一种组合开关电器联锁装置及其组合开关电器的制作方法

本发明涉及供配电，具体涉及一种组合开关电器联锁装置及其组合开关电器。

背景技术：

1、随着国民经济的不断发展,对于电网线路的电能质量和运行可靠性提出了更加严格的要求,目前的供配电线路中需要频繁用到组合开关电器，现有的组合开关电器主要是由真空断路器、隔离开关、接地开关等操作元件构成,是用于电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等作用。组合开关电器在运行和检修过程中,操作不规范可能引发严重安全事故，对此，为了保障电力网安全运行，确保设备和人身安全，防止误操作，电力行业规定高低压开关设备需满足安全操作的五防联锁要求，即：防止误分、误合断路器；防止带负荷拉、合隔离开关；防止带电误合接地开关；防止带接地线合断路器；防止误入带电间隙。

2、根据上述五防联锁规定，对于组合开关电器的基本要求是:在送电时，只有当隔离/接地开关分合闸完全到位后,断路器才能合闸；以及在断电时，只有当断路器分闸后,才能操作隔离/接地开关。在实际操作中，组合开关电器中的断路器、隔离开关和接线开关之间的联锁配合是采用多连杆结构的挡片方式，使断路器、隔离开关和接线开关在分合闸操作时驱动对应的挡片动作，利用多个挡片分别对应遮挡住操作机构上的断路器操作孔、隔离操作孔和接地操作孔以实现互锁，从而阻挡手柄伸出相应的操作孔去操作断路器或隔离开关或接地开关，从而可以做到断路器合闸时不能误操作隔离开关等其它联锁要求。但这种组合开关电器的联锁方式在实际中仍存在以下问题：1.这种挡片联锁是采用多连杆结构传动方式，其构件和连接支点多，产生惯性力不易平衡，需要经常调整维护，而挡片外露在机构架外容易受破坏，整体传动可靠性差；2.虽然通过挡板联锁方式可以限制手柄对断路器进行手动合闸操作，但不能限制断路器的电动合闸，存在误操作的安全隐患。

技术实现思路

1、因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的组合开关电器采用多连杆方式的挡板对操作孔进行遮挡实现互锁，其构件和连接支点多，整体结构复杂，联锁可靠性差的问题，从而提供一种减少连接支点，整体结构简单，可以满足五防联锁的相关规定，提升使用安全性和可靠性的组合开关电器联锁装置及其组合开关电器。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种组合开关电器联锁装置，包括分别转动设置于机构支架上的断路器轴、隔离开关轴和接地开关轴，所述隔离开关轴与所述断路器轴之间连接有第一联锁结构，所述隔离开关轴与接地开关轴之间连接有第二联锁结构，所述第一联锁结构包括联动设置在所述隔离开关轴上的第一限位盘，和联动设置在所述断路器轴上的第二限位盘，以及可移动设置在所述第一限位盘与第二限位盘之间的第一止动件；

3、所述第二联锁结构包括联动设置在所述隔离开关轴上的第三限位盘，和联动设置在所述接地开关轴上的第四限位盘，以及可移动设置在所述第三限位盘与第四限位盘之间的第二止动件；

4、所述隔离开关轴在分闸位置时，通过第一限位盘驱动第一止动件与第二限位盘形成限位配合以限制断路器轴转动；且在第三限位盘和第四限位盘之间形成可供第二止动件移动的自由空间；

5、所述隔离开关轴在合闸位置时，通过第三限位盘驱动第二止动件与第四限位盘形成限位配合以限制接地开关轴转动；且在第一限位盘和第二限位盘之间形成可供第一止动件移动的自由空间。

6、上述的组合开关电器联锁装置，所述第一联锁结构包括设置在所述隔离开关轴与断路器轴之间用于引导第一止动件做直线往复移动的第一限位组件；

7、所述第二联锁结构包括设置在所述隔离开关轴与接地开关轴之间用于引导第二止动件做直线往复移动的第二限位组件；

8、所述第一止动件的移动方向与所述第二止动件的移动方向相交于所述隔离开关轴并呈夹角设置。

9、上述的组合开关电器联锁装置中，所述第一限位组件包括相平行套设于所述隔离开关轴和断路器轴上的中间限位板和第一限位板，以及沿第一限位板长度方向分别相对延伸设置在所述第一限位板和中间限位板上的一组第一导向孔，并在第一止动件上设有滑动连接在所述第一导向孔中的第一导向轴。

10、上述的组合开关电器联锁装置中，所述第一止动件为圆形滚子并在中间限位板和第一限位板之间设有一个，所述第一限位盘的圆弧凸边上设置有与圆形滚子配合的第一限位槽，所述第二限位盘的圆弧凸边上设置有与滚子结构配合的第二限位槽；所述第一限位盘在隔离开关轴分闸时推动第一止动件卡抵在第二限位槽中以限制断路器轴转动，以及在隔离开关轴合闸时与第一止动件分离并形成可供第一止动件移动的自由空间，以解除对断路器轴转动限制；所述第二限位盘在断路器轴合闸时推动第一止动件卡抵在第一限位槽中以限制隔离开关轴转动，以及在断路器轴分闸时与第一止动件分离并形成可供第一止动件移动的自由空间，以解除对隔离开关轴的转动限制。

