一种具有电动机控制电路和安全锁的开关柜的制作方法

本实用新型涉及电气领域，更具体地，涉及电气设备的开关柜。

背景技术：

开关柜是一种电气设备。通常，外线先进入开关柜柜内的主控开关，然后进入分控开关，各分路按其需要设置。如仪表，自控，电动机磁力开关，各种交流接触器等，有的还设高压室与低压室开关柜，设有高压母线，如发电厂等，有的还设有为保主要设备的低周减载。

开关柜的主要作用是在电力系统进行发电、输电、配电和电能转换的过程中，进行开合、控制和保护用电设备。开关柜内的部件主要有断路器、隔离开关、负荷开关、操作机构、互感器以及各种保护装置等组成。开关柜的分类方法很多，如通过断路器安装方式可以分为移开式开关柜和固定式开关柜；或按照柜体结构的不同，可分为敞开式开关柜、金属封闭开关柜、和金属封闭铠装式开关柜；根据电压等级不同又可分为高压开关柜，中压开关柜和低压开关柜等。主要适用于发电厂、变电站、石油化工、冶金轧钢、轻工纺织、厂矿企业和住宅小区、高层建筑等各种不同场合。

该低压开关柜中电动机的设计对于开关柜的安全性、便利性、可操作性、可扩展性等方面都具有显著的影响。好的电动机设计将有助于提高设备的安全性、可操作性和可扩展性，并有效地保证人员的安全并降低成本。

现有开关柜的布局不够合理，从而导致操作人员的维护不方便，并且容易造成触电事故，安全性和便捷性不佳。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种新型的开关柜，使得维护人员能够安全方便地对电气设备或开关柜进行维护。

根据本实用新型的一个方面，提供一种具有电动机控制电路和安全锁的开关柜，其特征在于，包括：壳体，所述壳体为长方体；隔板(19)，其垂直设置于所述开关柜中，将所述开关柜分为前部和后部；活门机构帘板(14)，其设置 于所述隔板上，能够打开和关闭；主母线室(A)，所述主母线室(A)位于所述开关柜的后部上方，用于接纳主母线；手车室(B)，所述手车室(B)位于所述开关柜的前部中间，用于接纳手车；电缆室(C)，所述电缆室(C)位于所述开关柜的后部下方；继电器仪表室(D)，所述继电器仪表室(D)位于所述开关柜的前部上方；静触头罩盒(6)，所述静触头罩盒(6)设置于所述主母线室(A)中，具有开口，并且所述开口处于所述活门机构帘板(14)相对；静触头(5)，位于所述静触头罩盒(6)中；电流互感器(7)，其位于所述主母线室(A)中，并与所述活门机构帘板(14)相对；二次线防护板(18)，设置在所述开关柜的前部下方，并通过水平隔板(16)与所述手车室(B)隔开，所述二次线防护板(18)内部的空间用于布设开关柜外部引入的电缆或从所述开关柜引出的电缆；所述开关柜具有柜门，所述柜门的宽度小于所述开关柜的宽度，从而所述柜门的侧边与所述开关柜的侧壁形成阶梯状结构，其中所述所述柜门的侧边以上下方向固定安装有两个销钉，所述开关柜的侧壁正面固定安装有一个具有帽体的销钉；所述阶梯状结构上安装有安全锁，所述安全锁具有成90度的第一侧边和第二侧边，所述第一侧边具有两个与所述两个销钉相对应的滑动槽，从而使得所述安全锁能够上下滑动，所述第二侧边具有两个联通的第一孔和第二孔，所述第一孔的直径大于所述帽体的直径，所述第二孔的直径小于所述帽体的直径但大于具有所述帽体的销钉的直径；当所述安全锁向上滑动时，所述第一孔与所述帽体对准，从而能够对柜门解锁，而当所述安全锁向下滑动时，所述第二孔与所述帽体对转，从而将柜门锁定；断路器(200)，所述静触头(5)与所述断路器(200)的一端连接，所述断路器(200)的另一端与所述电流互感器(7)的一端连接；接触器组(400)，所述电流互感器(7)的另一端与所述接触器组(400)的一端连接，热继电器(600)，所述接触器组(400)的另一端与所述热继电器(600)的一端连接；以及第二插接件(500)，其包括第二插座，所述第二插座与所述热继电器(600)的另一端连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述活门机构帘板(14)包括第一组矩形翻转叶片和第二组矩形翻转叶片，所述第一组矩形翻转叶片绕第一轴(14-1)旋转，所述第二组矩形翻转叶片绕第二轴(14-2)旋转，所述第二轴(14-2)与所述第一轴(14-2)平行并位于所述第一轴下方，其中所述第一组和第二组矩形翻 转叶片包括数量相等的多个翻转叶片，所述第一轴(14-1)位于所述第一组矩形翻转叶片中每个翻转叶片的重的上方，并且所述第二轴(14-2)位于所述第二组矩形翻转叶片中每个翻转叶片的重心的上方。

