高压开关柜安全锁系统

技术领域

本发明属于电气设备技术领域，具体涉及一种高压开关柜安全锁系统。

背景技术

随着变电站自动化技术的迅速发展和供电可靠性要求的日益提高，开关柜在变电站的作用也更加突出。因此，如何保证变电所内高压开关柜安全可靠运行，成为了电力系统变电运维工作的重要任务，但是在实际的生产实际工作中，开关柜误操作事故还是频繁发生。

对于高压开关柜的应用，根据中压开关设备五防要求中防止误入带电间隔要求，35kV中压开关设备在运行过程中，需要控制柜体可移开部件与带电隔室的联锁控制。高压开关柜应安装完善的防误操作闭锁装置，且具有完善可靠的防误闭锁功能，不具有防误闭锁功能的应加装机械锁。但是，目前仍有一部分开关柜并未加装完善的防误操作闭锁装置，仅依靠开关柜自带的防误闭锁功能，甚至有的开关柜柜门仅通过使用螺钉固定来防止工作人员的误入。

公开号为CN 1098414 A电器柜门操作联锁装置，电器柜门操作联锁装置包括断路器框架，断路器框架上设有沿上下方向延伸的转轴和可左右移动的限位件，限位件的活动行程上具有用于限制断路器框架上摇进孔的摇进孔挡片上下移动的锁止位和用于解除断路器框架上摇进孔的摇进孔挡片上下移动的解锁位；转轴上还止转配合有联锁件，联锁件具有在柜门关闭时受压力带着转轴转动以使限位件由锁止位向解锁位移动的受压部分，断路器框架上还设有为限位件提供作用力的弹性复位件。避免了在柜门打开状态时开关柜的断路器室带电，主母线连接形成高压回路，误入带电间隔，但由于开关柜防误操作闭锁装置不完善、不可靠或因擅自开锁操作仍然造成的较多事故。

发明内容

针对高压开关柜柜门操作联锁装置在实际应用过程中存在的缺陷和问题，本发明提供一种高压开关柜安全锁系统，在机械锁机构基础上增设电磁控制机构，以及匹配的电子钥匙和操作实现防误操作闭锁功能。

本发明解决其技术问题所采用的方案是：一种高压开关柜安全锁系统，包括主体部分、主锁体组件、辅锁体组件和电控开关组件，所述的主体部分包括壳体和卡槽，壳体内沿横向设置有横通道，沿竖向设置有竖滑道，且两通道垂直相通，所述卡槽独立于壳体且安装在门框的相应凹槽内，卡槽与横通道位置对应；所述的主锁体组件包括固定座、主滑杆和主弹簧，主滑杆匹配套装于所述横通道内，固定座套固在主滑杆外侧，固定座的后侧与壳体内壁之间连接主弹簧，固定座上还连接有衔铁，与衔铁位置对应的壳体内壁固定有电磁体，所述主滑杆的前端是主锁舌，主锁舌向外伸出后能够匹配进入所述卡槽内；所述的辅锁体组件包括竖滑道、方滑套和锁芯，方滑套套装于竖滑道内，方滑套侧壁分别设置有挡环和前挡环，在挡环与壳体内壁之间连接有辅弹簧，所述方滑套含有内腔，内腔中匹配套装有辅助舌，内腔底与辅助舌之间连接有内弹簧，辅助舌靠近锁芯的一侧设置斜面并设置有沿轴向的锁舌滑槽，同时与锁舌滑槽对应位置的方滑套侧壁上设置有插孔，与锁芯转体连接的拨叉插入该插孔后，其内端还插入所述锁舌滑槽内。

所述的电控开关组件包括控制器和电子钥匙，在位于横滑道的后端固定有后座一，后座一内壁安装有开门触发开关，当横滑杆向后移动到达极限位置时能够触碰开门触发开关使其产生触发信号，该触发信号与控制器的信号输入端之一连接，在所述竖滑道后端固定有后座二，后座二内部安装有电路启动开关，所述方滑套的后端上升至极限位置时能够启动该电路启动开关，电路启动开关与控制器的信号输入端之二连接，控制器的控制输出端连接电磁体，控制器的信号输出端通过无线模块与电子钥匙建立联系。

同时控制器将开门触发开关发送至后台监控系统，提供给控制器启动信号，控制器根据该启动信号与电子钥匙建立通讯关系，在获得电子钥匙反馈信息后启动电磁体通电，同时控制器将启动信号通过无线模块发送至后台监控系统。

