三工位隔離開關及其位置檢測裝置、檢測軸的製作方法

2023-10-24 04:42:42 1

本發明涉及電器開關設備領域，特別涉及一種三工位隔離開關及其位置檢測裝置、檢測軸。

背景技術：

三工位隔離開關把接地開關、隔離開關的功能整合在一個開關機構中，組成了具有合閘位、分閘位和接地位三個工作位的開關機構，三工位隔離開關還具有兩個中間位，具體是合閘位與分閘位之間的合閘中間位以及分閘位與接地位之間的接地中間位。在實際使用過程中，三工位隔離開關在進行檢修時，無法判斷三工位隔離開關所處的位置，這樣存在著極大的安全隱患。

現有技術中也一些能夠檢測三工位隔離開關位置的裝置，如申請公布號為：CN 102426969 A，申請公布日為：2012.04.25的中國專利公開的一種三工位隔離開關三個位置的聯鎖裝置，該聯鎖裝置的支架上安裝有觸發開關和與之對應的觸發機構，觸發機構包括壓輪機構以及軸向並列裝配在轉動軸上的定位盤，定位盤的外周上設有向外延伸凸出的觸發凸起，相鄰的定位盤上的觸發凸起的安裝夾角錯開設定角度，每個定位盤安裝角度分別對應三工位隔離開關的合閘中間位和接地中間位，三工位隔離開關帶動轉動軸轉動不同的角度時，相應的定位盤上的觸發凸起就會通過壓輪機構觸發與之對應的觸發開關，這樣能夠根據觸發開關的信號識別出三工位開關所處的位置。公告號為：CN 201084564 Y，公告日為：2008.07.09的中國專利公開了一種新型輔助開關，該開關的轉動軸上軸向並列裝配有多個凸輪，各個凸輪的安裝角度軸向錯開，開關的支架上還裝配有與凸輪的位置對應的微動開關，該輔助開關的轉動軸可以與三工位隔離開關的傳動軸連接，當三工位隔離開關的傳動軸帶動輔助開關的轉動軸轉動至不同的位置時，相應安裝角度的凸輪就會觸發微動開關，這樣也能夠實現對三工位隔離開關所處的位置的檢測。

上述兩種檢測裝置的工作原理都是：三工位隔離開關帶動檢測裝置的傳動軸轉動，此時轉動軸上不同安裝角度的觸髮結構就會在轉動軸轉動至對應的角度時觸發與之對應的觸發開關，通過觸發開關的信號就能夠識別出三工位隔離開關所處的位置，這兩種檢測裝置的傳動軸在隨著三工位隔離開關的轉動時，由一個觸髮結構轉動至相鄰的觸髮結構的瞬間沒有觸發開關被觸發，此時觸發信號產生斷續點，使檢測裝置的檢測信號不連續，這樣就造成對三工位隔離開關的位置檢測結果不準確的問題。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種檢測信號連續的開關位置檢測裝置；本發明還提供了開關位置檢測裝置用檢測軸；同時，本發明還提供一種三工位隔離開關。

為實現上述目的，本發明的開關位置檢測裝置的技術方案是：開關位置檢測裝置，包括支架、轉動裝配在支架上的檢測軸以及裝配在支架上的觸發開關單元，檢測軸上設有與觸發開關單元對應的觸髮結構，所述觸髮結構包括與開關的兩個相鄰並在一個圓周上順序分布的第一、二工作位對應的工作位觸髮結構，以及與處於兩個相鄰的工作位之間的中間位對應的中間位觸髮結構，所述中間位觸髮結構包括在與檢測軸同軸的圓周方向上順序分布的第一觸發段、第二觸發段以及第三觸發段，中間位觸髮結構與工作位觸髮結構以設定方式排列在檢測軸上以滿足：開關處於第一工作位時，工作位觸髮結構觸發與第一工作位對應的觸發開關單元，第一觸發段觸發與之對應的觸發開關單元；開關處於中間位時，第一、二工作位對應的觸發開關單元處於非觸發狀態，第二觸發段觸發與之對應的觸發開關單元；開關處於第二工作位時，工作位觸髮結構觸發與第二工作位對應的觸發開關單元，第三觸發段觸發與之對應的觸發開關單元。

