具体实施方式

参照上述附图，本发明涉及一种用于控制可用于中压应用的接地开关的操作机构1。为了本发明的目的，术语“中压”(MV)表示高于1kV直至几十kV(例如，70kV交流电和100kV直流电)的工作电压。

操作机构1可用于中压开关设备中，并且可操作地连接至接地开关(图中未示出)，该接地开关布置在相对远离该操作机构1的位置中(典型远离1米到2米)。操作机构1能够独立于设置来旋转可动触头的接地开关的机构的配置而使用。

操作机构1布置在壳体80中，该壳体可连接至开关设备或者可以是开关设备的一部分。壳体80包括基部81和从基部81正交地延伸的两个相对的侧部81A、81B。操作机构1的大部分部件布置在侧部81A、81B之间。优选地，壳体80还包括后壁82和与后壁82相对的前面板83。根据一可能的实施例，基部81和后壁82可以由单独的L形金属片材限定。

操作机构1包括绕主轴线100旋转的操作盘10。该操作盘10安装在轴110上，该轴在相对端部处被侧部81A、81B支撑在壳体80内部。如图8所示，操作盘10包括彼此相对的两个主表面10A，这两个主表面在正交于主轴线的平行平面上延伸。操作盘10还包括在操作盘10的两个主表面10A之间延伸的圆柱形外周表面10B。

操作盘10构造成采取第一角度位置以及第二角度位置，所述第一角度位置和第二角度位置分别以所述接地开关的打开状态和闭合状态为特征。所述角度是相对于主轴线100考虑的。因此，从所述第一角度位置到所述第二角度位置的运动或者从所述第二角度位置到所述第一角度位置的运动对应于操作盘10旋转预定角度β。

在图6中，示出了操作盘10处于第二角度位置(闭合状态)。在与主轴线100正交的平面上示出了参考轴线X-X和Y-Y。图12示出了操作盘10处于第一角度位置(打开状态)。优选地，从图6和图12的比较可以清楚地看出，所述预定角度β为约90°。

操作机构1包括连接组件11(参见图1和图3)，该连接组件构造成将操作盘10与接地开关(未示出)连接，使得操作盘10的旋转确定接地开关状态的改变。更详细地，根据本身已知的解决方案，连接组件11使操作盘10的旋转转变成接地开关机构的轴的对应旋转，可动触头刚性地连接至该轴。

优选地，连接组件11包括两个连接杆11A、11B(参见图1)，它们在安装于支撑操作盘10的轴110的一个端部110A处的杆111处铰接。更详细地，连接杆11A、11B在所述杆111的相对于主轴线100在直径上相对的点处铰接。

操作机构1还包括用于使操作盘10在上述限定的角度位置(第一角度位置和第二角度位置)之间旋转的操作杆12。更准确地说，操作杆12允许操作盘10根据闭合运动W1从所述第一角度位置(参见图12)旋转到所述第二角度位置以及根据打开运动W2从所述第二角度位置(参见图9)旋转到所述第一角度位置。连接组件11构造成使得操作盘10的闭合运动W1和打开运动W2分别导致接地开关的闭合运动和打开运动。实际上，操作杆12是允许操作人员经由操作盘10改变接地开关的配置的装置。

根据一优选实施例，前面板83包括槽83A，操作杆12的操纵部12A从该槽83A突出(参见图4)。操作杆12的固定部12B连接至壳体80内部的操作盘10。操作人员可以抓住操纵部以使操作盘10旋转。参照正常安装位置，当操作盘10处于第一角度位置时，操作杆12朝下取向(参见图12)。相反，当操作盘10处于第二角度位置时，操作杆12朝上取向(参见图4)。

优选地，操作杆12可通过联接装置以可移除的方式连接至操作盘10，所述联接装置构造成使得仅当操作盘10在所述角度位置之一(第一角度位置或第二角度位置)时，操作杆12才可以与操作盘10分离或连接。因此，仅当已经完成相应的操作(打开或闭合)后，才可以将操作杆12从操作盘10移除，操作杆的任何部分都不会如图1和图3所示那样从前面板83突出。

根据本发明，操作机构1包括互锁组件15，当操作盘10在打开运动W2期间从所述第二角度位置开始到达预定角度α时，该互锁组件15防止操作盘10的重新闭合运动。特别地，除非打开运动完成，否则互锁组件15防止操作盘10返回第二角度位置(即，所述重新闭合运动)。换句话说，当操作盘10在打开运动W2期间到达预定角度位置(对应于所述角度α)时，互锁组件15避免操作盘10在与所述闭合运动W1相对应的方向上旋转。仅在完成打开运动时，即仅在操作盘10到达第一角度位置时，才移除对操作盘10的锁定。因此，对于作用于操作杆的操作人员而言，必须完成打开运动W2才能解锁操作盘10并且才能通过操作盘10随后的闭合运动W1将接地开关带回到闭合状态。

