本发明属于大规模电网安全，具体地说，涉及一种高压配电箱的闭合闸防御装置及其闭合闸方法。
背景技术：
1、高压配电箱是电网设施中常见的设备之一，在电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等作用，其内部主要包括高压断路器、高压隔离开关与接地开关、高压负荷开关、高压操作机构、高压防爆配电装置、高压开关柜等几大类。高压配电箱本身是起到保护作用，但在闭合闸时高压配电箱反而是最危险之处，具体原因在于：在合闸之前均需要事先排查清楚线路、设备是否存在故障等，在正常情况下设备、线路等均正常，合闸并没有危险。但排查是人工进行，无法做到百无一失。另外，线路设备老化造成短路、保护装置失效、环境潮湿等潜在问题，仅靠排查无法及时发现。如果出现上述任意一个故障或其他故障，闭合闸一瞬间，高压配电箱内的断路器、隔离开关或接触器等在强大电流冲击下，引起电弧故障，形成强大的爆炸气浪，对周围人员和设备造成严重伤害。
2、为了提高对人员的保护，现有的一部分高压配电箱装配了延时合闸、智能合闸等自动合闸装置，不需要电气工程师手动闭合闸。但并不是所有高压配电箱都配备自动装置，例如受设备成本原因、现有设备更新限制、安全冗余与可靠性保障等方面的原因影响，另外，灵活性与现场判断需求方面是自动合闸装置不如手动合闸。手动合闸的高压配电箱有严格要求的个人合闸要求：必须佩戴绝缘手套、绝缘鞋、绝缘垫以及手持绝缘棒等，合闸时应站在操作面的侧面(高压配电箱前侧方向)，一般建议与操作面保持至少45°角的侧身站位，减少与操作面的正对面积，降低出现眼睛损伤、面部烫伤事故的概率。
3、现有的手动合闸操作规范相当完善，在小电流事故中，只要操作人员按照规范合闸，出现受伤问题的概率并不大。但高压配电箱通常负荷大、电流大，即使完全按照合闸规范操作，一旦出现电气爆炸现象，站于高压配电箱正前方向、前侧方向的人和物均会受到不同程度的伤害。但高压配电箱右侧、左侧和后侧因箱体本身的阻挡，这三个方向的安全系数远高于正前方向、前侧方向。因此，现有的高压配电箱缺少一种可站于箱体侧面闭合闸的防御装置和闭合闸方法，以进一步降低合闸过程中人员受伤的概率。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种高压配电箱的闭合闸防御装置，包括安装于高压配电箱箱门的铰接盒，且箱门的打开角度不小于110°；包括绝缘阻燃的内侧杠杆；内侧杠杆的一端设有内伞形齿轮，且内伞形齿轮的圆心铰接于铰接盒内；所述内侧杠杆的另外一端通过连接件与高压配电箱内的合闸操作柄铰接，包括绝缘阻燃的外侧杠杆；外侧杠杆的一端设有外伞形齿轮，外伞形齿轮的圆心铰接于铰接盒内且外伞形齿轮与内伞形齿轮啮合；所述外侧杠杆的另外一端往高压配电箱箱体的后侧方向延伸，沿纵向上掰动外侧杠杆，通过外伞形齿轮带动内伞形齿轮转动，进而使内侧杠杆带动合闸操作柄往上摆动，或沿纵向下掰动外侧杠杆，通过外伞形齿轮带动内伞形齿轮转动，进而使内侧杠杆带动合闸操作柄往下摆动。
2、本发明中高压配电箱的闭合闸防御装置的有益效果在于：
3、1、内侧杠杆和外侧杠杆代替了现有的绝缘杆，内侧杠杆、外侧杠杆和合闸操作柄已形成铰接关系，铰接方向唯一，解决了远距离手持绝缘杆瞄准合闸操作柄的高难度操作，合闸操作更方便。
4、2、虽然内侧杠杆的动力臂小于阻力臂，但外侧杠杆的动力臂大于阻力臂，外侧杠杆的动力臂更长，并由铰接盒作为支撑点，合闸时只需要往上推动或往下推动外侧杠杆的末端即可，相比采用绝缘杆直接撬动合闸操作柄，更省力。
5、3、不受高压配电箱结构限制，只需要将铰接盒安装在箱门上即可，可适用于现有设备，不需要更换现有设备，提高合闸安全系数的同时不增加更新设备的成本。
6、4、整个闭合闸防御装置无电气零件，仅采用机械传动结构，不受到配电箱电磁场影响，相比远程合闸、智能合闸等合闸电动合闸系统，故障率更低、可靠性更高。
7、优选地，所述连接件包括与合闸操作柄适配的插套以及连接于插套后侧的铰接座，插套通过螺栓与合闸操作柄可拆分连接；所述内侧杠杆的另外一端通过插销与铰接座铰接且内侧杠杆可相对于铰接座上下摆动。另外，内侧杠杆与铰接座之间通过伸缩杆铰接，所述伸缩杆的一端与铰接座铰接，以及伸缩杆的另外一端伸入内侧杠杆的末端的伸缩孔中，进而使伸缩杆与内侧杠杆形成可伸缩的结构。插套套在合闸操作柄的外部，再用插套的螺丝或顶丝将合闸操作柄和插套固定，铰接座与伸缩杆形成铰接关系，在伸缩杆撬动合闸操作柄摆动的过程中，伸缩杆和铰接座自动调整内侧杠杆与插套之间的运动关系，使内侧杠杆的摆动方向唯一。