11、上述的组合开关电器联锁装置中，所述第二限位组件包括与壳架的内安装板平行设置的所述中间限位板，以及沿第二止动件移动方向可移动设置在所述中间限位板与内安装板之间的第二限位板，并在所述第二限位板两端的圆弧槽中连接有两个第二止动件，还包括对应两个第二止动件相对设置在中间限位板和内安装板上的两组第二导向孔，和分别设置在两个第二止动件上且对应滑动连接于两组第二导向孔中的两组第二导向轴，两个第二止动件分别连接第三限位盘和第四限位盘。

12、上述的组合开关电器联锁装置中，所述第二限位板包括沿其长度方向延伸设置的两个条形滑孔，所述中间限位板和内安装板之间连接有分别穿过两个条形滑孔的两个定位柱，两组第二导向孔与条形滑孔同向延伸设置，所述第一限位板和第二限位板分设于所述中间限位板的两侧。

13、上述的组合开关电器联锁装置中，所述第二限位组件包括相平行套设于所述隔离开关轴和接地开关轴上的中间限位板和第二限位板，以及相对设置在所述第二限位板和中间限位板上的至少一组第二导向孔，所述第二导向孔沿第二限位板的长度方向延伸设定距离，所述第二止动件通过第二导向轴滑动连接在第二导向孔中，并在所述中间限位板和第二限位板之间沿着第二导向孔依次相连设置有多个。

14、上述的组合开关电器联锁装置中，所述第二止动件为圆形滚子，所述第三限位盘的圆弧凸边上设置有与圆形滚子配合的第三限位槽，所述第四限位盘的圆弧凸边上设置有与滚子结构配合的第四限位槽；所述第三限位盘在隔离开关轴合闸时推动第二止动件卡抵在第四限位槽中以限制接地开关轴转动，以及在隔离开关轴分闸时与第二止动件分离并形成可供第二止动件移动的自由空间，以解除对接地开关轴的转动限制；所述第四限位盘在接地开关轴合闸时推动第二止动件卡抵在第三限位槽中以限制隔离开关轴转动，以及在接地开关轴分闸时与第二制动件分离并形成可供第二止动件移动的自由空间，以解除对隔离开关轴的转动限制。

15、上述的组合开关电器联锁装置中，所述机构支架上转动设置有用于触发储能机构释放储能以驱动断路器轴自动合闸的合闸半轴，所述合闸半轴与所述隔离开关轴之间设有在隔离开关轴分闸时限制合闸半轴转动的第三联锁结构。

16、上述的组合开关电器联锁装置中，所述第三联锁结构包括：

17、驱动杆，联动设置在所述隔离开关轴上；

18、锁钩件，通过转轴转动设置在所述机构支架上，其包括延伸位于所述驱动杆转动路径上的触发端，以及相对于触发端向所述合闸半轴所在位置延伸的限位端；

19、复位拉簧，连接在所述机构支架与锁钩件之间，并对所述锁钩件施加带动限位端向远离合闸半轴一侧转动的弹性力；

20、所述驱动杆在隔离开关轴分闸时推动所述触发端，以驱动所述锁钩件带动限位端转动后与合闸半轴形成限位配合；

21、所述驱动杆在隔离开关轴合闸时远离所述触发端，以使锁钩件在弹性力作用下带动限位端转动后与合闸半轴解除限位配合。

22、上述的组合开关电器联锁装置中，所述驱动杆通过固定套固定在所述隔离开关轴上，所述隔离开关轴的端部设置有与所述驱动杆固定相连的隔离分合指示盘，所述内安装板上设置有分别位于第三限位盘和第四限位盘的转动路径上的隔离限位轴和接地限位轴。

23、本发明还提供一种组合开关电器，包括设置于机架的断路器、隔离开关、接地开关，以及上述中任一项所述的组合开关电器联锁装置，所述组合开关电器联锁装置是设置于机架侧面的操作机构中。

