一种应急切换式环网柜断路器及方法与流程

本发明属于环网柜断路器，具体涉及一种应急切换式环网柜断路器及方法。

背景技术：

1、环网柜中的断路器是一种用于电力配电系统的关键保护和控制设备，它通常安装在环网供电单元内部。其核心作用是在电路发生过载或短路故障时，能迅速切断电流，保护电缆、变压器等下游设备免受损坏；同时，它也作为手动操作开关，用于正常情况下的线路通断控制与隔离。在环网供电结构中，它能实现故障区段的快速定位与隔离，并配合其他开关设备，确保非故障区段持续供电，从而显著提高配电网的可靠性与灵活性。

2、申请号为202210740994.5的中国专利公开了一种永磁断路器手分机构及环网柜，其包括底座、止逆组件、蓄力组件及分闸驱动轴，止逆组件包括手动轴、蓄力轴、自由轮及止逆爪，手动轴及蓄力轴均转动设置于底座上，自由轮转动设置于蓄力轴上，止逆爪用于卡接手动轴，蓄力组件包括偏心轮及弹性件，偏心轮设置于蓄力轴上，弹性件分别与偏心轮及底座连接，分闸驱动轴转动设置于底座上，分闸驱动轴用于与永磁断路器的动铁芯连接，手动轴用于通过自由轮带动蓄力轴共同转动，使得偏心轮拉开弹性件蓄力，进而使得蓄力轴在弹性件的拉力作用下带动分闸驱动轴转动。如此，能够使得紧急分闸效果具有一致性，且只能够进行分闸而不会出现误操作。该发明可应用于中压配电开关设备。

3、在环网柜断路器进行合分闸时，如果无法快速进行合分闸，会导致连接不稳定产生电弧，进而产生安全隐患；同时，对于一些能快速合分闸的设备来说，由于力度无法有效控制，导致时间久后母排和接线柱触点由于过度撞击会产生磨损损坏，一些合分闸设备抵接压力过大也容易导致磨损问题；并且，在进行合分闸后，开关设备容易误触会导致合分闸失效，通常需要复杂的锁止设备防止误触，而这样又进一步加大了的设备的操作难度；

4、同时，如果在自动合分闸部件出现异常时，往往需要切换成手动控制，而自动合分闸与手动合分闸之间通常难以快速切换，且切换成手动合分闸后，又难以维持自动合分闸的快速合分闸效果；

5、并且，在切换成手动合分闸后，手动控制较为费劲，操作麻烦不省力。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的不足，本发明提供一种应急切换式环网柜断路器，本发明通过控制模块和限位机构的配合，不仅能够进行快速的合分闸防止连接不稳定导致电弧的产生，同时还能有效保护母排和接线柱触点不被损坏，并且还能防止误触。本发明通过切换式电机机构与手动机构的配合，不仅能够在自动合分闸与手动合分闸之间随时快速切换，同时在手动合分闸时同样能实现快速的合分闸操作，不影响实际使用；本发明通过缓冲机构的配合，不仅能够在自动合分闸操作时进行双重蓄力实现快速合分闸，而且在手动推动合分闸时的手动操作速度不影响最终合分闸的速度，同时，还有助于手部推动实现省力操作，从而达到应急效果。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种应急切换式环网柜断路器，包括断路柜体、控制柜体和电机柜体，所述断路柜体的侧壁对称式固定连接有轨道槽，两个轨道槽之间滑动连接有接线柱模块和控制模块；所述断路柜体的内部固定连接有母排模块，母排模块包括上母排模块和下母排模块；通过接线柱模块的滑动将上母排模块和下母排模块进行连接和断开；所述控制模块与接线柱模块之间通过多个蓄力弹簧固定连接；所述接线柱模块的底部开设有限位槽，所述断路柜体的底部安装有限位机构；

4、所述电机柜体固定在断路柜体的一侧，电机柜体内安装有切换式电机机构；

5、所述控制柜体固定在断路柜体的底部，控制柜体上安装有手动机构。

6、进一步地，所述控制模块包括相互连接的控制竖板和控制横板；所述控制竖板的底部两端固定设有第一滑块，第一滑块与轨道槽滑动连接；所述控制竖板的底部中间贯穿开设有第二让位孔，控制螺杆穿过第二让位孔；所述控制横板上贯穿开设有控制槽口，控制槽口的两端设为导向斜面；所述第二让位孔的两侧贯穿开设有第二限位孔，所述第二限位孔上滑动连接有缓冲机构；所述缓冲机构包括滑杆，所述滑杆与第二限位孔滑动连接；所述滑杆的同一侧端部共同固定连接有控制环，所述控制环的中部开设有螺纹孔；所述控制环的一侧通过多个辅助弹簧与控制竖板固定连接；控制螺杆与螺纹孔螺纹连接。

