手车式直流断路器以及直流开关柜的制作方法

1.本公开涉及一种手车式直流断路器，以及包括手车式直流断路器的直流开关柜。


背景技术：

2.手车式直流断路器通常设置于开关柜中，是将直流断路器安装于手车上，通过手车带动直流断路器在工作位置、试验位置、检修位置之间移动，以便直流断路器的检修、更换或者试验其动作是否正常。
3.手车式直流断路器的换流回路中通常会使用大容量的电容器，在试验直流断路器的动作是否正常或者维护检修该直流断路器时，直流断路器的手车需要从工作位置移动至试验位置或者检修位置，此时的电容器可能存在大量的残余电量，这无疑会对操作人员造成伤害。
4.因此，本领域技术人员致力于开发一种包括放电装置的手车式直流断路器，能够在直流断路器的手车移至试验位置或者检修位置之前，释放出电容器中的残余电量，确保操作人员的人身安全。


技术实现要素：

5.本公开提供了一种手车式直流断路器，以解决现有技术中的上述技术问题。
6.本公开提供了一种手车式直流断路器，位于开关柜中，所述手车式直流断路器包括：手车，可沿第一方向在所述开关柜内的工作位置与试验位置之间移动；电容，设置于所述手车上，所述电容包括：两个电极触点；以及一对放电连接排，分别连接于所述电容的两个电极触点；以及放电机构，包括铜排安装板，其上设置有沿所述第一方向延伸的一对放电铜排，其中，当所述手车位于所述工作位置或所述试验位置时，所述一对放电连接排与所述一对放电铜排分离；当所述手车从所述工作位置向所述试验位置移动的过程中，所述一对放电连接排能够抵接所述一对放电铜排，并沿所述第一方向在所述一对放电铜排上滑动，以使所述电容持续放电。
7.在一个或多个实施例中，所述手车式直流断路器还包括驱动机构，驱动所述放电机构，使所述铜排安装板能够与所述手车联动地在第一位置与第二位置之间移动，其中，当所述手车位于所述工作位置时，所述铜排安装板位于所述第一位置；当所述手车位于所述试验位置时，所述放电机构位于所述第二位置。
8.在一个或多个实施例中，所述放电机构还包括支架，固定于所述开关柜的底部，其中所述铜排安装板包括沿所述第一方向设置的第一端部和第二端部，所述第二端部枢接于所述支架，使得所述第一端部在所述第二位置相对于所述第一位置在第二方向上更远离所述放电连接排，所述第二方向垂直于所述开关柜的底部。
9.在一个或多个实施例中，所述驱动机构包括：驱动板，固定于所述手车的侧壁上；以及驱动连杆组件，其一端经由一旋转轴枢接于所述开关柜的侧壁，另一端枢接于所述铜排安装板的第一端部，所述驱动连杆组件包括凸柱，设置于所述驱动连杆组件的第一连杆
上，其中，所述手车在所述工作位置时，所述驱动板抵接于所述凸柱；所述手车在所述试验位置时，所述驱动板分离于所述凸柱；所述手车在所述工作位置与所述试验位置之间移动的过程中，所述凸柱抵接于所述驱动板并相对于所述驱动板位移，使所述铜排安装板在所述第二位置与所述第一位置之间移动，直到驱动板分离于所述凸柱时，所述铜排安装板保持在所述第一位置。
10.在一个或多个实施例中，所述驱动板包括外周壁以及导槽，所述导槽的延伸方向平行于所述第一方向，其中，所述手车在所述工作位置与所述试验位置之间移动的过程中，首先所述凸柱抵接所述导槽的导槽壁并沿所述导槽的延伸方向移动，使所述铜排安装板保持在所述第二位置，随后所述凸柱抵接所述外周壁，使所述铜排安装板从所述第二位置移动至所述第一位置，然后所述凸柱分离于所述驱动板，使所述铜排安装板保持在所述第一位置。
11.在一个或多个实施例中，所述驱动连杆组件包括：所述第一连杆，其一端经由所述旋转轴枢接于所述开关柜的侧壁；第二连杆，所述第二连杆的一端枢接于所述第一连杆的另一端，所述第二连杆的另一端枢接于所述铜排安装板的第一端部；以及扭簧，设置于开关柜的侧壁与所述第一连杆之间，以在所述第一连杆围绕所述旋转轴旋转时发生变形。
12.在一个或多个实施例中，所述铜排安装板在所述第一位置时，所述凸柱与所述旋转轴之间的连线垂直于所述第一方向。
