CN206819953U - 智能换相开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及低压供电设施领域，公开了一种结构更加简单合理，集成化、智能化程度更高，更适于加工制造和批量生产的智能换相开关。它包括由前至后安装的上壳、中壳、底壳，上壳外表面设有显示控制板；中壳内部设有主控制板；底壳下端左部设有零线端子、右部设有火线端子；底壳上端从左至右设有零线进线端、C相进线端、B相进线端、A相进线端；零线前方设有绝缘板一，进线铜排前方对应设有绝缘板二，绝缘板一、绝缘板二前方分别设有跳闸电磁开关、换相电磁开关，跳闸电磁开关、换相电磁开关下方分别对应设有跳闸推杆、导杆，导杆下部前方设有防错锁止***，防错锁止***下方设有灭弧罩，灭弧罩下方设有静触头，静触头下方对应设有缓冲弹簧。

Description

智能换相开关

技术领域

本实用新型涉及低压供电设施领域，具体地说，是关于一种智能换相开关。

背景技术

在低压电网中，三相不平衡是指在电力***中三相电流（或电压）幅值不一致，且幅值差超过规定范围。三相不平衡会造成线路、配电变压器的电能损耗增加，配变出力减少、配变产生零序电流，电动机效率降低，影响用电设备的安全运行。因此，在现实供电过程中，电力部门尽量将单相和两相负荷均匀的分配到三相上，以保持三相平衡；而采用换相开关是最常用的手段之一。

中国专利公开号CN106409623A，公开日2017年02月15日，发明创造名称为一种智能换相开关，该申请案公开了一种智能换相开关，它包括底座和四根导杆，其中三根为相导杆，另一根为零线导杆，导杆上有动触点，导杆能做轴线运动，底座上有静触点，在导杆下方的底座上设有锁止***和防错***，锁止***包括相线锁止滑片和零线锁止滑片，相线锁止滑片的三根竖的朝向零线的一侧设有相线导向斜面和相线锁止卡口；零线锁止滑片设有零线导向斜面和零线锁止卡口；防错***包括两块有防错斜面的防错滑片。其不足之处在于，锁止滑片分为两块，加工安装不方便且动作精度低；联接板结构复杂，加工制造步骤多，难以保证安装精度，不适宜批量生产；不具有过零点灭弧的功能，换相过程中弧光大；跳闸机构可靠性差；没有设置控制显示***，控制操作不方便。

发明内容

本实用新型是在上述发明创造的基础上进行改进，提供一种结构更加简单、合理，集成化、智能化程度更高，可靠性和精确度更高，更适于加工制造和批量生产的智能换相开关。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：智能换相开关，包括由前至后依次安装的上壳、中壳、底壳，所述上壳外表面设有显示控制板；中壳内部设有主控制板，中壳一外侧面设有接口；底壳下端左部设有零线端子、下端右部设有火线端子；底壳上端从左至右依次设有零线进线端、C相进线端、B相进线端、A相进线端；零线进线端、C相进线端、B相进线端、A相进线端分别与零线、C相进线铜排、B相进线铜排、A相进线铜排连接；零线下部与底壳之间设有吸收电路；零线上部穿有电流互感器，零线下部分出一支路；零线前方设有绝缘板一，C相进线铜排、B相进线铜排、A相进线铜排前方分别对应设有绝缘板二，绝缘板一、绝缘板二前方分别设有跳闸电磁开关、换相电磁开关，跳闸电磁开关下方设有跳闸推杆，换相电磁开关下方设有导杆，跳闸推杆、导杆下部前方设有防错锁止***，防错锁止***下方设有灭弧罩，灭弧罩下方设有静触头；

