开关柜门与断路器及隔离开关的闭锁结构的制作方法

1.本实用新型属于电源开关柜的技术领域，具体涉及一种开关柜门与断路器及隔离开关的闭锁结构。


背景技术：

2.高压开关柜前设有前门及后门，在柜体中安装有断路器、隔离开关。由于断路器具有灭弧功能而隔离开关不具有灭弧功能，因此按照操作规程，送电时必须先将隔离开关合闸再将断路器合闸，而断电时必须先将断路器分闸再将隔离开关分闸。
3.为了确保操作人员和设备安全，在断路器和隔离开关均处于合闸状态时，严禁打开前门、后门。为了实现上述功能，人们设计了各种闭锁结构，包括机械式和电子式的。但现有开关柜的上述闭锁控制结构不但结构复杂，而且连锁关系可靠性差，存在误操作的可能，隐藏着安全隐患。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是在克服上述缺点而提供一种开关柜门与断路器及隔离开关的闭锁结构，它在断路器和隔离开关均合闸后，不能打开前门、后门。
5.为实现上述目的，本实用新型的一种开关柜门与断路器及隔离开关的闭锁结构包括柜体，柜体设有前门及后门，在柜体中安装有断路器、隔离开关；所述断路器设有断路器操作轴，断路器操作轴的轴向为横向；当断路器操作轴转动到合闸位置时，断路器实现合闸；当断路器操作轴转动到分闸位置时，断路器实现分闸；
6.隔离开关设有静触头和动触头，动触头能摆动地安装在柜体中，动触头的摆动轨迹包括有以下两个功能位置：在第一个功能位置隔离开关的动触头接触静触头，隔离开关合闸；在第二个功能位置隔离开关的动触头脱离静触头，隔离开关分闸；
7.隔离开关设有隔离开关操作轴，隔离开关操作轴的延伸方向为纵向；
8.隔离开关操作轴同轴固定连接有第一伞形齿轮，第一伞形齿轮啮接有第二伞形齿轮，第二伞形齿轮的轴向为横向，第二伞形齿轮同轴固定连接有第一传动摆臂；第一传动摆臂驱动连接隔离开关的动触头；
9.当隔离开关的动触头处于第一个功能位置时，隔离开关操作轴所处的转动位置称为合闸位置；当隔离开关的动触头处于第二个功能位置时，隔离开关操作轴所处的转动位置称为分离位置；
10.所述前门、后门分别设有能竖向移动的锁板和能转动的手柄，手柄和锁板之间设有传动机构，手柄的摆动通过传动机构带动锁板竖向移动；锁板开设有锁孔，柜体固定设有与锁孔配合的锁钉，锁钉的轴向为纵向，锁钉包括有圆形钉帽和圆形钉杆，圆形钉帽的直径大于圆形钉杆的直径；每个锁孔包括上下两部分，其中一部分呈圆缺形而称为锁孔圆缺形部，另一部分呈矩形而称为锁孔矩形部，锁孔圆缺形部的直径大于锁钉的钉帽直径，锁孔矩形部的横向宽度大于锁钉的钉杆直径而小于锁钉的钉帽直径；
11.锁板在竖向移动轨迹中形成有两个功能位置，即锁定位置和解锁位置；当前门、后门处于关闭位置且锁板的竖向位置处于锁定位置时，锁钉的钉杆位于锁孔矩形部，锁钉的钉帽限制锁板纵向移动而将而将前门、后门锁定；
12.当前门、后门处于关闭位置且锁板的竖向位置处于解锁位置时，锁钉的钉杆位于锁孔圆缺形部，锁钉的钉帽不能限制锁板纵向移动而使前门、后门能够打开；
13.其特征在于，断路器操作轴同轴固定连接有压块，压块后部的下方能竖向滑动地安装有竖向压杆，竖向压杆的上端安装有滚轮，滚轮抵靠着压块后部的下表面；柜体中还设有对竖向压杆施加向上推力的第一复位弹簧；
14.隔离开关操作轴同轴固定连接有摆块，柜体中还设有能摆动的曲尺形连杆、能纵向滑动的纵向滑动件，曲尺形连杆的摆轴位于其中部位置，曲尺形连杆的摆轴为横向；摆块的摆动端和曲尺形连杆的第一端之间还连接有钢丝绳，曲尺形连杆的第二端开设有长孔，纵向滑动件的后端设有传动销钉，传动销钉套入长孔；
