CN107887200B - 机械联锁装置、双电源转换开关以及用于操作其的方法 - Google Patents

Abstract

机械联锁装置、双电源转换开关以及用于操作其的方法。机械联锁装置包括：第一联锁杆，与双电源转换开关的一路电源开关的主轴的曲柄耦合；与第一联锁杆枢接的第二联锁杆，其还枢接至双电源转换开关的基座，并且配置成响应于第一联锁杆的运动而沿着与第一方向相反的第二方向旋转；其中双电源转换开关的另一路电源开关的脱扣杆被配置在第二联锁杆的旋转路径上并且配置成在第二联锁杆的旋转路径中被第二联锁杆抵接以保持另一路电源开关的脱扣状态。根据本公开的实施例的机械联锁装置、双电源转换开关和操作双电源转换开关的方法，能够提供安全可靠的联锁，防止产生电源间短路等安全事故。

Description

机械联锁装置、双电源转换开关以及用于操作其的方法

技术领域

本公开的实施方式涉及双电源转换开关领域，具体地涉及一种用于双电源转换开关的机械联锁装置、一种双电源转换开关以及一种用于操作双电源转换开关的方法。

背景技术

双电源转换开关是应电力供应的连续性的要求而诞生的。随着人们对供电连续性、安全性、可靠性的要求不断深入，双电源转换开关的应用越来越广泛。如酒店、剧院这类人员集中的重要公共场所，由于中断供电将造成秩序混乱，甚至危及客人的生命安全。相关行业标准规定其配电***必须拥有应急电源供电。对于非无间断转换的类型，在一路电源接通时，要避免另一路电源从断开到接通；在两路开关都打开的中间位置，也要避免因误操作导致同时合闸使两路电源同时接通的情况；这样可以避免电源间的短路发生，防止重大安全事故的发生。现有技术的机械联锁主要由常用/应急电源开关分闸脱扣杆与应急/常用电源开关主轴位置的互锁来实现。这种结构比较复杂，而且常会因为误操作而导致两路电源同时合闸的情况，带来严重安全隐患。因此，希望对现有技术的机械联锁进行改进以提高机械联锁的可靠性和安全性。

发明内容

有鉴于此，本公开实施方式的目的之一在于提供一种用于双电源转换开关的机械联锁装置、一种双电源转换开关以及一种用于操作双电源转换开关的方法，其至少能够解决上述现有技术中存在的一个或多个技术问题。

根据本公开的第一方面，提供一种机械联锁装置，用于双电源转换开关，配置成防止双电源转换开关同时合闸，包括：第一联锁杆，其与双电源转换开关的一路电源开关的主轴的曲柄耦合，并且配置成响应于一路电源开关的合闸而运动，其中一路电源开关合闸时，一路电源开关的主轴沿第一方向旋转；与第一联锁杆枢接的第二联锁杆，其还枢接至双电源转换开关的基座，并且配置成响应于第一联锁杆的运动而沿着与第一方向相反的第二方向旋转；其中双电源转换开关的另一路电源开关的脱扣杆被配置在第二联锁杆的旋转路径上并且配置成在第二联锁杆的旋转路径中被第二联锁杆抵接以保持另一路电源开关的脱扣状态。

根据本公开的一个实施例，第一联锁杆设置有滑槽，使得第一联锁杆与一路电源开关的主轴相对于彼此滑动地耦合。

根据本公开的一个实施例，一路电源开关的主轴与第一联锁杆的曲柄之间设置有施力部件，施力部件配置成响应于一路电源开关的合闸而对第一联锁杆施力，以加速第二联锁杆的运动。

根据本公开的一个实施例，一路电源开关的主轴设置有阻尼部件，用于减弱一路电源开关的主轴在合闸期间的运动能量。

根据本公开的一个实施例，阻尼部件为弹簧，弹簧的一端布置在一路电源开关的主轴上，另一端布置在双电源转换开关的壳体上，并且配置成至少在一路电源开关合闸运动的初期对一路电源开关的主轴施加阻力。