根据图中所示的优选实施例，互锁组件15包括与操作盘10成一体的第一子组件15A和与所述操作盘10分开并且与第一子组件15A相互作用的第二子组件15B。在图8中，第一子组件15A的部件(31、32、33)由虚线归成一组。更准确地说，第一子组件15A包括多个元件31、32、33，所述多个元件刚性地安装在所述操作盘10上，使得它们可以与操作盘10一起绕主轴线100旋转。第二子组件15B包括多个元件41、42、51A、51B、52，这些元件安装在与操作盘10分开的固定框架5上。

根据图中所示的一可能的实施例，框架5包括彼此相对的一对侧壁512A、512B，所述一对侧壁在基本上正交于操作盘10的主轴线100的平面上延伸。侧壁512A、512B优选安装在壳体80的基部81上。

框架5还包括平行于主轴线100延伸并且连接两个侧壁512A、512B的纵向壁513。如图8清楚所示，框架5布置成使得纵向壁513位于在相对远离操作盘10的位置中，使得第二子组件15B的大部分元件根据与主轴线100正交的参考方向T布置在纵向壁513与操作盘10之间。

根据一可能的实施例，第一子组件15A包括第一元件31，该第一元件31固定到操作盘10，优选固定在该操作盘10的圆柱形外周表面10B上。第二子组件15B包括铰接到所述框架5的第一旋转元件41，以便在至少一个弹簧元件51A、51B的作用下绕第一轴线101旋转(参见图7)。优选地，第二子组件15B包括一对弹簧元件51A、51B，每个弹簧元件连接在第一旋转元件41和所述侧壁512A、512B中的对应侧壁之间。

在锁定位置，第二子组件15B的第一旋转元件41与第一子组件15A的第一元件31协作，以在操作盘10从所述第二角度位置(闭合状态)开始到达所述预定角度α时防止所述重新闭合运动。特别地，一旦操作盘10达到所述预定角度α，第一旋转元件41就被弹簧元件51A、51B拖曳到所述锁定位置(参见图10)。因为与操作盘10成一体的第一元件31的旋转受到第一旋转元件41的阻碍，所以重新闭合运动(根据闭合运动W1的旋转)被禁止。

优选地，第二子组件15B的第一旋转元件41的第一旋转轴线101基本上平行于操作盘10旋转所绕的主轴线100。所述弹簧元件51A、51B在第一旋转元件41上施加力，该力趋于使第一旋转元件旋转并将其保持在所述锁定位置。

优选地，当操作盘10处于第二角度位置(闭合状态)时，第二子组件15B的第一旋转元件41抵靠第一子组件15A的第一元件31(例如参见图5、6和16)。结果，操作盘10根据打开运动W2的旋转克服弹簧元件51A、51B引起第一旋转元件41在相反方向(图9中的箭头T2)上的反向旋转。特别地，当操作盘10到达所述预定角度α时，发生这种反向旋转。

根据图中所示的一优选实施例，第一子组件15A包括与所述操作盘10成一体并且与所述第一元件31成角度地间隔开的第二元件32。在打开运动期间，第二元件32作用于(克服所述至少一个第一弹簧元件51A、51B)第二子组件15B的第一旋转元件41，以便使第一旋转元件从所述锁定位置旋转到解锁位置(参见图12)。该解锁位置是允许随后的闭合运动(方向W1)的位置。优选地，当操作盘10到达第一角度位置时，即，当打开运动完成时(参见图12)，第一旋转元件41到达所述解锁位置。

优选地，第一子组件15A的第二元件32是连接至操作盘10的主表面10A之一的板。该板具有相对于外周边缘10B径向突出的部分32A，该部分32A与第一旋转元件41相互作用。

第二子组件15B包括铰接到框架5并经受第二弹簧元件52的作用的第二旋转元件42。一旦第一旋转元件41到达上述的解锁位置，第二旋转元件42就锁定第一旋转元件41。因此，第二旋转元件42避免了在闭合运动的第一阶段期间第一旋转元件41朝向锁定位置的反向旋转，闭合运动的第一阶段是指第一子组件15A的第二元件32远离第一旋转元件41移动的时候。