其中：所述各个静触头串联后，右端与火线端子连接，左端与吸收电路连接；

所述支路与吸收电路连接；

所述零线进线端、C相进线端、B相进线端、A相进线端分别引出一导线与主控制板连接；

所述换相电磁开关包括换相骨架、换相骨架内的换相线圈、穿过换相线圈的换相衔铁、换相衔铁上方套设的换相复位弹簧；

所述跳闸电磁开关包括跳闸骨架、跳闸骨架内的跳闸线圈、穿过跳闸线圈的跳闸衔铁、跳闸衔铁上方套设的跳闸复位弹簧；

所述显示控制板、换相线圈、跳闸线圈、电流互感器分别与主控制板连接；

所述导杆上端与换相衔铁下端固定连接；

所述跳闸推杆上端与跳闸衔铁下端固定连接；

所述导杆包括导杆本体，导杆本体上部设有锁止块，导杆本体下部设有动触头，动触头下端伸出导杆本体下端面；

所述跳闸推杆下端设有跳闸锁止块；

所述C相进线铜排、B相进线铜排、A相进线铜排下端分别与对应导杆本体内的动触头导线连接。

所述换相衔铁、跳闸衔铁下端设有换相外螺纹、跳闸外螺纹；导杆本体上端设有注塑螺母；注塑螺母与换相外螺纹螺纹连接；跳闸推杆上端与跳闸外螺纹螺纹连接。

所述注塑螺母与换相外螺纹为过盈配合，跳闸推杆上端与跳闸外螺纹为过盈配合。

所述显示控制板包括电源开关、显示屏、时间调节按键、工作指示灯、调试按键；

所述调试按键包括复位按键、跳闸按键、C相合闸按键、B相合闸按键、A相合闸按键。

所述接口为485接口。

所述主控制板为PCB集成电路板。

所述动触头、注塑螺母、锁止块预埋在导杆本体内，注塑螺母为铜注塑螺母；所述跳闸锁止块预埋在跳闸推杆下端；所述静触头下方对应设有缓冲弹簧。

所述实用新型它具有自适应功能，即可根据设定的电压不平衡度阈值，以及检测到的电网电压不平衡度和负载功率自动判断是否执行换相。

所述换相复位弹簧、跳闸复位弹簧为锥形弹簧。

所述的智能换相开关所使用的防错锁止***，包括联接板，联接板上设有固定空间，固定空间由内向外依次设有防错滑片、锁止滑片，锁止滑片上部由左至右依次均匀分布有跳闸斜面、C相斜面、B相斜面、A相斜面；C相斜面、B相斜面、A相斜面下方分别设有C相锁止口、B相锁止口、A相锁止口；C相斜面与跳闸斜面之间靠近跳闸斜面处设有C导向支撑，B相斜面与C相斜面之间靠近C相斜面处设有B导向支撑，A相斜面与B相斜面之间靠近B相斜面处设有A导向支撑；C导向支撑、B导向支撑、A导向支撑分别套有滑片复位弹簧；锁止滑片为整体结构；防错滑片为对称结构，设有两块且位于C相斜面与A相斜面之间，防错滑片上端设有凹槽。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过电子和机械结构的***调节，能够均衡三相电源间的功率分配，达到提高电源功率利用效率，改善三相交流电源相间功率不平衡的问题；本实用新型将原有的两块锁止滑片集成为一块，并对其结构进行了优化处理，使其结构更加简单合理，制造加工步骤更少，另外将联接板、锁止滑片、防错滑片集成为防错锁止***，使得本实用新型集成化程度和安装精度更高，机械性能更好；采用显示控制板和主控制板，使本实用新型在换相和跳闸方面既能实现手动控制也能实现自动控制，控制精度更高，可靠性更好，智能化程度更高；吸收电路的设计，能够减小本实用新型在换相过程中产生的弧光；本实用新型能够单独控制跳闸电磁开关和换相电磁开关，即能够控制和调节电磁开关的动作时间，从而能够实现过零点灭弧，增加了产品可靠性及使用寿命；本实用新型还具有很好的防止误动作、卡死、相间短路、电网过载的性能；本实用新型总体结构更加简单、合理，集成化、智能化程度更高，更加适于加工制造和批量生产。

