刚性联锁式全双工旁路型转换开关系统的制作方法

本发明涉及电气设备技术，特别是涉及一种刚性联锁式全双工旁路型转换开关系统的技术。

背景技术：

电力系统一般是由发电系统、输电线路、变电系统、配电系统及用电设备构成。为保证输配电系统安全、可靠、连续的供电要求，一般可采用两路或多路电源的供配电方式，以确保当常用电源异常时，可以立即转换至其它备用电源运行。或者当一路电源的负载过重时，可以将部分负载转换至其它有裕量的电源。这种电路上的转换就需要由转换开关系统来完成。电力系统中的转换开关系统通常包含各种电气构件，如电路断路器，转换开关，转换开关的框架系统等，其主要作用是将指定电源连接到指定负载上。转换开关系统可根据各个电源的可用性，选择性地将指定负载连接到目标电源上。如何通过转换开关系统快速、可靠地将负载从一个电源转换至其它电源，如何在保养、检修转换开关时可维持对负载的持续供电同时保证检修作业的便利、安全性等问题都是需要解决的。

技术实现要素：

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种能在检修电源开关时维持对负载持续供电，且安全性高的刚性联锁式全双工旁路型转换开关系统。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种刚性联锁式全双工旁路型转换开关系统，包括上下各一个开关架，每个开关架上都设有一个开关组；每个开关组都由上下各一个电源开关组成，所述电源开关设有分合驱动轴，电源开关通过分合驱动轴的转动来驱动其分闸、合闸，各个电源开关的分合驱动轴相互平行；其特征在于：还包括四根联锁杆，每根联锁杆都在下部开设有长条形的联锁孔，联锁孔的长度与电源开关的分合驱动轴的分合闸行程一致；