13.在一个或多个实施例中，所述放电机构还包括放电电阻，电连接于一对所述放电铜排。
14.在一个或多个实施例中，所述支架和所述铜排安装板位于所述手车与所述开关柜的底壁之间，且在所述铜排安装板相对于所述支架旋转的过程中不妨碍所述手车的运动。
15.在一个或多个实施例中，所述铜排安装板相对于所述支架的旋转轴线平行于所述旋转轴。
16.本公开提供一种手车式直流断路器，通过设置放电机构，使放电机构上的放电铜排能够在手车从工作位置移向试验位置的特定距离中一直抵接电连接排，保持放电回路导通，使电容持续放电并释放出其中的全部残余电量，由此可在手车移动到试验位置或者检修位置并对直流断路器进行验证或维护检修时，有效地避免电容中因存在残余电量而对操作人员造成伤害，即可有效地确保操作人员的人身安全。
17.本公开还提供了一种直流开关柜，所述直流开关柜包含前述的手车式直流断路器。
附图说明
18.为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。
19.图1示出了本公开一实施例的手车式直流断路器中手车、电容和驱动板的安装示意图；
20.图2示出了本公开一实施例的手车式直流断路器中驱动连杆组件和放电机构的安装示意图；
21.图3示出了本公开一实施例的手车式直流断路器的局部示意图，其中手车位于试
验位置；
22.图4示出了本公开一实施例的手车式直流断路器的局部示意图，其中手车位于第二放电位置；
23.图5示出了本公开一实施例的手车式直流断路器的局部示意图，其中手车位于第一放电位置；
24.图6示出了本公开一实施例的手车式直流断路器的局部示意图，其中铜排安装板位于最大倾斜位置；
25.图7示出了本公开一实施例的手车式直流断路器的局部示意图，其中手车位于工作位置。
具体实施方式
26.以下通过特定的具体实施例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本公开的其他优点及功效。
27.须知，本说明书所附附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供本领域技术人员的了解与阅读，并非用以限定本公开可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本公开所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本公开所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如「上」、「下」、「左」、「右」及「一」等的用语，也仅为便于叙述的明了，而非用以限定本公开可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本公开可实施的范畴。
28.为了更清楚地理解本公开，以下结合附图具体说明本公开的各实施例。
29.本公开提供一种手车式直流断路器，能够在直流断路器的手车从工作位置移动至试验位置之前，使电容释放出其中的残余电量，从而保护操作人员的人身安全，如图1-图2所示，其中图1示出了本公开一实施例中手车式直流断路器中手车、电容和驱动板的安装示意图；图2示出了本公开一实施例的手车式直流断路器中驱动连杆组件和放电机构的安装示意图。
30.请参见图1和图2，手车式直流断路器包括手车1、电容2、驱动机构3和放电机构4。如图1所示，手车1可沿第一方向d1在直流开关柜5(下文中统称为开关柜)内的工作位置、试验位置以及开关柜5外的检修位置之间移动。电容2位于手车1上并包括两个电极触点21和一对放电连接排22。放电连接排22分别连接于电容2的两个电极触点21，用于导出电容2中的残余电量。
31.请参见图2，放电机构4用于电连接放电连接排22，以使电容22放电。放电机构4安装于开关柜5上，且配置成能够随着手车1的运动在不同位置之间动作，以在手车1移动于开关柜5内的特定位置时，使放电机构4能够和电容2、放电连接排22构成导通的放电回路，使电容2放电，并在手车1移动于开关柜5内其他位置或移出开关柜5时，断开上述放电回路(容后述)。