优选地，第二旋转元件42绕第二旋转轴线102旋转，该第二旋转轴线102基本上平行于第一轴线101和上述的主轴线100。第二弹簧元件52在第二旋转元件42上施加力，该力趋于使所述第二旋转元件旋转并且将其保持在其锁定第一旋转元件41的第一工作位置中。因此，当第二旋转元件42锁定第一旋转元件41时，第二弹簧元件52被部分地释放。第二弹簧元件52保留一部分弹性能，以确保第二旋转元件42与第一旋转元件41正确接合，如下面更好地描述的那样。

优选地，第二弹簧元件52布置成使第二旋转元件42依据与第一旋转元件41在至少一个弹簧元件51A、52B的作用下趋于旋转所绕的方向相反的方向旋转。

优选地，第二旋转元件42接触第一旋转元件41，使得第一旋转元件41的锁定位置也取决于第二弹簧元件52的作用。优选地，框架5设置有固定元件59，由于第一弹簧元件51A、51B和第二弹簧元件52的共同作用，第一旋转元件41抵接所述固定元件。总的来说，弹簧元件51A、51B、52和固定元件59确立了第二子组件15B的第一旋转元件41的锁定位置(参见图10)。

根据一优选实施例，第一子组件15A包括与操作盘10成一体的第三元件33，该第三元件优选地在圆柱形外周表面10B处连接至该操作盘。在闭合运动期间(参见图14和15)，第三元件33作用在第二子组件15B的第二旋转元件42上，以便使第二旋转元件从其工作位置移动，并使第一旋转元件41在弹簧元件51A、51B的作用下绕第一轴线101自由旋转。特别地，第三元件33在角度上介于所述第一元件31的位置与所述第二元件32的位置之间的位置中固定到操作盘10。因此，在闭合运动期间并且在第一旋转元件41由于第三元件33的作用解锁之后，第一元件31在第一旋转元件41到达其锁定位置之前到达其参考位置(参见图15和16)。

根据图中所示的一优选实施例，第一旋转元件41包括第一部分41A和叉形的第二部分41B(参见图7)。两个部分41A、41B基本上关于第一轴线101对置。这意味着，相对于框架5的水平安装(参见图7)，第一部分41A和第二部分41B分别在第一轴线101的上方和上方延伸。第一弹簧元件51A连接在第一部分41A的第一端部410A与框架5的第一侧壁512A之间，而第二弹簧元件51B连接在第一部分41A的第二端部410B与框架5的第二侧壁512B之间(再次参见图7)。叉状的第二部分41B与第一子组件15A的第一元件31相互作用，以便防止如上所述的重新闭合运动。在打开运动结束时，第二旋转元件42锁定作用在第一部分41A上的第一旋转元件41。

第二部分41B限定了中心槽44，该中心槽44用于在操作盘的打开运动期间供第三元件33通过。更准确地说，当第一旋转元件41处于其锁定位置时(参见图10)，中心槽44允许第三元件33通过。因此，中心槽44的形状和尺寸被限定为连接至操作盘10的外周边缘10B的第三元件33的形状和尺寸的函数。

第二旋转元件42安装在由框架5的侧壁512A、512B支撑的轴43上，以便限定所述第二轴线102。第二旋转元件42包括前部分42A和后部分42B。这些部分42A、42B基本上关于第二轴线102对置。在闭合运动期间，前部分42A被第一子组件15A的第三元件33接触，而后部分42B受到第二弹簧元件52的作用。优选地，框架5的纵向壁513包括槽513A(参见图7)，后部分42B的端部420B从槽513A突出(参见图5)。固定元件49在纵向壁513的底部部分513C附近安装在纵向壁513的外壁513B上。第二弹簧元件52连接在后部分42B的端部420B和所述固定元件49之间。

再次参照图7和图8，第二旋转元件42的前部分42A设置有向上突出、即朝向第一旋转元件41突出的锁定爪47。第一旋转元件41的第一部分41A包括底部座48，当第一旋转元件41在第一子组件15A的第二元件32的作用下到达解锁位置时，锁定爪47插入到该底部座48中。特别地，锁定爪47与底部座48的接合和第二弹簧元件52的作用组合将第一旋转元件有效地保持在解锁位置，直到第一子组件15A的第三元件33介入为止。