所述四根联锁杆分别为第一联锁杆、第二联锁杆、第三联锁杆、第四联锁杆；

每个分合驱动轴上都固定有一个组内联锁臂，开关架上设有与四个电源开关的分合驱动轴一一对应的四个组间联锁臂，每个组间联锁臂都能与对应电源开关的分合驱动轴同步转动；

每个开关组中，两个电源开关的分合驱动轴的合闸驱动方向相反，分合驱动轴的合闸驱动方向是指分合驱动轴从分闸工位朝向合闸工位转动时的转动方向；

上侧的开关组中，上侧电源开关的分合驱动轴为第一驱动轴，下侧电源开关的分合驱动轴为第二驱动轴；

下侧的开关组中，上侧电源开关的分合驱动轴为第三驱动轴，下侧电源开关的分合驱动轴为第四驱动轴；

第一驱动轴上的组内联锁臂与第一联锁杆的上端枢接，第二驱动轴上的组内联锁臂以滑动配合方式伸入第一联锁杆下部的联锁孔内；

第一驱动轴处于合闸工位，并且第二驱动轴处于分闸工位时，第一联锁杆下部的联锁孔的一端抵住第二驱动轴上的组内联锁臂，使得第二驱动轴被锁定在分闸工位；

第一驱动轴处于分闸工位，并且第二驱动轴处于合闸工位时，第二驱动轴上的组内联锁臂抵住第一联锁杆下部的联锁孔的一端，使得第一驱动轴被锁定在分闸工位；

第三驱动轴上的组内联锁臂与第二联锁杆的上端枢接，第四驱动轴上的组内联锁臂以滑动配合方式伸入第二联锁杆下部的联锁孔内；

第三驱动轴处于合闸工位，并且第四驱动轴处于分闸工位时，第二联锁杆下部的联锁孔的一端抵住第四驱动轴上的组内联锁臂，使得第四驱动轴被锁定在分闸工位；

第三驱动轴处于分闸工位，并且第四驱动轴处于合闸工位时，第四驱动轴上的组内联锁臂抵住第二联锁杆下部的联锁孔的一端，使得第三驱动轴被锁定在分闸工位；

第一驱动轴对应的组间联锁臂与第三联锁杆的上端枢接，第四驱动轴对应的组间联锁臂以滑动配合方式伸入第三联锁杆下部的联锁孔内；

第一驱动轴处于合闸工位，并且第四驱动轴处于分闸工位时，第三联锁杆下部的联锁孔的一端抵住第四驱动轴对应的组间联锁臂，使得第四驱动轴被锁定在分闸工位；

第一驱动轴处于分闸工位，并且第四驱动轴处于合闸工位时，第四驱动轴对应的组间联锁臂抵住第三联锁杆下部的联锁孔的一端，使得第一驱动轴被锁定在分闸工位；

第二驱动轴对应的组间联锁臂与第四联锁杆的上端枢接，第三驱动轴对应的组间联锁臂以滑动配合方式伸入第四联锁杆下部的联锁孔内；

第二驱动轴处于合闸工位，并且第三驱动轴处于分闸工位时，第四联锁杆下部的联锁孔的一端抵住第三驱动轴对应的组间联锁臂，使得第三驱动轴被锁定在分闸工位；

第二驱动轴处于分闸工位，并且第三驱动轴处于合闸工位时，第三驱动轴对应的组间联锁臂抵住第四联锁杆下部的联锁孔的一端，使得第二驱动轴被锁定在分闸工位。

进一步的，每个开关架上都设有能前后滑动的抽屉架，所述开关组安装在抽屉架上，使得开关组能随着抽屉架前后滑动；

所述组间联锁臂的左端形成有轴向凹陷的端部凹槽，所述分合驱动轴的右端形成有轴向凸出的端部突块；

每个组间联锁臂与对应电源开关的分合驱动轴，以活动配合方式同轴对接，其中的分合驱动轴右端的端部突块以活动配合方式卡入组间联锁臂左端的端部凹槽，使得两者在周向上相互锁定；并且分合驱动轴转动至分闸工位时，分合驱动轴右端的端部突块能从组间联锁臂左端的端部凹槽中向前脱出；并且分合驱动轴转动至合闸工位时，组间联锁臂左端的端部凹槽的槽壁对分合驱动轴右端的端部突块的前移形成干涉。

本发明提供的刚性联锁式全双工旁路型转换开关系统，通过联锁杆、组内联锁臂、组间联锁臂之间的巧妙配合，实现同一开关组中的常用侧开关与备用侧开关之间的刚性联锁，及两个开关组之间的常用侧开关与备用侧开关之间的刚性联锁，能在检修电源开关时维持对负载持续供电，并且使两个互为旁路的双电源转换开关组之间可以实现可靠的刚性机械联锁，能避免因人为因素或者系统故障而投切至不同电源，从而导致两个电源之间短路的情况，使用安全性高。

附图说明

图1是本发明实施例的刚性联锁式全双工旁路型转换开关系统的主视图；

图2是本发明实施例的刚性联锁式全双工旁路型转换开关系统中，各个电源开关均处于分闸状态时的右视图；

图3是本发明实施例的刚性联锁式全双工旁路型转换开关系统中，下侧开关组中的上侧电源开关处于合闸状态，并且另三个电源开关处于分闸状态时的右视图；

图4是本发明实施例的刚性联锁式全双工旁路型转换开关系统中，下侧开关组中的下侧电源开关处于合闸状态，并且另三个电源开关处于分闸状态时的右视图；

图5是本发明实施例的刚性联锁式全双工旁路型转换开关系统中，其中的一个分合驱动轴转动至分闸工位时，该分合驱动轴与对应组间联锁臂的主视图；

图6是本发明实施例的刚性联锁式全双工旁路型转换开关系统中，其中的一个分合驱动轴转动至合闸工位时，该分合驱动轴与对应组间联锁臂的主视图。

具体实施方式

以下结合附图说明对本发明的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围，本发明中的顿号均表示和的关系。

如图1-图4所示，本发明实施例所提供的一种刚性联锁式全双工旁路型转换开关系统，包括上下各一个开关架100、200，及四根联锁杆310、320、330、340，每个开关架上都设有一个开关组；

