机械式低气压闭锁装置及柱上断路器
阅读说明：本技术 机械式低气压闭锁装置及柱上断路器 (Mechanical low-pressure locking device and pole-mounted circuit breaker ) 是由 魏义利 禹锦绣 芦咏萍 申庆雷 孟宪乐 康凯 任璐 岳禹州 丰宇庭 于 2019-10-09 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种机械式低气压闭锁装置及柱上断路器。低气压闭锁装置,包括可伸缩的闭锁轴和机械式闭锁指示装置,闭锁轴在其伸缩行程上具有闭锁位和解锁位；机械式闭锁指示装置包括闭锁指示器、指示器复位弹簧和转轴限位臂；闭锁指示器固定在设置到断路器主体上的转动轴上,闭锁指示器在转动行程上具有闭锁指示位和隐藏位；转轴限位臂连接在转动轴上在转动行程上具有释放位和挡止位；指示器复位弹簧用于对转动轴施加弹性复位力。本低气压闭锁装置中的闭锁指示器采用机械报警的方式,结构简单、故障率低,利于运维人员查找发生闭锁的闭锁装置所对应的断路器,以及时处理并消除线路故障隐患。(The invention relates to a mechanical low-pressure locking device and a pole-mounted circuit breaker. The low-air-pressure locking device comprises a telescopic locking shaft and a mechanical locking indicating device, wherein the locking shaft is provided with a locking position and an unlocking position on the telescopic stroke of the locking shaft; the mechanical locking indicating device comprises a locking indicator, an indicator return spring and a rotating shaft limiting arm; the locking indicator is fixed on a rotating shaft arranged on the circuit breaker main body, and the locking indicator is provided with a locking indicating position and a hiding position on a rotating stroke; the rotating shaft limiting arm is connected to the rotating shaft and is provided with a release position and a stop position on a rotating stroke; the indicator return spring is used for applying elastic return force to the rotating shaft. The locking indicator in the low-pressure locking device adopts a mechanical alarm mode, has simple structure and low fault rate, is beneficial to operation and maintenance personnel to search the circuit breaker corresponding to the locking device which is locked, and timely processes and eliminates the hidden trouble of line faults.)