8、优选地，所述铰接盒可拆分安装于所述箱门的电流表安装方孔或电压表安装方孔，且铰接盒的内腔分别贯穿于铰接盒的内侧壁和外侧壁；所述铰接盒的内部设有两个铰接轴，所述内伞形齿轮的圆心和外伞形齿轮的圆心分别与两个铰接轴一一对应铰接连接；所述内侧杠杆和外侧杠杆分别从铰接盒的内侧和外侧伸出，且铰接盒的内侧与内侧杠杆之间以及铰接盒的外侧与外侧杠杆之间分别套设绝缘阻燃密封胶套。铰接盒的尺寸与现有的安装方孔适配，铰接盒采用可拆分连接，闭合闸防御装置可适用于绝大部分的高压配电箱，合闸完成后拆下铰接盒和插套便可将闭合闸防御装置卸下，拆装操作简单。
9、优选地，所述外伞形齿轮的齿顶圆与内伞形齿轮的齿顶圆之间的最小距离为2-6mm。外伞形齿轮与内伞形齿轮无法直接啮合，两者之间通过下齿牙套或上齿牙套形成单向啮合关系，单向啮合的目的是避免内侧杠杆和外侧杠杆的传动关系阻碍跳闸而扩大电气事故。
10、大部分合闸是往上推动合闸操作柄，针对这类上合闸情况，外伞形齿轮的每个轮齿均通过下齿牙套与外伞形齿轮的轮齿正向啮合。所有下齿牙套的结构相同，每个下齿牙套均沿着齿宽方向覆盖于对应轮齿的下半齿面，且每个下齿牙套的上边往齿高方向延伸以形成与内伞形齿轮的轮齿正向啮合的齿顶；每个下齿牙套的齿顶均设有圆角；每个下齿牙套与对应的下半齿面之间可拆分连接，且每个下齿牙套的齿顶均可往反向啮合方向弹性弯曲。
11、另外，少部分合闸是往下推动合闸操作柄，针对这类下合闸情况，外伞形齿轮的每个轮齿均通过上齿牙套与外伞形齿轮的轮齿反向啮合。优选地，所有上齿牙套的结构相同，每个上齿牙套均沿着齿宽方向覆盖于对应轮齿的上半齿面，且每个上齿牙套的上边往齿高方向延伸以形成与内伞形齿轮的轮齿反向啮合的齿顶；每个上齿牙套的齿顶均设有圆角；每个上齿牙套与对应的上半齿面之间可拆分连接，且每个上齿牙套的齿顶均可往正向啮合方向弹性弯曲。
12、本发明还提供了一种高压配电箱的闭合闸方法，基于上述的一种高压配电箱的闭合闸防御装置，步骤如下：
13、s1、打开高压配电箱的箱门，打开角度不小于110°，箱门与箱体之间增加支撑杆或者在箱门后方增加固定物体以阻碍箱门往后摆动，在将铰接盒安装于箱门预留的电流表安装方孔或电压表安装方孔；
14、s2、连接件的插套通过螺栓连接于合闸操作柄；
15、s3、合闸人员站在箱体的后侧方，且手握外侧杠杆的末端或通过延长杆连接在外侧杠杆的末端；
16、s4、如果合闸方向朝上，则在外伞形齿轮的轮齿上安装下齿牙套，下齿牙套安装完成后合闸人员往上推动外侧杠杆，外伞形齿轮正向转动，外伞形齿轮的下齿牙套与内伞形齿轮啮合，内伞形齿轮正向转动以使外侧杠杆的伸缩杆适应性伸出并撬动合闸操作柄朝上摆动合闸；
17、s401、如果合闸时不发生跳闸，则合闸成功；如果合闸时跳闸，合闸操作柄通过内侧杠杆带动内伞形齿轮反向转动，内伞形齿轮挤压下齿牙套的齿顶，下齿牙套的齿顶反向弯曲，进而使内伞形齿轮与外伞形齿轮反向分离，外伞形齿轮不随内伞形齿轮的转动而相应转动，合闸失败；
18、s5、如果合闸方向朝下，则在外伞形齿轮的轮齿上安装上齿牙套，上齿牙套安装完成后合闸人员往下推动外侧杠杆，外伞形齿轮反向转动，外伞形齿轮的上齿牙套与内伞形齿轮啮合，内伞形齿轮反向转动以使外侧杠杆的伸缩杆适应性伸出并撬动合闸操作柄朝下摆动合闸；
19、s501、如果合闸时不发生跳闸，则合闸成功；如果合闸时跳闸，合闸操作柄通过内侧杠杆带动内伞形齿轮正向转动，内伞形齿轮挤压上齿牙套的齿顶，上齿牙套的齿顶正向弯曲，进而使内伞形齿轮与外伞形齿轮正向分离，外伞形齿轮不随内伞形齿轮的转动而相应转动，合闸失败。
20、本发明中高压配电箱的闭合闸方法的具备以下优点：
21、1、合闸人员的站位与爆炸气浪的冲击方向错开，弥补现有手动合闸方法无法避免电气爆炸对合闸人员的伤亡缺陷。
22、2、合闸时，操作人员站在箱体的侧方或侧后方，如果出现电气事故，利用箱体作为掩体，将电气爆炸产生的冲击力向箱体的正前方或侧前方引导，从而大大降低人员伤亡概率，提升合闸操作的安全等级。
23、3、整个合闸方法与闭合闸防御装置密切相关，每个步骤均存在前后衔接关系，即使出现步骤先后错误，但不影响防护效果，容错率高。