用于高压开关设备的锁止装置的制作方法

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于锁止对高压开关设备的两个开关仪器的操纵的接近的装置。

背景技术：

高压开关设备包括操纵装置，其将驱动力从驱动轴传递到这两个开关仪器中的第一开关仪器的接触组件和第二开关仪器的接触组件上。两个开关仪器具有不同的功能并且通常适合于连接或断开无电流的或几乎无电流的电路。这样的开关仪器常常被用作在高压开关设备的变压器侧上的断路开关-接地开关-系统或者用作在高压开关设备的发电机侧上的起动开关-接地开关-系统，该高压开关设备构造为发电机开关系统并且那么典型地在介于若干kV与70-80kV之间的额定电压下运行。但是高压开关设备也可被应用在带有直至1000kV的额定电压的气体绝缘的或者在室外开关设备中。通常单相构造的高压开关设备在应用在多相的开关系统中的情况下通过联结杆机械地相互连接。

这两个开关仪器可承担三个开关位置。在中间位置中两个开关仪器打开，在第一活动位置中第一开关仪器、例如断路开关闭合且第二开关仪器、例如接地开关打开而在第二活动位置中第一开关仪器打开且第二开关仪器闭合。为了防止这三个开关位置中的一个被激活(假如这两个开关仪器占据剩下的两个开关位置中的一个)，该高压开关设备需要锁止装置，其锁定对这两个开关仪器的操纵的接近(假如现场例如借助于手摇柄(Handkurbel)应被接通)。

在文件EP 1 933 345 B1中说明了一种用于发电机开关的锁止装置。该装置具有两个布置在操纵轴上的棘轮，其中的一棘轮可在轴顺时针旋转时利用两个棘爪中的第一棘爪来锁定而另一棘轮可在进行逆时针旋转时借助于第二棘爪来锁定。如此可锁止对发电机开关的操纵的接近。

在文件DE 37 10 374 A1、WO 02/080 323 A1和JP 2002/152922 A中说明了装置，其将驱动力从可顺时针或逆时针旋转的驱动轴传递到高压开关设备的第一开关仪器的接触组件和第二开关仪器的接触组件上，所谓的三位置驱动。

在首先提及的两个操纵装置(DE 37 10 374 A1和WO 02/080 323 A1)中在轴处固定有可动触点，其可根据旋转角与断路开关的固定触点或与接地开关的固定触点导电地接触或者在中间位置中不与两个固定触点中任何一个导电地接触。根据旋转角因此产生三个位置，其中在第一位置中接地开关闭合而断路开关打开，在第二位置中断路开关闭合而接地开关打开并且在第三位置中断路开关和接地开关打开。因为可动触点可与断路开关和接地开关的两个固定触点接触，所有触点须具有对于两个开关所测定的直径，尽管对于这两个开关中的一个较小的直径就将足够。这提高了操纵装置的成本和空间需求。

在最后提及的操纵装置(JP 2002/152922 A)中在所驱动的轴处固定有三个闸门(Kulisse)。每个闸门控制三个相关联的开关仪器中的一个的可动触点的运动过程。如根据DE 37 10 374 A1的现有技术那样，该操纵装置具有驱动驱动轴的马氏十字传动机构，其保证开关仪器仅可具有规定的开关状态。该操纵装置对于这三个开关仪器中的每个需要单独的闸门，其代替通常所使用的连杆传动机构(Koppelgetrieb)被装入相关联的开关仪器中。

在2015年7月7日所提交的德国专利申请文件10 2915 110 971.9中说明了另一带有驱动轴(其相对于在这两个开关仪器的中间位置中驱动轴的角度位置在这两个开关仪器的第一活动位置中顺时针旋转了一基础角度而在这两个开关仪器的第二活动位置中逆时针旋转了该基础角度)的操纵装置于。

公司ABB Schweiz AG, Zürich/Schweiz (1HC0072302 E02/AA09)的产品手册"Generator Circuit-Breaker Systems HECS"说明了一种高压开关设备，在其中可使用开头所提及的类型的操纵装置。该高压开关设备构造为发电机开关系统并且在发电机开关的负载切换的极的变压器侧上具有断路开关-接地开关-系统而在开关极的发电机侧上具有起动开关-接地开关-系统。