根据本实用新型的一个实施例，所述壳体由敷铝锌钢板制造，螺栓联接而成，表面采用静电塑粉喷涂处理。

根据本实用新型的一个实施例，所述开关柜还包括起吊板(12)，其设置在于所述开关柜的上方，用于在起吊所述开关柜时连接到起吊设备。

根据本实用新型的一个实施例，所述活门机构帘板(14)在自然状态下处于关闭状态。

根据本实用新型的一个实施例，所述二次防护线板内的空间与所述电缆室隔开或者结合为同一个空间。

本实用新型提供的开关柜性能可靠，维护方便，安全性高，并且能够方便的安装和调试，从而有利于提高工作效率。

附图说明

图1为根据本实用新型一个实施方式的具有电动机控制电路和安全锁的开关柜的左视图。

图2为根据本实用新型的一个实施方式的活门机构帘板的结构示意图。

图3为根据本实用新型的一个实施方式的安全锁的使用状态示意图。

图4为图3中安全锁的放大图。

图5示出了根据本实用新型的用于电动机的控制电路。

图6是根据本实用新型的用于低压开关柜的电动机控制电路的电气连接示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细描述。

图1为根据本实用新型一个实施方式的具有电动机控制电路和安全锁的开关柜的左视图。左视图能够能清楚和直观地展现本实用新型的发明要点。

如图1所示，本实用新型提供的具有电动机控制电路和安全锁的开关柜包括：

壳体，所述壳体为长方体。可选地，壳体为敷铝锌钢板制造，螺栓联接而 成。前后门采用静电塑粉喷涂处理。

隔板19，其垂直设置于所述开关柜中，将所述开关柜分为前部和后部(分别对应于图1的右部和左部)。前部一般为操作部，后部一般为高压或者布置线缆的部分，二者分开设置将有利于人员的安全，防止发生高压触电。可选地，隔板为经过电镀防腐处理的金属板。

活门机构帘板14，其设置于所述隔板上，能够打开和关闭。打开时，开关柜和前部和后部联通，从而能够连接前部和后部的电气部件；而关闭时(例如维护人员检修时)，则可以隔离前部和后部，保证人员的安全。活门机构帘板14的打开可以是自动的，也可以是手动的，或者可以被手车顶开，而当手车退出时自动关闭，检修时不得随意打开帘板。

母线室A，所述主母线室A位于所述开关柜的后部上方，用于接纳主母线。通常为三根主母线(U相，V相和W相或A相、B相和C相)。母线室上方由母线室盖板1封闭。主母线贯穿于各柜体母线室，安装时按母线上打印的标记对应相应的柜体进行安装。

手车室B，所述手车室B位于所述开关柜的前部中间，用于接纳手车。手车推入时，将使得活门机构帘板14打开，而手车拉出时，活门机构帘板14关闭。

电缆室C，所述电缆室C位于所述开关柜的后部下方。在该隔室内，通常装设电流互感器、避雷器(或过电压保护器)、进线或出线电缆、零序电流互感器以及接地开关等。电缆室的布置将在后文的优选实施方式中进行更详细的描述。

继电器仪表室D，所述继电器仪表室D位于所述开关柜的前部上方。仪表室中设置有继电器及端子排，其它用于操作、观察的控制保护单元、开关、仪表等，均安装在该隔室的外门上。