技术领域
本发明涉及一种机械式低气压闭锁装置及柱上断路器。
背景技术
我国配网10kV户外线路运行的柱上开关设备大部分采用六氟化硫气体作为灭弧或绝缘介质，由于开关密封性能欠佳的原因容易使六氟化硫气体泄漏，导致开关产生相间及对地击穿降低了供电可靠性，并且六氟化硫气体泄漏还可能导致开关无法正常开断，线路或设备检修时如果无法正常开断负载电流将对人员或设备产生很大的安全隐患。所以，必须监视开关本体中的六氟化硫气体压力变化。
申请公布号为CN109830399A，申请公布日为2019年05月31日的中国发明专利申请中公开了一种低气压闭锁装置及使用该装置的六氟化硫开关，该六氟化硫开关包括开关本体，开关本体上设有用于实现相应分合闸操作的开关驱动轴。六氟化硫开关还包括闭锁轴，闭锁轴具有用于限制开关驱动轴转动的闭锁位和用于避让开关驱动轴的解锁位，开关本体上设有用于向闭锁轴施加使闭锁轴转换为闭锁位的力的第一压簧，开关本体上设有用于挡止闭锁轴使闭锁轴保持解锁位的伸缩轴。开关本体上设有用于充装六氟化硫气体的气室，气室密封连接有波纹管，波纹管远离气室的一端设有封板，伸缩轴远离闭锁轴的一端固定在封板上，伸缩轴与波纹管之间的环形空间中设有第二压簧，第二压簧的一端固定在底座上，另一端固定在封板上，六氟化硫开关还包括作为电气报警装置的微动开关。当气室内的气压符合要求时，挡板受到气压的压力与第二压簧的推力的平衡点使伸缩轴将闭锁轴挡止在解锁位，开关驱动轴能够自由转动实现六氟化硫开关的分合闸操作。当气室内的气压低于设定压力时，挡板受到气压的压力与第二压簧的推力的平衡点外移，使伸缩轴解除对闭锁轴的挡止，闭锁轴在第一压簧的作用下转换为闭锁位，闭锁装置发生闭锁，开关驱动轴无法转动，此时六氟化硫开关无法进行分合闸操作并触发微动开关动作。
上述六氟化硫开关采用微动开关在闭锁轴处于闭锁位时发出报警信号，报警信号经配套的控制器处理后反馈给后台或相关运维人员。但是，当电气报警装置或配套的控制器故障时，不便于运维人员查找发生闭锁的闭锁装置所对应的断路器，不利于及时处理并消除线路故障隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低气压闭锁装置，用以解决现有技术中的低气压闭锁装置不便于运维人员查找发生闭锁的闭锁装置所对应的断路器，不利于及时处理并消除线路故障隐患问题，本发明另外的目的在于提供一种柱上断路器，用以解决现有技术中的断路器不便于运维人员查找发生闭锁的断路器，不利于及时处理并消除线路故障隐患问题。
为实现上述目的，本发明中低气压闭锁装置的技术方案是：低气压闭锁装置包括可伸缩的闭锁轴，闭锁轴在其伸缩行程上具有闭锁位和解锁位；
还包括机械式闭锁指示装置，机械式闭锁指示装置包括闭锁指示器和转轴限位臂；
闭锁指示器，固定在转动轴上并与转动轴一同转动，相应的转动轴用于以平行于闭锁轴的方式设置到柱上断路器的断路器主体上并与闭锁轴的一端对应，转动轴具有伸出柱上断路器的断路器主体的对应腔室的腔壁的伸出段；
闭锁指示器在转动行程上具有伸出柱上断路器的断路器主体的闭锁指示位，还具有隐藏到断路器主体中的隐藏位，锁闭指示器设置到转动轴的伸出段上；
转轴限位臂，连接在转动轴上以与闭锁指示器同步转动；转轴限位臂在转动行程上具有与闭锁指示器的闭锁指示位对应的释放位，还具有与闭锁指示器的隐藏位对应的挡止位，转轴限位臂设置在转动轴用于装配到柱上断路器的断路器主体的对应腔室内部的部分上；