附图说明

图1是智能换相开关的轴测图；

图2是图1的正面视图；

图3是图1的右侧视图；

图4是图1的俯视图；

图5是图1的仰视图；

图6是智能换相开关去掉上壳的示意图；

图7是图6的正面视图；

图8是智能换相开关去掉上壳和中壳后的示意图；

图9是图8的正面视图；

图10是智能换相开关去掉上壳、中壳和防错锁止***后的示意图；

图11是图10的正面视图；

图12是换相电磁开关和跳闸电磁开关结构示意图；

图13是导杆结构示意图；

图14是导杆剖开后的示意图；

图15是换相电磁开关与导杆连接后的示意图；

图16是图15剖开后的示意图；

图17是防错锁止***示意图；

图18是去掉锁止滑片后防错锁止***示意图；

图19是联接板结构示意图；

图20是图17沿方向B的示意图；

图21是图18沿方向B的正视图；

图22是锁止滑片的示意图；

图23是锁止滑片正面视图；

图24是防错滑片的示意图；

图25是防错滑片正面视图。

图中，1上壳、2中壳、3底壳、4显示控制板、5电源开关、6显示屏、7时间调节按键、8工作指示灯、9调试按键、901复位按键、902跳闸按键、903 C相合闸按键、904 B相合闸按键、905 A相合闸按键、10接口、11换相电磁开关、1101换相骨架、1102换相线圈、1103换相衔铁、11031换相外螺纹、1104换相复位弹簧、12跳闸电磁开关、1201跳闸骨架、1202跳闸线圈、1203跳闸衔铁、12031跳闸外螺纹、1204跳闸复位弹簧、13零线进线端、14 C相进线端、15 B相进线端、16A相进线端、17主控制板、18零线、1801支路、19 C相进线铜排、20 B相进线铜排、21 A相进线铜排、22绝缘板一、23绝缘板二、24跳闸推杆、2401跳闸锁止块、25导杆、26动触头、27注塑螺母、28锁止块、29导杆本体、30防错锁止***、31联接板、3101固定空间、32防错滑片、3201凹槽、33锁止滑片、3301跳闸斜面、3302 C相斜面、3303 B相斜面、3304 A相斜面、3305 C相锁止口、3306 B相锁止口、3307 A相锁止口、3308 C导向支撑、3309 B导向支撑、3310 A导向支撑、34灭弧罩、35静触头、36零线端子、37火线端子、38吸收电路、39电流互感器、40滑片复位弹簧、41缓冲弹簧。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：如图1至11所示，智能换相开关，包括由前至后依次安装的上壳1、中壳2、底壳3，所述上壳1外表面设有显示控制板4；中壳2内部设有主控制板17，中壳2一外侧面设有接口10；底壳3下端左部设有零线端子36、下端右部设有火线端子37；底壳3上端从左至右依次设有零线进线端13、C相进线端14、B相进线端15、A相进线端16；零线进线端13、C相进线端14、B相进线端15、A相进线端16分别与零线18、C相进线铜排19、B相进线铜排20、A相进线铜排21连接；零线18下部与底壳3之间设有吸收电路38；零线18上部穿有电流互感器39，零线18下部分出一支路1801；零线18前方设有绝缘板一22，C相进线铜排19、B相进线铜排20、A相进线铜排21前方分别对应设有绝缘板二23，绝缘板一22、绝缘板二23前方分别设有跳闸电磁开关12、换相电磁开关11，跳闸电磁开关12下方设有跳闸推杆24，换相电磁开关11下方设有导杆25，跳闸推杆24、导杆25下部前方设有防错锁止***30，防错锁止***30下方设有灭弧罩34，灭弧罩34下方设有静触头35；

其中：所述各个静触头35串联后，右端与火线端子37连接，左端与吸收电路38连接；

所述支路1801与吸收电路38连接；

所述零线进线端13、C相进线端14、B相进线端15、A相进线端16分别引出一导线与主控制板17连接；

所述换相电磁开关11包括换相骨架1101、换相骨架1101内的换相线圈1102、穿过换相线圈1102的换相衔铁1103、换相衔铁1103上方套设的换相复位弹簧1104，所述跳闸电磁开关12包括跳闸骨架1201、跳闸骨架1201内的跳闸线圈1202、穿过跳闸线圈1202的跳闸衔铁1203、跳闸衔铁1203上方套设的跳闸复位弹簧1204，如图12所示；

所述显示控制板4、换相线圈1102、跳闸线圈1202、电流互感器39分别与主控制板17连接；

所述导杆25上端与换相衔铁1103下端固定连接；所述跳闸推杆24上端与跳闸衔铁1203下端固定连接，所述导杆25包括导杆本体29，导杆本体29上部设有锁止块28，导杆本体29下部设有动触头26，动触头26下端伸出导杆本体29下端面，所述跳闸推杆24下端设有跳闸锁止块2401，如图13至16所示；