静触头罩盒6，所述静触头罩盒6设置于所述主母线室A中，具有开口，并且所述开口处与所述活门机构帘板14相对，这里所说的相对，是指开口朝向所述活门机构帘板14，当帘板打开时，手车上的电气部件可以通过该开口插入到所述静触头罩盒6中，并与位于所述静触头罩盒6中的静触头5接触。

电流互感器7，其位于所述主母线室A中，并与所述活门机构帘板14相对。 这将在后文中进行详细描述。

为了安全起见，在本实用新型的开关柜工作期间，为了保证人员安全，防止不慎将柜门打开，本实用新型还设置了安全锁。

图3为根据本实用新型的一个实施方式的安全锁的使用状态示意图。图4为图3中安全锁的放大图。

如图3和图4所示，所述开关柜具有柜门20，所述柜门的宽度小于所述开关柜的宽度，从而所述柜门的侧边与所述开关柜的侧壁21形成阶梯状结构，其中所述柜门的侧边以上下方向固定安装有两个销钉，所述开关柜的侧壁21正面固定安装有一个具有帽体的销钉；所述阶梯状结构上安装有安全锁25，所述安全锁25具有成90度的第一侧边和第二侧边，所述第一侧边具有两个与所述两个销钉相对应的滑动槽，从而使得所述安全锁25能够上下滑动，所述第二侧边具有两个联通的第一孔和第二孔，所述第一孔的直径大于所述帽体的直径，所述第二孔的直径小于所述帽体的直径但大于具有所述帽体的销钉的直径；当所述安全锁25向上滑动时，所述第一孔与所述帽体对准，从而能够对柜门解锁，而当所述安全锁25向下滑动时，所述第二孔与所述帽体对转，从而将柜门锁定。

上述结构的优点在于，该安全锁的位置由于处于梯形结构的角落里，所以不容易被外部物体触动，从而防止外部物体不慎将柜门打开。此外，操作方便，其在重力的作用下能够自动地将柜门锁定，而无需额外的力。该安全锁还有结构简单，成本低廉，适合大规模制造的优点。

上述柜门20可以安装在所述开关柜的前部和/或后部。在工作期间，该柜门严禁打开。

根据本实用新型的一个优选实施方式，所述壳体由敷铝锌钢板制造，螺栓联接而成，表面采用静电塑粉喷涂处理。

根据本实用新型的一个优选实施方式，所述开关柜还包括起吊板12，其设置在于所述开关柜的上方，用于在起吊所述开关柜时连接到起吊设备。吊板12优选地设置在隔板19的延长线上，从而在吊运的时候更加牢固和可靠。

根据本实用新型的一个优选实施方式，所述活门机构帘板14为上下活动式帘板或翻转式活动帘板。上下活动式可以是该活门机构帘板14沿着隔板上下滑动，从而打开和关闭；而翻转式可以是该活门机构帘板14绕轴转动，从而打开 和关闭，这种方式类似于百叶窗的形式。活门机构帘板可以是被手车顶开，或者可以是手车连接联动机构，从而在手车活动时带动活门机构帘板的开启或关闭。活门机构帘板14可以采用任何已知或者未来开发的活门机构。

图2为根据本实用新型的一个实施方式的活门机构帘板的结构示意图。下面结合图2详细地描述翻转结构的活门机构帘板14。

如图2所示，所述活门机构帘板14包括第一组矩形翻转叶片和第二组矩形翻转叶片，所述第一组矩形翻转叶片绕第一轴14-1旋转，所述第二组矩形翻转叶片绕第二轴14-2旋转，所述第二轴14-2与所述第一轴14-1平行并位于所述第一轴下方，其中所述第一组和第二组矩形翻转叶片包括数量相等的多个翻转叶片，所述第一轴14-1位于所述第一组矩形翻转叶片中每个翻转叶片的重的上方，并且所述第二轴14-2位于所述第二组矩形翻转叶片中每个翻转叶片的重心的上方。需要理解的是，尽管图2中示出的第一组和第二组矩形反转叶片之间具有缝隙，但这仅仅是为了方便观看和理解，二者之间优选是没有空隙的，或者二者之间可以用绝缘材料加以封闭。

当手车推入时，则可以顶开所述翻转叶片，叶片绕轴14-1和14-2旋转，从而手车的接触头通过该翻转叶片伸入主母线室A，并与静触头等接通，而当手车退出时，由于翻转轴14-1和14-2处于每个叶片重心的上方，因此可以保证保证每个叶片在重力的作用下自动恢复到关闭状态，从而保证人员的安全。