24、本发明技术方案相比于现有技术具有如下优点：

25、1.本发明提供的组合开关电器联锁装置中，通过在隔离开关轴与断路器轴之间连接有第一联锁结构，以及在隔离开关轴与接地开关轴之间连接有第二联锁结构，当隔离开关轴处于分闸位置时，会分别带动第一限位盘和第三限位盘转动一定角度，通过第一限位盘驱动第一止动件与第二限位盘形成限位配合，使断路器轴由于第二限位盘被限位而不能合闸转动，以防止断路器在隔离开关分闸时进行误合闸操作，而此时的接地开关轴处于解锁状态可以自由分合闸，确保按照接地开关分闸、隔离开关合闸、最后断路器合闸的操作顺序实现送电；当隔离开关轴处于合闸位置时，通过第三限位盘驱动第二止动件与第四限位盘形成限位配合，使接地开关轴由于第四限位盘被限位阻挡而不能合闸转动，以防止接地开关带电合地刀，而此时的断路器轴处于解锁状态可以自由分合闸，确保按照断路器分闸、隔离开关分闸、最后接地开关合闸的操作顺序实现断电以便于检修维护，采用本技术方案设计的第一联锁结构和第二联锁结构分别实现断路器、隔离开关和接地开关之间的互锁作用，真正地实现机械闭锁，保证组合开关电器按照预设的操作顺序进行，避免误操作带来的危害，从而满足五防联锁的相关规定，提升组合开关电器使用的安全性和可靠性。

26、2.本发明提供的组合开关电器联锁装置中，根据中间限位板和第一限位板相平行套设于隔离开关轴和断路器轴上，通过在第一限位板和中间限位板上相对设有一组第一导向孔，使第一止动件通过第一导向轴滑动连接在第一导向孔中，这种结构设置，通过第一导向孔和第一导向轴的配合实现将第一止动件可移动安装在第一限位板和中间限位板之间，同时对第一止动件起到运动导向作用，以防止该第一止动件在移动过程中发生位置偏移现象，确保第一止动件可靠准确的在第一限位盘和第二限位盘之间传递运动，在隔离开关轴分闸时，使第一止动件在第一限位盘的驱动下可与第二限位盘形成限位配合，这样对断路器轴进行限位锁定；以及在断路器轴合闸时，使第一止动件在第二限位盘的驱动下可与第一限位盘形成限位配合，这样对隔离开关轴进行限位锁定，从而实现隔离开关轴与断路器轴之间的联锁目的。

27、3.本发明提供的组合开关电器联锁装置中，将第二限位板移动设置在中间限位板与内安装板之间，并在第二限位板两端连接两个第二止动件，两个第二止动件通过第二导向轴滑动连接在中间限位板与内安装板相对设置的第二导向孔中，这种结构设置，通过第二导向孔和第二导向轴的配合对第二止动件起到运动导向作用，并利用第二限位板连接在两个第二止动件之间以增加连接距离，使两个第二止动件分别与第三驱动盘与第四驱动盘配合以实现联锁功能，当第三驱动盘驱动其中一个第二止动件移动时，使另一个第二止动件受到推动作用后与第四限位盘形成限位配合，从而对接地开关轴起到限位锁定作用；同样的，当第四驱动盘驱动其中一个第二止动件移动时，使另一个第二止动件受到推动作用后与第三限位盘形成限位配合，从而对隔离开关轴起到限位锁定作用，从而实现隔离开关轴与断路器轴之间的联锁目的。

28、4.本发明提供的组合开关电器联锁装置中，根据第一止动件和第二止动件均采用圆形滚子设计，并对应在第一至第四限位盘上分别设置有圆弧形状的第一至第四限位槽，这种圆形滚子在受到限位盘的圆弧凸边撞击时会滚动位移，有利于降低摩擦阻力，传动效率也高，同时又能通过圆弧形状的限位槽与圆形滚子相抵形成限位配合。

29、5.本发明提供的组合开关电器联锁装置中，通过在隔离开关与合闸半轴之间设有第三联锁结构，驱动杆在隔离开关轴分闸时推动锁钩件的触发端，使锁钩件带动限位端转动后与合闸半轴形成限位配合，从而对合闸半轴起到限位锁定作用，此时的断路器不能通过合闸半轴进行电动合闸操作，只有在隔离开关轴分闸时，由于驱动杆与锁钩件分离，使锁钩件在复位拉簧的作用下带动限位端向远离合闸半轴转动，从而解除锁钩件与合闸半轴之间的限位配合，这时的断路器在完成储能后可以通过合闸半轴实现电动合闸操作。此结构设计的好处，通过第三联锁结构可以在隔离开关分闸时防止断路器电动合闸，同时配合第一联锁结构可以防止断路器手动合闸，从而实现隔离开关与断路器之间的联锁要求，并按照正确操作顺序进行组合开关电器的相关操作，防止误操作而导致不必要风险，使用安全可靠。

30、6.本发明提供的组合开关电器中，通过联锁装置实现了断路器、隔离开关、接地开关的联锁，在进行送电操作时，首先分开接地开关，再合上隔离开关，最后才可以分合断路器，防止在未分接地开关前就合隔离开关，或者未分隔离开关前就合接地开关；另外在进行断电或检修操作时，首先断开断路器，再分开隔离开关，最后才可以分合接地开关，此过程防止隔离开关带负荷开合的作用，从而使组合开关电器满足五防联锁的安全操作规定，安全可靠。