所述C相进线铜排19、B相进线铜排20、A相进线铜排21下端分别与对应导杆本体29内的动触头26导线连接。

所述换相衔铁1103、跳闸衔铁1203下端设有换相外螺纹11031、跳闸外螺纹12031；导杆本体29上端设有注塑螺母27；注塑螺母27与换相外螺纹11031螺纹连接；跳闸推杆24上端与跳闸外螺纹12031螺纹连接。

所述注塑螺母27与换相外螺纹11031为过盈配合，跳闸推杆24上端与跳闸外螺纹12031为过盈配合。

所述显示控制板4包括电源开关5、显示屏6、时间调节按键7、工作指示灯8、调试按键9；

所述调试按键9包括复位按键901、跳闸按键902、C相合闸按键903、B相合闸按键904、A相合闸按键905。

所述接口10为485接口。

所述主控制板17为PCB集成电路板。

所述动触头26、注塑螺母27、锁止块28预埋在导杆本体29内，注塑螺母27为铜注塑螺母；所述跳闸锁止块2401预埋在跳闸推杆24下端；所述静触头35下方对应设有缓冲弹簧41。

所述实用新型它具有自适应功能，即可根据设定的电压不平衡度阈值，以及检测到的电网电压不平衡度和负载功率自动判断是否执行换相。

所述换相复位弹簧1104、跳闸复位弹簧1204为锥形弹簧。

如图17至25所示，所述的智能换相开关所使用的防错锁止***，包括联接板31，联接板31上设有固定空间3101，固定空间3101由内向外依次设有防错滑片32、锁止滑片33，锁止滑片33上部由左至右依次均匀分布有跳闸斜面3301、C相斜面3302、B相斜面3303、A相斜面3304；C相斜面3302、B相斜面3303、A相斜面3304下方分别设有C相锁止口3305、B相锁止口3306、A相锁止口3307；C相斜面3302与跳闸斜面3301之间靠近跳闸斜面3301处设有C导向支撑3308，B相斜面3303与C相斜面3302之间靠近C相斜面3302处设有B导向支撑3309，A相斜面与B相斜面3303之间靠近B相斜面3303处设有A导向支撑3310；C导向支撑3308、B导向支撑3309、A导向支撑3310分别套有滑片复位弹簧40；锁止滑片33为整体结构；防错滑片32为对称结构，设有两块且位于C相斜面3302与A相斜面3304之间，防错滑片32上端设有凹槽3201。

本实用新型在需要跳闸时，首先跳闸线圈1202得电，跳闸衔铁1203吸合向下运动，带动跳闸推杆24向下运动，进而推动锁止滑片33向右运动，C相锁止口3305、B相锁止口3306或A相锁止口3307与锁止块28分离，相应导杆25在换相复位弹簧1104的作用下向上移动，在跳闸衔铁1203尚未开始回程时候，根据程序判断，指令相线中ABC三相中的某一换相电磁开关11得电动作，其换相衔铁1103向下运动，在分闸相线的动触头26与静触头35完全分离后10-20ms时间内，合闸相线的动触头26与静触头35结合，完成换相动作。期间，跳闸线圈1202断电，跳闸衔铁1203在跳闸复位弹簧1204的作用下，先于合闸电磁铁换相电磁开关11完成合闸动作恢复至初始状态。

在换相过程中，换相衔铁1103运动，带动相应的导杆25往复运动，实现动触头26与静触头35的分合动作，而在防错锁止***30的作用下，ABC三相只有一相的动触头26与静触头35接通。

本实用新型的防错锁止***30中，防错滑片32和锁止滑片33定位于联接板31的固定空间3101内左右运动，起到防止相间短路和定位跳闸推杆24和导杆25的作用；即在ABC三相任意两相切换过程中，只允许有除零线18外的一相处于导通状态，或者处于因故障所有相线均不导通的状态。