本实用新型的叶片数量并不局限于两个，也可以是一个或更多。当每组包括多个翻转叶片时，由于每个翻转叶片之间是彼此独立的，因此在某些情况下只需要几个翻转叶片翻转，而无需带动所有的叶片。这样的有益效果是，在检修状态下，即使触动了某些翻转叶片，由于其他翻转叶片没有翻转，所以降低了触电的风险。其次，如果某个翻转叶片发生损坏，则更换该单独叶片即可，无需全部替换，这样节省了成本，提高了可靠度。

根据本实用新型的一个优选实施方式，所述活门机构帘板14在自然状态下处于关闭状态。这有利地保证了维护人员的安全。

根据本发明的一个优选实施方式，具有电动机控制电路和安全锁的开关柜还包括三个主母线槽4，所述三个主母线槽4以与所述隔板19平行，并与地面平行的方式设置在所述主母线室A中，用于分别接纳三根主母线。本领域技术 人员可以理解，三个主母线槽4的连线可以垂直地面设置，或者三个主母线槽可以呈三角形设置，即这三个主母线槽可以各自处于特定三角形的三个定点处。

根据本发明的一个优选实施方式，具有电动机控制电路和安全锁的开关柜还包括三个下引分支母线2，分别将所述三根主线连接到所述静触头。

根据本发明的一个优选实施方式，具有电动机控制电路和安全锁的开关柜还包括手车15，所述手车15包括滑轮，第一动触头和第二动触头，在所述手车15能够通过所述滑轮滑进和滑出所述手车室B，当所述手车15滑进所述手车室B时，所述活门机构帘板14打开，从而所述第一动触头与所述静触头5连接，所述第二动触头与所述电流互感器7连接；所述手车15还通过插接件13与所述继电器仪表室C连接。

根据本发明的一个优选实施方式，具有电动机控制电路和安全锁的开关柜还包括接地母线10，其设置在所述电缆室C的底部，通过电缆8与所述电流互感器7连接。

根据本发明的一个优选实施方式，具有电动机控制电路和安全锁的开关柜还包括接地开关9，其设置在所述C中的隔板19上，与所述电流互感器7连接；

根据本发明的一个优选实施方式，具有电动机控制电路和安全锁的开关柜还包括接地开关操作机构17，其贯穿所述壳体前后并与地面平行，所述接地开关操作机构17与所述接地开关9机械连接，以控制所述接地开关9的开启和关闭；

根据本发明的一个优选实施方式，具有电动机控制电路和安全锁的开关柜还包括小母线室E，其位于所述继电器仪表室D上方；

根据本发明的一个优选实施方式，具有电动机控制电路和安全锁的开关柜还包括二次线防护板18，设置在所述开关柜的前部下方，并通过水平隔板16与所述手车室B隔开，所述二次线防护板18内部的空间用于布设开关柜外部引入的电缆或从所述开关柜引出的电缆。

根据本发明的一个优选实施方式，具有电动机控制电路和安全锁的开关柜进一步包括三个绝缘护套3，分别设置在所述三个主母线槽4中。绝缘护套3有助于保证设备与人员的安全。

根据本发明的一个优选实施方式，其中，所述手车15可以为断路器手车、 电压互感器手车、避雷器手车和隔离手车中的一种。

根据本发明的一个优选实施方式，其中，所述接地母线为贯穿于整个壳体底部的接地铜排。

根据本发明的一个优选实施方式，其中，所述小母线室内部采用φ6铜棒，下引至所述继电器仪表室D内的端子或开关上。

根据本发明的一个优选实施方式，其中，所述二次防护线板内的空间与所述电缆室隔开或者结合为同一个空间。

图5示出了根据本实用新型的用于电动机的控制电路。需要理解的是，为清楚展示控制电路与其他部件的连接关系，图5示出的电路还包括了其他部件。

该控制电路包括，断路器200，所述静触头5与所述断路器200的一端连接，所述断路器200的另一端与所述电流互感器7的一端连接；接触器组400，所述电流互感器7的另一端与所述接触器组400的一端连接；热继电器600，所述接触器组400的另一端与所述热继电器600的一端连接；以及第二插接件500，其包括第二插座，所述第二插座与所述热继电器600的另一端连接。

