專利名稱：同軌道模數化雙電源轉換開關裝置的制作方法
同軌道模數化雙電源轉換開關裝置技術領域該發明"同軌道模數化雙電源轉換開關裝置，又稱備用電源自動 投入裝置或稱互投開關，它是供配電系統中與國際接軌的一種新產 品。屬于電氣設備裝置類背景技術該發明"同軌道模數化雙電源轉換開關裝置"，又稱備用電源自 動投入裝置(簡稱自動轉換開關)，與現有技術的比較。《民用建筑電氣設計規范》(JGJ/T16—92)規定，下列負荷屬于 一級負荷(l)中斷供電將造成人身傷亡者；(2)中斷供電將造成重大 政治影響者；(3)中斷供電將造成重大經濟損失者；(4)中斷供電將造 成公共秩序嚴重混亂者。 一級負荷是不允許中斷電源的，它們必須有 備用電源(獨立于正常電源的專門饋電的備用電源或是快速自起動的 柴油發電機組)。國標《供配電系統設計規范》(GB 50052—95)重 審了一級負荷必須有有備用電源，特別重要負荷還應設應急電源；在 第206條對二級負荷提出了新的要求二級負荷的供電系統，宜由兩 回線路供電。在負荷較小或地區供電條件困難時，二級負荷可由一回 6kv及以上專用的架空線路或電纜供電。當采用架空線時，可為一回 架空線供電，當采用電纜線路時，應采用兩根電纜組成的線路供電其 每根電纜應能承受100%的二級負菏。在上述的供電回路中兩回供電 和三回供電回路中，均需要雙電源自動轉換開關裝置，來完成兩回路 或三回路的轉換。我國在額定電流630A及以下的雙電源自動轉換開關中，仍有不少采用交流接觸器或電磁開關作為自動轉換的執行部件。由于接觸器 和電磁開關本身存在著難以克服的缺點，如沒有過載和短路保護功 能，運行中耗電大，有噪聲或較大的交流聲等，因此現在已被具有過 載、短路保護功能且無噪聲的塑殼式斷路器所替代。目前我國采用塑殼式斷路器生產的雙電源自動轉換開關裝置(ATSE)，有兩種結構型式。第一，大型的(分體式)由一個自動控制器(由各種電子元件構成，對常用和備用電源進行監測，發現故障時即輸出信號)、兩臺 帶有電動操作機構(可實現電氣連鎖)的塑殼式斷路器(兩臺斷路器間有極可靠的機械聯鎖)以及底座；接線插座、連接電纜等組成。兩 個主要開關部件及控制器均可單獨供應，由用戶按需要進行安裝，也 可由制造廠做成箱、柜供給用戶。第二，中型的(一體式)整個裝置安裝在一個鐵質的大底板上， 一個自動控制器，控制一臺小型的低速電動機，利用電動機的正反轉 帶動兩個手柄，來完成兩個塑殼式斷路器的分、合閘的。小型的既 100A以下的負荷，采用微型斷路器(簡稱微斷，下同)目前尚無 合適的產品配套，只能用中型的(一體式)的雙電源自動轉換開關裝 置來供貨。如設計單位設計一個一、二級負荷的雙電源供電回路，有 兩種選擇 一是選兩個箱體，將雙電源轉換開關裝在一個箱體中，將 供電的小型開關裝在另一個箱體中二是，需要選一個大的箱體，將 雙電源轉換開關裝置和供電開關裝在一起，形成一個箱體結構不合理 的狀況。上述情況，給用戶帶來諸多不便。經査國外有關資料和產品 均存在上述弊端。該發明出于解決目前產品不合理的這一目的，而發明的"同軌 道模數化雙電源自動轉換開關裝置"。它將控制器小型化、模數化，與微斷開關裝在同一個軌道上，實現了整體裝置的小型化、模數化， 給用戶使用帶來方便。 發明內容該發明"同軌道模數化雙電源自動轉換開關裝置"，又稱備用電 源自動投入裝置(簡稱自動轉換開關)。它是供配電系統中與"國際 接軌"的一種新產品。屬于電氣設備裝置類。是國標《供配電系統設 計規范》和《民用建筑電氣設計規范》中規定的一、二級負荷中必需 裝設的產品。