15.在柜体中还能纵向滑动地安装有前纵向插杆、后纵向插杆；前纵向插杆的横向位置与前门锁板的锁孔的横向位置平齐，后纵向插杆的横向位置与后门锁板的锁孔的横向位置平齐；
16.当前门的锁板处于锁定位置时，前门锁板的锁孔圆缺形部的竖向位置对准前纵向插杆的前端；当后门的锁销处于锁定位置时，后门锁板的锁孔圆缺形部的竖向位置对准后纵向插杆的后端；
17.前纵向插杆固定连接有前纵向齿条，后纵向插杆固定连接有后纵向齿条；柜体中还安装有齿轮，前纵向齿条啮接于齿轮的上侧，后纵向齿条啮接于齿轮的下侧；
18.齿轮同轴固定连接有第二传动摆臂；第二传动摆臂的摆动端位于齿轮的前侧；柜体中还设有对第二传动摆臂的摆动端施加向上拉力的第二复位弹簧；
19.还设有传动摆杆，传动摆杆的下端与所述第二传动摆臂的摆动端利用铰接轴形成铰接，该铰接轴的轴向为横向，在柜体中还设有对传动摆杆上端施加向后拉力的第三复位弹簧，第三复位弹簧的弹力使传动摆杆的上端保持贴靠着纵向滑动件的前端；
20.当所述隔离开关操作轴转动到合闸位置时，摆块通过钢丝绳将曲尺形连杆的第一端拉到其摆动轨迹的最高点，曲尺形连杆第二端将纵向滑动件推到其纵向移动轨迹的最前端，纵向滑动件将传动摆杆上端推到其摆动轨迹的最前端，传动摆杆处于竖直状态，且传动摆杆上端刚好位于第一竖向压杆下端的正下方；
21.当前门和后门处于关闭位置、前门和后门的锁板处于锁定位置、传动摆杆上端位于竖向压杆下端的正下方且断路器操作轴转动到合闸位置时，压块通过滚轮克服第一复位弹簧的弹力将竖向压杆推到其竖向移动轨迹的最低点，竖向压杆通过传动摆杆将第二传动摆臂的摆动端压到其摆动轨迹的最低点，第二传动摆臂通过齿轮将第一齿条和前纵向插杆推到其纵向移动轨迹的最前端，前纵向插杆前端插入前门的锁板的锁孔圆缺形部，同时第二传动摆臂通过齿轮将第二齿条和后纵向插杆推到其纵向移动轨迹的最后端，后纵向插杆的后端插入后门的锁板的锁孔圆缺形部。
22.较好的是，第一传动摆臂与所述隔离开关的动触头之间连接有连杆，第一传动摆臂、连杆、隔离开关的动触头形成双摇杆机构。
23.传动摆杆的上端面形成有供第一竖向压杆下端嵌入的凹部。
24.本实用新型具有以下优点和效果：
25.一、断路器和隔离开关均合闸后，前纵向插杆前端插入前门的锁板的锁孔圆缺形部，后纵向插杆后端插入后门的锁板的锁孔圆缺形部，于是将前门的锁板限定在锁定位置而不能竖向移动，将后门的锁板限定在锁定位置而不能竖向移动，柜体的锁钉固定位于锁板的锁孔矩形部，由于锁孔矩形部的横向宽度小于锁钉的钉帽直径，锁钉的钉帽限制前门、后门的锁板纵向移动而将而将前门、后门锁定，因此前门、后门均不能打开，杜绝在柜内带电的情况下打开前门、后门。
26.二、只有断路器分闸的情况下，才能打开前门、后门。
27.另外，本实用新型的上述闭锁关系可靠。
附图说明
28.图1是本实用新型具体实施例在断路器合闸且隔离开关合闸时的横向投影结构示意图。
29.图2是图1 所示结构的局部放大示意图。
30.图3是图1所示状态的传动杠杆及其相关部件的纵向投影结构示意图。
31.图4是图1 所示结构的另一局部放大示意图。
32.图5是图4所示结构的局部放大示意图。
33.图6是图4所示结构的另一局部放大示意图。
34.图7是图1所示状态中的后门控制结构示意图。