根据本公开的一个实施例，机械联锁装置还包括与一路电源开关的合闸动作联动的阻挡组件，阻挡组件被配置成：在另一路电源开关正常合闸时，阻挡组件位于另一路电源开关的合闸路径之外，并且在一路电源开关和另一路电源开关同时合闸时，阻挡组件的至少一个部件与一路电源开关的合闸动作联动地运动至另一路电源开关的合闸路径中并且阻挡另一路电源开关的合闸动作。

根据本公开的一个实施例，阻挡组件包括阻挡连杆，阻挡连杆的一端枢转至双电源转换开关的壳体，阻挡连杆的另一端与第二联锁杆相对于彼此滑动地耦合，阻挡连杆被配置成在一路电源开关的合闸过程中在第二联锁杆的带动下旋转以抵接另一路电源开关的主轴的曲柄。

根据本公开的一个实施例，阻挡连杆包括从阻挡连杆朝向另一路电源开关的主轴突出的突出部。

根据本公开的第二方面，提供一种双电源转换开关，包括：一路电源开关；另一路电源开关；根据上面的机械联锁装置，机械联锁装置中心对称地布置在双电源转换开关两侧。

根据本公开的第三方面，提供一种用于操作双电源转换开关的方法，双电源转换开关包括一路电源开关、另一路电源开关、以及中心对称地布置在双电源转换开关两侧的机械联锁装置，方法包括：响应于一路电源开关的合闸，使一路电源开关的主轴沿第一方向旋转，带动机械联锁装置的第一联锁杆运动；响应于第一联锁杆的运动，使机械联锁装置的第二联锁杆沿着与第一方向相反的第二方向旋转；以及将双电源转换开关的另一路电源开关的脱扣杆配置在第二联锁杆的旋转路径上并且在第二联锁杆的旋转路径中，使另一路电源开关的脱扣杆与第二联锁杆抵接以保持另一路电源开关的脱扣状态。

根据本公开的一个实施例，方法还包括在一路电源开关的合闸期间，使第一联锁杆与一路电源开关的主轴相对于彼此滑动。

根据本公开的一个实施例，方法还包括响应于一路电源开关的合闸而对第一联锁杆施力，加速第二联锁杆的运动。

根据本公开的一个实施例，方法还包括，在一路电源开关合闸期间，减弱一路电源开关的主轴的运动能量。

根据本公开的一个实施例，方法还包括，至少在一路电源开关合闸运动的初期对一路电源开关的主轴施加阻力。

根据本公开的一个实施例，方法还包括：在另一路电源开关正常合闸时，使阻挡组件不阻碍另一路电源开关的合闸路径，并且在一路电源开关和另一路电源开关同时合闸时，使阻挡组件与一路电源开关的合闸动作联动地运动至另一路电源开关的合闸路径中并且阻挡另一路电源开关的合闸动作。

根据本公开的一个实施例，方法还包括：在一路电源开关的合闸过程中，使阻挡组件的阻挡连杆在第二联锁杆的带动下旋转以抵接另一路电源开关的主轴的曲柄，并且其中第二联锁杆带动阻挡连杆运动时，使阻挡连杆相对于第二联锁杆彼此滑动。

根据本公开的一个实施例，方法还包括：在一路电源开关的合闸过程中，利用从阻挡连杆朝向另一路电源开关的主轴突出的突出部阻挡另一路电源开关合闸。

根据本公开的实施例的机械联锁装置、双电源转换开关和操作双电源转换开关的方法，能够提供安全可靠的联锁，防止产生电源间短路等安全事故。

附图说明

现将仅通过示例的方式，参考所附附图对本公开的实施例进行描述，其中：

图1是示出根据本公开的一个实施例的双电源转换开关的主要部分的俯视示意图；

图2是从图1的右侧观察的视图，主要示意性示出根据本公开的一个实施例的机械联锁装置的结构图，其中两路电源开关都为打开的状态；

图3与图2类似，示出根据本公开的一个实施例的机械联锁装置的结构图，其中左侧电源开关合闸，右侧电源开关打开；

图4示出根据本公开的另一个实施例的机械联锁装置的结构示意图，其中两路电源开关都为打开的状态；以及

图5与图2类似，示出根据本公开的另一个实施例的机械联锁装置的结构示意图，其中示出两路电源开关同时合闸的状态。

具体实施方式

现将结合附图对本公开的实施例进行具体的描述。应当注意的是，附图中对相似的部件或者功能组件可能使用同样的数字标示。所附附图仅仅旨在说明本公开的实施例。本领域的技术人员可以在不偏离本公开精神和保护范围的基础上从下述描述得到替代的实施方式。

