一种具有机械脱扣互锁功能的双电源转换开关的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种具有机械脱扣互锁功能的双电源转换开关，主电源断路器和备用电源断路器之间由一个机械脱扣互锁机构隔离。当接通其中一只断路器时，另一只断路器的机械脱扣机构从机械逻辑上被触发断电，机械脱扣互锁方案可以在供电情况下，当电源出现相序、缺相，电压异常等故障时，本方案可以实现带电切换电源。常规双电源开关只有（on?off）和（off?on）两个工作状态，机械手柄互锁规避了（on?on）和(off?off)状态，维修设备时需要增设隔离开关。由于本发明采用机械脱扣互锁方案，可以在规避（on?on）状态的同时保持（off?off）状态，同时切断所有电源。
【专利说明】一种具有机械脱扣互锁功能的双电源转换开关
[0001]
技术领域
[0002]本发明属于双电源转换装置领域，尤其涉及一种具有机械脱扣互锁功能的双电源转换开关。
【背景技术】
[0003]市场上有很多种类的双电源转换开关，多数由2组断路器构成，其中一组为主电源，另一组为备用电源，两组电源断路器之间由电机驱动互为反向的机械传动机构，完成二套电源的供给切换，并保证不会同时让两组断路器都处于导通状态，当主电源停电，需启动备用电源断路器导通，同时切断主电源断路器。申请号201510143542.9的专利公开了一种微断型双电源自动转换开关，其特征在于:微断型双电源自动转换开关包括罩壳、电机、常用断路器、备用断路器、转换装置、控制器，控制器设置在罩壳一侧，罩壳后侧中部对应电机挖空形成电机安装腔，电机安装在电机安装腔内，罩壳后侧在电机安装腔两侧分别对应常用断路器和备用断路器挖空形成断路器安装腔，断路器安装腔内壁上形成卡扣，常用断路器和备用断路器通过卡扣固定在断路器安装腔内，转换装置设置在罩壳前端连接在电机与常用断路器和备用断路器之间。现有技术的缺点是当主电源仅是缺相时或电压不正常时，或者相序出错时，不能可靠地执行带电切换。另外，现有方案不能实现二组断路器同时处于断电状态。不便于电气设备的维修。
【发明内容】
[0004]为了解决上述方案的不足，本发明公开了一种能够实现三个逻辑状态(on/off)、(off/on)以及(off/off)的具有机械脱扣互锁功能的双电源转换开关，使用脱扣机械互锁机构，将二组电源断路器进行逻辑互锁，用两套电机分别驱动二组断路器，进行主电源和备用电源的相互切换。主要特征在于包括主电源驱动器(I)、主电源断路器(2)、备用电源断路器(5)和备用电源驱动器(6)，机械脱扣互锁机构(4)置于主电源断路器(2)和备用电源断路器(5)之间，主电源断路器(2)和备用电源断路器(5)分别配置相对应的主电源驱动器(I)和备用电源驱动器(6)，主电源驱动器(I)和转换装置的控制器为一体结构，主电源断路器(2)和备用电源断路器(5)的电源输入端连接有电源监测外挂板(3)，电源输出端连接有负载导电铜排和所述备用电源驱动器(6)的控制线路外挂板(7)。
[0005]所述机械互锁脱扣机构(4)内部构置有主电源手柄联动凸轮(4a)，所述备用电源手柄联动凸轮(4a)的中心方孔与所述备用电源断路器(2)伸入的手柄方轴连接，所述主电源手柄联动凸轮(4a)的轮廓与主电源脱扣拨杆(4c)连接，所述备用电源脱扣拨杆(4c)的另一端安装有备用电源脱扣触针(4e)，所述备用电源脱扣触针(4e)伸入到所述备用电源断路器(5)内部的脱扣位置，所述主电源手柄联动凸轮(4a)的并排位置构置有备用电源手柄联动凸轮(4b)，所述主电源手柄联动凸轮(4b)的中心方孔与所述主电源断路器(5)伸入来的手柄方轴连接，所述备用电源手柄联动凸轮(4b)的轮廓与备用电源脱扣拨杆(4d)连接，所述主电源脱扣拨杆(4d)的另一端安装有主电源脱扣触针(4f)，所述主电源脱扣触针(4f)伸入到所述主电源断路器(2)内部的脱扣位置，所述主电源脱扣拨杆(4c)和备用电源脱扣拨杆(4d)具有交叉结构。