35.图8是图1所示状态中的前门控制结构示意图。
36.图9是图8所示结构的局部放大示意图。
37.图10是图7所示结构的局部放大示意图。
38.图11是断路器合闸且隔离开关合闸时前（后）纵向插杆与前（后）门锁板的纵向投影位置配合关系示意图。
39.图12是锁板锁孔的形状示意图。
40.图13是本实用新型具体实施例在断路器分闸且隔离开关分闸时的横向投影结构示意图。
41.图14是图13所示结构的局部放大示意图。
42.图15是图13所示状态的曲尺形连杆及其相关部件的纵向投影结构示意图。
43.图16是图13所示状态的另一局部放大示意图。
44.图17是图13所示状态中的后门控制结构示意图。
45.图18是图13所示状态中的前门控制结构示意图。
46.图19是图18所示结构的局部放大示意图。
47.图20是图17所示结构的局部放大示意图。
48.图21是后门锁板向下移动到解锁位置时的状态示意图。
49.图22是前门锁板向下移动到解锁位置时的状态示意图。
50.图23是前（后）门锁板向下移动到解锁位置时与锁钉、前（后）纵向插杆的纵向投影位置配合关系示意图。
具体实施方式
51.图1、图2所示的一种开关柜门与断路器及隔离开关的闭锁结构包括柜体8，柜体8设有前门81及后门82，在柜体8中安装有断路器、隔离开关；所述断路器设有断路器操作轴1，断路器操作轴1的轴向为横向；当断路器操作轴1转动到合闸位置时，断路器实现合闸；当断路器操作轴1转动到分闸位置时，断路器实现分闸；隔离开关设有静触头91和动触头92，动触头92能摆动地安装在柜体中，动触头92的摆动轨迹包括有以下两个功能位置：在第一个功能位置隔离开关的动触头92接触静触头91，隔离开关合闸；在第二个功能位置隔离开关的动触头92脱离静触头91，隔离开关分闸；隔离开关设有隔离开关操作轴9，隔离开关操作轴9的延伸方向为纵向；隔离开关操作轴9同轴固定连接有第一伞形齿轮11，第一伞形齿轮1啮接有第二伞形齿轮21，第二伞形齿轮21的轴向为横向，第二伞形齿轮21同轴固定连接有第一传动摆臂12；第一传动摆臂12驱动连接隔离开关的动触头92；第一传动摆臂12与所述隔离开关的动触头92之间连接有连杆93，第一传动摆臂12、连杆93、隔离开关的动触头92形成双摇杆机构。这样，当隔离开关操作轴9转动，带动第一伞形齿轮11、第二伞形齿轮21、第一传动摆臂12转动，第一传动摆臂12通过连杆93推动动触头92摆动；当隔离开关的动触头92处于第一个功能位置时，隔离开关操作轴9所处的转动位置称为合闸位置；当隔离开关的动触头92处于第二个功能位置时，隔离开关操作轴9所处的转动位置称为分离位置；
52.图1、图7、图8、图9、图10、图11所示,所述前门81、后门82分别设有能竖向移动的锁板84和能转动的手柄80，手柄80和锁板84之间设有传动机构86，手柄80的摆动通过传动机构86带动锁板84竖向移动；
53.图9、图10、图11、图12所示,锁板84开设有锁孔85，柜体8固定设有与锁孔85配合的锁钉83，锁钉83的轴向为纵向，锁钉83包括有圆形钉帽832和圆形钉杆831，圆形钉帽832的直径大于圆形钉杆831的直径；每个锁孔85包括上下两部分.其中上部分呈圆缺形而称为锁孔圆缺形部852，下部分呈矩形而称为锁孔矩形部851，锁孔圆缺形部852的直径大于锁钉的钉帽832直径，锁孔矩形部851的横向宽度大于锁钉的钉杆831直径而小于锁钉的钉帽832直径；