7、更进一步地，所述限位机构包括依次固定连接的直面导向块、斜面导向块和直面限位块；所述断路柜体的底部固定设有底板，所述底板上对称式开设有伸缩口，所述伸缩口的底部固定连通有容纳箱；所述容纳箱的底部通过复位弹簧与直面导向块固定连接；所述直面导向块与容纳箱滑动连接；所述限位机构位于控制槽口之间。

8、更进一步地，当接线柱模块与母排模块连接合闸时，限位机构对控制槽口进行限位。

9、更进一步地，当复位弹簧处于正常状态时，直面限位块的顶部高于接线柱模块的底部。

10、进一步地，所述切换式电机机构包括正反转电机，所述控制螺杆的一端固定设有转动杆，转动杆的两端固定设有限位盘，转动杆与电机柜体侧壁预设的开孔转动连接；位于电机柜体内的限位盘一侧固定连接有对接盘，所述对接盘上开设有六角对接槽；所述正反转电机的输出端固定连接有六角控制杆，六角控制杆与六角对接槽活动插接；所述正反转电机的机身固定连接有安装座，安装座的两侧对称式固定设有第一调节杆；所述电机柜体的侧壁开设有第一横槽，所述第一调节杆位于第一横槽内并与第一横槽滑动连接；所述正反转电机的底部固定连接有安装板，所述安装板上固定连接有限位杆；所述电机柜体的侧壁贯穿开设有限位孔，限位孔与限位杆滑动连接；所述限位杆上套设有第二复位弹簧，所述第二复位弹簧的两端分别与安装板、电机柜体固定连接。

11、进一步地，所述底板上贯穿开设有让位槽口，所述手动机构包括中间杆，所述中间杆的一端与控制横板的底部固定连接，所述中间杆的另一端穿过让位槽口并且与第二调节杆固定连接；所述控制柜体的侧壁开设有第二横槽，所述第二调节杆位于第二横槽内并且与第二横槽滑动连接。

12、进一步地，所述上母排模块和下母排模块的结构相同，上母排模块包括母排箱，所述母排箱的两端通过支架与断路柜体固定连接；所述母排箱的顶部开设有多个母排槽，母排槽上固定插接有母排触板；所述母排箱的一侧固定连通有多个绝缘筒，所述绝缘筒与母排槽固定连通。

13、进一步地，所述接线柱模块包括相互连接的接线竖板和接线横板，所述接线横板的两侧固定设有第二滑块，所述第二滑块与轨道槽滑动连接；所述蓄力弹簧与接线竖板固定连接；所述限位槽开设在接线横板的底部，所述接线横板的中部贯穿开设有让位孔；所述接线横板的顶部固定连接有多个安装筒，所述安装筒的侧壁固定连通有两个第二绝缘筒，所述安装筒和第二绝缘筒的内部固定安装有c型接线柱本体。

14、本发明还要求保护一种利用上述应急切换式环网柜断路器进行操作的方法，包括如下步骤：

15、s1、当进行合闸时，通过控制螺杆带动控制模块移动，在蓄力弹簧的连接下，控制模块和接线柱模块同步靠近母排模块；

16、s2、接线柱模块一侧先抵接直面限位块被限位；然后在控制模块的继续移动下，蓄力弹簧被压缩蓄力的同时控制槽口一端靠近限位机构；通过导向斜面横向移动并带动斜面导向块下降，使限位机构解除对接线柱模块的限位；解除限位后蓄力弹簧复原并使对接线柱模块快速与母排模块连接合闸；

17、s3、合闸后通过控制螺杆反转使控制槽口一端远离限位机构，此时限位机构复位插入限位槽对接线柱模块进行限位；

18、s4、当进行分闸时，通过控制螺杆继续反转，带动控制模块移动远离母排模块，此时蓄力弹簧被拉伸蓄力的同时控制槽口的另一端靠近限位机构；通过另一端导向斜面横向移动并带动斜面导向块下降，使限位机构解除对接线柱模块的限位；解除限位后蓄力弹簧复原并使对接线柱模块快速与母排模块断开分闸；