所述备用电源断路器(5)的手柄合闸动作与所述主电源断路器(2)的脱扣动作形成联动，实现了两组所述断路器的反向动作互锁，S卩(on-off)和(off-on) 逻辑状态。 当上述两套机构都处于脱扣位置时 ，由于断路器手柄具有弹簧自动复位到off位置的功能，使得所述两组电源断路器在规避同时导通(on-on)逻辑状态情况下，增添了同时断开状态，即(off-off)逻辑状态。所述主电源断路器(2)的手柄合闸动作与所述备用电源断路器(5)的脱扣动作形成联动。
[0006]所述机械脱扣互锁机构(4)内部设置急停按钮(4g)和急停按钮锁环(4h)，所述急停按钮(4g)外部可以手动操作，也可以由软轴连接在远处的设备面板上操作，所述急停按钮(4g)穿过具有弹性的所述急停按钮锁环(4h)，其下部与所述主电源脱扣拨杆(4c)和备用电源脱扣拨杆(4d)共同连接。所述急停按钮(4g)按下时，在弹簧推动下，急停按钮锁环(4h)将所述急停按钮(4g)卡住。当所述急停按钮(4g)按下并被卡住时，两组所述断路器均被锁死在断开off位置，只有将所述急停按钮锁环(4h)复位后两组所述断路器才可合闸操作。
[0007]需要远程操作急停装置时，可以使用远程操作软轴式急停装置(4i)替换急停按钮(4g)和急停按钮锁环(4h)，所述远程操作软轴式急停装置(4i)安装在设备操作面板上。
[0008]可以为任意组合构成三相双电源或单相双电源(含DPN断路器)的电源转换开关。
[0009]本发明还给出了双电源互换的经济型方案，当去除二组断路器的所有电控部分，只保留主电源断路器(2)和备用电源断路器(5)以及机械脱扣互锁机构(4)，构成纯手动操作的双电源转换装置，并且保持了带电切换的功能。主要特征在于主电源断路器(2)和备用电源断路器(5)，机械脱扣互锁机构(4)置于主电源断路器(2)和备用电源断路器(5)之间。
[0010]本发明的有益效果为:本发明公开的脱扣机械互锁结构，将比现行的合闸拉闸互锁机械结构在逻辑上(on/off)或(off/on)多出一个逻辑状态。即三个逻辑状态(on/off),(off/on)以及(off/off)。
[0011]由于主电源脱扣拨杆(4c)和备用电源脱扣拨杆(4d)，采用了交叉的结构设计，当其中一组断路器的手柄轴在做合闸的动作时，通过所述手柄凸轮压迫所述的脱扣拨杆，触发另一组断路器脱扣。当两组断路器共同做拉闸动作时，主电源脱扣拨杆(4c)和备用电源脱扣拨杆(4d)均退出脱扣状态，从机械结构上形成了比常规双电源转换装置多出一个(off/off)态。
[0012]脱扣互锁的重要意义在于，二组电源可以在同时带电的情况下相互切换，例如其中的一组电源出现电压超出正常范围、缺相，或相序故障。本发明可以很安全地切换到另一组正常供电的电源上，从机械结构上防止飞弧。
【附图说明】
[0013]图1为本发明的双电源自动转换装置的爆炸图；
图2-1为本发明的机械脱扣互锁机构的结构示意图；
图2-2为本发明的机械脱扣互锁机构的立体示意图；
图3-1:手动单相DPN型双电源互换装置示意图； 图3-2:手动单相(P+N)型双电源互换装置示意图；
图3-3:手动三相(3P+N)型双电源互换装置示意图；
图3-4:电控单相(P+N)型双电源自动/兼手动互换装置示意图；
