CN102867668B - 一种用于五防10kV开关柜的锁芯软件式防误操作机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于五防10kV开关柜的锁芯软件式防误操作机构，包括安装于开关柜的柜体上的刀闸、开关、联锁机构、第一智能锁、分闸磁块、合闸磁块和第一干簧继电器，刀闸包括闭锁盘，各智能锁包括对应的电子钥匙和电子锁芯，闭锁盘开有合闸限位槽和分闸限位槽，第一智能锁的电子锁芯侧面固定有限位杆，具有第一触发端；第一干簧继电器可与分闸磁块或合闸磁块相吸引；第一干簧继电器的簧片开关一端接地，另一端与第一触发端相连；通过限位杆限制闭锁盘转动，并由分闸磁块或合闸磁块吸合第一干簧继电器的簧片开关，该簧片开关的闭合和断开信号经第一触发端反馈至第一智能锁的电子锁芯。本发明可防止开关柜的刀闸误操作，实现开关柜的五防。

Description

一种用于五防10kV开关柜的锁芯软件式防误操作机构

技术领域

本发明涉及电力***中的10kV开关柜，具体涉及一种用于五防10kV开关柜的锁芯软件式防误操作机构。

背景技术

电力***中的10kV开关柜（简称开关柜）包括连接于10kV母线和输出端之间的刀闸（Isolator，隔离开关）和开关（Circuit Breaker，断路器），刀闸和开关均安装于开关柜的柜体内。一般开关柜的刀闸用作隔离开关，它包括闭锁盘和手柄，转动手柄可带动闭锁盘转动实现刀闸分合；一般开关柜的开关配有安装在开关柜柜体上的用于指示开关断开或闭合的开关位置指示器，该开关位置指示器具有可摆动切换的指示片，指示片的两个摆动极限位置分别用于指示开关的断开和闭合，通过按下开关上的闭合按钮或断开按钮实现开关的闭合或断开。由于具有高电压的危险性，必须确保刀闸、开关的操作安全，则要求刀闸、开关具备五防功能，开关柜组中的各个刀闸、开关需按顺序依次操作，不允许在操作同一开关柜刀闸的同时对其它开关柜的刀闸进行操作，所以通常是通过安装于柜体内的联锁装置对操作顺序进行联锁，对应配置有驱动各组联锁机构的智能锁，如中国发明专利ZL200710165666.2公开的一种电子锁芯及电子锁***，为一种智能锁，包括锁匙和锁芯，当***智能锁的钥匙后才能进行解锁，才能操作刀闸分合或开关的通断。电网操作的操作票可以直接写进智能锁的钥匙内，自动形成和操作票要求一致的操作程序，只当对应智能锁锁芯符合程序，才能开锁操作，保证了操作符合操作票指定的顺序。

但是操作者***钥匙后，会出现对刀闸没有操作或操作不彻底的误操作情况，比如刀闸只拉开一半，此时如果拔出钥匙进行下一步，将带来很大高压危险，甚至危及生命。

现有开关柜的防误操作机构（或称防误机构）包括有用于刀闸防误操作的刀闸防误操作机构和用于开关防误操作的开关防误操作机构，具体主要包括刀闸、开关、联锁机构和智能锁。但是，现有的开关柜防误操作机构主要存在以下缺陷：（1）用于电气智能（包括电脑）控制的***和执行***过于混杂，如在控制电路中串接大量一次设备的辅助接点，串联回路中一个环节出问题，则整个闭锁回路就瘫痪；（2）闭锁机构（包括电气）不耐搁置，由于长期搁置不动，一动就极易失灵。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种用于五防10kV开关柜的锁芯软件式防误操作机构，可防止开关柜的刀闸误操作，实现开关柜的五防。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：用于五防10kV开关柜的锁芯软件式防误操作机构，包括安装于开关柜的柜体上的刀闸、开关、联锁机构、用于驱动联锁机构解锁刀闸的第一智能锁、用于驱动联锁机构解锁开关的第二智能锁，所述刀闸包括闭锁盘及安装于闭锁盘边沿的手柄，各智能锁包括对应的电子钥匙和电子锁芯，各电子钥匙内对应设有用于写入操作票的集成电路，各电子锁芯内对应设有用于读取操作票的电子线路装置，其特征在于：所述闭锁盘的边沿沿径向开有合闸限位槽和分闸限位槽，合闸限位槽和分闸限位槽在闭锁盘边沿上相对设置，所述第一智能锁的电子锁芯侧面固定有可与合闸限位槽、分闸限位槽配合限位的限位杆；所述第一智能锁的电子锁芯的电子线路装置具有用于按操作票的操作顺序触发进入操作下一步的第一触发端，所述10kV开关柜还包括分闸磁块、合闸磁块和第一干簧继电器，所述分闸磁块设于合闸限位槽一侧，所述合闸磁块设于分闸限位槽一侧；所述第一干簧继电器的簧片开关靠近闭锁盘边沿，并可与分闸磁块或合闸磁块相吸引；所述第一干簧继电器的簧片开关一端接地，第一干簧继电器的簧片开关另一端与所述第一触发端相连；