上开关架100上的开关组由上下各一个电源开关110、120组成；电源开关110设有分合驱动轴111，电源开关110通过分合驱动轴111的转动来驱动其分闸、合闸；电源开关120设有分合驱动轴121，电源开关120通过分合驱动轴121的转动来驱动其分闸、合闸；

下开关架200上的开关组由上下各一个电源开关210、220组成；电源开关210设有分合驱动轴211，电源开关210通过分合驱动轴211的转动来驱动其分闸、合闸；电源开关220设有分合驱动轴221，电源开关220通过分合驱动轴221的转动来驱动其分闸、合闸；

分合驱动轴111上固定有一个组内联锁臂112，分合驱动轴121上固定有一个组内联锁臂122，分合驱动轴211上固定有一个组内联锁臂212，分合驱动轴221上固定有一个组内联锁臂222；

各个电源开关的分合驱动轴111、121、211、221相互平行，每个开关架上都设有能前后滑动的抽屉架，所述开关组安装在抽屉架上，使得开关组能随着抽屉架前后滑动；

上开关架100上设有组间联锁臂113、123，组间联锁臂113对应电源开关110的分合驱动轴111，组间联锁臂123对应电源开关120的分合驱动轴121；

下开关架200上设有组间联锁臂213、223，组间联锁臂213对应电源开关210的分合驱动轴211，组间联锁臂223对应电源开关220的分合驱动轴221；

所述组间联锁臂的左端形成有轴向凹陷的端部凹槽，所述分合驱动轴的右端形成有轴向凸出的端部突块；

每个组间联锁臂与对应电源开关的分合驱动轴，以活动配合方式同轴对接，其中的分合驱动轴右端的端部突块以活动配合方式卡入组间联锁臂左端的端部凹槽，使得两者在周向上相互锁定（即：组间联锁臂与分合驱动轴能同步转动）；并且分合驱动轴转动至分闸工位时，分合驱动轴右端的端部突块能从组间联锁臂左端的端部凹槽中向前脱出；并且分合驱动轴转动至合闸工位时，组间联锁臂左端的端部凹槽的槽壁对分合驱动轴右端的端部突块的前移形成干涉,从而能阻止分合驱动轴向前滑动脱离，使得每个开关组中有电源开关处于合闸状态时，该开关组能被锁定在工作位置（不能向前抽出），而当同一开关组中的两个电源开关都处于分闸时，该开关组能随抽屉架向前抽出工作位置，从而可以避免处于合闸状态的电源开关被意外抽出或意外推入工作位置而引发的事故；

图5是分合驱动轴111转动至分闸工位时，组间联锁臂113与分合驱动轴的主视图；图6是分合驱动轴111转动至合闸工位时，组间联锁臂113与分合驱动轴的主视图；图5、图6展示了组间联锁臂113与分合驱动轴111之间的连接方式，其它组间联锁臂与对应电源开关的分合驱动轴之间的连接方式与此类似；

所述四根联锁杆分别为第一联锁杆310、第二联锁杆320、第三联锁杆330、第四联锁杆340；第一联锁杆310的下部开设有长条形的联锁孔311，第二联锁杆320的下部开设有长条形的联锁孔321，第三联锁杆330的下部开设有长条形的联锁孔331，第四联锁杆340的下部开设有长条形的联锁孔341；各个联锁孔的长度（联锁孔的长度是指：联锁孔的上下两端之间的间距）与各个电源开关的分合驱动轴的分合闸行程一致（分合驱动轴的分合闸行程是指：分合驱动轴在分闸工位与合闸工位之间切换所需的转动行程）；