54.锁板84在竖向移动轨迹中形成有两个功能位置，即锁定位置和解锁位置；当前门、后门处于关闭位置且锁板94的竖向位置处于锁定位置时，锁钉的钉杆831位于锁孔矩形部851，锁钉的钉帽832限制锁板84纵向移动而将而将前门81、后门82锁定，如图9、图10、图11所示；
55.当前门81、后门82处于关闭位置且锁板84的竖向位置处于解锁位置时，锁钉的钉杆831位于锁孔圆缺形部852，由于锁孔圆缺形部852的直径大于锁钉的钉帽 831的直径,因而锁钉的钉帽831不能限制锁板84纵向移动而使前门81、后门82能够打开，如图21、图22、图23所示；
56.图1、图4所示，断路器操作轴1同轴固定连接有压块13，压块13随同断路器操作轴1同步转动，压块13后部的下方能竖向滑动地安装有竖向压杆14，竖向压杆14的上端安装有滚轮15，滚轮15抵靠着压块13后部的下表面；柜体8中还设有对竖向压杆14施加向上推力的第一复位弹簧61；
57.图1、图2、图3所示，隔离开关操作轴9同轴固定连接有摆块23，摆块23随同隔离开关操作轴9同步转动,柜体中还设有能摆动的曲尺形连杆5、能纵向滑动的纵向滑动件6，曲
尺形连杆5的摆轴50位于其中部位置，曲尺形连杆的摆轴50为横向；摆块23的摆动端和曲尺形连杆5的第一端之间还连接有钢丝绳4，曲尺形连杆的第二端开设有长孔27，纵向滑动件的后端设有传动销钉6，传动销钉26套入曲尺形连杆第二端的长孔27；
58.图1、图4、图6所示，在柜体8中还能纵向滑动地安装有前纵向插杆18、后纵向插杆28；前纵向插杆18的横向位置与前门的锁板84的锁孔85的横向位置平齐，后纵向插杆28的横向位置与后门的锁板的锁孔85的横向位置平齐；
59.当前门81的锁板84处于锁定位置时，前门锁板的锁孔圆缺形部852的竖向位置对准前纵向插杆18的前端；当后门82的锁销84处于锁定位置时，后门锁板的锁孔圆缺形部85的竖向位置对准后纵向插杆28的后端，如图9、图10、图11所示；
60.图1、图4、图6所示，前纵向插杆18固定连接有前纵向齿条19，后纵向插杆28固定连接有后纵向齿条29；柜体8中还安装有齿轮39，前纵向齿条19啮接于齿轮39的上侧，后纵向齿条29啮接于齿轮39的下侧；
61.图1、图4、图6所示，齿轮39同轴固定连接有第二传动摆臂22，两者绕齿轮39中心轴线同步运动；第二传动摆臂22的摆动端位于齿轮39的前侧；柜体中还设有对第二传动摆臂22的摆动端施加向上拉力的第二复位弹簧62，如图4、图5所示；
62.图1、图4、图5、图12所示，还设有传动摆杆7，传动摆杆7的下端与所述第二传动摆臂22的摆动端利用铰接轴70形成铰接，该铰接轴70的轴向为横向，在柜体中还设有对传动摆杆7上端施加向后拉力的第三复位弹簧63，第三复位弹簧63的弹力使传动摆杆7的上端保持贴靠着纵向滑动件6的前端；传动摆杆7的上端面形成有供第一竖向压杆14下端嵌入的凹部71。
63.上述构件形成以下配合关系：
64.当所述隔离开关操作轴9转动到合闸位置时，摆块23通过钢丝绳4将曲尺形连杆5的第一端拉到其摆动轨迹的最高点，曲尺形连杆5的第二端将纵向滑动件6推到其纵向移动轨迹的最前端，纵向滑动件6将传动摆杆7上端推到其摆动轨迹的最前端，使传动摆杆7处于竖直状态，且传动摆杆7上端刚好位于第一竖向压杆14下端的正下方，如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示；