低气压闭锁装置还包括指示器复位弹簧，指示器复位弹簧用于对转动轴施加弹性复位力，弹性复位力用于使处于挡止位的转轴限位臂挡止到处于闭锁位的闭锁轴的外周面上，并在闭锁轴处于解锁位时使转轴限位臂从闭锁轴对应端的端面经过而运动到释放位。
本发明中低气压闭锁装置的有益效果是：指示器复位弹簧对转动轴施加弹性复位力，当闭锁轴处于解锁位时，闭锁轴的外周面对转轴限位臂进行挡止，使转轴限位臂无法在弹性复位力的作用下转动，即处于解锁位的闭锁轴将转轴限位臂挡止在挡止位，当闭锁轴由解锁位转换为闭锁位，导致处于闭锁位的闭锁轴解除对转轴限位臂的挡止，转轴限位臂从闭锁轴的下端的端面经过而转动到释放位，在转轴限位臂由挡止位转动至释放位时，闭锁指示器对应的由隐藏位转动到闭锁指示位以提示运维人员该柱上断路器因气压过低而无法进行分合闸操作，相对于通过电气报警装置在闭锁轴处于闭锁位时发出报警信号的形式，本低气压闭锁装置中的闭锁指示器采用机械报警的方式，结构简单、故障率低，利于运维人员查找发生闭锁的闭锁装置所对应的断路器，以及时处理并消除线路故障隐患。
进一步的，所述低气压闭锁装置还包括转轴安装套，转轴安装套用于使转动轴以绕其轴线转动的形式设置到柱上断路器的断路器主体的对应腔室的腔壁上。
其有益之处在于，通过转动轴实现转轴限位臂与闭锁指示器的工位的分别对应，结构简单。
进一步的，所述转轴安装套与对应腔室的腔壁之间以及转轴安装套与转动轴之间均设有密封结构。
其有益之处在于，避免灰尘、水蒸气等进入腔室。
进一步的，所述转轴安装套沿轴向分为套体部分和挡台部分，套体部分上设有外螺纹段，外螺纹段连接有适配的螺母，螺母与挡台部分用于夹在柱上断路器的断路器主体的法兰边上以固定转轴安装套。
其有益之处在于，结构简单、易于安装。
本发明的柱上断路器的技术方案为：柱上断路器包括断路器主体和低气压闭锁装置，
断路器本体包括位于断路器本体下部的法兰边；
低气压闭锁装置包括可伸缩的闭锁轴，闭锁轴在其伸缩行程上具有闭锁位和解锁位；
还包括机械式闭锁指示装置，机械式闭锁指示装置包括闭锁指示器和转轴限位臂；
闭锁指示器，固定在转动轴上并与转动轴一同转动，相应的转动轴以平行于闭锁轴的方式设置到柱上断路器的断路器主体上并与闭锁轴的一端对应，转动轴具有伸出柱上断路器的断路器主体的对应腔室的腔壁的伸出段；
闭锁指示器在转动行程上具有伸出柱上断路器的断路器主体的闭锁指示位，还具有隐藏到断路器主体中的隐藏位，锁闭指示器设置到转动轴的伸出段上；
转轴限位臂，连接在转动轴上以与闭锁指示器同步转动；转轴限位臂在转动行程上具有与闭锁指示器的闭锁指示位对应的释放位，还具有与闭锁指示器的隐藏位对应的挡止位，转轴限位臂设置在转动轴用于装配到柱上断路器的断路器主体的对应腔室内部的部分上；
低气压闭锁装置还包括指示器复位弹簧，指示器复位弹簧用于对转动轴施加弹性复位力，弹性复位力用于使处于挡止位的转轴限位臂挡止到处于闭锁位的闭锁轴的外周面上，并在闭锁轴处于解锁位时使转轴限位臂从闭锁轴对应端的端面经过而运动到释放位。
本发明的柱上断路器的有益效果为：指示器复位弹簧对转动轴施加弹性复位力，当闭锁轴处于解锁位时，闭锁轴的外周面对转轴限位臂进行挡止，使转轴限位臂无法在弹性复位力的作用下转动，即处于解锁位的闭锁轴将转轴限位臂挡止在挡止位，当闭锁轴由解锁位转换为闭锁位，导致处于闭锁位的闭锁轴解除对转轴限位臂的挡止，转轴限位臂从闭锁轴的下端的端面经过而转动到释放位，在转轴限位臂由挡止位转动至释放位时，闭锁指示器对应的由隐藏位转动到闭锁指示位以提示运维人员该柱上断路器因气压过低而无法进行分合闸操作，相对于通过电气报警装置在闭锁轴处于闭锁位时发出报警信号的形式，本低气压闭锁装置中的闭锁指示器采用机械报警的方式，结构简单、故障率低，利于运维人员查找发生闭锁的闭锁装置所对应的断路器，以及时处理并消除线路故障隐患。