所述工作位觸髮結構為設在檢測軸的外周上的弧形的工作位凸起，與工作位觸髮結構對應的觸發開關單元繞檢測軸的周向間隔設置；所述中間位觸髮結構為設在檢測軸的外周上的弧形的中間位凸起，中間位凸起與工作位凸起沿檢測軸的軸向上並列設置且中間位凸起所對應的弧長大於工作位凸起所對應的弧長。

所述工作位觸髮結構對應的觸發開關單元包括繞檢測軸周向間隔設置的合閘位觸發開關、分閘位觸發開關和接地位觸發開關，所述中間位觸髮結構對應的觸發開關單元包括繞檢測軸周向間隔設置的合閘中間位觸發開關和接地中間位觸發開關，工作位觸發開關所處的圓周與中間位觸發開關所處的圓周在檢測軸的軸向上並列設置，所述工作位觸發開關中任意相鄰的兩個與中間位開關沿檢測軸的軸向上並列設置。

本發明的三工位隔離開關的技術方案是：三工位隔離開關，包括傳動軸以及與位置檢測裝置，所述位置檢測裝置包括支架、轉動裝配在支架上、且與傳動軸傳動連接的檢測軸以及裝配在支架上的觸發開關單元，檢測軸上設有與觸發開關單元對應的觸髮結構，所述三工位隔離開關具有兩個相鄰的並在一個圓周上順序分布的第一、二工作位以及處於兩個相鄰的工作位之間的中間位，所述觸髮結構包括與第一、二工作位對應的工作位觸髮結構，以及與中間位對應的中間位觸髮結構，所述中間位觸髮結構包括在與檢測軸同軸的圓周方向上順序分布的第一觸發段、第二觸發段以及第三觸發段，中間位觸髮結構與工作位觸髮結構以設定方式排列在檢測軸上以滿足：開關處於第一工作位時，工作位觸髮結構觸發與第一工作位對應的觸發開關單元，第一觸發段觸發與之對應的觸發開關單元；開關處於中間位時，第一、二工作位對應的觸發開關單元處於非觸發狀態，第二觸發段觸發與之對應的觸發開關單元；開關處於第二工作位時，工作位觸髮結構觸發與第二工作位對應的觸發開關單元，第三觸發段觸發與之對應的觸發開關單元。

所述工作位觸髮結構為設在檢測軸的外周上的弧形的工作位凸起，與工作位觸髮結構對應的觸發開關單元繞檢測軸的周向間隔設置；所述中間位觸髮結構為設在檢測軸的外周上的弧形的中間位凸起，中間位凸起與工作位凸起沿檢測軸的軸向上並列設置且中間位凸起所對應的弧長大於工作位凸起所對應的弧長。

所述工作位觸髮結構對應的觸發開關單元包括繞檢測軸周向間隔設置的合閘位觸發開關、分閘位觸發開關和接地位觸發開關，所述中間位觸髮結構對應的觸發開關單元包括繞檢測軸周向間隔設置的合閘中間位觸發開關和接地中間位觸發開關，工作位觸發開關所處的圓周與中間位觸發開關所處的圓周在檢測軸的軸向上並列設置，所述工作位觸發開關中任意相鄰的兩個與中間位開關沿檢測軸的軸向上並列設置。

本發明的開關位置檢測裝置用檢測軸的技術方案是：開關位置檢測裝置用檢測軸，所述檢測軸上設有與觸發開關單元對應的觸髮結構，所述觸髮結構包括與開關的兩個相鄰並在一個圓周上順序分布的第一、二工作位對應的工作位觸髮結構，以及與處於兩個相鄰的工作位之間的中間位對應的中間位觸髮結構，所述中間位觸髮結構包括在與檢測軸同軸的圓周方向上順序分布的第一觸發段、第二觸發段以及第三觸發段，中間位觸髮結構與工作位觸髮結構以設定方式排列在檢測軸上以滿足：開關處於第一工作位時，工作位觸髮結構觸發與第一工作位對應的觸發開關單元，第一觸發段觸發與之對應的觸發開關單元；開關處於中間位時，第一、二工作位對應的觸發開關單元處於非觸發狀態，第二觸發段觸發與之對應的觸發開關單元；開關處於第二工作位時，工作位觸髮結構觸發與第二工作位對應的觸發開關單元，第三觸發段觸發與之對應的觸發開關單元。

