一种能有效防止误操作的低压开关柜1/2抽屉单元的制作方法

本发明涉及一种电力行业低压配电开关柜抽屉单元，尤其是涉及一种能有效防止误操作的低压开关柜1/2抽屉单元。

背景技术：

低压开关柜是应用于工业、第三产业及基础建设等领域的控制设备。它常见于石油化工、冶金制造、纺织加工等行业，用于输电、配电和电能转换时的控制和保护。低压开关柜的分类方式很多，如按照结构不同分类或按照连接形式不同分类等。低压开关柜中的抽屉柜作为终端用电设备，是电能分配、控制、转换、保护和测量的枢纽，直接关系到供电系统的正常运行能力，抽屉单元在抽屉柜中占主导地位。随着我国社会经济的发展，人们对电力负荷的需求也不断增加，要求供电系统的设备应具备高可靠性和高安全性，才能更好地满足人们生产、生活的用电需求。

抽屉柜主要由柜体骨架、母线排、抽屉单元、抽屉单元室等几大部分组成。抽屉单元主要有抽屉主体、抽屉面板、开关元件、推进机构、一二次插件等部件。抽屉单元有连接、试验、隔离三种位置状态，通过推进机构的操作，实现抽屉单元的推进及不同状态的切换。其中，在连接位置，抽屉单元处于完全的连接状态，一次、二次插件接通；在试验位置，主电路断开，辅助电路连接，可进行各项调试，此时一次插件分离，二次插件接通；在隔离位置，主电路和辅助电路均断开，此时一次及二次插件均分离。

如图1所示，1/2抽屉单元9设置在开关柜托板5之上，抽屉主板6与抽屉面板7构成基本架框，开关手柄8安装在抽屉面板7上，抽屉面板7上有根据操作模块1在隔离状态时的操作孔位置而开的通孔。

现有的抽屉技术基本能实现三位置状态的功能，通过安装在抽屉单元本体的推进机构实现各位置的切换。但是现有抽屉技术并没有对三位置切换的操作有明显的规范，没有通过联锁机构来防止误操作的发生。现代开关柜基本实现模块化设计，抽屉单元外形基本相同但是功能或载荷能力却有可能完全不同，不同抽屉单元之间可能因混用而引发安全事故，此隐患对于同一层有多个回路的1/2或1/4单元尤为明显。所以现代重要工程项目都要求抽屉单元在各位置状态不能随意抽出，且能挂锁。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种能有效防止误操作的低压开关柜1/2抽屉单元，本单元除能照常实现1/2抽屉单元的三位置切换功能、保证各状态的有序操作外，还在隔离位置设有锁定功能，可保证开关处于合闸状态时，不能进行各位置的切换，防止负载分离。

解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种能有效防止误操作的低压开关柜1/2抽屉单元，所述的1/2抽屉单元9设置在低压开关柜的托板5之上，托板5、抽屉主板6与抽屉面板7构成架框，开关手柄8安装在抽屉面板7上，抽屉面板7上设有操作通孔；所述低压抽屉柜101/2抽屉单元9内，设有操作模块1、推进模块2、隔离限位模块3和开关联锁模块4；所述操作模块1固定于抽屉面板7背后，所述推进模块2装配于抽屉单元9的抽屉主板6上且一端与操作模块1连接；所述隔离限位模块3位于操作模块1下方，所述开关联锁模块4安装在抽屉面板7背后，与操作模块1有相对位置关系；其特征是：

所述的操作模块1包括：

一外壳，固定于抽屉面板7背后；优选地：所述外壳包括外壳底座107、外壳盖108以及固定于抽屉面板7背后的机构底板106，外壳底座107和外壳盖108两者通过螺栓连接将活动件安装在其内部，并最终固定在机构底板106上；

一连接齿轮101，以前后水平轴支承在所述外壳内；

一连接齿条104，垂直并可上下移动地支承在所述外壳内并与所述连接齿轮101的左侧啮合；

一联动齿条109，垂直并可上下移动地支承在所述外壳内并与所述连接齿轮101的右侧啮合；

一试验齿轮单元110，其内设有一以前后水平轴固定支承的试验齿轮102，试验齿轮单元110固定在所述联动齿条109下方；

一试验齿条105，垂直并可上下移动地支承在所述外壳内并与所述试验齿轮102的右侧啮合；

一联锁挡板103，具有一条斜边，上部以转动副的形式可摆动地安装在联动齿条109上，联锁挡板在重力作用下呈竖直状态，斜边与试验齿条105上的一凸块始终接触并受其控制左右摆动；