上侧的开关组中，上侧的电源开关110为常用侧开关，下侧的电源开关120为备用侧开关，并且两个电源开关110、120的分合驱动轴111、121的合闸驱动方向相反；

下侧的开关组中，上侧的电源开关210为常用侧开关，下侧的电源开关220为备用侧开关，并且两个电源开关210、220的分合驱动轴211、221的合闸驱动方向相反；

分合驱动轴的合闸驱动方向是指分合驱动轴从分闸工位朝向合闸工位转动时的转动方向；

上侧的开关组中，上侧电源开关的分合驱动轴111为第一驱动轴，下侧电源开关的分合驱动轴121为第二驱动轴；

下侧的开关组中，上侧电源开关的分合驱动轴211为第三驱动轴，下侧电源开关的分合驱动轴221为第四驱动轴；

第一驱动轴111上的组内联锁臂112与第一联锁杆310的上端枢接，第二驱动轴121上的组内联锁臂122以滑动配合方式伸入第一联锁杆310下部的联锁孔311内；

第一驱动轴111处于合闸工位，并且第二驱动轴121处于分闸工位时，第一联锁杆310下部的联锁孔311的下端抵住第二驱动轴121上的组内联锁臂122，使得第二驱动轴121被锁定在分闸工位；

第一驱动轴111处于分闸工位，并且第二驱动轴121处于合闸工位时，第二驱动轴121上的组内联锁臂122抵住第一联锁杆310下部的联锁孔311的下端，使得第一驱动轴111被锁定在分闸工位；

第三驱动轴211上的组内联锁臂212与第二联锁杆320的上端枢接，第四驱动轴221上的组内联锁臂222以滑动配合方式伸入第二联锁杆320下部的联锁孔321内；

第三驱动轴211处于合闸工位，并且第四驱动轴221处于分闸工位时（参见图3），第二联锁杆320下部的联锁孔321的下端抵住第四驱动轴221上的组内联锁臂222，使得第四驱动轴221被锁定在分闸工位；

第三驱动轴211处于分闸工位，并且第四驱动轴221处于合闸工位时（参见图4），第四驱动轴221上的组内联锁臂222抵住第二联锁杆320下部的联锁孔321的下端，使得第三驱动轴211被锁定在分闸工位；

第一驱动轴111对应的组间联锁臂113与第三联锁杆330的上端枢接，第四驱动轴221对应的组间联锁臂223以滑动配合方式伸入第三联锁杆330下部的联锁孔331内；

第一驱动轴111处于合闸工位，并且第四驱动轴221处于分闸工位时，第三联锁杆330下部的联锁孔331的下端抵住第四驱动轴221对应的组间联锁臂223，使得第四驱动轴221被锁定在分闸工位；

第一驱动轴111处于分闸工位，并且第四驱动轴221处于合闸工位时，第四驱动轴221对应的组间联锁臂223抵住第三联锁杆330下部的联锁孔331的下端，使得第一驱动轴111被锁定在分闸工位；

第二驱动轴121对应的组间联锁臂123与第四联锁杆340的上端枢接，第三驱动轴211对应的组间联锁臂213以滑动配合方式伸入第四联锁杆340下部的联锁孔341内；

第二驱动轴121处于合闸工位，并且第三驱动轴211处于分闸工位时，第四联锁杆340下部的联锁孔341的下端抵住第三驱动轴211对应的组间联锁臂213，使得第三驱动轴211被锁定在分闸工位；

第二驱动轴121处于分闸工位，并且第三驱动轴211处于合闸工位时，第三驱动轴211对应的组间联锁臂213抵住第四联锁杆340下部的联锁孔341的下端，使得第二驱动轴121被锁定在分闸工位。

本发明实施例中，在初始状态下，第一驱动轴111、第二驱动轴121、第三驱动轴211、第四驱动轴221均处于分闸工位（参见图2）；此时第二驱动轴上的组内联锁臂122抵住第一联锁杆下部的联锁孔311的上端，第四驱动轴上的组内联锁臂222抵住第二联锁杆下部的联锁孔321的上端，第四驱动轴对应的组间联锁臂223抵住第三联锁杆下部的联锁孔331的上端，第三驱动轴对应的组间联锁臂213抵住第四联锁杆下部的联锁孔341的上端，此时四根联锁杆310、320、330、340都能向上移动，因此第一驱动轴111、第三驱动轴211都能朝向合闸工位转动；第二驱动轴121、第四驱动轴221上的组内联锁臂，及第二驱动轴、第四驱动轴对应的组间联锁臂123、223都能向下移动，因此第二驱动轴121、第四驱动轴221也都能朝向合闸工位转动；