通过限位杆限制闭锁盘转动，并由分闸磁块或合闸磁块吸合第一干簧继电器的簧片开关，该簧片开关的闭合和断开信号经所述第一触发端反馈至第一智能锁的电子锁芯。

本发明所述开关配有用于执行闭合和断开操作的闭合按钮和断开按钮，以及用于指示开关闭合或断开状态的可摆动的指示片；所述指示片的两个摆动极限位分别设有分位磁块和合位磁块；所述第二智能锁位于闭合按钮和断开按钮一侧，所述第二智能锁的电子锁芯侧面伸出有一伸出杆，该伸出杆的伸出端设有用于遮挡闭合按钮和断开按钮的遮挡板；第二智能锁的电子锁芯的电子线路装置具有用于按操作票的操作顺序触发进入操作下一步的第二触发端；所述指示片的边沿外设有第二干簧继电器，该第二干簧继电器的簧片开关可与分位磁块或合位磁块相吸引，所述第二干簧继电器的簧片开关一端接地，第二干簧继电器的簧片开关另一端与所述第二触发端相连；通过遮挡板遮挡闭合按钮和断开按钮，并由分位磁块或合位磁块吸合第二干簧继电器的簧片开关，该簧片开关的闭合和断开信号经所述第二触发端反馈至第二智能锁的电子锁芯。

本发明所述伸出杆中部连接有一弹簧，所述伸出杆经该弹簧与开关柜的柜体连接。

本发明所述第一智能锁或第二智能锁的电子锁芯上均设有滑动接点，所述第一触发端或第二触发端经对应滑动接点接至对应的第一干簧继电器或第二干簧继电器。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

（1）本发明的锁芯软件式防误操作机构可防止刀闸误操作，限位杆卡在分闸/合闸限位槽内防止闭锁盘随意转动误操作；当第一智能锁的电子钥匙***电子锁芯转动后，限位杆离开分闸/合闸限位槽，可对闭锁盘进行转动操作从而实现刀闸的分合闸，只有当闭锁盘转动到位后，分闸磁块或合闸磁块才吸合第一干簧继电器的簧片开关，簧片开关输出闭锁盘转动“到位”的信号反馈给第一智能锁的电子锁芯，通过设置该电子锁芯内的电子线路装置的软件程序，使电子锁芯得到该“到位”信号后才按操作票的操作顺序进入程序下一步，以按操作票程序顺序驱动开关柜的联锁机构，即本发明可防止转动闭锁盘的操作不彻底，起到防误作用；操作不彻底时操作人员无法进行下一步，以强制操作人员彻底完成分合闸的彻底操作，利于实现开关柜的五防功能，并可靠保证了开关柜的操作安全；

（2）本发明锁芯软件式防误操作机构的遮挡板可遮挡闭合按钮和断开按钮，防止操作人员误按闭合按钮或断开按钮，当用第二智能锁的电子钥匙***电子锁芯转动后，遮挡板离开闭合按钮或断开按钮，操作人员只有按下闭合按钮或断开按钮后，指示片才会转动，实现对第二干簧继电器的簧片开关的吸合，该簧片开关输出闭合按钮或断开按钮已按下的信号反馈给第二智能锁的电子锁芯，通过设置该电子锁芯内的电子线路装置的软件程序，使电子锁芯得到该闭合按钮或断开按钮已按下的信号后才按操作票的操作顺序进入程序下一步，实现开关防误作用，进一步利于实现开关柜的五防功能，并可靠保证了开关柜的操作安全。