32.在一实施例中，放电机构4包括支架41、铜排安装板42、放电铜排43以及放电电阻44。支架41固定于开关柜5的底部51。铜排安装板42在第一方向d1上具有第一端部和第二端部，该第二端部枢接于支架41，以使铜排安装板41能够围绕旋转轴线x1转动。铜排安装板42
上安装有沿第一方向d1延伸的放电铜排43，放电铜排43经由软线l电连接于放电电阻44。当放电铜排43接触图1所示的放电连接排22，且两者沿着第一方向d1相对滑动时，电容2、放电连接排22、放电铜排43以及放电电阻44构成的放电回路导通，使电容2可以持续放电。
33.请继续参见图1和图2，驱动机构3包括驱动板31和驱动连杆组件32。如图1所示，驱动板31位于手车1的外侧壁11上，且包括外周壁311和导槽312。外周壁311配置成可在手车1移动的过程中抵推驱动连杆组件32的凸柱324(如图2所示)，以使放电机构4的铜排安装板42可在第一位置(如图2至图5所示)与第二位置(如图6至图7所示)之间转动。导槽312沿着第一方向d1延伸，以在凸柱324进入导槽312后，放电机构4的铜排安装板42不跟随手车1的移动而改变位置，即，铜排安装板42保持在第二位置。优选地，外周壁311与导槽312的连接处具有一导角，但本公开不以此为限。
34.如图2所示，驱动连杆组件32的一端固定于开关柜5的侧壁52上，且另一端枢接于铜排安装板42的第一端部，以使铜排安装板42能够在驱动连杆组件32的作用下围绕旋转轴线x1转动。在一实施例中，驱动连杆组件32包括固定板321、扭簧322、连杆组323以及凸柱324。固定板321固定安装于开关柜5的侧壁52上。连杆组323枢接于安装板321与铜排安装板42之间(即，连杆组323的一端枢接于安装板321，另一端枢接于铜排安装板42)，其中连杆组323可经由一旋转轴a枢接于固定板321。旋转轴a平行于旋转轴线x1，使连杆组323围绕旋转轴a旋转的过程中可带动铜排安装板42围绕旋转轴线x1转动。扭簧322套设于旋转轴a上，且扭簧322的两端分别作用于固定板321和连杆组323，用于对连杆组323施加一扭矩，且在连杆组323相对于固定板321旋转时，使扭簧322可以继续变形。
35.如图2所示，凸柱324固定于连杆组323上，凸柱324与旋转轴a的连线与手车1的移动方向(即，第一方向d1)相交，以在凸柱324抵接于图1中的驱动板31时，使其外周壁311可抵推凸柱324围绕旋转轴a旋转，并经由凸柱324驱动连杆组323。优先地，凸柱324与旋转轴a的连线垂直于第一方向d1。
36.在一实施例中，连杆组323可包括第一连杆3231和第二连杆3232。第一连杆3231枢接于固定板321与第二连杆3232之间。第一连杆3231例如可包括第一部分l1、第二部分l2以及连接第一部分l1和第二部分l2的折弯部分l3，其中第一部分l1经由旋转轴a枢接于固定板321，第二部分l2枢接于第二连杆3232，且凸柱324固定于折弯部分d3，以使凸柱324与旋转轴a的连线相交于手车1的运动方向。当然本公开并不限制第一连杆3231的上述结构，只要在凸柱324未接触驱动板31时，凸柱324与旋转轴a的连线与手车1的运动方向相交即可。
37.第二连杆3232例如可大致呈l形，且枢接于第一连杆3231与铜排安装板42之间，即，第二连杆3232的一端枢接于第一连杆3231，且另一端枢接于铜排安装板42。第二连杆3232可例如是一体成型件，也可以由两直杆固定连接而成，本公开不以此为限。
38.当然本公开所述的驱动连杆组件32也可以不包括固定板，即，驱动连杆组32的一端可经由旋转轴a直接枢接于开关柜5的侧壁52，且另一端枢接于铜排安装板42的第一端部。