图3-5:电控三相(3P+N)型双电源自动/兼手动互换装置示意图。
[0014]图中:
I 主电源驱动器 2一一主电源断路器 3一一电源监测外挂板 4 机械脱扣互锁机构 5一一备用电源断路器 6一一备用电源驱动器 7 控制线路外挂板 4a一一主电源手柄联动凸轮 4b一一备用电源手柄联动凸轮
4c--主电源脱扣拨杆
4d一一备用电源脱扣拨杆 4e 备用电源脱扣触针 4f——主电源脱扣触针 4g一一急停按钮 4h一一急停按钮锁环 4i一一远程操作软轴式急停装置
【具体实施方式】
[0015]下面将参照附图对本发明进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。
[0016]如图1所示:机械脱扣互锁机构(4)置于主电源断路器(2)和备用电源断路器(5)之间，主电源断路器(2)和备用电源断路器(5)分别配置相对应的主电源驱动器(I)和备用电源驱动器(6)，主电源驱动器(I)和转换装置的控制器为一体结构，主电源断路器(2)和备用电源断路器(5)的电源输入端连接有电源监测外挂板(3)，电源输出端连接有负载导电铜排和所述备用电源驱动器(6)的控制线路外挂板(7)。
[0017]主电源断路器(2)和备用电源断路器(5)分别有2套电动驱动机构主电源驱动器
(I)和备用电源驱动器(6)进行操控，但是控制器只有一个，内含微处理器，安装于主电源断路器(2)—侧。主控制器可采取GSM、光缆、wif1、zigbee等无线或远程控制方式，可以对电源采样监控，实现二组电源的相互自动切换。也可以将所有电控装置排除，以经济方式实现手动切换。
[0018]如图2-1、2-2所示，所述机械互锁脱扣机构(4)内部构置有主电源手柄联动凸轮(4a)，所述备用电源手柄联动凸轮(4a)的中心方孔与所述备用电源断路器(2)伸入的手柄方轴连接，所述主电源手柄联动凸轮(4a)的轮廓与主电源脱扣拨杆(4c)连接，所述备用电源脱扣拨杆(4c)的另一端安装有备用电源脱扣触针(4e)，所述备用电源脱扣触针(4e)伸入到所述备用电源断路器(5)内部的脱扣位置，所述主电源手柄联动凸轮(4a)的并排位置构置有备用电源手柄联动凸轮(4b)，所述主电源手柄联动凸轮(4b)的中心方孔与所述主电源断路器(5)伸入来的手柄方轴连接，所述备用电源手柄联动凸轮(4b)的轮廓与备用电源脱扣拨杆(4d)连接，所述主电源脱扣拨杆(4d)的另一端安装有主电源脱扣触针(4f)，所述主电源脱扣触针(4f)伸入到所述主电源断路器(2)内部的脱扣位置，所述主电源脱扣拨杆(4c)和备用电源脱扣拨杆(4d)具有交叉结构。所述备用电源断路器(5)的手柄合闸动作与所述主电源断路器(2)的脱扣动作形成联动，实现了两组所述断路器的反向动作互锁，SP(on-off)和(off-on)逻辑状态。当上述两套机构都处于脱扣位置时，由于断路器手柄具有弹簧自动复位到off位置的功能，使得所述两组电源断路器在规避同时导通(on-on)逻辑状态情况下，增添了同时断开状态，即(off-off)逻辑状态。所述主电源断路器(2)的手柄合闸动作与所述备用电源断路器(5)的脱扣动作形成联动。
[0019]所述机械脱扣互锁机构(4)内部设置急停按钮(4g)和急停按钮锁环(4h)，所述急停按钮(4g)外部可以手动操作，也可以由软轴连接在远处的设备面板上操作，所述急停按钮(4g)穿过具有弹性的所述急停按钮锁环(4h)，其下部与所述主电源脱扣拨杆(4c)和备用电源脱扣拨杆(4d)共同连接。所述急停按钮(4g)按下时，在弹簧推动下，急停按钮锁环(4h)将所述急停按钮(4g)卡住。当所述急停按钮(4g)按下并被卡住时，两组所述断路器均被锁死在断开off位置，只有将所述急停按钮锁环(4h)复位后两组所述断路器才可合闸操作。