下面结合附图来说明根据本公开的实施例的机械联锁装置和双电源转换开关。应该理解的是，图中的机械联锁装置和双电源转换开关的结构仅仅是示意性的，机械联锁装置和双电源转换开关具体实施可以采取各种形式。

如图1所示，双电源转换开关包括：一路电源开关1、另一路电源开关2和中心对称地布置在双电源转换开关两侧的两个机械联锁装置10。图2示出了根据本公开实施例的机械联锁装置10的结构细节。

如图2所示，机械联锁装置10包括：第一联锁杆30，其与双电源转换开关的一路电源开关1的主轴12的曲柄耦合，并且配置成响应于一路电源开关1的合闸而运动，其中一路电源开关1合闸时，一路电源开关1的主轴12沿第一方向旋转；与第一联锁杆30枢接的第二联锁杆40，其还枢接至双电源转换开关的基座，并且配置成响应于第一联锁杆30的运动而沿着与第一方向相反的第二方向旋转；其中双电源转换开关的另一路电源开关2的脱扣杆24被配置在第二联锁杆40的旋转路径上并且配置成在第二联锁杆40的旋转路径中被第二联锁杆40抵接以保持另一路电源开关2的脱扣状态。

利用根据本公开实施例的中心对称(或对角线对称)地安装在转换开关两侧的机械联锁装置，其中一路电源开关的主轴作为主动杆，与机械联锁装置进行联动，机械联锁装置作为从动装置作用于另一路电源开关的机构脱扣杆，以维持另一路开口的脱扣状态，由此能够可靠地避免两路电源同时合闸，即使在误操作地情况下也能够确保两路电源同时合闸。

下面结合图2和图3以及双电源转换开关的工作过程来阐述根据本公开实施例的机械联锁装置防止同时合闸的作用原理。

在双电源转换开关正常操作的状态下，需要确保一路电源开关保持闭合，无论用户对另一路电源开关施加什么动作，都需要确保另一路电源开关不能闭合。在双电源转换开关未开始操作的状态下，即两路电源都初始地位于打开位置时，需要确保即使用户误操作试图使两路电源闭合，两路电源不能产生同时接通状态。

如图2和图3所示，一路电源开关1的主轴12上固接有曲柄，第一联锁杆30的一端与曲柄铰接或组成滑动副，第一联锁杆30和第二联锁杆40之间铰接，第一联锁杆30与底座(为固定件)之间也铰接。第一联锁杆30随着曲柄的转动而移动，带动第二联锁杆40绕铰接于底座的轴摆动。当一路电源开关1闭合时，其主轴12旋转到一定的角度，曲柄带动第一联锁杆30移动，使得第二联锁杆40摆动到触碰电源另一路电源开关2的机构脱扣杆24，并且保持在脱扣位置。此时如果有误动作要求另一路电源开关闭合，由于机械联锁装置处于解扣位置，则命令无法被执行，因此能避免两路电源的短路。

根据本公开的机械联锁装置，即使用户试图使两路电源闭合，两路电源不能产生同时接通状态。如图2和图3所示，即使用户同时对双电源转换开关执行合闸动作。由于对角线对称安装的机械联锁装置同时作用，所以两路电源开关的主轴在向闭合位置的旋转过程中，会分别解扣另一路电源的机构，使得两路电源开关的动触头16、26均无法与相应的静触头18、28接触，因此使得两路开关均无法闭合接通。

