构，是非常有意义的，由于他的存在，使 在短路故障发生时，所述的高压断路器不会马上合上，必须通过解锁才能实现合闸的动作， 因此提高了安全性。为此我们设计出了五种实施例。 请参阅图4A和图4B所示，其分别为本发明电子式高压断路器和高压隔离开关互 锁装置中短路自锁机构实施例一的非自锁状态图；以及本发明机械式高压断路器和高压隔 离开关互锁装置中短路自锁机构实施例一的自锁状态图；第一种所述的短路自锁机构包 括 —顶出块61 ;—复位弹簧62，其套设在所述的顶出块61上；一容置槽64，所述的 顶出块61和所述的复位弹簧62设置在其中，并且所述的顶出块61能够在所述的容置槽64 内滑动，所述的容置槽64设有一导槽，其与所述的衔铁末端512相对应；当所述的电磁铁 51被触发时，所述的衔铁端511伸出顶靠所述的顶块的触发端441，从而使所述的衔铁末端 512沿着所述的导槽向内部运动，所述的顶出块61在复位弹簧62的作用下伸出，从而使其 一侧面与所述的衔铁末端512的端面相抵靠，从而使其衔铁端511只能一直处于对所述的 顶块的触发端441的顶靠状态； 所述的顶出块上具有一解锁端，只有人为推动所述的解锁端，从而使所述的顶出 块收回，才能实现对衔铁的解锁。 请参阅图5A和图5B所示，其分别为本发明电子式高压断路器和高压隔离开关互 锁装置中短路自锁机构实施例二的非自锁状态图；以及本发明机械式高压断路器和高压隔 离开关互锁装置中短路自锁机构实施例二的自锁状态图；第二种所述的短路自锁机构包 括 —限位块61，其能够嵌入所述的衔铁端511设置的嵌槽内，所述的衔铁端511上设 置有两个嵌槽5111，其中一个嵌槽5111对应正常的状态，另一个对应触发状态，所述的限
14位块61具有一斜坡，仅仅能够令所述的衔铁51向单一的方向运动； —复位弹簧63，其置于所述的限位块61和壳体10之间，用以实现所述限位块的复 位，即由于所述的衔铁端511伸出后，所述的限位块61上移，使所述的复位弹簧63压縮，并 在出现所述的嵌槽5111时，将所述的限位块61顶入其中； —拉杆62，其与所述的限位块61相固接，只有人为提起所述的拉杆62，从而使所 述的限位块61收回，才能实现对衔铁的解锁。 请参阅图6A和图6B所示，其分别为本发明电子式高压断路器和高压隔离开关互 锁装置中短路自锁机构实施例三的非自锁状态图；以及本发明机械式高压断路器和高压隔 离开关互锁装置中短路自锁机构实施例三的自锁状态图；第三种所述的短路自锁机构包 括 —导引槽体61 ;其类似一水暖工程领域的"三通"，其与所述的壳体IO相固接；
—触发块66，其置于所述的导引槽体61内，并且可以在其中运动，所述的触发块 66的一端用以顶靠所述的顶块的触发端441，其中，所述的触发块上设置有嵌槽661 ;
—第一复位弹簧65，其置于所述导引槽体61内与所述的触发块66之间，在所述的 触发块66的一端顶靠所述的顶块的触发端441时，其被压縮，在所述的衔铁端511收回时， 可以实现所述的触发块66的复位； —限位块62，其能够嵌入所述的触发块66设置的嵌槽661内；