技术实现要素：

如其在权利要求中所说明的那样，本发明目的在于提供一种开头所提及的类型的锁止装置，其简单地且紧凑地来构建并且提高了装备有该锁止装置的高压开关设备的运行安全性。

根据本发明提供一种用于借助于将驱动力传递到两个开关仪器上的驱动轴锁止对高压开关设备的两个开关仪器的操纵的接近的装置，该驱动轴相对于其在这两个开关仪器的中间位置中的角度位置在这两个开关仪器的第一活动位置中顺时针旋转了一基础角度而在这两个开关仪器的第二活动位置中逆时针旋转了该基础角度。

该锁止装置具有固定在驱动轴上的闭锁盘、包含至少四个插销(Kippriegel)的插销组件以及滑块，其中，该滑块现场能够引导到两个位置中，其中的第一位置开启对现场操纵的接近且锁定对从远程操纵的接近而第二位置锁定对现场操作的接近且开启对远程操作的接近，其中，在滑块的第一位置中在第一活动位置中第一插销且在第二活动位置中第二摇可根据现场位置接合到闭锁盘中而在中间位置中第三和第四插销能够接合到闭锁盘中，并且其中，滑块在其第二位置中锁定第一和第二插销。

根据本发明的锁止装置简单且紧凑地来构建并且能够以较少的耗费还后来被装入高压开关设备中。该锁止装置使受过培训的、被授权的人员能够现场锁止或者解锁对这两个开关仪器的手动操纵的接近或对这两个开关仪器借助于马达的操纵的接近，马达由远离放置的控制台来操控。在一侧上带有滑块而在另一侧上带有插销组件和闭锁盘，锁止装置具有两个可彼此独立操纵的机械部件，其然而在高压开关设备的运行中在锁止过程或解锁过程期间共同作用。通过滑块和插销组件的彼此独立进行的操纵如此可利用滑块现场激活而或锁定对这两个开关仪器的远程操纵或现场操纵的接近。在激活对现场操纵的接近之后，这两个开关仪器可利用插销组件现场来解锁、手动地利用手摇柄带到中间位置中或者到这两个活动位置中的一个中并且之后利用插销组件和闭锁盘来锁止。因为对此仅需要简单的和坚固的机械部件，如滑块、闭锁盘和插销组件，锁止装置根据本发明在结构简单且紧凑的情况下以其高水平的操作舒适性和较高的运行安全性见长。

滑块和四个插销能够分别可旋转地支承在五个穿过壳体壁被引导到锁止装置的操作侧上的锁中的一个中。

滑块可通过被插到相关联的锁中的钥匙的旋转从第一位置被引导到第二位置中且通过反向旋转从第二位置被引导到第一位置中。在取下钥匙之后，滑块可被锁定在第一或第二位置中。

四个插销中的每个可通过被插到相关联的锁中的钥匙的旋转及其取下被引导到关闭位置(在关闭位置中插销在形成形状配合的情况下接合到闭锁盘中)中并且通过钥匙的再插入和反向旋转被引导到打开位置(在打开位置中插销与闭锁盘脱离接合)中，其中，四个插销中的每个在钥匙取下之后被锁定在关闭位置中。

在壳体壁的背对操作侧的侧面上，滑块可具有带有两个边缘凹部(Randaussparung)的保持弓(Haltebogen)并且第一或第二插销可分别具有设有边缘凹部的第一或第二圆盘，其中，在滑块的第二位置中保持弓在形成形状配合的情况下驶入第一圆盘的边缘凹部和第二圆盘的边缘凹部中，并且其中，在滑块的第一位置中保持弓的两个边缘凹部取消第一或第二插销的锁定。

滑块可具有臂，该臂在滑块的第二位置中接通开关元件，该开关元件用于接通和关断用于设备的远程控制的操纵的供电。

闭锁盘可具有凹部并且在锁止时在形成形状配合的情况下第一插销可在第一活动位置中且第二插销可在第二活动位置中接合到凹部中的第一凹部中而在中间位置中第三和第四插销可接合到这些凹部中的第二凹部中。