根据本公开的一个实施例，第一联锁杆30设置有滑槽32，使得第一联锁杆30与一路电源开关1的主轴12相对于彼此滑动地耦合。在这样的情况下，利用滑动副可以减轻主轴、曲柄、和第一和第二联锁杆的位置、脱扣杆的行程的设计难度，有效地避免零部件的干涉。在另一个实施例中，根据主轴旋转角度、曲柄长度、和第一和第二联锁杆的位置、脱扣杆的行程，也可以在曲柄和第一联锁杆的连接处采用铰接。

根据本公开的一个实施例，一路电源开关1的主轴12与第一联锁杆30的曲柄之间设置有施力部件34，施力部件34配置成响应于一路电源开关1的合闸而对第一联锁杆30施力，以加速第二联锁杆40的运动。采用这样的方案，能够在尽量早的时机触发第二联锁杆40动作，以尽早地推动脱扣杆24转动能脱扣。在图示的实施例中，施力部件例如为弹簧，弹簧的一端设置在曲柄上，另一端布置在第一联锁杆30上。弹簧被施加预张紧力，一路电源开关1未闭合时，在弹簧的作用下，曲柄和滑槽(在图中示例为长圆孔)的较短长度的一边接触。在一个实施例中，预紧力优选地大于脱扣另一路机构的脱扣力，在这种情况下，能够更加快速地触发另一路电源开关的脱扣。

除了上述两种情况之外，还存在另一种担忧。由于在两路电源开关进行合闸时，通常用于驱动主轴旋转的扭矩非常大，因此当用户误操作对两路电源开关进行同时合闸操作时，在大扭矩的巨大能量的冲击作用下，两路电源开关仍然存在瞬时地同时合闸的可能性，即使瞬时地合闸也带来巨大的安全隐患。

针对此，本申请的发明人对用于驱动合闸和分闸的力分量进行细致仿真分析，发现通过设置阻尼部件，以在合闸初期消耗掉合闸能量，最佳地使得驱动主轴的累积的能量在动静触头接触前就小于零，也即满足向分闸方向运动，保证了不会产生两个电源间的短路，保护线路安全。

根据本公开的一个实施例，阻尼部件为弹簧，弹簧的一端布置在一路电源开关的主轴上，另一端布置在双电源转换开关的壳体上，并且配置成至少在一路电源开关合闸运动的初期对一路电源开关的主轴施加阻力。通过设置弹簧，并且将弹簧配置成在电源开关合闸过程时呈阻力，使得累积的能量在动静触头接触前就小于零，也即满足向分闸方向运动，保证了不会产生两个电源间的短路，保护线路安全。

为了解决当用户误操作对两路电源开关进行同时合闸操作时、两路电源开关瞬时地合闸的担忧，本申请的发明人还提出了另一种改进方案。

如图4和图5所示，机械联锁装置10还包括与一路电源开关1的合闸动作联动的阻挡组件50，阻挡组件50被配置成：在另一路电源开关2正常合闸时，阻挡组件50位于另一路电源开关2的合闸路径之外，并且在一路电源开关1和另一路电源开关2同时合闸时，阻挡组件50的至少一个部件与一路电源开关1的合闸动作联动地运动至另一路电源开关2的合闸路径中并且阻挡另一路电源开关2的合闸动作。

根据本公开的一个实施例，阻挡组件50包括阻挡连杆52，阻挡连杆50的一端枢转至双电源转换开关的壳体，阻挡连杆50的另一端与第二联锁杆40相对于彼此滑动地耦合，阻挡连杆50被配置成在一路电源开关1的合闸过程中在第二联锁杆40的带动下旋转以抵接另一路电源开关2的主轴22的曲柄，进而阻挡另一路电源开关2合闸。