—第二复位弹簧64，其置于所述的限位块61和壳体10之间，用以使所述的限位块 61复位；即由于所述的衔铁端511伸出后，所述的限位块61上移，使所述的复位弹簧64压 縮，并在出现所述的嵌槽661时，将所述的限位块61顶入其中； —拉杆63，其与所述的限位块62相固接，只有人为提起所述的拉杆63，从而使所 述的限位块62收回，才能实现对衔铁的解锁。 请参阅图7A和图7B所示，其分别为本发明电子式高压断路器和高压隔离开关互 锁装置中短路自锁机构实施例四的非自锁状态图；以及本发明机械式高压断路器和高压隔 离开关互锁装置中短路自锁机构实施例四的自锁状态图；第四种所述的短路自锁机构包 括 —导引槽体61，所述的导引槽体61内底端设置有嵌槽611 ; — L型触发块64，其置于所述的导引槽体61内，其第一端用以与所述的顶块的触 发端441相对应，并且其下端设有一凸起，与所述的嵌槽611相对应，能够嵌入其中；
—第一复位弹簧65，其置于所述导引槽体61与所述的L型触发块64第一端之间；
—第二复位弹簧63，其置于所述的L型触发块64第二端和壳体10之间，用以实 现对所述的L型触发块63的复位；即由于所述的衔铁端511伸出后，所述的L型触发块64 上移，使所述的第二复位弹簧63压縮，并在出现所述的嵌槽611时，将所述的L型触发块64 顶入其中； —拉杆62，其与所述的L型触发块64第二端相固接，只有人为提起所述的拉杆 62，从而使所述的L型触发块64收回，才能实现对衔铁的解锁。 请参阅图8A和图8B所示，其分别为本发明电子式高压断路器和高压隔离开关互 锁装置中短路自锁机构实施例五的非自锁状态图；以及本发明机械式高压断路器和高压隔 离开关互锁装置中短路自锁机构实施例五的自锁状态图；第五种所述的短路自锁机构包括 —挂钩61，其第一端挂在所述顶块的触发端441上设置的一孔中，其另一端能够 沿所述壳体10上的一孔伸出； —复位弹簧62，其置于所述的挂钩中部的空挡处以及一个和所述的壳体10固接 的结合处之间，即在所述的挂钩61的第一端与所述顶块的触发端441上设置孔分离之后， 能够由于弹力的作用使所述的挂钩61沿壳体10上孔伸出，从而使所述的第一端顶靠在所 述的所述顶块的触发端441，使其不能复位；也就是说本实施例自锁功能的实现与衔铁是 否复位无关。 由于上述对应的具有短路自锁功能的高压断路器发生短路故障时必须要人为的 进行解锁，所述需要对哪一个高压断路器出现短路问题进行检测，因此本申请的短路检测 单元可以和一个通信单元相结合，从实现的角度来看所述的通信单元与所述的涌流控制器 相连接，在出现异常状况的时候，其会获取所述的触发信号，然后将其转换为信息发送给一 数据接收端。这种通信方式可以是有线也可以是无线方式。 请参阅图IO所示，其为本发明电子式高压断路器和高压隔离开关互锁装置中实 施例一的控制电路示意图；其包括一数字电源电路，通过电压互感器T从电力线上获取电 源信号后，经过稳压芯片D1的处理后，在通过一个滤波整流电路输出，所述的滤波整流电 路包括一整流二极管D8、滤波电容C2以及稳压管DW1。 一电机控制电路，其包括两条支 路，第一条支路包括处于断开所述的第一行程开关Sl和处于闭合状态所述的第三行程开 关S3，其中所述的；第二条支路包括处于闭合状态第二行程开关S2，处于断开状态第四行
程开关S4。其中对应图3A的状态； —电动机正反转控制电路，其包括有四组三极管Q1、Q2、Q5、Q6和保护二极管D2、 D3、 D5、 D6，三极管Ql、 Q2的集电极和保护二极管D2、 D3的阳极相连接，三极管Q5、 Q6的发 射极和二极管D5、 D6的阴极相连接，并且电机的正相端连接有三极管Ql、 Ql和保护二极管 D2、D5 ;所述的电机的反相端连接有另外三极管Q2、Q6和保护二极管D3、D6 ;—第一单向二 极管D7，其阳极与所述的电机的正相端相连接，其阴极通过三极管Q8与所述的第一条支路 