第三和第四插销能够逆着其从打开位置到关闭位置中的旋转方向以预紧力来加载。预紧力可由两个扭转弹簧来施加，其中，这两个弹簧中的至少一个的一端固定而另一端被保持在这两个插销中的一个上。预紧力在此防止这两个插销的不受控制地、典型地由振动引起地接合到闭锁盘的第二凹部中。相应地，仅当钥匙被从相关联的锁中取下时，这两个插销那么才保持在与闭锁盘形状配合的接合中。

闭锁盘可布置在两个垂直于轴取向的且被轴穿过的固定的板之间。至少四个开口可这样成形到两个板中，使得在锁止时分别在与闭锁盘形成形状配合的情况下在第一活动位置中第一插销的可翻转的接合体(Eingriffskoerper)被引导通过该至少四个开口中的第一开口且在第二活动位置中第二插销的可翻转的接合体被引导通过该至少四个开口中的第二开口而在中间位置中在与闭锁盘形成形状配合的情况下第三插销的可翻转的接合体被引导通过该至少四个开口中的第三开口且第四插销的可翻转的接合体被引导通过该至少四个开口中的第四开口。

这两个板的每个可具有四个开口，开口在形成四个开口对的情况下镜像对称地布置在两个板上，其中，在锁止时这四个插销中至少一个的接合体在与闭锁盘形成形状配合的情况下被引导通过这四个对中的至少一个。

这两个板中的至少一个可集成到具有U形轮廓的基体中，该基体具有两个被安放在该板处的边腿(Schenkel)。这四个插销中的至少一个的可旋转地支承在操作侧处的区段可被引导通过这两个边腿中的至少一个并且可旋转地支承在两个边腿上。

本发明还涉及一种带有至少一个根据权利要求1到12中任一项所述的锁止装置的高压开关设备，该设备构造为发电机开关系统并且在发电机与变压器之间可装入多相的高压电网中并且在负载切换的发电机开关极的变压器侧上具有断路开关极和接地开关或者该设备构造为发电机开关系统并且在发电机与变压器之间可装入多相的高压电网中并且在负载切换的发电机开关极的发电机侧上具有起动开关的极和接地开关。

附图说明

接下来根据附图来详细阐述本发明。其中：

图1示出了根据现有技术的多相高压开关设备的单相图示，该高压开关设备构造为多相的发电机开关系统并且具有多个开关极，开关极布置在发电厂的发电机与高压输电网的变压器之间的发电机引线中，