根据本公开的一个实施例，阻挡连杆52包括从阻挡连杆52朝向另一路电源开关2的主轴22突出的突出部54。

如图所示，在一个实施例中，阻挡连杆52和突出部54为同一构件或一体构件。阻挡连杆52与双电源转换开关的壳体枢转，阻挡连杆50还与第二联锁杆40滑动地耦合。在用户同时合闸的误操作下，当一路电源开关1的合闸时，在第二联锁杆40的带动下，阻挡连杆52和突出部54一同旋转(图中示出为顺时针)以靠近另一路电源开关2的主轴22的曲柄。当脱扣杆24被第二联锁杆40推动一直推到极限位置，弹性构件开始随主轴12继续转动而被拉伸。与此同时，另一路电源开关2合闸，主轴22带动曲柄旋转(逆时针)，突出部54随阻挡连杆52而停止运动，当主轴22继续往合闸方向运动(逆时针)，直到曲柄22被突出部54挡住，在一个小的冲击后主轴12、22在分闸弹簧的作用下接着往分闸方向转动，从而保证了不会产生两个电源间的短路，保护线路安全。

根据本公开的实施例，还提供一种用于操作双电源转换开关的方法。与本公开的实施例的机械联锁装置、双电源转换开关类似，利用本申请的方法也能够提供安全可靠的联锁，防止产生电源间短路等安全事故。

通过以上描述和相关附图中所给出的教导，这里所给出的本公开的许多修改形式和其它实施方式将被本公开相关领域的技术人员所意识到。因此，所要理解的是，本公开的实施方式并不局限于所公开的具体实施方式，并且修改形式和其它实施方式意在包括在本公开的范围之内。此外，虽然以上描述和相关附图在部件和/或功能的某些示例组合形式的背景下对示例实施方式进行了描述，但是应当意识到的是，可以由备选实施方式提供部件和/或功能的不同组合形式而并不背离本公开的范围。就这点而言，例如，与以上明确描述的有所不同的部件和/或功能的其它组合形式也被预期处于本公开的范围之内。虽然这里采用了具体术语，但是它们仅以一般且描述性的含义所使用而并非意在进行限制。

Claims (15)

1.一种机械联锁装置(10)，用于双电源转换开关，其特征在于，包括：

第一联锁杆(30)，其与所述双电源转换开关的一路电源开关(1)的主轴(12)的曲柄耦合，并且配置成响应于所述一路电源开关(1)的合闸而运动，其中所述一路电源开关(1)合闸时，所述一路电源开关(1)的主轴(12)沿第一方向旋转；

与所述第一联锁杆(30)枢接的第二联锁杆(40)，其还枢接至所述双电源转换开关的基座，并且配置成响应于所述第一联锁杆(30)的运动而沿着与所述第一方向相反的第二方向旋转；

其中所述双电源转换开关的另一路电源开关(2)的脱扣杆(24)被配置在所述第二联锁杆(40)的旋转路径上并且配置成在所述第二联锁杆(40)的旋转路径中被所述第二联锁杆(40)抵接以保持所述另一路电源开关(2)的脱扣状态；

其中所述一路电源开关(1)的主轴(12)设置有阻尼部件，用于减弱所述一路电源开关(1)的主轴(12)在合闸期间的运动能量。

2.根据权利要求1所述的机械联锁装置(10)，其特征在于，所述第一联锁杆(30)设置有滑槽(32)，使得所述第一联锁杆(30)与所述一路电源开关(1)的主轴(12)相对于彼此滑动地耦合。

3.根据权利要求2所述的机械联锁装置(10)，其特征在于，所述一路电源开关(1)的主轴(12)的曲柄与所述第一联锁杆(30)之间设置有施力部件(34)，所述施力部件(34)配置成响应于所述一路电源开关(1)的合闸而对所述第一联锁杆(30)施力，以加速所述第二联锁杆(40)的运动。

4.根据权利要求1所述的机械联锁装置(10)，其特征在于，所述阻尼部件为弹簧，所述弹簧的一端布置在所述一路电源开关(1)的主轴(12)上，另一端布置在所述双电源转换开关的壳体上，并且配置成至少在所述一路电源开关(1)合闸运动的初期对所述一路电源开关的主轴(12)施加阻力。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的机械联锁装置(10)，其特征在于，还包括与所述一路电源开关(1)的合闸动作联动的阻挡组件(50)，所述阻挡组件(50)被配置成：在所述另一路电源开关(2)正常合闸时，所述阻挡组件(50)位于所述另一路电源开关(2)的合闸路径之外，并且在所述一路电源开关(1)和所述另一路电源开关(2)同时合闸时，所述阻挡组件(50)的至少一个部件与所述一路电源开关(1)的合闸动作联动地运动至所述另一路电源开关(2)的合闸路径中并且阻挡所述另一路电源开关(2)的合闸动作。