[0020]需要远程操作急停装置时，可以使用远程操作软轴式急停装置(4i)替换急停按钮(4g)和急停按钮锁环(4h)，所述远程操作软轴式急停装置(4i)安装在设备操作面板上。
[0021]本发明的主要特征是以脱扣互锁的机械方式，实现二组电源的相互带电切换。当主电源出现故障或完全断电时，备用电源断路器(5)将被备用电源驱动器(6)以自动方式或直接以手动合闸方式转动手柄，方形截面的手柄轴的延长部分伸入到机械脱扣互锁机构
(4)内部的备用电源手柄联动凸轮(4b)内，使备用电源手柄联动凸轮(4b) —起和备用电源断路器(5)的手柄同步转动，这种转动在进行半途时，备用电源手柄联动凸轮(4b)压动备用电源脱扣拨杆(4d)，由于备用电源脱扣拨杆(4d)和主电源脱扣拨杆(4c)为交叉结构布置，在备用电源脱扣拨杆(4d)的另一端设置有备用电源脱扣触针(4e)，伸入到主电源断路器
(2)的脱扣杠杆内，此时备用电源断路器(5)的合闸动作传到了主电源断路器(2)的脱扣机构上，在备用电源断路器(5)的触头还没接合之前就将主电源断路器(2)的脱扣机构触发，致使主电源断路器(2)的触头断开。同理，当主电源恢复正常时，主电源断路器(2)合闸，以及切断备用电源断路器(5)的全过程和上述完全相同。由于互锁是通过触发脱扣机构来完成的，可以实现在带电情况下的二套电源互相切换。特别是当备用电源同时出现故障时，本发明可以同时将二组断路器切断，因为二组断路器是由各自独立的驱动器来完成的。需要特别说明的是本发明同时保留了电磁脱扣拉闸的功能。当维护人员需要对设备进行维修时，可以同时将二组断路器拉闸，方法是手动按下急停按钮(4g)，急停按钮锁环(4h)将急停按钮(4g)锁住，此时二组断路器的脱扣机构被同时触发，导致全部掉闸断电。只有当维修人员工作完成后重启急停按钮，二组断路器方可正常工作。急停按钮也可以用软轴方式延长到设备控制面板上，便于对设备进行操作。
[0022]本发明可以为任意组合构成三相双电源或单相双电源(含DPN断路器)的电源转换开关。如图3-1至3-5所示，分别为手动单相DPN型双电源互换装置、手动单相(P+N)型双电源互换装置、手动三相(3P+N)型双电源互换装置、电控单相(P+N)型双电源自动/兼手动互换装置和电控三相(3P+N)型双电源自动/兼手动互换装置。
[0023]以上通过实施例对本发明的进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
【主权项】
1.一种具有机械脱扣互锁功能的双电源转换开关，其特征在于包括主电源驱动器(I)、主电源断路器(2)、备用电源断路器(5)和备用电源驱动器(6)，机械脱扣互锁机构(4)置于主电源断路器(2)和备用电源断路器(5)之间，主电源断路器(2)和备用电源断路器(5)分别配置相对应的主电源驱动器(I)和备用电源驱动器(6)，主电源驱动器(I)和转换装置的控制器为一体结构，主电源断路器(2)和备用电源断路器(5)的电源输入端连接有电源监测外挂板(3)，电源输出端连接有负载导电铜排和所述备用电源驱动器(6)的控制线路外挂板(7)。2.