所述的连接齿条104上端、试验齿条105下端分别对应着上下托板5的卡槽，卡进后抽屉单元无法被抽出；所述的连接齿轮101和试验齿轮102中心均有方形操作孔，隔离位置时对应着抽屉面板7上设有的操作通孔，试验位置切换后所述联锁挡板103左摆一定角度刚好挡住连接齿轮101的操作孔，实现联锁功能，保证连接、试验操作的相互独立。

所述的推进模块2包括：

上下对称布置的两块滑板203/204，各以移动副的形式安装在所述的抽屉主板6上，上下滑板的前端分别设有一次插件和二次插件；

上下对称布置的两个曲杆201/202，各从中滑动旋转铰接在所述的外壳底座107的u形槽内；上曲杆201为连接曲杆，其一端与上滑板即试验滑板203前端所开的长形孔以移动副连接、另一端则与所述的连接齿条104上的通孔以转动副连接；下曲杆为试验曲杆202，其一端与下滑板即试验滑板204前端所开的长形孔以移动副连接、另一端则与所述的试验齿条105上的通孔以转动副连接。

所述的隔离限位模块3安装在操作模块1的下方，其包括：

一门锁301，固定安装在抽屉面板7上，其锁芯302上固定有径向伸出的拨销303，门锁301的锁套设有转动限位，使得锁芯302与拨销303只有90度的转动角度范围；

一滑动锁板304，以上下移动副的形式安装在操作模块1的机构底板106上，滑动锁板304的中间开有横向长孔并对应卡接在所述的拨销上，隔离位置锁定时滑动锁板304在拨销303旋转运动的带动下向下滑动，下端对应卡在所述的单元室的托板5的槽内，最终实现1/2抽屉单元9在单元室内的位置锁定功能。

所述的开关联锁模块4包括：

三垫板405，固定在抽屉面板7上，中心开有供开关操作杆穿过通孔；

一固定板404，固定在抽屉面板7上；

一滑动挡板403，中间开有横向方孔及垂直u孔；

一转板402，其中心可被开关操作杆穿过并以中心为支点转动，其另一端圆部与滑动挡板403中间的垂直u孔形成移动副，转板402旋转带动滑动挡板403横向移动，向左移动时挡住操作模块1的连接操作孔；

一夹板401，其中间开有槽孔，夹板401将转板402和滑动挡板403有间隙地夹在固定板404上。

所述的曲杆201/202从中滑动旋转铰接在外壳底座107的u形槽内的结构为：外壳底座107上开有长形孔，曲杆201/202的中间设有横向轴与长形孔形成滑动旋转铰接配合，也即曲杆中心可在长形孔中发生滑动、同时还有转动。

工作过程：

操作模块1驱动推进模块2的连接滑板203、试验滑板204推进，一次插件安装在连接滑板203上，二次插件安装在试验滑板204上，实现1/2抽屉单元9连接、试验、隔离三位置的切换；隔离限位模块3通过滑动锁板304把1/2抽屉单元9锁定在单元室内；开关联锁模块4的滑动挡板403在开关操作手柄的带动下，横向移动，挡住操作模块1的连接齿轮101，实现开关合闸联锁。

当连接齿轮101操作时，连接齿条104向上移动，联动齿条109连同试验齿轮单元110一起向下移动，操作模块1齿条的上下移动带动推进模块2的三角曲杆滑动旋转，进而实现一次、二次插件的连接；

当试验齿轮102操作时，试验齿条105向下移动，连接齿条104保持不动，试验齿条105带动试验曲杆202滑动旋转，进而实现二次插件的连接。

推进模块2与操作模块1有联动关系，在操作模块1的带动下，曲杆以中心为支点，做滑动旋转运动，从而带动滑板在抽屉主板7上的滑动，滑板的前端分别装有一次、二次插件，最终实现一次、二次回路的接通与断开。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

第一，抽屉单元的连接和试验操作有不同的路径，且连接操作和试验操作存在联锁，即连接位置不能试验操作，试验位置不能连接操作，只有先回到隔离位置才能进行另一个操作，保证操作的安全有序；

第二，由于设计隔离位置锁定模块，使得抽屉单元处在隔离位置时不能随意被抽出柜体，更加安全可靠；

第三，开关与操作模块之间存在联锁，当开关处于合闸位置时，不能进行抽屉单元的位置切换操作，防止出现带负荷分闸的情况，满足联锁要求。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：

