本實用新型涉及換相開關(guān)。

背景技術(shù)：

換相開關(guān)在目前電網(wǎng)上處理三相不平衡問題的必要設(shè)備。當某一相火線電流過大時，可以通過換相開關(guān)切換用戶側(cè)連接的火線，使得連接該用戶側(cè)火線從當前相火線切換到另外相火線從而降低該相火線的負載，通過平衡各相電流提高電網(wǎng)電力的利用率和可用性。目前使用的大多數(shù)換相開關(guān)是基于轉(zhuǎn)盤式的。動觸頭設(shè)置在轉(zhuǎn)盤上轉(zhuǎn)動。隨著動觸頭圍繞轉(zhuǎn)盤中心的轉(zhuǎn)動改變連接從而實現(xiàn)換相。這種換相開關(guān)最大的優(yōu)點是它天然是互斥的，也就是，用戶端的火線不可能同時連接到兩根三相火線上。但這種換相開關(guān)最大的問題是電氣化控制比較麻煩，通常需要電機實現(xiàn)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動。而電機通?？煽砍潭炔桓撸肄D(zhuǎn)過的角度很難控制。另外這種換相開關(guān)換相時切換的時間比較長。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的問題：降低換相開關(guān)換相切換時間，同時提高可靠性和簡化電氣控制。

為解決上述問題，本實用新型采用的方案如下：

一種換相開關(guān)，包括外殼、支架、上行端三相火線接頭、上行端零線接頭、用戶端單相火線接頭、用戶端零線接頭、三個永磁觸頭機構(gòu)、三塊卡板、手鎖卡板機構(gòu)和卡板互斥機構(gòu)；用戶端單相火線接頭連接三個下行靜觸頭；上行端三相火線接頭的三個火線接頭分別連接三個上行靜觸頭；三個下行靜觸頭和三個上行靜觸頭分別組成三組靜觸頭對；三組靜觸頭對分別對應(yīng)三個永磁觸頭機構(gòu)；所述永磁觸頭機構(gòu)包括永磁機構(gòu)、動觸頭、導(dǎo)向柱；靜觸頭對的兩個靜觸頭均由銅排向下折彎形成，并且銅排向下折彎具有豎直的導(dǎo)向部；導(dǎo)向柱卡在靜觸頭對的兩個靜觸頭的導(dǎo)向部之間；動觸頭安裝在導(dǎo)向柱的底端；導(dǎo)向柱的頂端通過連桿連接永磁機構(gòu)的磁芯；當永磁機構(gòu)向上吸時，通過連桿導(dǎo)向柱帶動所述動觸頭向上運動，并使得動觸頭的兩端連接所述靜觸頭對的兩個靜觸頭；三塊卡板的根部分別通過卡板軸安裝在支架的卡板軸承上；三塊卡板的末端分別與三個永磁觸頭機構(gòu)的導(dǎo)向柱活動相連；所述手鎖卡板機構(gòu)包括同步桿、同步軸承、卡突塊、手柄桿；同步桿架設(shè)在支架的同步軸承上，并能圍繞其軸心轉(zhuǎn)動；同步桿橫跨在三塊卡板的上方；卡突塊和手柄桿安裝在同步桿上；卡突塊有三個；三個卡突塊分別位于三塊卡板的上方；三個卡突塊隨同步桿的轉(zhuǎn)動而擺動，并能夠通過擺動卡住卡板，從而使得卡板無法向上擺；所述卡板互斥機構(gòu)用于當一塊卡板上擺時，卡住其他兩塊卡板，使得其他兩塊卡板無法上擺。

進一步，所述卡板互斥機構(gòu)包括三根互斥擺桿；三塊卡板兩兩之間分別架設(shè)有一根互斥擺桿；互斥擺桿的中間設(shè)置有擺動軸孔，并通過擺動軸孔安裝在支架的擺動軸上，能夠圍繞擺動軸孔的孔心擺動；互斥擺桿的兩端分別位于兩塊卡板的上方；當一塊卡板上擺時，通過該卡板上兩根互斥擺桿將其他兩塊卡板下壓，使得其他兩塊卡板無法上擺。

進一步，手鎖卡板機構(gòu)還包括卡突和卡口；所述卡突設(shè)置在卡突塊上；所述卡口位于卡板上；當卡突塊卡住卡板時，卡突卡入卡口內(nèi)。

進一步，還包括下壓彈簧；下壓彈簧安裝在卡板的根部，用于將卡板向下壓。

進一步，卡板上還安裝有開合指示桿；開合指示桿豎直安裝在卡板上，用于通過光耦檢測器檢測卡板對應(yīng)觸頭的開合狀態(tài)。

進一步，同步桿上還安裝有手鎖指示桿；手鎖指示桿豎直安裝在同步桿上，用于通過光耦檢測器檢測手鎖狀態(tài)。

本實用新型的技術(shù)效果如下：

1、相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型的換相開關(guān)換相速度快，換相時間少于20ms。