65.当前门81和后门82处于关闭位置、前门和后门的锁板84处于锁定位置、传动摆杆7上端位于竖向压杆14下端的正下方且断路器操作轴1转动到合闸位置时，压块13通过滚轮15克服第一复位弹簧61的弹力将竖向压杆14推到其竖向移动轨迹的最低点，竖向压杆14通过传动摆杆7将第二传动摆臂22的摆动端压到其摆动轨迹的最低点，第二传动摆臂22通过齿轮39将第一齿条19和前纵向插杆18推到其纵向移动轨迹的最前端，前纵向插杆18前端插入前门的锁板84的锁孔圆缺形部852，同时第二传动摆臂22通过齿轮39将第二齿条29和后纵向插杆28推到其纵向移动轨迹的最后端，后纵向插杆28的后端插入后门的锁板的锁孔圆缺形部852，如图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11所示。
66.上述实施例的闭锁原理如下：
67.（1）、在准备送电时，前门81和后门82处于关闭位置，前门81和后门82各自的锁板84处于锁定位置；
68.（2）、在正常送电时，先将隔离开关合闸，隔离开关操作轴9转动到合闸位置，使传动摆杆7上端的凹部71刚好位于第一竖向压杆14下端的正下方；接着再将断路器合闸，断路
器操作轴1转动到合闸位置，竖向压杆14下端嵌入传动摆杆7上端的凹部71之后继续将传动摆杆7向下推动，于是前纵向插杆18前端插入前门的锁板84的锁孔圆缺形部852，后纵向插杆28的后端插入后门的锁板的锁孔圆缺形部852，因此将前门的锁板84限定在锁定位置而不能竖向移动，并将后门的锁板84限定在锁定位置而不能竖向移动，锁板84的锁孔矩形部851固定套在柜体的锁钉831外面，由于锁孔矩形部851的横向宽度小于锁钉的钉帽832直径，锁钉的钉帽832限制前门、后门的锁板84纵向移动而将而将前门、后门锁定，因此前门81、后门82均不能打开，杜绝在柜内带电的情况下打开前门81、后门82，如图1至图11所示；
69.（3）、当需要断电时，先将断路器分闸，断路器操作轴1转动到分闸位置，压块13与滚轮15接触的部位上移，于是第一复位弹簧61的弹力将竖向压杆14推到其竖向移动轨迹的最高点，竖向压杆14下端脱离传动摆杆7上端的凹部71，并且两者产生竖向距离；接着，将隔离开关操作轴9转动到分闸位置，摆块23的摆动端下移，使钢丝绳4失去张力，即失去对曲尺形连杆5第一端的有效拉力，于是在第三复位弹簧63的弹力作用下，传动摆杆7上端向后摆动，推动纵向滑动件6移动纵向移动轨迹的最后端，纵向滑动件6推动曲尺形连杆5的第二端向后摆动，曲尺形连杆5的第一端向下摆动；另一方面，在第二复位弹簧62的弹力作用下，第二传动摆臂22的摆动端移动到其摆动轨迹的最高点，第二传动摆臂22通过齿轮39将第一齿条19和前纵向插杆18推到其纵向移动轨迹的最后端，前纵向插杆18前端脱离前门的锁板84的锁孔圆缺形部852，同时第二传动摆臂22通过齿轮39将第二齿条29和后纵向插杆28推到其纵向移动轨迹的最前端，后纵向插杆28的后端脱离后门的锁板的锁孔圆缺形部852，如图12、图13、图14、图15、图16、图17、图18所示；
70.（4）、此后，只要转动手柄80，使前门的锁板84、后门的锁板84向下移动到解锁位置，使前门的锁板84的锁孔圆缺形部852、后门的锁板84的锁孔圆缺形部852分别对准柜体的锁钉83，由于锁孔圆缺形部852的直径大于锁钉的钉帽832直径，因而锁板84能够纵向移动，即前门81、后门82可以沿打开。