图2以透视图示出了用于操纵根据图1的发电机开关系统的第一开关仪器的接触组件和第二开关仪器的接触组件，在其中第一开关仪器闭合而第二开关仪器打开，

图3以透视图示出了根据本发明的锁止装置的一实施形式，该锁止装置被装入根据图2的操纵装置中并且该锁止装置在中间位置中锁止这两个开关仪器，

图4示出了根据图3的锁止装置的从右侧引导的侧视图，在其中板56的中间部分被移除，

图5示出了对沿着V-V引导的穿过根据图4的锁止装置的剖面的视图，在其中板56又被补足，

图6以放大图示出了锁止装置的在图3中加框示出的部分VI，

图7在移除槽轮之后以透视图示出了根据图3的锁止装置，其在第一活动位置中锁止这两个开关仪器，

图8示出了根据图7的锁止装置，其现在在第二活动位置中锁止了这两个开关仪器，

图9示出了根据图7的锁止装置的在箭头IX、X的方向上所引导的透视图，在其中对现场操纵的接近被激活并且这两个开关仪器被解锁，以及

图10示出了根据图7的锁止装置的在箭头IX、X的方向上所引导的透视图，在其中对现场操纵的接近被锁定而对远程操纵的接近被激活。

附图标记清单

A 轴线

E 地

ES1, ES2 接地开关

G 发电机

GA 发电机引线

GP 功率开关极

K 封壳

L 相导体

P 开关系统极

SP 起动开关的开关极

TP 断路开关的开关极

TR 变压器

α 基础角度

10 驱动轴

11 角杆

12, 13 杠杆臂

20, 30 杠杆传动机构

40 步进传动机构

41 驱动器

42 传动盘

43 槽轮

441, 442 槽

45 曲柄销

46 保持弓

461, 462, 463 凹部

50 插销组件

51, 52, 53, 54 插销

55, 56 板

500 插销的可旋转的区段，

501 插销的接合体

511, 521 插销的圆盘

531, 541 扭转弹簧

551, 561 开口

552, 562 边腿

60 闭锁盘

61, 62 闭锁盘的凹部

70 操作侧

71, 72, 73, 74, 75 锁

76 开口

700 钥匙

80 滑块

81 滑块的保持弓

82, 83 保持弓的边缘凹部

84 臂

85 开关元件。

具体实施方式

在图1中单相示出的多相发电机开关系统示出了多个很大程度上同型构造的开关系统极P中的仅仅一个，开关系统极彼此平行地并且平行于水平引导的轴线A取向。这些极布置在水平伸延的平面中并且沿着沿轴线取向的发电机引线GA接到发电厂的发电机G与高压输电网的变压器TR之间。所示出的极P单相封装地来构造并且具有在地E处导电地引导的且以环境空气填充的通常金属的封壳K。封壳K容纳平行于轴线A引导的相导体L，在其中串联地布置有多相的发电机开关的开关极GP和多相断路开关的开关极TP。相导体L的位于极P的发电机侧输入端与发电机开关极GP之间的连接点与多相起动开关的开关极SP的一汇流条(Stromanschluss)相连接，其另一汇流条与布置在封壳K之外的起动装置(典型地用于燃气轮机)相连接。除了另外的部件如过压保护装置和变流器及变压器之外，该封壳还容纳两个接地开关ES1和ES2，在闭合时其中的一个、即ES1将发电机侧的汇流条而另一个、即ES2将系统极P的变压器侧的汇流条与封壳K且因此还与地E导电地相连接。在设置在负载切换的开关极GP的发电机侧上的开关系统具有多相起动开关的开关极SP和接地开关ES1，而设置在变压器侧上的开关系统具有多相断路开关的开关极TP和接地开关ES2。

这两个开关系统中的每个具有用于操纵开关极SP或TP的和相关联的接地开关ES1或ES2的接触组件的装置。接下来对于包含这两个开关TP和ES2的开关系统来探讨这两个装置中的一个。这两个装置中的同型构造的第二装置适合于类似地操纵开关极SP和接地开关ES1的接触组件。该操纵装置实现仅仅一个中间位置和两个活动位置。在中间位置中两个开关打开，而在这两个活动位置的第一活动位置中接地开关ES1或ES2闭合且开关SP或TP打开并且在第二活动位置中接地开关ES1或ES2打开且开关极SP或TP闭合。在任何情况中该操纵装置构造成使得排除这两个开关SP和ES1或TP和ES2的同时闭合。

由图2可见，该装置具有可围绕轴线A旋转的驱动轴10，在其处固定有带有两个包围基础角度α的杠杆臂12和13的角杆。轴10将力经由包含杠杆臂12的杠杆传动机构20传递到开关极TP的接触组件上或经由包含杠杆臂13的杠杆传动机构30传递到接地开关ES2的接触组件上。

轴10与构造为马氏十字传动机构的步进传动机构40相联结。马氏十字传动机构具有可由驱动器41顺时针或逆时针旋转的带有曲柄销45和保持弓46的传动盘42以及位于轴10上的带有与保持弓46配合的且从图3中可见的凹部461、462和463的槽轮43。

图3示出两个径向取向的槽441、442模制到槽轮43中，这些槽在初级轴10的周向上相互旋转了规定的基础角度α布置。该基础角度典型地处于70与110°之间。在由图3可见的槽轮43的位置中马氏十字传动机构处于中间位置中，在该位置中这两个开关仪器TP和ES2打开。传动盘42的曲柄销45那么处于这两个槽441、442之外。靠在保持弓46上的凹部461确保中间位置以防轴10的无意旋转。在传动盘42顺时针旋转时，曲柄销45接合到槽441中，使得槽轮43和因此还有驱动轴10逆时针旋转了基础角度α。如此到达第一活动位置，在该位置中这两个开关仪器中的第一开关仪器闭合，而第二开关仪器打开。在第一活动位置中，凹部462靠在保持弓46上并且如此确保该位置以防初级轴旋转。在传动盘42逆时针旋转时相应的适用。曲柄销45接合到槽442中，使得槽轮43和因此驱动轴10顺时针旋转了基础角度。如此到达第二活动位置，在该位置中第二开关仪器闭合，而第一开关仪器打开。在第二活动位置中，凹部463靠在保持弓46上并且如此确保该位置以防驱动轴10旋转。