19、s5、当出现异常无法自动合分闸时，通过拉动第一调节杆使六角控制杆解除与六角对接槽的插接，然后拉动第二调节杆即可通过手动的方式进行应急快速合分闸。

20、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

21、（1）本发明通过控制模块和限位机构的配合，不仅能够进行快速的合分闸防止连接不稳定导致电弧的产生，同时还能有效保护母排和接线柱触点不被损坏，并且还能防止误触；具体地，当进行合闸时，通过对控制螺杆进行转动，由于控制模块的第一滑块与轨道槽滑动连接且第二让位孔与控制螺杆螺纹连接，因此能带动控制模块横向移动靠近母排模块；而接线柱模块在蓄力弹簧的连接下也会同步靠近母排模块；此时接线柱模块一侧先抵接直面限位块被限位，接线柱模块与母排模块之间的距离得到有效缩短，进而在后续的快速连接合闸过程中不会产生较大撞击冲击力，有效保护接线柱模块和母排模块的连接触点；然后在控制模块的继续移动下，蓄力弹簧被压缩蓄力的同时控制槽口一端也会同步靠近限位机构；此时，通过导向斜面横向移动就能挤压斜面导向块并带动斜面导向块下降；在控制模块移动一段距离后限位机构就能自动解除对接线柱模块的限位；一旦解除限位，由于蓄力弹簧是被压缩的，蓄力弹簧会复原并快速推动对接线柱模块，使接线柱模块快速与母排模块连接合闸，从而防止连接不稳定导致电弧的产生；由于快速合闸前接线柱模块与母排模块之间的距离已经自动得到有效缩短，合闸过程中不会产生较大撞击冲击力，有效保护接线柱模块和母排模块的连接触点；并且，合闸后通过控制螺杆反转使控制槽口一端远离限位机构，此时限位机构复位插入限位槽对接线柱模块进行限位，限位后就能稳定保持合闸状态的同时，无需对控制螺杆进行限位保持，既能防止外部误触导致的合闸失败不稳定，又能对蓄力弹簧进行一定的松开操作，避免蓄力弹簧的抵接力过大导致的抵接磨损问题，综合有效保护母排和接线柱触点不被损坏；而当进行分闸时，通过控制螺杆继续反转，带动控制模块移动远离母排模块，此时蓄力弹簧被拉伸蓄力的同时控制槽口的另一端靠近限位机构；通过另一端导向斜面横向移动并带动斜面导向块下降，使限位机构解除对接线柱模块的限位；解除限位后蓄力弹簧通过自身复原作用力同样能使对接线柱模块快速与母排模块断开分闸。

22、（2）本发明通过切换式电机机构与手动机构的配合，不仅能够在自动合分闸与手动合分闸之间随时快速切换，同时在手动合分闸时同样能实现快速的合分闸操作，不影响实际使用；具体地，当出现异常无法自动合分闸时，通过拉动第一调节杆，在限位孔与限位杆的限位下，第一调节杆能够带动正反转电机横向移动，如此使六角控制杆解除与六角对接槽的插接，从而使控制螺杆的转动杆能够在电机柜体侧壁预设的开孔上自由转动；然后拉动第二调节杆，由于控制螺杆可自由自转，即可以主动的方式使控制模块在轨道槽上横向移动进行手动合分闸，而要切换回自动合分闸模式，仅需松开第一调节杆，在第二复位弹簧的复位作用下，使六角控制杆重新与六角对接槽插接，即可快速切换回自动合分闸模式，如此实现在自动合分闸与手动合分闸之间随时快速切换；同时，在进行手动合分闸时无论手动拉动第二调节杆的速度有多慢，都能够像自动合分闸一样在最后阶段进行快速的合分闸操作，从而不影响实际使用。

23、（3）本发明通过缓冲机构的配合，不仅能够在自动合分闸操作时进行双重蓄力实现快速合分闸，而且使手动推动合分闸时的手动操作速度不影响最终合分闸的速度，同时，还有助于手部推动实现省力操作；具体地，当进行手动合分闸时推动控制竖板移动时，由于中间过程都是处于蓄力中不会合分闸，因此手动推动时的手动操作速度不影响最终合分闸的速度；同时，缓冲机构不仅在自动控制合分闸时有双重蓄力作用，还在切换为手动合分闸时，使旋转控制转变为推拉控制，使控制竖板首先被移动，此时原本在自动合分闸时缓冲机构的蓄力方向实现反转；从而实现对控制螺杆一个拉动力，促进控制螺杆的旋转，从而避免第二调节杆的手动拉动无法快速带动控制螺杆旋转的问题，有助于手部推动实现省力操作，从而达到应急效果。