39.请继续参见图2，在当前的状态下，即凸柱324未接触图1所示的驱动板31时，扭簧322给予连杆组323一力矩(例如图2中顺时针的力矩)，以使铜排安装板42处于第一位置，优选地，该第一位置可为水平位置。当凸柱324接触图1所示的驱动板31，并被驱动板31抵推时(驱动板31是从图2所示的凸柱324的左侧与其接触并抵推)，凸柱324会围绕旋转轴a沿第一
旋转方向(例如图2中所示的逆时针方向)旋转，使铜排安装板42围绕x1旋转，直至凸柱324旋转进入驱动板31的导槽312中，此时铜排安装板42所处的位置称为第二位置(如图6和图7所示)，优选地，该第二位置为最大倾斜位置。
40.当然本公开不限制连杆组323的具体结构，只要在凸柱324未接触驱动板31时，使铜排安装板42处于第一位置，且在凸柱324进入驱动板31的导槽312中时，使铜排安装板42处于第二位置即可。
41.下文主要介绍手车1位于不同位置时，手车式直流断路器中各部件的动作和位置关系，如图3-图7所示。为了清楚起见，图3-图7中省略了开关柜5的侧壁52。其中图3和图7分别示出了手车1位于试验位置和工作位置时手车式直流断路器的局部示意图。下文将先介绍手车1从试验位置移动至工作位置的过程中，手车式直流断路器的各部件的动作和位置关系。
42.请参见图3，如前所述，手车1位于试验位置时，凸柱324远离驱动板31，连杆组323在扭簧322的作用下，使铜排安装板42处于第一位置。此时放电连接排22与放电铜排43之间具有第一安全距离，例如，第一安全距离可以是30mm、32mm、34mm、35mm等，本公开不以此为限。手车1位于试验位置时，可试验直流断路器的动作是否正常，这是本领域技术人员熟知的，在此不在赘述。
43.请参见图3和图4，当手车1从图3所示的试验位置朝向工作位置移动第一安全距离时，放电连接排22与放电铜排43刚要接触(即放电回路刚要导通)，如图4所示，此时手车1所处的位置称为第二放电位置，在此位置，凸柱324仍然远离驱动板31，连杆组323在扭簧322的作用下使铜排安装板42仍然处于第一位置。
44.请参见图4和图5，手车1从图4所示的第二放电位置继续朝向工作位置移动，放电连接排22与放电铜排43接触(即，抵接)，放电回路导通，直至手车1移动到凸柱324刚接触驱动板31的外周壁311，如图5所示，此时手车1所处的位置称为第一放电位置。在此移动过程中，铜排安装板42一直处于第一位置，放电连接排22抵接于放电铜排43并在放电铜排43上滑动，使放电回路一直处于导通状态，即电容2可持续放电。而且，上述移动距离(即，第二放电位置与第一放电位置之间的距离)可使电容2完成放电，即电容2中的残余电量可全部释放。其中需要说明的是，手车1位于第一放电位置(如图5所示)时，手车式直流断路器的动触头与开关柜的静触头之间的距离大于或等于第二安全距离，以避免两者之间的放电。第二安全距离可例如是125mm、126mm、127mm、128mm、41mm等，本公开不以此为限。
45.请参见图5和图6，手车1从图5所示的第一放电位置继续朝向工作位置移动，驱动板31的外周壁311抵推凸柱324，使凸柱324围绕旋转轴a沿第一旋转方向(即，图5中的顺时针方向)旋转，并经由连杆组323带动铜排安装板42围绕旋转轴线x1旋转，使放电连接排22与放电铜排43分开，断开放电回路，且两者之间的距离越来越大，直至凸柱324旋转移动到进入驱动板31的导槽312(即，凸柱324的最高点抵接导槽312的导槽壁)，如图6所示，此时铜排安装板42不再旋转，铜排安装板42处于第二位置。当手车1移动至手车式直流断路器的动触头与开关柜的静触头将要接触时，放电连接排22与放电铜排43之间的距离大于或等于第二安全距离。
46.请参见图6和图7，手车1从图6所示的位置继续朝向工作位置移动，凸柱324在驱动板31的导槽312内移动，由于导槽312的延伸方向平行于手车1的移动方向，故凸柱324在导