在位于横通道内沿轴向设置有主键，同时在所述主滑杆侧壁设置有对应的键槽，主键匹配卡装于键槽内。

所述固定座的前后分别有环形凸起，前后凸起之间形成所述配合槽，固定座前侧的环形凸起为挡板，固定座后端的环形凸起的后壁设置主簧座，所述主弹簧套装于主簧座内。

所述衔铁固定在后端的环形凸起下方。

控制器将相应的开锁或触发信号发送至后台监控系统，后台监控系统确认后才能够完成开锁过程。

后台监控系统分析开锁时机是否合适，并通过对讲机或必要的播放设备提供给现场相应的报警或语音提示。

本发明的有益效果：本发明在机械锁机构基础上增设电磁控制机构，以及匹配的电子钥匙和操作实现防误操作闭锁功能。有效防止高压开关柜误操作引发的人身和重大设备事故。在通过机械锁开启后控制器同时接收到匹配的电子钥匙时，控制器才能控制电磁锁开启。而且需要后台监控系统确认才能够完成开锁过程，后台监控系统还提供给现场相应的报警或语音提示。

附图说明

图1是本发明防撬机构的剖面结构示意图

图2是外壳的剖面结构示意图。

图3是本发明防撬机构的机械锁运动流程图。

图4是原始闭锁状态的辅锁舌位置示意图。

图5是方滑套和辅锁舌同时被拨叉驱动示意图。

图6是辅锁舌被挡板驱动后被动锁紧示意图。

图中标号：主体部分1，主锁体组件2，辅锁体组件3，电控开关组件4，壳体11，主键12，电磁体14，门框15，卡槽16，固定座21，挡板22，衔铁23，主滑杆24，主簧座25，主弹簧26，主锁舌27，横通道28，键槽29，竖滑道31，方滑套32，内腔321，挡环33，插孔34，辅锁舌35，锁舌滑槽351，滑槽内侧壁352，锁芯36，拨叉37，辅弹簧38，内弹簧39，后座一41，开门触发开关42，后座二43，电路启动开关44，内支架45。

具体实施方式

高压开关柜需要有对应的安全所系统，针对现有高压开关柜容易被擅自开锁造成事故的问题，现有改进的技术采用防误操作闭锁装置，但存在结构复杂和防护性能仍然欠佳的问题，本实施例采用一种如图1所示的高压开关柜安全锁系统，该系统结合机械锁具与电磁锁以及电子钥匙并配合后台监控系统，能够起到很好的防误操作闭锁功能。

另外，本实施例也适用于对目前市面上常用的电气柜进行改造使用，针对目前市面上常用的电气柜锁主要有两种锁，一种是不带钥匙的，通常是有一个按钮开关，按压按钮开关可以开锁。另一种是带简易机械锁芯的，通过配套的钥匙可以打开，这类具有锁具的电气柜因其的机械锁芯简易，只能有一层防护，很容易因误操作被打开或者被撬开。通过本实施例的方案可以将采购回来后的电气柜进行二次加工且安装需要定制的安装板和相应锁具。

如图1所示的高压开关柜安全锁系统，该系统主要组成：主体部分1、主锁体组件2、辅锁体组件3和电控开关组件4等组件。

具体地，主体部分1包括壳体11和卡槽16，壳体11如图2所示，其内沿横向设置有横通道28，沿竖向设置有竖滑道31，且两通道垂直相通于活动室。图1可以看出，卡槽16独立于壳体且安装在门框15的相应凹槽内，卡槽16与横通道28位置对应。

主锁舌可以为圆柱形或者为棱柱形，通常在棱柱如方柱的棱角设置圆倒角。还可以在位于横通道28内沿轴向设置有主键12，同时在所述主滑杆24侧壁设置有对应的键槽29，主键12匹配卡装于键槽29内。

同样，也可以在所述竖通道31的内壁固定有辅键，同时在所述挡环33的侧壁设置有滑槽，辅键与滑槽匹配套装在一起。

如图1中所示，主锁体组件2包括固定座21、主滑杆24和主弹簧26，主滑杆24匹配套装于所述横通道28内，固定座套固在主滑杆24外侧，固定座21的后侧与壳体11内壁之间连接有弹簧，固定座上还连接有衔铁23，与衔铁23位置对应的壳体内壁固定有电磁体14，所述主滑杆24的前端是主锁舌27，主锁舌27向外伸出后能够匹配进入所述卡槽16内。其中，电磁体14固定套装于内支架45中，内支架45通过螺丝固定在壳体11的内壁一角。内支架45为金属导磁性材料，用以提高和传到电磁体的磁力。