图6是根据本实用新型的用于低压开关柜的电动机控制电路的电气连接示意图。本领域技术人员通过图6能够更好的理解本实用新型的电路如何设置，以及各部件之间如何连接。如图6所示，述接触器组(400)包括并联的第一接触器和第二接触器。

需要理解的是，本实用新型中的术语“连接”包括了直接连接和间接连接。直接连接表示两个部件或单元之间不存在其他部件，而间接连接表示两个部件之间还存在一个或多个其他部件。

根据低压开关柜中电动机控制电路的不同工作状态以及需求，本实用新型的断路器200可以是如下情况：对于30kW的功率，60A的电流，所述断路器200为S3H160 RM80型；对于37kW的功率，72A的电流，所述断路器200为S3H160 RM80型；对于45kW的功率，85A的电流，所述断路器200为S3H160 RM100型；对于55kW的功率，105A的电流，所述断路器200为S3H160 RM160型；于75kW的功率，140A的电流，所述断路器200为S3H250 RM200型；对于90kW的功率，170A的电流，所述断路器200为S5H400/320型；对于110kW的功率，205A的电流，所述断路器200为S5H400/320型；对于132kW的功率， 245A的电流，所述断路器200为S5H400/320型；对于160kW的功率，295A的电流，所述断路器200为S5H400/400型；对于200kW的功率，370A的电流，所述断路器200为S5H630/630型。

上述电路中给出的断路器型号是可以从ABB公司中直接获得，并且由于其优良的性能以及与本实用新型较好的匹配而成为优选方案。本实用新型也可以采用其他适当类型的断路器。

在电工学上，因为可快速切断交流与直流主回路和可频繁地接通与大电流控制电路的装置，所以接触器经常运用于电动机做为控制对象，也可用作控制工厂设备、电热器、工作母机和各样电力机组等电力负载，接触器不仅能接通和切断电路，而且还具有低电压释放保护作用。接触器控制容量大，适用于频繁操作和远距离控制。是自动控制系统中的重要元件之一。

根据低压开关柜中电动机控制电路的不同工作状态以及需求，本实用新型的接触器400可以是如下情况：对于30kW的功率，60A的电流，所述接触器400为A75型；对于37kW的功率，72A的电流，所述接触器400为A75型；对于45kW的功率，85A的电流，所述接触器400为A95型；对于55kW的功率，105A的电流，所述接触器400为A110型；对于75kW的功率，140A的电流，所述接触器400为A145型；对于90kW的功率，170A的电流，所述接触器400为A185型；对于110kW的功率，205A的电流，所述接触器400为A210型；对于132kW的功率，245A的电流，所述接触器400为A260型；于160kW的功率，295A的电流，所述接触器400为AF400型；对于200kW的功率，370A的电流，所述接触器400为AF400型。

上述电路中给出的接触器型号是可以从ABB公司中直接获得，并且由于其优良的性能以及与本实用新型较好的匹配而成为优选方案。本实用新型也可以采用其他适当类型的接触器。

热继电器的工作原理是由流入热元件的电流产生热量，使有不同膨胀系数的双金属片发生形变，当形变达到一定距离时，就推动连杆动作，使控制电路断开，从而使接触器失电，主电路断开，实现电动机的过载保护。继电器作为电动机的过载保护元件，以其体积小，结构简单、成本低等优点在生产中得到了广泛应用。

在本实用新型中，如果功率低于30kw，和/或电流低于60A，则无需采用热继电器。而根据低压开关柜中电动机控制电路的不同工作状态以及需求，本实用新型的热继电器600可以是如下情况：对于30kW的功率，60A的电流，所述热继电器600为TA75DU63型；对于37kW的功率，72A的电流，所述热继电器600为TA75DU80型；对于45kW的功率，85A的电流，所述热继电器600为TA110DU90型；对于55kW的功率，105A的电流，所述热继电器600为TA110DU110型；对于75kW的功率，140A的电流，所述热继电器600为TA200DU150型；对于90kW的功率，170A的电流，所述热继电器600为TA200DU175型；对于110kW的功率，205A的电流，所述热继电器600为TA450DU235型；对于132kW的功率，245A的电流，所述热继电器600为TA450DU310型；对于160kW的功率，295A的电流，所述热继电器(60)为TA450DU400型；对于200kW的功率，370A的电流，所述热继电器600为TA450DU400型。