本实用新型在完成进线和出线的安装后，首先，打开电源开关5，开始进入自检模式，自检完成且无错误报警后，进入自动运行状态。

本实用新型在运行过程中，当主控制板17检测到电路过流或过压的时候，控制跳闸电磁开关12动作，实现跳闸动作；然后根据检测到的电流或电压情况，确定ABC三相中的某一相的换相电磁开关11动作，实现该相电路连通。

本实用新型中，包括电子防错和机械防错两部分，防错锁止***30为机械防错部分，电子防错部分是在主控制板17的电路设计中，设计相应电路，使得在同一时间内只允许3个换相电磁开关11中的1个得电，避免换相过程中继电器误动作。

本实用新型具有晶闸管灭弧电路，能够避免在换相过程中动静触头分离时产生电弧；灭弧电路板靠导线连接静触头和ABC三相入线。

本实用新型具备自适应功能，可根据当前电网电压不平衡度与换相开关负载功率大小，预估换相后电压不平衡度是否能够降低，自动判断是否执行换相。

本实用新型通过电子和机械结构的***调节，能够均衡三相电源间的功率分配，达到提高电源功率利用效率，改善三相交流电源相间功率不平衡的问题；本实用新型将原有的两块锁止滑片集成为一块，并对其结构进行了优化处理，使其结构更加简单合理，制造加工步骤更少，另外将联接板、锁止滑片、防错滑片集成为防错锁止***，使得本实用新型集成化程度和安装精度更高，机械性能更好；采用显示控制板和主控制板，使本实用新型在换相和跳闸方面既能实现手动控制也能实现自动控制，控制精度更高，可靠性更好，智能化程度更高；吸收电路的设计，能够减小本实用新型在换相过程中产生的弧光；本实用新型能够单独控制跳闸电磁开关和换相电磁开关，即能够控制和调节电磁开关的动作时间，从而能够控制分闸动作时动静触头在交流电波形的零点附近分断，实现过零点灭弧的功能，增加了产品可靠性及使用寿命；本实用新型还具有很好的防止误动作、卡死、相间短路、电网过载的性能；总之，本实用新型新增了电子控制显示功能，采用机械和电子灭弧，机械防错和电子防错两种防错方式，自动化、智能化程度更高，可靠性和可操作性更好；机械结构方面更加简单、合理，减少了机械加工的步骤，提高了可靠性和安装精度，更加适于加工制造和批量生产。

本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述具体实施方式并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述具体实施方式，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应落入本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.智能换相开关，包括由前至后依次安装的上壳（1）、中壳（2）、底壳（3），其特征在于，所述上壳（1）外表面设有显示控制板（4）；中壳（2）内部设有主控制板（17），中壳（2）一外侧面设有接口（10）；底壳（3）下端左部设有零线端子（36）、下端右部设有火线端子（37）；底壳（3）上端从左至右依次设有零线进线端（13）、C相进线端（14）、B相进线端（15）、A相进线端（16）；零线进线端（13）、C相进线端（14）、B相进线端（15）、A相进线端（16）分别与零线（18）、C相进线铜排（19）、B相进线铜排（20）、A相进线铜排（21）连接；零线（18）下部与底壳（3）之间设有吸收电路（38）；零线（18）上部穿有电流互感器（39），零线（18）下部分出一支路（1801）；零线（18）前方设有绝缘板一（22），C相进线铜排（19）、B相进线铜排（20）、A相进线铜排（21）前方分别对应设有绝缘板二（23），绝缘板一（22）、绝缘板二（23）前方分别设有跳闸电磁开关（12）、换相电磁开关（11），跳闸电磁开关（12）下方设有跳闸推杆（24），换相电磁开关（11）下方设有导杆（25），跳闸推杆（24）、导杆（25）下部前方设有防错锁止***（30），防错锁止***（30）下方设有灭弧罩（34），灭弧罩（34）下方设有静触头（35）；其中：

各个所述静触头（35）串联后，右端与火线端子（37）连接，左端与吸收电路（38）连接；

所述支路（1801）与吸收电路（38）连接；

所述零线进线端（13）、C相进线端（14）、B相进线端（15）、A相进线端（16）分别引出一导线与主控制板（17）连接；

所述换相电磁开关（11）包括换相骨架（1101）、换相骨架（1101）内的换相线圈（1102）、穿过换相线圈（1102）的换相衔铁（1103）、换相衔铁（1103）上方套设的换相复位弹簧（1104）；