所述固定座21的前后分别有环形凸起，前后凸起之间形成所述配合槽，固定座21前侧的环形凸起为挡板22，固定座21后端的环形凸起的后壁设置主簧座25，所述主弹簧26套装于主簧座25内。

衔铁23固定在后端的环形凸起下方。辅锁体组件3包括竖滑道31、方滑套32和锁芯36，方滑套32套装于竖滑道31内，方滑套32侧壁分别设置有挡环33和前挡环，在挡环33与壳体11内壁之间连接有辅弹簧38，所述方滑套32含有内腔321，内腔中匹配套装有辅助舌35，内腔底与辅助舌35之间连接有内弹簧39，辅助舌靠近锁芯36的一侧设置斜面并设置有沿轴向的锁舌滑槽351，同时与锁舌滑槽对应位置的方滑套侧壁上设置有插孔34，与锁芯转体连接的拨叉37插入该插孔34后，其内端还插入所述锁舌滑槽351内。当锁芯转动并带动拨叉转动后，拨叉同时驱动方滑套32和辅锁舌35，使两者同步向外移动，至极限位置后解除并启动电路启动开关44给控制器信号，由控制器控制继电器给电磁体供电，电磁体通电后通过磁性吸合主簧座，迫使主弹簧压缩，进而使主锁舌后退开门。锁芯转动后会自动复位，即方滑套和辅锁舌同时向内缩进。控制器提供电磁体延时通电5秒后断电，断电后主簧座被主弹簧推动带动主锁舌前进，位于主簧座前侧的挡板推动辅锁舌的斜面使其被压缩，辅锁舌被压缩过程，拨叉始终位于锁舌滑槽内，此时锁芯不会制约辅锁舌因挡板驱动的伸缩动作。

电控开关组件4包括控制器和电子钥匙，在位于横滑道28的后端固定有后座一41，后座一41内壁安装有开门触发开关42，当横滑杆24向后移动到达极限位置时能够触碰开门触发开关42使其产生触发信号，该触发信号与控制器的信号输入端之一连接，同时控制器将该触发信号发送至后台监控系统，在所述竖滑道后端固定有后座二43，后座二43内部安装有电路启动开关44，所述方滑套32的后端上升至极限位置时能够启动该电路启动开关44，电路启动开关44提供给控制器启动信号，控制器根据该启动信号与电子钥匙建立通讯关系，在获得电子钥匙反馈信息后启动电磁体通电，同时控制器将启动信号通过无线模块发送至后台监控系统。

本实施例在使用过程中，将壳体11固定安装在柜门内侧靠近边缘位置，最好将壳体完全密封在一个隐蔽的夹层内。确保主锁舌27能够伸出壳体之外。将卡槽16固定在门框一侧的凹槽内，且使主锁舌27能够伸出进入卡槽16中。闭锁状态如图1所示，开锁过程首先需要用钥匙插入锁芯并转动，使拨叉驱动挡环33进而驱动方滑套32向上运动，如图3所示。方滑套32向上运动到达极限位置后能够触发开门触发开关42，控制器接收到该触发信号后，还需要同时接收到电子钥匙的感应信号，电子钥匙通常需要责任人佩戴，无电子钥匙时，即使通过钥匙打开或者通过把手驱动打开机械锁，参见图3，此时仍然不能驱动主锁舌向后移动，即不能实现开锁效果。

从图3中开锁流程所示，在通过机械锁开启后控制器同时接收到匹配的电子钥匙时，控制器才能控制电磁锁开启。该过程控制器还需要将相应的开锁或触发信号发送至后台监控系统，甚至需要后台监控系统确认才能够完成开锁过程。后台监控系统还能够分析开锁时机是否合适，并提供给现场相应的报警或语音提示，例如通过对讲机或必要的播放设备予以报警提示。

图4显示了原始闭锁状态，此时方滑套和辅锁芯都位于内缩进位。图5显示了用机械钥匙开锁时驱动辅锁舌移动的过程，此时方滑套和辅锁芯被同时驱动向外伸出。图6显示了锁芯复位后不再约束辅锁舌，此时辅锁舌被挡板驱动后，拨叉和防滑套都不再向外伸出，但主簧座及前侧挡板复位过程会驱动辅锁舌自由伸缩。从而辅锁舌和主锁舌在开门后都能自动复位，其中主锁舌的复位实际受控制器定时控制。