所述工作位觸髮結構為設在檢測軸的外周上的弧形的工作位凸起；所述中間位觸髮結構為設在檢測軸的外周上的弧形的中間位凸起，中間位凸起與工作位凸起沿檢測軸的軸向上並列設置且中間位凸起所對應的弧長大於工作位凸起所對應的弧長。

本發明的有益效果是：本發明的三工位隔離開關的傳動軸上傳動連接有位置檢測裝置，當三工位隔離開關轉動至不同的位置時，帶動檢測裝置的檢測軸轉動，使檢測軸上的觸髮結構觸發相應的觸發開關單元，當開關處於第一工作位時，工作位觸髮結構觸發與第一工作位對應的觸發開關單元，第一觸發段觸發與之對應的觸發開關單元；開關處於中間位時，第一、二工作位對應的觸發開關單元處於非觸發狀態，第二觸發段觸發與之對應的觸發開關單元；開關處於第二工作位時，工作位觸髮結構觸發與第二工作位對應的觸發開關單元，第三觸發段觸發與之對應的觸發開關單元。這樣，開關在兩個工作位以及中間位往復轉動時，中間位觸髮結構的第一觸發段和第三觸發段使得開關處於任意位置時均有檢測信號的，保證了檢測裝置能夠輸出連續的檢測信號，提升檢測裝置的可靠性。

附圖說明

圖1為本發明的三工位隔離開關中的位置檢測裝置的結構示意圖；

圖2為圖1中檢測軸的示意圖；

圖3為圖2在C-C方向的示意圖；

圖4為三工位隔離開關在合閘位時圖1中A-A方向的示意圖；

圖5為三工位隔離開關在合閘位時圖1中B-B方向的示意圖；

圖6為三工位隔離開關在合閘中間位時圖1中A-A方向的示意圖；

圖7為三工位隔離開關在合閘中間位時圖1中B-B方向的示意圖；

圖8為三工位隔離開關在分閘位時圖1中A-A方向的示意圖；

圖9為三工位隔離開關在分閘位時圖1中B-B方向的示意圖；

圖10為三工位隔離開關位在接地中間位時圖1中A-A方向的示意圖；

圖11為三工位隔離開關在接地中間位時圖1中B-B方向的示意圖；

圖12為三工位隔離開關在接地位時圖1中A-A方向的示意圖；

圖13為三工位隔離開關在接地位時圖1中B-B方向的示意圖。

附圖中：1、支架；2、檢測軸；3、接地位觸發開關；4、合閘位觸發開關；5、分閘位觸發開關；6、合閘中間位觸發開關；7、接地中間位觸發開關；21、第一凸起；22、第二凸起；221、第一觸發段；222、第二觸發段；223、第三觸發段。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的實施方式作進一步說明。

本發明的三工位隔離開關的具體實施例，如圖1至圖3所示，三工位隔離開關包括與其傳動軸傳動連接的位置檢測裝置，位置檢測裝置1包括支架1和轉動裝配在支架1上的檢測軸2，三工位隔離開關位置檢測裝置具有壓檢測軸2的軸向間隔設置的工作檢測位和中間檢測位，支架1在對應工作檢測位和中間檢測位的位置上分別設有工作位開關單元和中間位觸發開關，工作位開關單元包括合閘位觸發開關4、分閘位觸發開關5和接地位觸發開關3，中間位觸發開關包括合閘中間位觸發開關6和接地中間位觸發開關7，其中接地位觸發開關3即為第一開關單元，合閘位觸發開關4即為第二開關單元，分閘位觸發開關5即為第三開關單元，合閘中間位觸發開關6即為第四開關單元，接地中間位觸發開關7即為第五開關單元。各個工位對應的開關單元均包括至少一個觸發開關，在本實施例中三個工作位觸發開關均包括6個觸發開關，兩個中間位對應的開關單元均包括3個觸發開關，在每個檢測位置上都設置多個觸發開關使檢測位置能夠發出多個電信號，以供多個控制單元識別。