上面所说明的操纵装置通常由远距离布置的控制台操纵并且因此具有适合于传输强电流和电信号的至控制台的电连接。该连接主要用于传输强电流以使得用于打开和关闭这两个开关仪器的接触组件的电动机运行以及传输状态信号、测量信号和控制信号。如由图2可见，在这样的远程操作中所需的力由驱动器41经由蜗轮蜗杆传动机构传递到马氏十字传动机构40的传动轮42上。

但是在需要时也可将力现场利用手摇柄47传递到操纵装置上。根据手摇柄的旋转方向，如此现场将这两个开关仪器带到中间位置中或者到这两个活动位置中的一个中。

为了在现场手动运行时在开关设备中避免受损情况，从图3到10中可见的锁止装置被集成到操纵装置中。如在图3、4以及7到10中所示，锁止装置包含带有4个插销51、52、53、54(其分别具有可旋转地支承的区段500和固定在该区段处的接合体501)的插销组件50，与插销组件共同作用的且固定在驱动轴10上的闭锁盘60，布置在壳体壁上的操作侧70和仅由图4、9和10可见的滑块80。

如在图4中所示，滑块80在从操作侧70引导穿过壳体壁的锁75中可旋转地支承在锁止装置的内部中并且可如在图9和10中所示占据两个位置。这两个位置可现场通过将由图4可见的钥匙700插入被引导穿过操作侧70的锁75中并且旋转钥匙来达到。

在图9中，滑块80位于这两个位置中的第一位置中。在该位置中对现场操纵的接近被开启而对远程操纵的接近被锁定。受过培训的、授权的人员因此可在滑块80的该位置中借助于由图2可见的手摇柄47手动地设定这两个开关仪器的第一活动位置、第二活动位置或中间位置并且利用插销装置50和闭锁盘60锁止这三个位置中的每个。在此，在第一活动位置中插销51而在第二活动位置中插销52接合到闭锁盘60中并且在中间位置中插销53和54接合到闭锁盘60中。如果取下的钥匙75被在潜在的危险区域中的人员所据有，则确保不能由第三者将现场控制调回到远程控制。

在图10中，滑块80位于第二位置中，在该位置中对现场操纵的接近被锁定而对远程操纵的接近被开启，其中，用于滑块的现场钥匙75保持插在该位置中且不能被取下。通过使滑块80在与保持弓81形成形状配合的情况下相应接合到插销51或52的设有边缘凹部的圆盘511或521中，滑块80在此锁止这两个插销51和52，由此避免在远程操纵中这两个开关仪器的不希望的手动操纵。

在由图9可见的第一位置中，在保持弓81中两个边缘凹部82，83取消形状配合且因此取消这两个插销51、52的锁定。在从锁75中取下钥匙之后，滑块10被锁定在第一或第二位置中。

滑块80此外具有臂84，其在其由图10可见的第二位置中接通开关元件85，该开关元件用于接通和关断用于设备的远程控制的操纵的可引导通过开口76(图9)的供电。

如可由图3得悉的那样，这四个插销51、52、53和54分别可旋转地支承在四个穿过壳体壁被引导到操作侧70上的锁71、72、73、74中的一个中。这四个插销中的每个可通过被插到相关联的锁、例如71中的钥匙700的旋转被引导到关闭位置(在关闭位置中插销、这里51以其接合体501在形成形状配合的情况下接合到闭锁盘60中)中而通过反向旋转被引导到打开位置(在打开位置中插销、这里51与闭锁盘60脱离接合)中。在从锁、这里锁71取下钥匙700之后，相关联的插销、这里插销51被锁定在关闭-或打开位置中。