上述电路中给出的热继电器型号是可以从ABB公司中直接获得，并且由于其优良的性能以及与本实用新型较好的匹配而成为优选方案。本实用新型也可以采用其他适当类型的热继电器。

本实用新型提供的用于低压开关柜的电动机控制电路适用于户内安装低压开关柜，能够方便的进行更新改进；设备运行持续性和可靠性较高，并能够保证操作人员的人身安全。

下面介绍本实用新型的具有电动机控制电路和安全锁的开关柜的安装。

本实用新型的开关柜的安装基础，一般要分为二次浇灌混凝土。第一次为敷设开关柜安装钢制构件——即角钢、方钢或槽钢构件安装基础；第二次浇灌混凝土是地面的补充层(一般厚度为60mm)。在浇灌混凝土补充层时，混凝土形成的地面高度应低于钢制构件上平面(即设备安装面)1～3mm。

敷设基础钢制构件时，应先对构件进行调直处理；敷设时应注意高度误差，一般钢制构件上平面平面度公差，每平方米应控制在1mm以内。

开关柜呈单列布置时，安装基础应保证柜前走廊不小于2.5米为宜(最小不应低于2米)；双列布置时，柜间走廊宽度一般不小于2.8米。柜后维修通道，至少应能自由打开后门(为安装、检修方便，尽可能大一些)。

开关柜在搬运过程中，应使用特定的运输工具，如吊车或叉车等，严禁使用撬棍、滚筒等，以免损伤设备。

开关柜运至安装地点，按图纸或工程实际需要，以某一台柜体做为基准，其它柜体依次靠紧，并用螺栓把相邻的柜体联接紧固。如果一排设备台数较多(10台以上)，拼柜工作应从中部开始向两端进行。如果端柜与墙壁之间距离过小(小于一节主母线的长度)，端部的1至2台柜体应在设备主母线穿进之后，再进行拼柜。

待开关柜完全组合(拼装)完成后，可用M12螺栓穿过设备底板的地脚孔与基础钢构件联接固定，或用电焊将设备与基础钢构件焊接牢固。

穿主母线以及联接主母线与下引分支母线时，先将柜体顶部主母线室盖板1的紧固螺栓松开，卸去盖板。

把母线擦拭干净，按照母线上打印的柜体编号及相标，依次将主母线穿进柜体主母线室。将主母线接头及主母线与下引分支母线用螺栓联接紧固。

母线有绝缘要求时，母线搭接头处采用绝缘罩盒封罩；横向母线扣罩盒时，应使罩盒锁扣在下，以免脱落。

在连接外引电缆时，将电缆沟(或夹层)中的一次电缆，从电缆室底板上的电缆出线孔伸入柜内，按柜内母线接线桩头的高度做好电缆头后，将电缆接至母线接线桩头。同时电缆头用夹板固定在柜内的支架上。

在连接二次电缆时，拆下柜内左侧的二次线防护板18，外部引入的电缆或从本柜引出的电缆，均在左侧护板内的空间敷设，侧壁有支架用于固定电缆。电缆接线完成后将二次线护板重新安装回原位。

下面的附图标记

1.母线室盖板

2.下引分支母线

3.绝缘穿墙护套

4.主母线

5.静触头

6.静触头罩盒

7.电流互感器

8.电缆

9.接地开关

10.接地母线

11.小母线室盖板

12.起吊板

13.二次接插件

14.活门机构帘板

15.手车

16.水平隔板

17.接地开关操作

18.二次线防护板

需要理解的是，上文中仅对本实用新型的优选实施方式进行了详细描述，但并不意味着本实用新型的保护范围限制在所公开的描述中。例如，本实用新型中各个隔室可以独立于其他隔室存在，并且每个隔室的布置或设置也可以独立于其他隔室存在。本领域技术人员根据上述的描述，在未经创造性劳动下对本发明做出的修改，添加和删除，均落入本实用新型的保护范围。