檢測軸2上設有用於觸發工作位開關單元的工作位觸髮結構以及用於觸發中間位觸發開關的中間位觸髮結構，在本實施例中兩個觸髮結構為設在檢測軸外周上的第一凸起21和第二凸起22，第一凸起21和第二凸起22均為設在檢測軸外周上的、橫截面為扇形環的弧形凸起，扇形環沿檢測軸的周向延伸設定的角度，並且凸臺沿檢測軸的軸向延伸設定的長度，以使第一凸起21和第二凸起22在轉動到相應的檢測位置時能夠觸發相應的檢測位置上的所有觸發開關。第二凸起22包括在於檢測軸2同軸的圓周方向上順序分布的第一觸發段221、第二觸發段222和第三觸發段223，其中第三觸發段223與第一凸起21在檢測軸軸向上的投影重合。當三工位隔離開關轉動到接地中間位或者合閘中間位時，檢測軸第二凸起22上的第二觸發段222就會觸發相應的觸發開關發出識別信號，這樣就可以根據不同的識別信號識別判斷三工位隔離開關的所處的中間位置。當三工位隔離開關轉動到不同的工作位時，第一凸起21會觸發該工作位對應的觸發開關，並且第二凸起22上的第一觸發段221或者第三觸發段223也會對應觸發不同的中間位觸發開關，這樣兩個觸發信號結合識別判斷工作位。在轉動的過程中，第二凸起22上的第一觸發段221和第三觸發段222使得中間位觸發開關中至少有一個被觸發，通過與工作位觸發開關信號的結合判斷位置，使得位置信號連續。

支架1包括上固定板11和下固定板12以及設在上固定板11和下固定板12之間的支撐柱13，上固定板11和下固定板12均為圓形的板狀結構，在兩個固定板中心位置上設有用於安裝檢測軸的安裝孔，支撐柱13繞兩個固定板上的安裝孔的軸線軸向均布設有三個，這樣使支架1構成穩定的框架結構，將檢測軸安裝上後檢測軸就可以在支架中轉動。各個工作位開關單元以及中間位觸發開關中的觸發開關沿著檢測裝置的軸向並列設置，觸發開關上設有貫穿其基體的安裝孔，各個檢測位置上的觸發開關通過安裝孔並列套裝在兩端設置有螺紋的安裝杆上，上、下固定板上設有用於固定安裝杆的安裝孔，安裝杆穿過安裝孔後通過螺母固定在支架上，其中合閘位觸發開關4與合閘中間位觸發開關6沿檢測裝置軸向上並列設置，分閘位觸發開關5和接地中間位觸發開關7沿檢測裝置軸向上並列設置，並列設置的開關單元中的觸發開關均由一個安裝杆固定在支架上，接地位開關單元3的下端設置絕緣塊8進行填補。各個開關單元中靠近固定板的觸發開關與固定板之間設置有絕緣墊9，增強各個構件之間的絕緣性。

圖4至圖13為本發明的三工位隔離開關位置檢測裝置在不同的檢測位置時圖1中A-A、和B-B方向的結構示意圖，接地位觸發開關3、合閘位觸發開關4、分閘位觸發開關5、合閘中間位觸發開關6和接地中間位觸發開關7分別在圖中以圓圈表示，其中虛線的圓圈為開關單元被觸發後的位置，主要用於顯示檢測軸2與各個隔離開關單元配合的示意圖。在本實施例中觸發開關採用的是微動開關，隔離開關上設有滾輪，便於檢測軸上的凸起將其觸發。