尤其由图4可见的闭锁盘60具有两个凹部61和62。在锁止对开关仪器的手动操纵的接近的情况下，在第一活动位置中插销51而在第二活动位置中插销52在与闭锁盘60形成形状配合的情况下接合到凹部61中。而在中间位置中在锁止对开关仪器的手动操纵的接近的情况下这两个插销53或54可在与闭锁盘60形成形状配合的情况下接合到凹部62中亦即与钥匙73和74的操作位置无关。

在图3中示出，闭锁盘60布置在两个垂直于轴10取向的且被轴穿过的静止的板55、56之间。四个开口551被模制到板55中，四个由图7和8可见的开口561被模制到板56中。开口551和561彼此镜像对称地相对而置并且如此形成四个开口对，可引导插销中的一个的接合体501穿过开口对。

可见地，这两个板55或56中的每个集成到具有U形轮廓的基体中，该基体具有两个安放到板55或56处的边腿552或562。这两个插销51和52或者53和54的可旋转地支承在操作侧70处的区段500被引导通过这两个边腿552或562中的至少一个并且可旋转地支承在两个边腿上。

这两个插销53或54逆着其从打开位置到关闭位置中的旋转方向以预紧力来加载，该预紧力由两个扭转弹簧531和541来施加。图6示出，为了实现预紧扭转弹簧541的一端固定在边腿552上而另一端被保持在插销54上。该预紧力因此防止这两个插销53和54不受控制地、例如由振动引起地接合到闭锁盘60的凹部62中。因此，仅当钥匙700被从相关联的锁73和74取下时，插销53和54那么才保持与闭锁盘形状配合地接合。

该锁止装置的工作方式如下：

在图3中所示的运行状态中锁止装置在这两个开关仪器例如TP和ES2的中间位置中锁止定对这两个开关仪器的操纵的接近。滑块位于由图9可见的第一位置中，在该位置中滑块80通过打开开关元件85、也就是说通过中断至控制台的电流连接锁定了对远程操纵的接近而这两个插销53和54通过接合到凹部62中锁定了对这两个开关仪器TP和ES2的手动操纵的接近。

如可由图5得悉的那样，插销53和54的两个接合体那么不仅与闭锁盘60、而且与板55和56形成形状配合，因为其分别穿入开口对中，开口对分别包含四个开口551中的一个和四个相对而置的开口562中的一个。可能从轴10经由闭锁盘10传递到插销上的力被该形状配合显著减小。

如果应将该开关设备从在图3中所示的中间位置带到由图7可见的第一活动位置中，则首先通过在这两个锁73和74中旋转钥匙使这两个插销53和54摆动并且如此取消与闭锁盘60的形状配合。借助于由图2可见的手摇柄47现在使轴10旋转基础角度、这里90°且如此达到第一活动位置。通过借助于钥匙在锁71中使插销51摆动来实现插销51形状配合地接合到由图4可见的凹部61中并且因此在达到第一活动位置之后锁止对这两个开关仪器的操纵的接近。

如果应将该开关设备手动地从第一活动位置带到由图8可见的第二活动位置中，则首先通过在锁71中旋转钥匙使插销51摆动且如此取消与闭锁盘60的形状配合。借助于由图2可见的手摇柄47现在使轴10反向旋转两倍的基础角度、这里180°且如此达到第二活动位置。通过在锁72中使插销52摆动实现插销52形状配合地接合到由图4可见的凹部61中且因此在第二活动位置中锁定对这两个开关仪器的操纵的接近。

如果应从这两个开关仪器的由图3到5可见的中间位置出发由从控制台这里来操纵该开关设备，则通过这两个插销53和54的钥匙确保的摆动来取消与闭锁盘60的形状配合。因为现在这四个插销51到54中的任何一个不与闭锁盘形成形状配合，通过滑块80的钥匙确保的旋转可达到由图10可见的位置。

根据本发明的锁止装置不限于封装的发电机开关系统，该发电机开关系统可安装在发电厂的发电机与高压电网的变压器之间，其也可被应用在另一开关系统、例如气体绝缘的金属封装的高压开关设备中。