當常用電源失電后，備用電源可自動投入供電；當常用 電源恢復供電后，該裝置又可自動恢復到常用電源供電；它是由一個 智能自動控制器，控制一臺小型的單相低速電動機，利用電動機的正 反轉帶動兩個手柄，來完成兩個微斷開關的分、合閘的。為保證安全， 防止非同期并列，設有電氣連鎖和機械連鎖雙重保險。其結構尺寸完 全按照國際上常用的以"9腿"為模數，進行結構設計，IOOA以下的 微斷開關，完全可與同摸數的梅蘭日蘭、施耐德、ABB、西門子等國 內、外知名開關產品并列安裝在同一個35mra寬標準軌道上。用戶可 以將雙電源轉換開關和供電開關安裝在一個標準箱體中，結構緊湊， 使用方便。可廣泛用于各種一、二級供電負荷的動力及照明用戶中。


圖1是平面圖；圖2是俯視圖；圖3是左視圖；圖4是仰視圖；圖5底視圖；圖6是雙電源驅動機構內部圖整體圖； 圖7是雙電源驅動機構內部圖局部圖；圖8是手/自動轉換(自動位置)；圖9是手/自動轉換(手動位置)。上述圖中的標號說明如下 l一常用電源驅動手柄； 2—備用電源驅動手柄； 3一手/自動轉換開關；4一手/自動轉換位置開關；5— 雙電源驅動機構蓋板；6— 手/自動轉換開關蓋板；7— 常用電源驅動桿；8— 備用電源驅動桿；9— 驅動電動機軸與驅動桿之間的連接器(簡稱連接器。下同);10— 自動時"連接器"的"卡珠"；11— 彈簧；12— 手/自動轉換"卡珠"控制環；13— 單相低速電動機；14— 控制電動機的軸； 1G—常用電源開關端蓋；1 GC—常用電源開關端蓋的軌道槽； 1A—常用電源A相開關； 1B—常用電源B相開關； 1C一常用電源C相開關； 1N—常用電源N相開關；15— 常用電源開關的操作手柄； 2G—備用電源開關端蓋；2A—備用電源A相開關；2B—備用電源B相開關；2C—備用電源C相開關；2N—備用電源N相開關； 2S—備用電源開關的操作手柄； Dl—進/出線端子排；DKQ—智能自動控制器。
具體實施方式
在小批量產品試制中，采用了兩組梅蘭日蘭100A以下的4極微 斷開關，配上以"9咖"為模數結構設計的控制器，將其控制器和微 斷開關并列安裝在同一個35mm寬標準軌道上，構成了 "同軌道模數 化雙電源自動轉換開關裝置(ATSE)"。其執行部件具有過載、短路保 護性能的微型斷路器(短路分斷能力在380V時^5KA)。現介紹如下 1.用途及基本功能適用于交流50HZ，額定工作電壓220/380V 的兩組電源(常用和備用電源)因一組電源發生故障或負載本身需要 而進行電源之間的自動轉換，以確保供電的可靠性和安全性。技術條 件能符合IEC60947-6自動轉換開關電器標準。基本功能是(1) 監視常用和備用電源是正常；(2)常用與備用電源之間的自動轉換；(3) 具備良好、可靠的電氣和機械聯鎖，切實防止同時接通常用和備用電 源；(4)對電源、線路和設備具有過載、短路保護功能(如執行部件 采用剩余電流動作斷路器時，則還有漏電、觸電保護性能。2.結構特點①由一個由各種電子元件構成智能自動電氣控制 器(DKQ)，對常用和備用電源進行監測，發現故障時即輸出信號； ②由電動操作機構的微型斷路器可實現兩臺微型斷路器間的電氣連 鎖和極可靠的機械聯鎖。③由軌道、接線插座、連接電纜等組成。3.工作原理和主要技術指標自動控制器隨時對正在運行的常 用電源和準備轉換的備用電源進行監測。當常用電源的三相中有任意一相電壓出現異常(故障)，如過電壓(》120X額定電壓Un)、欠電壓(《 70%Un))或電源消失(Un=0)，經過適當的延時時間t, (t,可調， 最大為60s，延時目的是觀察此種電壓異常有否可能在短時消失，回 復正常狀態)。