参照图8-16，下面解释操作机构1的工作原理。图9示出了处于与接地开关的闭合状态相对应的配置的操作机构1。操作盘10处于第二角度位置，因此第一子组件15A的第一元件31处于其参考位置。在该对弹簧元件51A、51B的作用下，第二子组件15B的第一旋转元件41抵靠第一子组件15A的第一元件31。第二旋转元件42通过第一子组件15A的第三元件33与第一旋转元件41保持分开。特别地，该第三元件33通过加载第二弹簧元件52而使第二旋转元件42相对于其工作位置保持旋转。

对于图9所示的装置，打开运动W2是操作盘10绕主轴线100沿逆时针方向旋转的结果。该旋转是通过操作杆12进行的。当打开运动W2开始时，第一元件31与操作盘10一起旋转，导致第一旋转元件41沿顺时针方向(由箭头T2指示)反向旋转。一旦操作盘10旋转所述预定角度α，第一元件31和第一旋转元件41之间的接触就消失。因此，由于该对弹簧元件51A、51B的作用，第一旋转元件41沿逆时针方向(由箭头T3指示)旋转直至到达锁定位置(参见图10)。如上所述，优选地，锁定位置不仅取决于第一弹簧元件51A、51B，而且还取决于作用在与第一旋转元件41接触的第二旋转元件42上的第二弹簧元件52以及取决于参考元件59，该参考元件59优选地固定在框架5的后壁83上。如图10所示，在锁定位置，第一旋转元件59抵靠该参考元件59。

在这种状态(锁定位置)下，第一旋转元件41避免了操作盘10朝向第二角度位置返回。因此，对于操作人员而言，防止了任何重新闭合运动(方向W1)。恢复闭合状态的唯一可能性是与打开运动对抗，即旋转操作盘10直至到达第一角度位置。

为了完成打开运动，操作人员必须继续向下推动操作杆12。这导致操作盘10旋转(依照方向W2)，并且因此导致第一子组件15A的元件31、32、33旋转。如图11所示，当操作盘10接近第一角度位置(打开状态)时，第一子组件15A的第二元件32作用在第一旋转元件41上，从而致使第一旋转元件绕第一轴线101顺时针方向(方向T2)旋转并且引起该对弹簧元件51A、51B的加载。同时，第二旋转元件42也被拖曳成由第二弹簧元件52确定的顺时针旋转(方向L2)。特别地，第二旋转元件42旋转以接触第一旋转元件41，特别是与其第一部分41A接触。

图12示出了当操作盘10到达第一角度位置(即，接地开关处于打开状态)时的操作机构1。相对于图9所示的初始状态，操作盘10旋转了约90°的角度β。在图12的打开状态下，第一子组件15A的第二元件32的动作结束，并且第一旋转元件41处于其解锁位置。同时，第二旋转元件42处于其工作位置，在该工作位置，第二旋转元件42的锁定爪47插入在底部座48中，使得第一旋转元件41被有效地锁定。鉴于第二旋转元件42的作用，即使在随后的闭合运动期间与第一子组件15A的第二元件32的接触消失(参见图13)，第一旋转元件41仍保持解锁位置。

在这方面，图13-16涉及闭合运动，即，操作盘10从第一角度位置(图12)到第二角度位置(图16)的旋转。如图13所示，闭合运动是通过操作杆12的向上运动进行的，该运动导致操作盘10绕主轴线100顺时针旋转(方向W1)。鉴于该旋转，第一子组件15A的第二元件32移动离开由第二旋转元件42锁定的第一旋转元件41(参见图13和14)。同时，第一子组件15A的第三元件33接近第二旋转元件42的前部分42A(参见图14)。在该旋转期间，第二元件32由于其安装在操作盘10的主表面10A上而不会与第二旋转元件42干涉。

图15示出了处于第一子组件15A的第三元件33开始作用于第二旋转元件42从而使第二旋转元件沿逆时针方向旋转(由L3指示)的瞬间的操作机构1。如图所示，在此瞬间，第一元件31已经到达第一旋转元件41不能到达锁定位置的位置。第三元件33的作用使第二旋转元件42的锁定爪47从第一旋转元件41的底部座48释放，从而使第一旋转元件41在该对弹簧元件51A、51B的作用下沿逆时针方向自由旋转(箭头T3)。如上所述，第一旋转元件41不能到达锁定位置，并且第一旋转元件抵接第一子组件15A的第一元件31。在这方面，图16示出了在闭合运动结束时所到达的状态，该状态正好对应于图9所示的状态。图9-16是一系列视图，示出了在打开运动以及随后的闭合运动期间操作机构1的动作。

根据本发明的操作机构可以以工业水平容易地实现。因此，可以容易地利用现有技术的类似装备以有竞争力的成本制造该操作机构。