6.根据权利要求5所述的机械联锁装置(10)，其特征在于，所述阻挡组件(50)包括阻挡连杆(52)，所述阻挡连杆(52)的一端枢转至所述双电源转换开关的壳体，所述阻挡连杆(52)的另一端与所述第二联锁杆(40)相对于彼此滑动地耦合，所述阻挡连杆(52)被配置成在所述一路电源开关(1)的合闸过程中在所述第二联锁杆(40)的带动下旋转以抵接所述另一路电源开关(2)的主轴(22)的曲柄。

7.根据权利要求6所述的机械联锁装置(10)，其特征在于，所述阻挡连杆(52)包括从所述阻挡连杆(52)朝向所述另一路电源开关(2)的主轴(22)突出的突出部(54)。

8.一种双电源转换开关，其特征在于，包括：

一路电源开关(1)；

另一路电源开关(2)；

根据权利要求1-7中任一项所述的机械联锁装置(10)，所述机械联锁装置(10)中心对称地布置在所述双电源转换开关两侧。

9.一种用于操作双电源转换开关的方法，其特征在于，所述双电源转换开关包括一路电源开关(1)、另一路电源开关(2)、以及中心对称地布置在所述双电源转换开关两侧的机械联锁装置(10)，所述方法包括：

响应于所述一路电源开关(1)的合闸，使所述一路电源开关(1)的主轴(12)沿第一方向旋转，带动所述机械联锁装置(10)的第一联锁杆(30)运动；

响应于所述第一联锁杆(30)的运动，使所述机械联锁装置(10)的第二联锁杆(40)沿着与所述第一方向相反的第二方向旋转；以及

将所述双电源转换开关的另一路电源开关(2)的脱扣杆(24)配置在所述第二联锁杆(40)的旋转路径上并且在所述第二联锁杆(40)的旋转路径中，使所述另一路电源开关(2)的脱扣杆(24)与所述第二联锁杆(40)抵接以保持所述另一路电源开关(2)的脱扣状态；

在所述一路电源开关(1)合闸期间，利用阻尼部件来减弱所述一路电源开关(1)的主轴(12)的运动能量。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括在所述一路电源开关(1)的合闸期间，使所述第一联锁杆(30)与所述一路电源开关(1)的主轴(12)相对于彼此滑动。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括响应于所述一路电源开关(1)的合闸而对所述第一联锁杆(30)施力，加速所述第二联锁杆(40)的运动。

12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括，至少在所述一路电源开关(1)合闸运动的初期对所述一路电源开关的主轴(12)施加阻力。

13.根据权利要求9-12中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：在所述另一路电源开关(2)正常合闸时，使阻挡组件(50)不阻碍所述另一路电源开关(2)的合闸路径，并且在所述一路电源开关(1)和所述另一路电源开关(2)同时合闸时，使所述阻挡组件(50)与所述一路电源开关(1)的合闸动作联动地运动至所述另一路电源开关(2)的合闸路径中并且阻挡所述另一路电源开关(2)的合闸动作。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括：在所述一路电源开关(1)的合闸过程中，使所述阻挡组件(50)的阻挡连杆(52)在所述第二联锁杆(40)的带动下旋转以抵接所述另一路电源开关(2)的主轴(22)的曲柄，并且其中所述第二联锁杆(40)带动所述阻挡连杆(52)运动时，使所述阻挡连杆(52)相对于所述第二联锁杆(40)彼此滑动。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括：在所述一路电源开关(1)的合闸过程中，利用从所述阻挡连杆(52)朝向所述另一路电源开关(2)的主轴(22)突出的突出部(54)抵接所述另一路电源开关(2)的曲柄。

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