图1为1/2抽屉装配示意图；

图2为1/2抽屉内部结构示意图；

图3为操作模块装配示意图；

图4为操作模块装配体主视图；

图5为操作模块固定件装配体示意图；

图6为操作模块固定件装配体主视图；

图7为操作模块活动件装配体示意图；

图8为操作模块活动件装配体主视图；

图9为操作模块活动件装配体左视图；

图10为操作模块活动件装配体剖视图；

图11为推进模块装配体示意图；

图12为推进模块装配体主视图；

图13为推进模块装配局部示意图；

图14为隔离限位模块装配体示意图；

图15为隔离限位模块装配体主视图；

图16为开关联锁模块装配体示意图；

图17为开关联锁模块装配体示意图；

图18为开关联锁模块装配体主视图；

图19为抽屉柜总装图。

图中附图标记含义：1-操作模块，2-推进模块，3-隔离限位模块，4-开关联锁模块101-连接齿轮，102-试验齿轮，103-联锁挡板，104-连接齿条，105-试验齿条，106-机构底板107-外壳底座，108-外壳盖，109-联动齿条，110-试验齿轮单元，201-连接曲杆，202-试验曲杆，203-连接滑板，204-试验滑板，301-门锁，302-锁芯，303-拨销，304-滑动锁板，401-夹板，402-转板，403-滑动挡板，404-固定板，405-垫板，5-托板，6-抽屉主板，7-抽屉面板，8-开关手柄，9-1/2抽屉单元，10-抽屉柜。

具体实施方式

如图1和图19所示，本发明的能有效防止误操作的低压开关柜1/2抽屉单元实施例，1/2抽屉单元9放置在托板5之上，托板5、抽屉主板6与抽屉面板7构成基本架框，开关手柄8安装在抽屉面板7上，抽屉面板7上有根据操作模块1在隔离状态时的操作孔位置而开的操作通孔；所述低压抽屉柜101/2抽屉单元9内，设有操作模块1、推进模块2、隔离限位模块3和开关联锁模块4。

如图2所示，操作模块1作为一个独立可拆卸的单元固定安装在抽屉面板7上；推进模块2分上下两个对称部分，上端为一次回路部分，下端为二次回路部分。推进模块2装配于抽屉单元本体的抽屉主板6上且一端与操作模块1连接；隔离限位模块3位于操作模块1下方，是一个相对独立的模块；开关联锁模块4安装在抽屉面板7背后，与操作模块1有相对位置关系。

如图3至图10所示，为操作模块1的示意图，其中活动件包括：连接齿轮101、试验齿轮102、联锁挡板103、连接齿条104、试验齿条105、联动齿条109、试验齿轮单元110，联动齿条109与试验齿轮单元110固定连接；固定件为一外壳，其包括：机构底板106、外壳底座107、外壳盖108，其中外壳底座107和外壳盖108为铸造件，两者通过螺栓连接将活动件安装在其内部，并最终固定在机构底板106上，机构底板106则固定于抽屉面板7背后的机构底板106上。

连接齿轮101以前后水平轴支承在外壳内，连接齿条104垂直并可上下移动地支承在外壳内并与连接齿轮101的左侧啮合，联动齿条109垂直并可上下移动地支承在外壳内并与连接齿轮101的右侧啮合，试验齿轮单元110内设有一以前后水平轴固定支承的试验齿轮102，试验齿轮单元110固定在联动齿条109下方，试验齿条105垂直并可上下移动地支承在外壳内并与所述试验齿轮102的右侧啮合，联锁挡板103具有一条斜边，上部以转动副的形式可摆动地安装在联动齿条109上，联锁挡板在重力作用下呈竖直状态，斜边与试验齿条105上的一凸块始终接触并受其控制左右摆动。

连接齿条104上端、试验齿条105下端分别对应着上下托板5的卡槽，卡进后抽屉单元无法被抽出；连接齿轮101和试验齿轮102中心均有方形操作孔，隔离位置时对应着抽屉面板7上设有的操作通孔，试验位置切换后所述联锁挡板103左摆一定角度刚好挡住连接齿轮101的操作孔，实现联锁功能，保证连接、试验操作的相互独立。

连接操作时，将操作手柄穿过面板的开孔插入连接齿轮101的方形操作孔并顺时针旋转，连接齿轮101在带动连接齿条104向上移动的同时带动联动齿条109向下移动。由于联动齿条109与试验齿轮单元110固定连接，且安装在试验齿轮单元110内的试验齿轮102与试验齿条105存在齿轮齿条传动关系，因此试验齿条105也同步向下移动。到达连接位置后，连接齿条104和试验齿条105均插入上下托板5的卡槽中，抽屉单元无法被抽出。

再者，由于抽屉面板7上的通孔根据操作模块1在隔离状态时的位置而开，在连接操作的过程中，试验齿轮102向下移动，因此试验齿轮102操作孔会被抽屉面板7遮挡，操作模块1必须要回到隔离位置后，才能进行试验操作。