相连接；一第二单向二极管D4，其阳极与所述的电机的反相端相连接，其阴极通过三极管 Q7与所述的第二条支路相连接； 所述的三极管Q2的基极与一三极管Q4的发射极相连接，所述的三极管Q4的基极 与所述三极管Q8的集电极相连接；所述的三极管Ql的基极与一三极管Q3的发射极相连 接，所述的三极管Q3的基极与所述三极管Q7的集电极相连接，所述的三极管Q4的集电极 与所述的三极管Q5基极相连接；所述的三极管Q6基极与所述的三极管Q3集电极相连接； 即当第一条支路中所述的第一行程开关S 1闭合和所述的第三行程开关S3闭合，电流反 方向流入则电动机反向转动，此时向解锁状态过渡，此时第二条支路中第二行程开关S2断 开，最终当所述的第三行程开关S3打开，第四行程开关S4闭合停止动作，此时高压隔离开 关本体可以动作；第二条支路中第二行程开关S2闭合以及第四行程开关S4闭合，电流正方 向流入则电动机正向转动，此时向互锁状态过度。此时所述的第一行程开关S1断开和所述 的第三行程开关S3闭合。 请参阅图ll所示，其为本发明电子式高压断路器和高压隔离开关互锁装置中实 施例二的控制电路示意图。与上述实施一电路相比较，差别在于这里的动力部采用的是电磁铁，通过电流正、反方向流入从而实现互锁臂从缺槽(孔)的分离和伸入。这里就不在赘 述了。 以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性 的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变， 修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。
权利要求
一种电子式高压断路器和高压隔离开关互锁的装置，其包括一高压断路器本体，其具有一相线的出线端，用以实现对所在相线的分断和合闸；以及一高压隔离开关本体，其与所述的高压断路器本体相连接，并具有一相线的进线连接块，其特征在于，还包括一控制单元，用以侦测所述的高压断路器本体和/或高压隔离开关本体所在线路是否有电流流过，并发出标示状态的一控制信号；一互锁单元，其接收所述的控制信号，并对所述的高压隔离开关本体状态改变产生干涉；从而实现当所述的高压断路器处于通路状态时，所述的高压隔离开关本体不能产生合闸和分断动作。
2. 根据权利要求1所述的电子式高压断路器和高压隔离开关互锁的装置，其特征在 于，所述的互锁单元包括一动力部，其用以接收所述的控制信号，输出相应的动作；一互锁臂，其与所述的动力部相连接，用以和所述的高压隔离开关的运动动结构发生 结合或是分离，实现当所述的高压断路器处于通路状态时，所述的高压隔离开关本体不能 产生合闸和分断动作。
3. 根据权利要求2所述的电子式高压断路器和高压隔离开关互锁的装置，其特征在 于，所述的高压断路器本体包括一壳体；所述壳体上设置有根据相线数量设置的绝缘真空部，每一所述绝缘真空部的外端分别 设有与外部线路连接的一进线连接块以及所述的出线端，所述的进线连接块和出线端在所 述的绝缘真空部内部分别对应一动触块和一静触块；一分断机构，其设置于所述的壳体内，其包括一动力单元和一动作单元；其中，所述的动作单元受到触发时实现所述的动触块与所述静触块的合闸动作或是分断动 作，进而实现线路的导通或是断开；所述的动力单元用以向所述的动作单元提供瞬时分断和合闸的动力。
4. 根据权利要求3所述的电子式高压断路器和高压隔离开关互锁的装置，其特征在 于，所述的动作单元包括主联动杆，分联动件，其与所述的主联动杆滑动连接，所述的分联动件与所述的动触块相对应。