槽312的导槽壁的作用下，可使铜排安装板42保持在第二位置(即，铜排安装板42不再旋转)，但由于手车1仍向工作位置移动，故放电连接排22与放电铜排43之间的距离会进一步增大，直至手车式直流断路器的动触头与开关柜的静触头完全啮合，即，手车1到达工作位置，如图7所示。
47.下文将介绍手车1从工作位置移动至试验位置的过程中，手车式直流断路器中各部件的动作和位置关系。手车1从工作位置移动至试验位置过程中电容的放电原理与手车1从实验位置移动至工作位置过程中的放电原理完全相同，只是各部件的动作相反。
48.具体地，请参见图7至图3，手车1从工作位置(如图7所示)朝向试验位置(如图3所示)移动的过程中，凸柱324先在驱动板31的导槽312内移动，使铜排安装板42保持在第二位置，直到凸柱324移出导槽312，如图6所示。
49.随着手车1继续朝向试验位置移动，凸柱324抵接于驱动板31的外周壁311并在扭簧322恢复力的作用下围绕旋转轴a沿第二旋转方向旋转(即，图5中的逆时针方向)旋转，并经由连杆组323带动铜排安装板42旋转，直到铜排安装板42旋转至第一位置，如图5所示的第一放电位置，此时放电连接排22与放电铜排43抵接，放电回路导通，电容2开始放电。
50.手车1继续朝向试验位置移动，凸柱324与驱动板31的外周壁311分离，连杆组323在扭簧322的作用下使铜排安装板42保持在第一位置，即，连接排22抵接于放电铜排43并在放电铜排43上滑动，使放电回路一直处于导通状态，即电容2可持续放电，直到放电连接排22与放电铜排43将要分离，如图4所示的第二放电位置。而且，手车1在移动至上述第二放电位置或之前，可使电容2完成放电，即电容2中的残余电量可全部释放。
51.手车1继续朝向试验位置移动，铜排安装板42保持在水平位置，放电回路断开，直到手车1移动到试验位置，如图3所示，此时放电连接排22与放电铜排43之间具有第一安全距离，而且电容2在手车1移动至第二放电位置(如图4所示)时或移动至第二放电位置之前已经完成放电，故操作人员在试验位置对直流断路器的动作是否正常进行试验时可保证人身安全。
52.虽然本公开的上述实施例仅以手车1在试验位置与工作位置之间移动的过程来说明电容2的放电，但本领域技术人员应可以清楚地了解，手车1还可以在试验位置与检修位置之间移动，例如，手车1可从附图3所示的试验位置继续移动至开关柜之外的检修位置，在此过程中，铜排安装板42保持在水平位置，且放电连接排22与放电铜排43之间的距离进一步增大，直到手车1到达检修位置。由于电容2在手车1移动至试验位置之前已经完成放电，故操作人员在检修位置维护检修直流断路器时不会因电容中具有残余电量对其造成伤害，即保证了操作人员的人身安全。
53.此外，本公开不限于驱动机构3的上述结构，只要能够驱动铜排安装板42在第一位置与第二位置之间旋转，且在手车1从第一放电位置移动至第二放电位置的过程中，铜排安装板42能够保持在第一位置且放电铜排43抵接放电连接排22，使电容2可以持续放电并完成放电即可。
54.尽管上文所述的实施例是以铜排安装板42可相对于支架41在第一位置与第二位置之间旋转为例进行说明，但是本公开并不局限于此，例如，铜排安装板42也可以一直处于第一位置，只要在手车位于工作位置或试验位置时，铜排安装板42上的放电铜排43分离于放电连接排22，且在手车1从工作位置移动到试验位置的过程中，放电铜排43抵接放电连接
排22，使电容2能够完成放电即可，当然此时不需要设置驱动机构，如此可简化手车式直流断路器的结构。
55.本公开提供一种手车式直流断路器，通过设置放电机构，使放电机构上的放电铜排能够在手车从工作位置移向试验位置的特定距离中一直抵接电连接排，保持放电回路导通，使电容持续放电并释放出其中的全部残余电量，由此可在手车移动到试验位置或者检修位置并对直流断路器进行验证或维护检修时，有效地避免电容中因存在残余电量而对操作人员造成伤害，即可有效地确保操作人员的人身安全。
56.本公开还提供一种直流开关柜，包含前述的手车式直流断路器，由此可实现上述手车式直流断路器的所有功效。