在確認常用電源已無法恢復正常，就將常用電源自動 切斷，再經過t2的延時，將備用電源的斷路器合上(t2最大為1. 5s，t2包括備用電源斷路器接到指令和它的固有合閘時間)。如果用電設備轉入備用電源供電，經一段時間后，正常電源的故障已經排除，恢復 了正常，用戶又有意于重新使用正常電源，則控制器經一定的延時時 間t3 (t3可調，最長為60s，仍是監測和判斷正常電源是否真正恢復)； 將備用電源的斷路器切斷，再經過t4延時(t4最長為l. 5s)，然后合 上正常電源的斷路器。以上過程稱之為自投自復。如果有兩路電源(電 源I和電源II)都處于正常狀態，自動控制器將不發出任何操作指令， 此時，可用手動操作來選擇一個電源供電。當常用供電的電源(例如電源i)發生故障，而另一備用電源(電源n)是正常的話，自動控制器 立即進入延時狀態，經t,延時(t,與上述含義相同)，將電源i的斷路器切斷，再經1S延時后；將電源ll的斷路器合上。這個過程稱為自 投不自復。若備用電源是柴油發電機，其轉換過程是當正常電源發 生故障時，經t,的延時，在確認常用電源己無法依復正常后，就將常 用電源的斷路器切斷.再經t2的延時(t2通常為1. 5S，這是快速自起 動柴油發電機起動、發電的時間)，當確認備用電源己處于熱備份狀 態，再經過t3(t3《1. 5S)，將備用電源的斷路器合上。對于現代化醫院中的手術室、手術準備室、特別監護室；早產嬰 兒室等(以及類似的一些場所)，其允許電源中斷時間為0. 5s， 一些瞬時特別備用電源，在O. 5S甚至更短時間就要投入的用戶，可將時 間調的更短。關于過電壓，確定120XUn作為最大值，考慮線路及設備(例如 電動機)的崩潰電壓(產生堵轉的電壓)，把欠電壓的整定值值定為70 Q/^Un。為滿足用戶需要，產品可以做到欠電壓可調，其范圍為60% 85X的Un;過電壓可調，其范圍為110。/。 130X的Un。轉換延時、 轉換斷電延時、返回延時等也為可調。在常用電源運行時，如果備用 電源出現異常，由于自動控制器一直監視這兩個電源，此時就會出現 故障報警(由蜂鳴器發出嘟嘟聲)以通告操作人員及時修復，使備用 電源在需要時，能安全、可靠地投入使用。 一旦常用和備用電源都 出現故障，自動控制器將令兩臺斷路器全部斷開，均處于非合閘的斷 開位置。同軌道模數化雙電源自動轉換開關裝置(ATSE)，還具有手/自動 轉換結構，可實現自動轉換和手動轉換功能。圖1中的常用電源開關 的操作手柄15在斷開位置;備用電源開關的操作手柄25在合閘位置。 圖6中的常用電源驅動桿7在斷開位置；備用電源驅動桿8在合閘位置。圖7:雙電源驅動機構內部圖局部圖。兩個電源驅動手柄，在驅動手柄的拐臂側有一個調心孔，調心孔是由常用電源驅動桿和備用電 源驅動桿來驅動的，使兩個電源驅動手柄來完成兩個微斷開關的分、合閘的。圖8，手/自動轉換(自動位置)此時4一手/自動轉換位置開 關的常閉接點在閉合狀態，將自動控制回路投入，進行自動控制；"卡 珠"受"控制環"的擠壓進入連接器卡珠巢部位，將連接器和電動機 軸連在一起，進入自動位置。圖9:手/自動轉換(手動位置)時4一 手/自動轉換位置開關的常閉接點在斷開狀態，將自動控制回路斷開; "卡珠"受"控制環"的控制，解除擠壓進入控制環的珠巢部位，將連接器和電動機軸脫開，進入手動位置，可進行手動操作。該發明"同軌道模數化雙電源自動轉換裝置"，又稱備用電源自 動投入裝置，它是供配電系統中與"國際接軌"的一種新產品。