5. 根据权利要求4所述的电子式高压断路器和高压隔离开关互锁的装置，其特征在 于，所述动力单元为一弹性储能机构，其包括一摇柄，两级齿轮传动结构，所述的摇柄与所述的初级齿轮相结合，通过所述的摇柄，使所述的 初级齿轮转动；一摆动块，其与所述的次级齿轮相结合，上端与所述的主联动杆相连接； 一偏心轮，其与所述的摆动块相轴接； 一顶块，顶靠在所述的摆动块侧缘；至少一第一复位弹簧，其与所述的偏心轮相连接，随着偏心轮的转动而被拉伸；至少一第二复位弹簧，其与壳体的一端相连接，其另一端与所述的主联动杆相连接。
6. 根据权利要求2或5所述的电子式高压断路器和高压隔离开关互锁的装置，其特征 在于，所述的高压隔离开关本体包括根据相线数量设置的导电臂，其一端设有一转动轴，并与接入的相线相连接，另一端与 所述的进线连接块相对应，通过所述的导电臂绕所述的转动轴往复摆动，从而实现所述的 导电臂与所述的进线连接块连接和分离；每一所述的导电臂都与一拉动杆相连接，通过所述的拉动杆带动所述的导电臂绕所述 转动轴往复摆动；一联动轴，其轴向设置有根据相线数量设置的拉动端，每一所述的拉动端与一所述的 拉动杆相连接；一摆动手柄，其设置在所述的联动轴的一端，用以实现高压隔离开关合闸和分离。
7. 根据权利要求6所述的电子式高压断路器和高压隔离开关互锁的装置，其特征在 于，所述的联动轴的另 一端设有 一个缺槽。
8. 根据权利要求7所述的电子式高压断路器和高压隔离开关互锁的装置，其特征在 于，所述互锁臂一端与所述的缺槽相对应，通过动力部的动力输出，使所述的互锁臂处于所 述的缺槽内或外。
9. 根据权利要求7所述的电子式高压断路器和高压隔离开关互锁的装置，其特征在 于，还包括第一限位检测器件，其用以检测所述的导电臂是否与所述的进线连接块结合， 并在结合后产生一位置状态信号。
10. 根据权利要求9所述的电子式高压断路器和高压隔离开关互锁的装置，其特征在 于，所述的动力部为一电磁铁，其通过一支撑架与所述的壳体相连接，所述的互锁臂与所述 的电磁铁的衔铁相连接；通过所述的电磁铁衔铁的伸縮实现所述的互锁臂处于所述的缺槽 内或外。
11. 根据权利要求8所述的电子式高压断路器和高压隔离开关互锁的装置，其特征在 于，所述的动力部为一电机，其通过一支撑架与所述的壳体相连接，所述的互锁臂与所述的 电机输出轴相连接；通过所述电机的转动实现所述的互锁臂处于所述的缺槽内或外。
12. 根据权利要求11所述的电子式高压断路器和高压隔离开关互锁的装置，其特征在 于，第二限位检测器件，其用以检测所述的互锁臂是否与所述的进线连接块结合，并在结合 后产生一位置状态信号。
13. 根据权利要求10或12所述的电子式高压断路器和高压隔离开关互锁的装置，其特 征在于，还包括一短路检测单元，其用以检测高压断路器本体所在相线是否出现短路故障，并在发生 短路故障时，产生一分断信号；一短路动作触发机构，其与所述的高压断路器本体中的分断机构相连接，在接收到所 述的分断信号时，触发所述的分断机构产生分断动作；一短路自锁机构，其使所述的分断机构不能自动复位。
14. 根据权利要求13所述的电子式高压断路器和高压隔离开关互锁的装置，其特征在 于，所述的短路检测单元包括设置在每一所述相线上电流采集子单元，用以采集每条相线上的电流信号；一涌流控制器，其分别于所述的电流采集子单元相连接，用以将采集到的任一相线上 的电流信号与一阈值进行比较，在出现短路时输出一触发信号。