根据权利要求1所述的一种具有机械脱扣互锁功能的双电源转换开关，其特征在于所述机械互锁脱扣机构(4)内部构置有主电源手柄联动凸轮(4a)，所述备用电源手柄联动凸轮(4a)的中心方孔与所述备用电源断路器(2)伸入的手柄方轴连接，所述主电源手柄联动凸轮(4a)的轮廓与主电源脱扣拨杆(4c)连接，所述备用电源脱扣拨杆(4c)的另一端安装有备用电源脱扣触针(4e)，所述备用电源脱扣触针(4e)伸入到所述备用电源断路器(5)内部的脱扣位置，所述主电源手柄联动凸轮(4a)的并排位置构置有备用电源手柄联动凸轮(4b)，所述主电源手柄联动凸轮(4b)的中心方孔与所述主电源断路器(5)伸入来的手柄方轴连接，所述备用电源手柄联动凸轮(4b)的轮廓与备用电源脱扣拨杆(4d)连接，所述主电源脱扣拨杆(4d)的另一端安装有主电源脱扣触针(4f)，所述主电源脱扣触针(4f)伸入到所述主电源断路器(2)内部的脱扣位置，所述主电源脱扣拨杆(4c)和备用电源脱扣拨杆(4d)具有交叉结构。3.根据权利要求2所述的一种具有机械脱扣互锁功能的双电源转换开关，其特征在于在所述机械脱扣互锁机构(4)内部设置急停按钮(4g)和急停按钮锁环(4h)，所述急停按钮(4g)穿过具有弹性的所述急停按钮锁环(4h)，其下部与所述主电源脱扣拨杆(4c)和备用电源脱扣拨杆(4d)共同连接。4.根据权利要求3所述的一种具有机械脱扣互锁功能的双电源转换开关，其特征在于使用远程操作软轴式急停装置(4i)替换急停按钮(4g)和急停按钮锁环(4h)，所述远程操作软轴式急停装置(4i)安装在设备操作面板上。5.根据权利要求1或4所述的一种具有机械脱扣互锁功能的双电源转换开关，其特征在于可以为任意组合构成三相双电源或单相双电源的电源转换开关。6.—种具有机械脱扣互锁功能的双电源转换开关，其特征在于主电源断路器(2)和备用电源断路器(5)，机械脱扣互锁机构(4)置于主电源断路器(2)和备用电源断路器(5)之间。7.根据权利要求6所述的一种具有机械脱扣互锁功能的双电源转换开关，其特征在于所述机械互锁脱扣机构(4)内部构置有主电源手柄联动凸轮(4a)，所述备用电源手柄联动凸轮(4a)的中心方孔与所述备用电源断路器(2)伸入的手柄方轴连接，所述主电源手柄联动凸轮(4a)的轮廓与主电源脱扣拨杆(4c)连接，所述备用电源脱扣拨杆(4c)的另一端安装有备用电源脱扣触针(4e)，所述备用电源脱扣触针(4e)伸入到所述备用电源断路器(5)内部的脱扣位置，所述主电源手柄联动凸轮(4a)的并排位置构置有备用电源手柄联动凸轮(4b)，所述主电源手柄联动凸轮(4b)的中心方孔与所述主电源断路器(5)伸入来的手柄方轴连接，所述备用电源手柄联动凸轮(4b)的轮廓与备用电源脱扣拨杆(4d)连接，所述主电源脱扣拨杆(4d)的另一端安装有主电源脱扣触针(4f)，所述主电源脱扣触针(4f)伸入到所述主电源断路器(2)内部的脱扣位置，所述主电源脱扣拨杆(4c)和备用电源脱扣拨杆(4d)具有交叉结构。8.根据权利要求7所述的一种具有机械脱扣互锁功能的双电源转换开关，其特征在于在所述机械脱扣互锁机构(4)内部设置急停按钮(4g)和急停按钮锁环(4h)，所述急停按钮(4g)穿过具有弹性的所述急停按钮锁环(4h)，其下部与所述主电源脱扣拨杆(4c)和备用电源脱扣拨杆(4d)共同连接。9.根据权利要求8所述的一种具有机械脱扣互锁功能的双电源转换开关，其特征在于使用远程操作软轴式急停装置(4i)替换急停按钮(4g)和急停按钮锁环(4h)，所述远程操作软轴式急停装置(4i)安装在设备操作面板上。10.根据权利要求6或9所述的一种具有机械脱扣互锁功能的双电源转换开关，其特征在于可以为任意组合构成三相双电源或单相双电源的电源转换开关。
【文档编号】H01H9/26GK105895462SQ201610409845
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年6月12日
【发明人】王克诚, 白晋军, 孙晓东
【申请人】天津加美特电气设备有限公司