在初始状态下，第三驱动轴211从分闸工位向合闸工位转动时（从图2所示的状态转向图3所示的状态），第三驱动轴带动第二联锁杆320向上移动，同时第三驱动轴对应的组间联锁臂213在第四联锁杆下部的联锁孔341内向下滑动，当第三驱动轴转动至合闸工位时（参见图3），第二联锁杆下部的联锁孔321的下端正好抵住第四驱动轴上的组内联锁臂222，第四联锁杆下部的联锁孔341的下端正好抵住第三驱动轴对应的组间联锁臂213，使得第二驱动轴121、第四驱动轴221都被锁定在分闸工位；因此当第三驱动轴211处于合闸工位时，只有第一驱动轴111能从分闸工位朝向合闸工位转动；

在初始状态下，第四驱动轴221从分闸工位向合闸工位转动时（从图2所示的状态转向图4所示的状态），第四驱动轴上的组内联锁臂222在第二联锁杆下部的联锁孔321内向下滑动，同时第四驱动轴对应的组间联锁臂223在第三联锁杆下部的联锁孔331内向下滑动，当第四驱动轴转动至合闸工位时（参见图4），第二联锁杆下部的联锁孔321的下端正好抵住第四驱动轴上的组内联锁臂222，第三联锁杆下部的联锁孔331的下端正好抵住第四驱动轴对应的组间联锁臂223，使得第一驱动轴111、第三驱动轴211都被锁定在分闸工位；因此当第四驱动轴221处于合闸工位时，只有第二驱动轴121能从分闸工位朝向合闸工位转动；

同理，当第一驱动轴111处于合闸工位时，只有第三驱动轴211能从分闸工位朝向合闸工位转动；当第二驱动轴121处于合闸工位时，只有第四驱动轴221能从分闸工位朝向合闸工位转动；

第一驱动轴111、第三驱动轴211分别控制两个常用侧开关，第二驱动轴121、第四驱动轴221分别控制两个备用侧开关，从而实现常用侧开关与备用侧开关之间的刚性联锁。

本发明实施例在初始状态时（即各个分合驱动轴均处于分闸工位），第二驱动轴上的组内联锁臂抵住第一联锁杆下部的联锁孔的上端，第一驱动轴从分闸工位向合闸工位转动时，会带动第一联锁杆向上移动，当第一驱动轴处于合闸工位时，第一联锁杆下部的联锁孔的下端正好抵住第二驱动轴上的组内联锁臂；

本发明其它实施例中，也可以反过来设置，使得初始状态时第二驱动轴上的组内联锁臂抵住第一联锁杆下部的联锁孔的下端，第一驱动轴从分闸工位向合闸工位转动时，带动第一联锁杆向下移动，当第一驱动轴处于合闸工位时，第一联锁杆下部的联锁孔的上端正好抵住第二驱动轴上的组内联锁臂；这样也能实现常用侧开关与备用侧开关之间的刚性联锁；同理，其它联锁杆及分合驱动轴也可以这样设置。

本发明实施例处于由常用电源通过常用侧开关110向负载供电的状态时，常用侧开关110处于合闸状态，而备用侧开关120、常用侧开关210、备用侧开关220都处于分闸状态；

此时如果需要检修常用侧开关110，则需先将常用侧开关210合闸，从而形成一个由常用电源通过常用侧开关110、210同时向负载供电的并联旁路，以保证对负载的连续供电；然后就可以将常用侧开关110由合闸状态转为分闸状态，此时就可以将上侧开关架的抽屉架拉出进行不带电的检修，此时，下侧开关组可以代替上侧开关组的双电源转换的全部功能。

本发明实施例中，由于电源开关的分合驱动轴能沿轴向滑动至与对应的组间联锁臂相互脱开，因此可以在不必拆卸刚性联锁机构的情况下将待检修的开关组拉出工作位置。