所述跳闸电磁开关（12）包括跳闸骨架（1201）、跳闸骨架（1201）内的跳闸线圈（1202）、穿过跳闸线圈（1202）的跳闸衔铁（1203）、跳闸衔铁（1203）上方套设的跳闸复位弹簧（1204）；

所述显示控制板（4）、换相线圈（1102）、跳闸线圈（1202）、电流互感器（39）分别与主控制板（17）连接；

所述导杆（25）上端与换相衔铁（1103）下端固定连接；

所述跳闸推杆（24）上端与跳闸衔铁（1203）下端固定连接；

所述导杆（25）包括导杆本体（29），导杆本体（29）上部设有锁止块（28），导杆本体（29）下部设有动触头（26），动触头（26）下端伸出导杆本体（29）下端面；

所述跳闸推杆（24）下端设有跳闸锁止块（2401）；

所述C相进线铜排（19）、B相进线铜排（20）、A相进线铜排（21）下端分别与对应导杆本体（29）内的动触头（26）导线连接。

2.根据权利要求1所述的智能换相开关，其特征在于，所述换相衔铁（1103）、跳闸衔铁（1203）下端设有换相外螺纹（11031）、跳闸外螺纹（12031）；导杆本体（29）上端设有注塑螺母（27）；注塑螺母（27）与换相外螺纹（11031）螺纹连接；跳闸推杆（24）上端与跳闸外螺纹（12031）螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的智能换相开关，其特征在于，所述注塑螺母（27）与换相外螺纹（11031）为过盈配合，跳闸推杆（24）上端与跳闸外螺纹（12031）为过盈配合。

4.根据权利要求1至3任一项所述的智能换相开关，其特征在于，所述显示控制板（4）包括电源开关（5）、显示屏（6）、时间调节按键（7）、工作指示灯（8）、调试按键（9）。

5.根据权利要求4所述的智能换相开关，其特征在于，所述调试按键（9）包括复位按键（901）、跳闸按键（902）、C相合闸按键（903）、B相合闸按键（904）、A相合闸按键（905）。

6.根据权利要求5所述的智能换相开关，其特征在于，所述接口（10）为485接口。

7.根据权利要求6所述的智能换相开关，其特征在于，所述主控制板（17）为PCB集成电路板。

8.根据权利要求7所述的智能换相开关，其特征在于，所述动触头（26）、注塑螺母（27）、锁止块（28）预埋在导杆本体（29）内，注塑螺母（27）为铜注塑螺母；所述跳闸锁止块（2401）预埋在跳闸推杆（24）下端；所述静触头（35）下方对应设有缓冲弹簧（41）。

9.根据权利要求8所述的智能换相开关，其特征在于，它具有自适应功能，即可根据设定的电压不平衡度阈值，以及检测到的电网电压不平衡度和负载功率自动判断是否执行换相。

10.根据权利要求1所述的智能换相开关所使用的防错锁止***，其特征在于，它包括联接板（31），联接板（31）上设有固定空间（3101），固定空间（3101）由内向外依次设有防错滑片（32）、锁止滑片（33），锁止滑片（33）上部由左至右依次均匀分布有跳闸斜面（3301）、C相斜面（3302）、B相斜面（3303）、A相斜面（3304）；C相斜面（3302）、B相斜面（3303）、A相斜面（3304）下方分别设有C相锁止口（3305）、B相锁止口（3306）、A相锁止口（3307）；C相斜面（3302）与跳闸斜面（3301）之间靠近跳闸斜面（3301）处设有C导向支撑（3308），B相斜面（3303）与C相斜面（3302）之间靠近C相斜面（3302）处设有B导向支撑（3309），A相斜面与B相斜面（3303）之间靠近B相斜面（3303）处设有A导向支撑（3310）；C导向支撑（3308）、B导向支撑（3309）、A导向支撑（3310）分别套有滑片复位弹簧（40）；锁止滑片（33）为整体结构；防错滑片（32）为对称结构，设有两块且位于C相斜面（3302）与A相斜面（3304）之间，防错滑片（32）上端设有凹槽（3201）。