15. 根据权利要求14所述的电子式高压断路器和高压隔离开关互锁的装置，其特征在 于，所述的短路动作触发机构为一电磁铁，其电磁线圈与所述的涌流控制器相连接，其衔铁 端与所述的顶块的一触发端相对应。
16. 根据权利要求15所述的电子式高压断路器和高压隔离开关互锁的装置，其特征在 于，所述的短路自锁机构包括一顶出块；一复位弹簧，其套设在所述的顶出块上；一容置槽，所述的顶出块和所述的复位弹簧设置在其中，所述的容置槽设有一导槽，其 与所述的衔铁相对应；所述的顶出块上具有一解锁端，用以人工解锁。
17. 根据权利要求15所述的电子式高压断路器和高压隔离开关互锁的装置，其特征在 于，所述的短路自锁机构包括一限位块，其能够嵌入所述的衔铁端设置的嵌槽内；一复位弹簧，其置于所述的限位块和壳体之间，用以实现所述限位块的复位； 一拉杆，其与所述的限位块相固接，用以实现人工解锁。
18. 根据权利要求15所述的电子式高压断路器和高压隔离开关互锁的装置，其特征在 于，所述的短路自锁机构包括一导引槽体；一触发块，其置于所述的导引槽体内，用以与所述的顶块的触发端相对应； 一第一复位弹簧，其置于所述导引槽体内与所述的触发块之间； 一限位块，其能够嵌入所述的触发块设置的嵌槽内；一第二复位弹簧，其置于所述的限位块和壳体之间，用以使所述的限位块复位； 一拉杆，其与所述的限位块相固接，用以实现人工解锁。
19. 根据权利要求15所述的电子式高压断路器和高压隔离开关互锁的装置，其特征在 于，所述的短路自锁机构包括一导引槽体，所述的导引槽体内底端设置有嵌槽；一L型触发块，其置于所述的导引槽体内，其第一端用以与所述的顶块的触发端相对应，并且其下端设有一凸起，与所述的嵌槽相对应；一第一复位弹簧，其置于所述导引槽体与所述的L型触发块第一端之间； 一第二复位弹簧，其置于所述的L型触发块第二端和壳体之间，用以实现对所述的L型触发块的复位；一拉杆，其与所述的L型触发块第二端相固接，用以实现人工解锁。
20. 根据权利要求15所述的电子式高压断路器和高压隔离开关互锁的装置，其特征在 于，所述的短路自锁机构包括一挂钩，其第一端挂在所述顶块触发端上的一孔中，其另一端能够沿所述壳体上的一 孔伸出；一复位弹簧，其置于所述的挂钩和所述的壳体之间。
21. 根据权利要求14所述的电子式高压断路器和高压隔离开关互锁的装置，其特征在于，所述的电流采集子单元为电流互感器或是锰铜片其中之一。
22. 根据权利要求21所述的电子式高压断路器和高压隔离开关互锁的装置，其特征在于，还包括通信单元，其与所述的涌流控制器相连接，在出现异常状况的时候，将信息发送给一数据接收端。
全文摘要
本发明为一种电子式高压断路器和高压隔离开关互锁的装置，其包括一高压断路器本体，其具有一相线的出线端，用以实现对所在相线的分断和合闸；以及一高压隔离开关本体，其与所述的高压断路器本体相连接，并具有一相线的进线连接块，还包括一控制单元，用以侦测所述的高压断路器本体和/或高压隔离开关本体所在线路是否有电流流过，并发出标示状态的一控制信号；一互锁单元，其接收所述的控制信号，并对所述的高压隔离开关本体状态改变产生干涉；从而实现当所述的高压断路器处于通路状态时，所述的高压隔离开关本体不能产生合闸和分断动作。
文档编号H01H9/26GK101789321SQ20101012418
公开日2010年7月28日 申请日期2010年2月10日 优先权日2010年2月10日
发明者万家盛, 汪志强 申请人:湖北盛佳电器设备有限公司;万家盛