2、觸頭結(jié)構(gòu)采用動觸頭和靜觸頭反向設(shè)計，從而使得整個開關(guān)體積顯得較小，而且該結(jié)構(gòu)的安全性能高。

3、相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型的換相開關(guān)可靠性高，而且電氣化控制比較簡單。

附圖說明

圖1是本實用新型的換相開關(guān)去除盒蓋和底座后的上方視角的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實用新型的換相開關(guān)去除盒蓋和底座后的下方視角的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實用新型的換相開關(guān)整體立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本實用新型的換相開關(guān)的卡板和永磁機構(gòu)剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本實用新型的卡板和卡突塊的拆分結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是本實用新型的卡板互斥機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳細說明。

一種換相開關(guān)，如圖1、圖2、圖3、圖4，包括外殼、支架111、上行端三相火線接頭121、上行端零線接頭122、用戶端單相火線接頭131、用戶端零線接頭132、三個永磁觸頭機構(gòu)、三塊卡板3、卡板互斥機構(gòu)和手鎖卡板機構(gòu)。外殼由盒蓋112和背殼113組成。支架111設(shè)置于盒蓋112和背殼113組成的外殼的內(nèi)部。上行端三相火線接頭121用于連接上行的三相火線；上行端零線接頭122用于連接上行的地線。用戶端單相火線接頭131用于連接用戶端的單相火線；用戶端零線接頭132用于連接用戶端的地線。本實用新型的換相開關(guān)用于切換用戶端單相火線與上行端三相火線中一相的連接。用戶端單相火線接頭131連接三個下行靜觸頭141。上行端三相火線接頭121的三個火線接頭分別連接三個上行靜觸頭142。三個下行靜觸頭141和三個上行靜觸頭142分別組成三組靜觸頭對。三組靜觸頭對安裝在支架111的下方。三組靜觸頭對分別對應(yīng)三個永磁觸頭機構(gòu)。永磁觸頭機構(gòu)包括永磁機構(gòu)21、動觸頭22、導(dǎo)向柱23。靜觸頭對的兩個靜觸頭均由銅排向下折彎形成，并且銅排向下折彎具有豎直的導(dǎo)向部143。動觸頭22安裝在導(dǎo)向柱23的底端。導(dǎo)向柱23的頂端通過連桿24連接永磁機構(gòu)21的磁芯。永磁機構(gòu)21安裝在支架111的上方。導(dǎo)向柱23呈方柱體，卡在靜觸頭對的兩個靜觸頭的導(dǎo)向部143之間，并穿過支架111上設(shè)置的導(dǎo)向柱卡槽，使得導(dǎo)向柱23底端的動觸頭22位于支架111下方靜觸頭對的下方。當永磁機構(gòu)21向上吸時，通過連桿24和導(dǎo)向柱23帶動動觸頭22向上運動，使得動觸頭22的兩端靜觸頭對的兩個靜觸頭相接觸，從而實現(xiàn)靜觸頭對的兩個靜觸頭的相互連接。當導(dǎo)向柱23和動觸頭22向下運動時，使得動觸頭22的兩端與靜觸頭對的兩個靜觸頭相分離，從而使得靜觸頭對的兩個靜觸頭的相互分離。也就是說，動觸頭22位于靜觸頭對的下方。這種動觸頭位于靜觸頭下方的觸頭結(jié)構(gòu)更為詳細的內(nèi)容可參見專利文獻CN105244197A公開的《一種斷路器觸頭結(jié)構(gòu)及其斷路器》。三組靜觸頭對和三個永磁觸頭機構(gòu)的動觸頭22組成三個觸頭結(jié)構(gòu)，該三個觸頭結(jié)構(gòu)分別被設(shè)置于由背殼113上設(shè)置的三個滅弧室內(nèi)。