进一步的，所述低气压闭锁装置还包括转轴安装套，转轴安装套用于使转动轴以绕其轴线转动的形式设置到柱上断路器的断路器主体的对应腔室的腔壁上。
其有益之处在于，通过转动轴实现转轴限位臂与闭锁指示器的工位的分别对应，结构简单。
进一步的，所述转轴安装套与对应腔室的腔壁之间以及转轴安装套与转动轴之间均设有密封结构。
其有益之处在于，避免灰尘、水蒸气等进入腔室。
进一步的，所述转轴安装套沿轴向分为套体部分和挡台部分，套体部分上设有外螺纹段，外螺纹段连接有适配的螺母，螺母与挡台部分用于夹在柱上断路器的断路器主体的法兰边上以固定转轴安装套。
其有益之处在于，结构简单、易于安装。
进一步的，所述断路器主体包括设置在法兰边的法兰面外侧的围挡，围挡包括与法兰面平行的横向挡板和连接在横向挡板与法兰边之间的竖向挡板，竖向挡板上设有避让口，避让口用于避让闭锁指示器的转动行程。
其有益之处在于，便于观察。
附图说明
图1为本发明的柱上断路器的一种具体实施例的结构示意图；
图2为图1中机械式低气压闭锁装置的结构示意图（闭锁轴处于解锁位，转轴限位臂处于挡止位）；
图3为图1中转动轴、闭锁指示器、围挡、扭簧和扭力配合件的结构示意图（闭锁指示器处于隐藏位）；
图4为图1中轴套、闭锁指示器、围挡结构示意图（闭锁指示器处于隐藏位）；
图5为图1中闭锁指示器、围挡的结构示意图（闭锁指示器处于闭锁指示位）；
图6为图2中机械式闭锁指示装置沿转动轴3的直径剖切后的结构示意图；
图中：1、闭锁轴，2、转轴限位臂，3、转动轴，4、扭力配合件，5、扭簧，6、螺母，7、围挡，71、竖向挡板，72、横向挡板，73、避让口，8、转轴安装套，9、闭锁指示器，10、伸缩轴，11、底座，12、断路器主体，13、机械式低气压闭锁装置，14、动密封圈，15、静密封圈。
具体实施方式
下面结合附图对本发明中实施方式作进一步说明。
本发明中柱上断路器的一个具体实施例，柱上断路器包括断路器主体12和机械式低气压闭锁装置13，断路器主体上设有用于充装六氟化硫气体的气室和开关驱动装置，通过开关驱动装置的动作实现柱上断路器相应分合闸操作，断路器主体位于气室另一侧设有腔室，腔室的竖直腔壁上设有圆形凹部，断路器主体还包括位于圆形凹部下方法兰边，法兰边为腔室水平腔壁的一部分。
如图1和图2所示，机械式低气压闭锁装置包括闭锁轴1，闭锁轴1设置在圆形凹部中，闭锁轴1具有用于限制开关驱动装置动作的闭锁位和用于避让开关驱动装置的解锁位，当气室内气压处于设定值以上时，闭锁轴1在伸缩轴10的阻挡下保持在缩回状态，即处于解锁位，以避免对柱上断路器的分合闸产生干涉，当气室内气压低于设定值时，闭锁轴1由解锁位切换为闭锁位，闭锁轴1挡止在开关驱动装置的动作行程上使柱上断路器不能进行分合闸操作，伸缩轴10设置在底座11上，底座11位于圆形凹部的底部。
如图3所示，机械式低气压闭锁装置包括位于闭锁轴1下方的机械式闭锁指示装置，机械式闭锁指示装置包括平行于闭锁轴1的转动轴3、分别止转设置在转动轴3两端部的闭锁指示器9和转轴限位臂2。转动轴3通过转轴安装套8转动设置到断路器主体的法兰边上，转轴安装套8沿轴向分为套体部分和挡台部分，套体部分上设有外螺纹段，外螺纹段上螺纹连接有螺母6，螺母6与挡台部分夹在断路器主体的法兰边上以固定转轴安装套8。轴承安装套8与法兰边之间设有静密封圈15，转动轴3与转轴安装套8之间设有动密封圈14，动密封圈15与静密封圈14用于防止外界环境中的水蒸气及灰尘等物质进入到断路器主体的腔室中，静密封圈14构成转轴安装套8与腔壁之间的密封结构，动密封圈15构成转轴安装套8与转动轴3之间的密封结构。转动轴3的上下两端均伸出转轴安装套8，转轴限位臂2焊接在转动轴3从转轴安装套8上方伸出转轴安装套8的部分，闭锁指示器9设置在转动轴3从转轴安装套8下方伸出转轴安装套8的部分上，转动轴3伸出转轴安装套8的部分形成伸出段。