附图说明

图1为本发明锁芯软件式防误操作机构在刀闸处于分闸状态时的结构示意图；

图2为本发明锁芯软件式防误操作机构在刀闸处于合闸防误操作过程中的结构示意图；

图3为本发明锁芯软件式防误操作机构在刀闸合闸后的结构示意图；

图4为本发明锁芯软件式防误操作机构在开关处于断开状态时的结构示意图；

图5为本发明锁芯软件式防误操作机构在开关处于闭合防误操作过程中的结构示意图；

图6为本发明锁芯软件式防误操作机构在开关闭合后的结构示意图；

图7为本发明锁芯软件式防误操作机构的第一触发端的电位变化图；

图8为本发明锁芯软件式防误操作机构的第二触发端的电位变换图。

图中：1、柜体；2、第一智能锁；21、第一智能锁的电子钥匙；22、第一智能锁的电子锁芯；3、第二智能锁；31、第二智能锁的电子钥匙；32、第二智能锁的电子锁芯；4、闭锁盘；41、合闸限位槽；42、分闸限位槽5、手柄；6、限位杆；7、分闸磁块；8、合闸磁块；9、第一干簧继电器；91、第一干簧继电器的簧片开关；10、闭合按钮；11、断开按钮；12、指示片，13、分位磁块；14、合位磁块；15、伸出杆；16、遮挡板；17、弹簧；18、第二干簧继电器；181、第二干簧继电器的簧片开关。

具体实施方式

如图1-图3所示的一种用于五防10kV开关柜的锁芯软件式防误操作机构，它包括安装于开关柜的柜体1上的刀闸、开关、联锁机构、用于驱动联锁机构解锁刀闸的第一智能锁2、用于驱动联锁机构解锁开关的第二智能锁3，刀闸包括闭锁盘4及安装于闭锁盘4边沿的手柄5，各智能锁包括对应的电子钥匙和电子锁芯，各电子钥匙内对应设有用于写入操作票的集成电路，各电子锁芯内对应设有用于读取操作票的电子线路装置。本实施例的智能锁采用专利号为ZL200710165666.2公开的一种电子锁芯及电子锁***，其为一种无源智能锁。当电子钥匙的操作票与电子锁芯的软件程序一致时，智能锁驱动联锁机构按操作票顺序解锁刀闸和/或开关。

闭锁盘4的边沿沿径向开有合闸限位槽41和分闸限位槽42，合闸限位槽41和分闸限位槽42在闭锁盘4边沿上相对设置，合闸限位槽41和分闸限位槽42用于指示闭锁盘4合闸或分闸的转动极限位置。第一智能锁的电子锁芯22侧面固定有可与合闸限位槽41、分闸限位槽42配合限位的限位杆6；第一智能锁2的电子锁芯22的电子线路装置具有用于按操作票的操作顺序触发进入操作下一步的第一触发端。

本锁芯软件式防误操作机构还包括分闸磁块7、合闸磁块8和第一干簧继电器9，分闸磁块7设于合闸限位槽41一侧，合闸磁块8设于分闸限位槽42一侧；第一干簧继电器的簧片开关91靠近闭锁盘4边沿，并可与分闸磁块7或合闸磁块8相吸引；第一干簧继电器的簧片开关91一端接地，第一干簧继电器的簧片开关91另一端与第一触发端相连；第一智能锁的电子锁芯22上均设有滑动接点，第一触发端经滑动接点接至第一干簧继电器9。

第一智能锁2、闭锁盘4、合闸限位槽41、分闸限位槽42、限位杆6、分闸磁块7、合闸磁块8、干簧继电器9、第一触发端共同构成本锁芯软件式防误操作机构的刀闸防误操作机构。

刀闸常态下，限位杆6卡在合闸限位槽41和分闸限位槽42内，防止闭锁盘4转动误操作。如图1所示，刀闸处于分闸位置，限位杆6卡在分闸限位槽42内，分闸磁块7吸合第一干簧继电器的簧片开关91，使第一触发端接地；如图2所示，当对第一智能锁的电子锁芯22***对应第一智能锁的电子钥匙21转动后，限位杆6脱离合闸限位槽41，操作人员通过手柄5转动闭锁盘4进行刀闸分闸操作，该分闸操作的切换过程中，分闸磁块7远离第一干簧继电器的簧片开关91，第一干簧继电器的簧片开关91断开，使第一触发端处于悬浮电位状态；如图3所示，当转动闭锁盘4到达分闸极限位后，合闸磁块8吸合第一干簧继电器的簧片开关91，又使第一触发端接地，从而形成第一触发端“接地-离地-再接地”的过程，其电位变化如图7所示，将“再接地”的下跳缘信号作为“到位信号”反馈至对应第一智能锁的电子锁芯22，则第一智能锁的电子锁芯22可获知闭锁盘4已操作彻底，从而按第一智能锁的电子锁芯22的内置程序进行操作票的下一步；若转动分闸的操作不彻底，由于本实施例采用的智能锁在转动过程中无法取出电子钥匙，则无法用电子钥匙进行开关柜操作的下一步，即使转动闭锁盘4过程中的电子钥匙可以取出，由于第一智能锁的电子锁芯22的第一触发端未接收到刀闸分闸操作“到位”的反馈信号，使第一智能锁的电子锁芯22内的软件程序无法进入下一步操作，防止操作人员转动闭锁盘4不彻底的误操作，最终实现双重防护；当闭锁盘4转动到位，即刀闸合闸后，可转动电子锁芯而抽出电子钥匙，此时限位杆6卡在合闸限位槽41内，以保持合闸状态不被误操作。此外，对闭锁盘转动位置的获取也可用其它如行程开关来获取，闭锁盘两个极限位置的行程开关触点——接点H、接点F并联后串接至反馈回路中。