本實施例的換相開關(guān)設(shè)有互斥機構(gòu)和手鎖機構(gòu)?；コ鈾C構(gòu)用于使得三個永磁觸頭機構(gòu)在任何時刻只有一個能夠使得三組靜觸頭對中的一組靜觸頭對的兩個靜觸頭相連接，也就是，當一個永磁觸頭機構(gòu)中的動觸頭22向上運動時使得另外兩個動觸頭機構(gòu)中的動觸頭22向下運動。手鎖機構(gòu)用于使得操作人員能夠通過手柄機構(gòu)將三個永磁觸頭機構(gòu)的三個動觸頭22卡住，從而將三個動觸頭22強制與三個靜觸頭對的兩個靜觸頭相分離，并且在卡住后，永磁機構(gòu)21無法將動觸頭22向上拉動。本實施例的互斥機構(gòu)由三塊卡板3和卡板互斥機構(gòu)共同實現(xiàn)，手鎖機構(gòu)由三塊卡板3和手鎖卡板機構(gòu)共同實現(xiàn)。因此，三塊卡板3是卡板互斥機構(gòu)和手鎖卡板機構(gòu)實現(xiàn)其相應(yīng)的互斥機構(gòu)和手鎖機構(gòu)的功能的共同基礎(chǔ)。三塊卡板3的根部分別通過卡板軸31安裝在支架111的卡板軸承32上，使得卡板3能夠圍繞卡板軸31擺動。三塊卡板3的末端分別與三個永磁觸頭機構(gòu)的導(dǎo)向柱23活動相連。具體來說，卡板3，如圖5所示，由H結(jié)構(gòu)的板體兩側(cè)向下豎直折彎形成豎直的板翼301，板翼301的一端設(shè)有軸孔302，另一端設(shè)有腰形孔303?？ò遢S31穿過軸孔302使得卡板3能夠圍繞軸孔302的軸心轉(zhuǎn)動。腰形孔303，如圖4所示，架設(shè)導(dǎo)向柱23頂端兩側(cè)水平設(shè)置的活動軸221上。從而使得當導(dǎo)向柱23和動觸頭22活動時，帶動卡板3圍繞卡板軸31上下擺動；當卡板3圍繞卡板軸31上下擺動時，帶動導(dǎo)向柱23和動觸頭22上下移動。此外，本實施例的卡板3的根部還安裝有彈簧33。彈簧33給予卡板3向下的壓力，使得當永磁機構(gòu)21失效時，動觸頭22向下移動使得其相應(yīng)的靜觸頭對的兩個靜觸頭相分離。

手鎖卡板機構(gòu)包括同步桿41、同步軸承42、卡突塊43、手柄桿44。同步桿41呈六角柱體結(jié)構(gòu)，上面安裝有三個卡突塊43。卡突塊43沿著同步桿41的兩端設(shè)有圓柱體的旋轉(zhuǎn)軸431。通過卡突塊43兩端的旋轉(zhuǎn)軸431，同步桿41架設(shè)在支架111的同步軸承42上，使得同步桿能夠圍繞其軸心轉(zhuǎn)動。同步桿41橫跨在三塊卡板3的上方，使得三個卡突塊43分別位于三塊卡板3的上方。三個卡突塊43能夠隨同步桿41的轉(zhuǎn)動而擺動?？ㄍ粔K43的豎直截面呈楔形，同步桿41的軸心位于楔形的一端，從而使得當卡突塊43隨同步桿41的轉(zhuǎn)動而擺動時，能夠卡在卡板3的上方，從而使得卡板3無法向上擺。手柄桿44安裝在同步桿41的端部，并能夠能夠隨同步桿41的轉(zhuǎn)動而擺動。手柄桿44用于連接手柄機構(gòu)，手柄機構(gòu)上設(shè)有手柄114。手柄機構(gòu)使得手柄桿44只能停留在兩個角度上。當手柄桿44停留在其中一個角度時，卡突塊43卡在卡板3上使得卡板3無法向上擺，實現(xiàn)卡板手鎖；當手柄桿44停留在另外一個角度時，卡突塊43與卡板3相分離使得卡板3能夠上擺?？ò?無法向上擺意味著，各個永磁觸頭機構(gòu)的動觸頭22無法與其對應(yīng)的靜觸頭對的兩個靜觸頭相接觸連接?？ò?能夠上擺意味著，各個永磁觸頭機構(gòu)的動觸頭22能夠在其相應(yīng)的永磁機構(gòu)21的作用下向上拉，從而使得其相應(yīng)的動觸頭22能夠與其對應(yīng)的靜觸頭對的兩個靜觸頭相接觸連接。此外，為避免當卡突塊43卡在卡板3上時卡突塊43的滑動使得手鎖失效，卡突塊43還設(shè)置有卡突432，而卡板3上還設(shè)置有卡口35。當卡突塊43卡住卡板3時，卡突432卡入卡口35內(nèi)，從而避免卡突塊43的滑動。