如图5和图6所示，转动轴3上套设有扭簧5，转动轴3位于扭簧5上方的部分止转装配有扭力配合件4，扭力配合件4包括呈L形布置的横向臂和竖向臂，横向臂用于与转动轴3止转配合，竖向臂用于与扭簧5的一端沿扭簧5的切向挡止配合，扭簧5的另一端沿扭簧5的切向挡止配合在断路器主体上，扭簧5构成指示器复位弹簧。扭力配合件4能够使转动轴3在轴向和径向上均避开闭锁轴1，避免与柱上断路器控制分合闸操作的手动操动机构产生干涉。
转轴限位臂2包括用于与转动轴3连接的水平安装部分、用于与闭锁轴的外周面挡止配合上的水平挡止部分和将水平安装部分和闭锁轴挡止部分连接到一起的竖直连接部分，水平挡止部分上设有用于挡止在闭锁轴的外周面上的挡止凸起，转轴限位臂2在随转动轴3转动的转动行程上具有释放位和挡止位；在转轴限位臂2处于挡止位时，扭簧5和扭力配合件4配合向转动轴3施加驱动其带动转轴限位臂2由挡止位转动到释放位的弹性复位力。当闭锁轴1处于解锁位时，闭锁轴1的外周面对转轴限位臂2进行挡止，使转轴限位臂2无法在弹性复位力的作用下转动，即处于解锁位的闭锁轴1将转轴限位臂2挡止在挡止位。当气室内气压降低至设定值以下时，闭锁轴1由解锁位转换为闭锁位，处于闭锁位的闭锁轴1相对于处于解锁位的闭锁轴1沿轴向向上运动了一定的距离，导致处于闭锁位的闭锁轴1解除对转轴限位臂2的挡止，转轴限位臂2从闭锁轴1的下端的端面经过而转动到释放位。
如图4所示，闭锁指示器9在随转动轴3转动的转动行程上具有伸出柱上断路器的断路器主体的闭锁指示位和隐藏到断路器主体中的隐藏位；当转轴限位臂2处于挡止位时，闭锁指示器9对应的处于隐藏位。转轴限位臂2由挡止位转动到释放位时，闭锁指示器9对应的由隐藏位转动到闭锁指示位，即闭锁指示器9能够指示闭锁轴1的位置，从而判断该闭锁指示器9对应的柱上断路器是否因气压过低而无法进行分合闸操作。
断路器主体包括设置在法兰边的法兰面下方的围挡7，围挡7包括与法兰边的法兰面平行的横向挡板72和连接在横向挡板72与法兰边之间的竖向挡板71，竖向挡板71上设有避让口73，避让口73用于避让闭锁指示器9的转动行程。
本实施例中，通过扭簧5和扭力配合件4对转动轴3施加弹性复位力，其他实施例中，可以采取其他形式，例如，将扭簧换为拉簧，拉簧的一端固定在断路器主体的左侧，另一端固定在转轴限位臂上，以对转轴限位臂施加方向合适的弹性复位力。
本实施例中，转轴安装套8通过挡台部分与螺母6夹紧法兰边的形式固定在断路器主体上，其他实施例中，转轴安装套可以通过其他形式设置在断路器主体上，例如，转轴安装套采用轴承的形式，轴承的外圈与法兰边上的轴承过孔的孔壁过盈配合。
本实施例中，设置围挡7能够便于判断闭锁指示器9的位置，在其他实施例中，可以不设置围挡，例如，将闭锁指示器设置成圆盘的形状，并在圆盘上设置不同的色块，闭锁指示器还包括与转动轴止转连接的指针，通过指针与圆盘对应的色块区分闭锁指示器9处于闭锁指示位还是隐藏位。
本实施例中，在转轴安装套8与法兰边之间设有密封结构，在转轴安装套8与转动轴3之间也设有密封结构，在其他实施例中，也可以不设置密封结构，通过转轴安装套与法兰边的配合，以及转轴安装套与转动轴之间的配合防止灰尘等进入腔室。
本发明的机械式低气压闭锁装置的具体实施例与上述本发明的柱上断路器的具体实施例中机械式低气压闭锁装置的结构相同，不再赘述。
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