试验操作时，将操作手柄穿过面板的开孔插入试验齿轮102的方形操作孔并顺时针旋转，试验齿轮102带动试验齿条105向下运动，连接齿条104保持不动，试验齿条105的凸块与联锁挡板103的斜边始终接触。到达试验位置后，试验齿条105插入托板5的槽中且联锁挡板103顺时针转动一定角度，并将连接齿轮101的操作孔遮挡，抽屉单元无法被抽出且不能进行连接操作。

如图11、12、13所示，为推进模块2示意图，推进模块2由曲杆和滑板组成，分上下两个对称部分，上端为一次回路部分，下端为二次回路部分。

具体包括上下对称布置的两块滑板203/204，各以移动副的形式安装在抽屉主板6上，上下滑板的前端分别设有一次插件和二次插件；还有上下对称布置的两个曲杆201/202，各从中滑动旋转铰接在外壳底座107的u形槽内；上曲杆201为连接曲杆，其一端与上滑板即试验滑板203前端所开的长形孔以移动副连接、另一端则与连接齿条104上的通孔以转动副连接；下曲杆为试验曲杆202，其一端与下滑板即试验滑板204前端所开的长形孔以移动副连接、另一端则与试验齿条105上的通孔以转动副连接。

推进模块2的上部分为一次插件推进部分，包括连接曲杆201和连接滑板203，连接滑板203的前端装有一次插件；推进模块2的下部分为二次插件推进部分，包括试验曲杆202和试验滑板204，试验滑板204的前端装有二次插件。

曲杆201/202从中滑动旋转铰接在外壳底座107的u形槽内的结构为：外壳底座107上开有长形孔，曲杆201/202的中间设有横向轴与长形孔形成滑动旋转铰接配合，也即曲杆中心可在长形孔中发生滑动、同时还有转动。

当进行连接操作时，在连接齿条104和试验齿条105上下移动的情况下，连接曲杆201和试验曲杆202以各自中心为支点，做滑动旋转运动，从而带动连接滑板203和试验滑板204在抽屉主板7上滑动，一次、二次动静插件连接，最终实现一次、二次回路的接通。当进行试验操作时，试验齿条105向下移动，试验曲杆202以中心为支点，做滑动旋转运动，从而带动试验滑板204在抽屉主板7上滑动，二次动静插件连接，最终实现二次回路的接通。

如图14、15所示，为隔离限位模块3示意图，包括门锁301、锁芯302、拨销303、滑动锁板304。

门锁301固定安装在抽屉面板7上，其锁芯302上固定有径向伸出的拨销303，拨销303用螺钉固定在门锁锁芯302上，滑动锁板304以上下移动副的形式安装在操作模块1的机构底板106上，滑动锁板304的中间开有横向长孔并对应卡接在拨销上；门锁301的锁套有转动限位，使得锁芯302与拨销303只有90度的转动角度范围；拨销303与滑动锁板304以移动副的形式连接，隔离位置锁定时滑动锁板304在拨销303旋转运动的带动下向下滑动，滑动锁板304下端卡在单元室的托板5的对应槽内，最终实现1/2抽屉单元9在单元室内的位置锁定功能。

如图16、17、18所示，为开关联锁模块4示意图，包括夹板401、转板402、滑动挡板403、固定板404和三垫板405，三垫板405，固定在抽屉面板7上，中心开有供开关操作杆穿过通孔，固定板404固定在抽屉面板7上，滑动挡板403中间开有横向方孔及垂直u孔，转板402中心可被开关操作杆穿过并以中心为支点转动，其另一端圆部与滑动挡板403中间的垂直u孔形成移动副，转板402旋转带动滑动挡板403横向移动，向左移动时挡住操作模块1的连接操作孔；夹板401中间开有槽孔，夹板401将转板402和滑动挡板403有间隙地夹在固定板404上。

转板402和滑动挡板403的厚度薄于夹板401，固定板404通过螺栓把夹板401、转板402、滑动挡板403和三垫板405固定在抽屉面板7上。滑动挡板403在夹板401槽内形成移动副，转板402中心被开关操作杆穿过并以中心为支点转动，转板402另一端与滑动挡板403内槽形成移动副，滑动挡板403在转板402的带动下横向运动，滑动挡板403挡住操作模块1，最终实现开关联锁。

通过使用上述的发明后，抽屉单元的连接和试验操作有不同的路径，且连接操作和试验操作存在联锁，即连接位置不能试验操作，试验位置不能连接操作，只有先回到隔离位置才能进行另一个操作，保证操作的安全有序；由于设计隔离位置锁定模块，使得抽屉单元处在隔离位置时不能随便被抽出柜体，更加安全可靠；开关与操作模块之间存在联锁，当开关处于合闸位置时，不能进行抽屉单元的位置切换操作，防止出现带负荷分闸的情况，满足联锁要求。