卡板互斥機構(gòu)用于當一塊卡板3上擺時，卡住其他兩塊卡板3，使得其他兩塊卡板3無法上擺，從而使得三個永磁觸頭機構(gòu)在任何時刻只有一個能夠使得三組靜觸頭對中的一組靜觸頭對的兩個靜觸頭相連接。卡板互斥機構(gòu)包括三根互斥擺桿51。如圖6所示，三根互斥擺桿51分別為互斥擺桿51a、互斥擺桿51b和互斥擺桿51c；三塊卡板3分別為卡板3a、卡板3b、卡板3c。三塊卡板3兩兩之間分別架設(shè)由一根互斥擺桿51，也就是圖6中，卡板3a、卡板3b之間架設(shè)由互斥擺桿51b；卡板3b、卡板3c之間架設(shè)由互斥擺桿51c；卡板3a、卡板3c之間架設(shè)由互斥擺桿51a?；コ鈹[桿51a、互斥擺桿51b、互斥擺桿51c的中間設(shè)置均有擺動軸孔52，并通過擺動軸孔52安裝在支架111的相應(yīng)的擺動軸上，使得互斥擺桿51a、互斥擺桿51b、互斥擺桿51c各自能夠圍繞擺動軸孔52的孔心擺動?；コ鈹[桿51的兩端分別位于兩塊卡板3的上方。具體來說，互斥擺桿51b的兩端分別位于卡板3a和卡板3b的上方；互斥擺桿51c的兩端分別位于卡板3b和卡板3c的上方；互斥擺桿51a的兩端分別位于卡板3a和卡板3c的上方?？紤]到空間狹小的因素，本實施例中，互斥擺桿51a的兩端分別架設(shè)在互斥擺桿51b的卡板3a端的上方和互斥擺桿51c的卡板3c端的上方。由此，當一塊卡板3上擺時，通過該卡板3上兩根互斥擺桿51將其他兩塊卡板3下壓，使得其他兩塊卡板3無法上擺。也就是，當一塊卡板3a上擺時，通過互斥擺桿51a和互斥擺桿51b的杠桿作用將卡板3c和卡板3b下壓，使得卡板3c和卡板3b無法上擺；當一塊卡板3b上擺時，通過互斥擺桿51b和互斥擺桿51c的杠桿作用將卡板3a和卡板3c下壓，使得卡板3a和卡板3c無法上擺；當一塊卡板3c上擺時，通過互斥擺桿51a和互斥擺桿51c的杠桿作用將卡板3a和卡板3b下壓，使得卡板3a和卡板3b無法上擺。

此外，本實施例的換相開關(guān)為實現(xiàn)電氣化控制，還安裝有控制面板、零序電流互感器15、電流檢測器16、開合指示檢測機構(gòu)、手鎖指示檢測機構(gòu)。其中控制面板上安裝有CPU、RAM、ROM以及通訊單元組成的電路。CPU、RAM、ROM、通訊單元組成控制器?？刂破鬟B接零序電流互感器15、電流檢測器16、開合指示檢測機構(gòu)、手鎖指示檢測機構(gòu)以及三個永磁機構(gòu)21。零序電流互感器15用于檢測是否漏電的零序電流。電流檢測器16用于檢測用戶端火線上的電流大小。開合指示檢測機構(gòu)用于監(jiān)視三個觸頭機構(gòu)是否連接，包括開合指示桿34和相應(yīng)的光電耦合器。開合指示桿34豎直設(shè)立在卡板3上。三個卡板3上有一個開合指示桿34，三個開合指示桿34對應(yīng)三個光電耦合器。開合指示桿34用于通過相應(yīng)的光耦檢測器檢測卡板3對應(yīng)觸頭的開合狀態(tài)。相應(yīng)的光耦檢測器通過檢測開合指示桿34是否擺動到位檢測出卡板3是否處于上擺狀態(tài)還是下擺狀態(tài)，并把相應(yīng)的檢測結(jié)果發(fā)送至控制器。從而控制器能夠得知三個觸頭機構(gòu)所處的開關(guān)狀態(tài)。手鎖指示檢測機構(gòu)，用于檢測當前換相開關(guān)是否處于手動隔離或手鎖狀態(tài)，包括手鎖指示桿45和相應(yīng)的光電耦合器。手鎖指示桿45豎直安裝在同步桿41上，用于通過相應(yīng)的光耦檢測器檢測手鎖狀態(tài)。相應(yīng)的光耦檢測器通過檢測手鎖指示桿45隨同步桿41的旋轉(zhuǎn)擺動是否到位判斷當前換相開關(guān)是否處于手動隔離或手鎖狀態(tài)，并將檢測結(jié)果發(fā)送至控制器。從而控制器能夠得知當前換相的手鎖狀態(tài)。通訊單元用于控制器與上級的智能控制單元進行交互，向上級的智能控制單元發(fā)送各個觸頭的開關(guān)狀態(tài)、手鎖狀態(tài)、零序電流檢測數(shù)據(jù)、電流大小等數(shù)據(jù)，或者接收上級的智能控制單元的控制指令。上級的智能控制單元能夠通過通訊單元將相位切換指令發(fā)送至控制器，然后由控制器操作三個永磁機構(gòu)21實現(xiàn)換相動作。通訊單元的通訊方式可以采用無線方式或有線方式，優(yōu)先選用有線載波通訊的方式。所謂有線載波通訊的方式就是利用三相火線的連接，通過在上行的火線上載波后實現(xiàn)與上級的智能控制單元的通訊。