对刀闸进行分闸操作的防误操作过程原理与上述刀闸合闸防误操作过程原理相同，此处不作赘述。

如图4-图6所示，本实施例的锁芯软件式防误操作机构的开关配有用于执行闭合和断开操作的闭合按钮10和断开按钮11，以及用于指示开关闭合或断开状态的可摆动的指示片12，闭合按钮10、断开按钮11和指示片12均安装于柜体1的面板上，当按下闭合按钮10成功后，指示片12摆动至闭合极限位置，当按下断开按钮11成功后，指示片12摆动至断开极限位置，从而指示开关的闭合和断开状态；指示片12的两个摆动极限位分别设有分位磁块13和合位磁块14；第二智能锁3位于闭合按钮10和断开按钮11一侧，第二智能锁的电子锁芯32侧面伸出有一伸出杆15，该伸出杆15的伸出端设有用于遮挡闭合按钮10和断开按钮11的遮挡板16，伸出杆15中部连接有一弹簧17，伸出杆15经该弹簧17与开关的柜体1连接；第二智能锁的电子锁芯32的电子线路装置具有用于按操作票的操作顺序触发进入操作下一步的第二触发端；指示片12的边沿外设有第二干簧继电器18，该第二干簧继电器的簧片开关181可与分位磁块13或合位磁块14相吸引，第二干簧继电器的簧片开关181一端接地，第二干簧继电器的簧片开关181另一端与第二触发端相连；通过遮挡板16遮挡闭合按钮10和断开按钮11，并由分位磁块13或合位磁块14吸合第二干簧继电器的簧片开关181，该簧片开关的闭合和断开信号经第二触发端反馈至第二智能锁的电子锁芯32；第二智能锁的电子锁芯32上设有滑动接点，第二触发端经滑动接点接至第二干簧继电器18。

第二智能锁3、闭合按钮10、断开按钮11、指示片12、分位磁块13、合位磁块14、伸出杆15、遮挡板16、弹簧17、第二干簧继电器18共同构成本锁芯软件式防误操作机构的开关防误操作机构。

开关常态下，遮挡板16挡在闭合按钮10和断开按钮11上，防止操作人员误操作。如图4所示，开关处于断开位置，此时指示片12摆动至断开极限位置，以指示开关处于断开状态，遮挡板16在弹簧17的作用力下挡住闭合按钮10和断开按钮11，分位磁块13吸合第二干簧继电器的簧片开关181，使第二触发端接地；如图5所示，当对第二智能锁的电子锁芯32***对应第二智能锁的电子钥匙31转动后，遮挡板16远离闭合按钮10和断开按钮11，操作人员可按下闭合按钮10进行开关闭合操作，指示片12上的分位磁块13远离第二干簧继电器的簧片开关181，该指示片12的摆动切换过程中，第二干簧继电器的簧片开关181断开，使第二触发端处于悬浮电位状态；如图6所示，当指示片12摆动至闭合极限位置后，合位磁块14吸合第二干簧继电器的簧片开关181，又使第二触发端接地，从而形成第二触发端“接地-离地-再接地”的过程，其电位变化如图8所示，将“再接地”的下跳缘信号作为“成功信号”反馈至对应第二智能锁的电子锁芯32，则电子锁芯可获知按下闭合按钮已操作成功，从而按电子锁芯的内置程序进行操作票的下一步；若按下闭合按钮10的操作不成功或未按下闭合按钮10，由于本实施例采用的智能锁无法在转动过程中取出电子钥匙，则无法用电子钥匙进行开关柜操作的下一步，即使对闭合按钮10的操作不成功时电子钥匙可以取出，但由于第二智能锁的电子锁芯32的第二触发端未接收到闭合按钮操作“成功”的反馈信号，使电子锁芯内的软件程序无法进入下一步操作，同时弹簧17拉回伸出杆15使遮挡板16遮挡闭合按钮10和断开按钮11，防止操作人员对闭合按钮10操作不成功或未按下闭合按钮10的误操作，最终实现双重防护；当开关闭合操作成功后，转动电子锁芯以抽出电子钥匙，此时遮挡板16又遮挡闭合按钮10和断开按钮11，防止误操作。此外，对指示片12摆动位置的获取也可用其它如行程开关来获取，指示片12的两个极限位置的行程开关触点——接点H、接点F并联后串接至反馈回路中。