下面結合附圖4~13對三工位隔離開關處於不同的位置時檢測裝置的觸發狀態進行說明。

三工位隔離開關位置檢測裝置檢測到三工位隔離開關處於合閘位時，如圖4和圖5所示，合閘位觸發開關4中的微動開關被第一凸起21觸發，合閘中間位觸發開關6中的微動開關被第二凸起22的第一觸發段221觸發，其他開關單元中的微動開關處於非觸發狀態；

三工位隔離開關位置檢測裝置檢測到三工位隔離開關處於合閘中間位時，如圖6和圖7所示，合閘中間位觸發開關6中的微動開關被第二凸起22的第二觸發段222觸發，其他開關單元中的微動開關處於非觸發狀態；

三工位隔離開關位置檢測裝置檢測到三工位隔離開關處於隔離時，如圖8和圖9所示，分閘位觸發開關中的微動開關被第一凸起21觸發，合閘中間位觸發開關6以及接地中間位7中的微動開關分別被第二凸起22的第一觸發段221和的第三觸發段223觸發，其他開關單元中的微動開關處於非觸發狀態；

三工位隔離開關位置檢測裝置檢測到三工位隔離開關處於接地中間位時，如圖10和圖11所示，接地中間位7中的微動開關被第二凸起22的第二觸發段222觸發，其他開關單元中的微動開關處於非觸發狀態；

三工位隔離開關位置檢測裝置檢測到三工位隔離開關處於接地位時，如圖12和圖13所示，接地位觸發開關3中的微動開關被第一凸起21觸發，接地中間位觸發開關7中的微動開關被第二凸起22的第三觸發段223觸發，其他開關單元中的微動開關處於非觸發狀態。

在本實施例中，可以將合閘位看做第一工作位，分閘位看做第二工作位，合閘中間位看做第一、二工作位之間的中間工作位。檢測軸上的凸起在轉動到相應的檢測位置時檢測軸上的凸起就會壓縮相應的開關單元中的微動開關，被壓縮的微動開關的常閉觸點斷開，常開觸點閉合，此時的電平信號發生變化，控制系統檢測到該電平信號對三工位隔離開關所處的位置進行判斷。由上述工作狀態可知，檢測軸轉動到任意的位置時，都有檢測信號的輸出，保證了檢測裝置能夠輸出連續的檢測信號。該三工位隔離開關位置檢測裝置通過一個檢測軸準確的反應出五個位置信號，結構簡單、緊湊，靈活可靠，而且精確度高。

在本發明的上述實施例中，合閘位觸發開關與合閘中間位觸發開關沿檢測裝置軸向上並列設置，分閘位觸發開關和接地中間位觸發開關沿檢測裝置軸向上並列設置，這樣使得檢測裝置結構簡單，當然在其他實施例中，還可以是其他兩個工作位觸發開關與中間位觸發開關並列設置，此時第二凸起與第一凸起在檢測軸周向上的角度適應調整；工作位觸髮結構和中間位觸髮結構分別對應不同的觸發開關，這樣使檢測軸結構簡單，在其他實施例中，還可以是工作位觸發開關和中間位觸發開關分別只設有一組，而檢測軸上的工作位觸髮結構對應不同的工作位設有多個，中間位觸髮結構對應不同的中間位設有多個；工作位觸髮結構和中間位觸髮結構還可以是設在檢測軸上的弧形的凹陷區；微動開關還可以是其他機械觸髮式的開關，比如行程開關；各個檢測位置上觸發開關的數量是根據控制系統所需要該位置的信號數量所設置，檢測軸的觸髮結構，即凸起的尺寸就根據觸發開關的數量所設置，因此各個開關單元中觸發開關還可以是其他數量。

本發明的三工位隔離開關位置檢測裝置的具體實施例，所述三工位隔離開關位置檢測裝置與上述三工位隔離開關中位置檢測裝置的結構相同，不再贅述。

本發明的開關位置檢測裝置用檢測軸的具體實施例，所述開關位置檢測裝置用檢測軸與上述三工位隔離開關中位置檢測裝置的檢測軸的結構相同，不再贅述。