对开关进行断开操作的防误操作过程原理与上述开关闭合防误操作过程原理相同，此处不作赘述。

本发明的实施方式不限于此，在本发明上述基本技术思想前提下，按照本领域的普通技术知识和惯用手段对本发明内容所做出其它多种形式的修改、替换或变更，均在本发明权利保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于五防10kV开关柜的锁芯软件式防误操作机构，包括安装于开关柜的柜体上的刀闸、开关、联锁机构、用于驱动联锁机构解锁刀闸的第一智能锁、用于驱动联锁机构解锁开关的第二智能锁，所述刀闸包括闭锁盘及安装于闭锁盘边沿的手柄，各智能锁包括对应的电子钥匙和电子锁芯，各电子钥匙内对应设有用于写入操作票的集成电路，各电子锁芯内对应设有用于读取操作票的电子线路装置，其特征在于：所述闭锁盘的边沿沿径向开有合闸限位槽和分闸限位槽，合闸限位槽和分闸限位槽在闭锁盘边沿上相对设置，所述第一智能锁的电子锁芯侧面固定有可与合闸限位槽、分闸限位槽配合限位的限位杆；所述第一智能锁的电子锁芯的电子线路装置具有用于按操作票的操作顺序触发进入操作下一步的第一触发端，所述锁芯软件式防误操作机构还包括分闸磁块、合闸磁块和第一干簧继电器，所述分闸磁块设于合闸限位槽一侧，所述合闸磁块设于分闸限位槽一侧；所述第一干簧继电器的簧片开关靠近闭锁盘边沿，并可与分闸磁块或合闸磁块相吸引；所述第一干簧继电器的簧片开关一端接地，所述第一干簧继电器的簧片开关另一端与所述第一触发端相连；

通过限位杆限制闭锁盘转动，并由分闸磁块或合闸磁块吸合第一干簧继电器的簧片开关，该簧片开关的闭合和断开信号经所述第一触发端反馈至第一智能锁的电子锁芯。

2.根据权利要求1所述的用于五防10kV开关柜的锁芯软件式防误操作机构，其特征在于：所述开关配有用于执行闭合和断开操作的闭合按钮和断开按钮，以及用于指示开关闭合或断开状态的可摆动的指示片；所述指示片的两个摆动极限位分别设有分位磁块和合位磁块；所述第二智能锁位于闭合按钮和断开按钮一侧，所述第二智能锁的电子锁芯侧面伸出有一伸出杆，该伸出杆的伸出端设有用于遮挡闭合按钮和断开按钮的遮挡板；第二智能锁的电子锁芯的电子线路装置具有用于按操作票的操作顺序触发进入操作下一步的第二触发端；所述指示片的边沿外设有第二干簧继电器，该第二干簧继电器的簧片开关可与分位磁块或合位磁块相吸引，所述第二干簧继电器的簧片开关一端接地，所述第二干簧继电器的簧片开关另一端与所述第二触发端相连；通过遮挡板遮挡闭合按钮和断开按钮，并由分位磁块或合位磁块吸合第二干簧继电器的簧片开关，该簧片开关的闭合和断开信号经所述第二触发端反馈至第二智能锁的电子锁芯。

3.根据权利要求2所述的具有锁芯软件式防误操作功能的五防10kV开关柜，其特征在于：所述伸出杆中部连接有一弹簧，所述伸出杆经该弹簧与开关柜的柜体连接。

4.根据权利要求2或3所述的具有锁芯软件式防误操作功能的五防10kV开关柜，其特征在于：所述第一智能锁或第二智能锁的电子锁芯上均设有滑动接点，所述第一触发端或第二触发端经对应滑动接点接至对应的第一干簧继电器或第二干簧继电器。