屬于 電氣設備裝置類。是國標《供配電系統設計規范》和《民用建筑電氣 設計規范》中規定的一、二級負荷中必需裝設的產品。當常用電源失 電后，備用電源可自動投入供電；當常用電源恢復供電后，又可自動 恢復到常用電源供電；它是由一個智能自動控制器，控制一臺小型的 單相低速電動機，利用電動機的正反轉帶動兩個手柄，來完成兩個微 型斷路器(簡稱微斷)的分、合閘的；也可手動完成上述動作。為 保證安全，防非同期并列，設有電氣連鎖和機械連鎖雙重保險。100A 以下的雙電源轉換裝置結構尺寸按照國際上常用的多9 (mm)模數， 進行結構設計，可與梅蘭日蘭、ABB、西門子等國內外生產的微斷開 關并列安裝在同一個35 mm寬標準軌道板上，裝設在同一個箱體中。 末端供電、照明箱，箱體可以是墻掛式或內嵌式。結構緊湊，使用方 便，可廣泛用于一、二級供電負荷的用戶中。
權利要求
1. 一種同軌道模數化雙電源轉換開關裝置，其特征是，它是由一個智能自動控制器、一臺小型的單相低速驅動電動機、驅動電動機軸與驅動桿之間的連接器、兩個電源驅動手柄、兩個微型斷路器、手/自動轉換開關、同軌道板等組成。
2、 根據權利要求1所述的同軌道模數化雙電源轉換開關裝置， 其特征是，自動控制器是由各種電子元件構成自動電氣控制器DKQ， 對常用和備用電源進行監測，發現故障時即輸出信號。
3、 根據權利要求1所述的同軌道模數化雙電源轉換開關裝置， 其特征是， 一臺小型的單相低速驅動電動機，利用電動機的正反轉帶 動兩個手柄，來完成兩個微斷開關的分、合閘的。
4、 根據權利要求1所述的同軌道模數化雙電源轉換開關裝置， 其特征是，驅動電動機軸與驅動桿之間的連接器，包括自動時"連接 器"的"卡珠"和一只彈簧及常用電源驅動桿和備用電源驅動桿。
5、 根據權利要求1所述的同軌道模數化雙電源轉換開關裝置， 其特征是，兩個電源驅動手柄，在驅動手柄的拐臂側有一個調心孔， 調心孔是由常用電源驅動桿和備用電源驅動桿來驅動的，使兩個電源 驅動手柄來完成兩個微斷開關的分、合閘的。
6、 根據權利要求1所述的同軌道模數化雙電源轉換開關裝置， 其特征是，兩個微型斷路器是指100A以下的梅蘭日蘭、ABB、西門 子等國內外生產的微型斷路器。
7、根據權利要求1所述的同軌道模數化雙電源轉換開關裝置， 其特征是，手/自動轉換開關，包括手/自動轉換位置開關及手/自動轉 換"卡珠"控制環；手/自動轉換在自動位置時，手/自動轉換位置開 關的常閉接點在閉合狀態，將自動控制回路投入，進行自動控制；"卡 珠"受"控制環"的擠壓進入連接器卡珠巢部位，將連接器和電動機 軸連在一起，進入自動位置；手/自動轉換在手動位置時，手/自動轉 換位置開關的常閉接點在斷開狀態，將自動控制回路斷開；"卡珠" 受"控制環"的控制，解除擠壓進入控制環的珠巢部位，將連接器和 電動機軸脫開，進入手動位置，可進行手動操作。
8、根據權利要求l所述的同軌道模數化雙電源轉換開關裝置，其 特征是，同軌道板，是指模數化的雙電源轉換開關裝置和兩個微斷開 關共同裝在一個35 mm寬標準軌道板上。
全文摘要
該發明“同軌道模數化雙電源自動轉換開關裝置”，屬于電氣設備裝置類。當常用電源失電后，備用電源可自動投入供電；當常用電源恢復供電后，又可自動恢復到常用電源供電；它是由一個智能自動控制器，控制一臺小型的低速電動機，利用電動機的正反轉帶動兩個手柄，來完成兩個微型斷路器的分、合閘的；也可手動完成上述動作。為保證安全，防非同期并列，設有電氣連鎖和機械連鎖雙重保護。該發明雙電源轉換開關裝置100A以下的結構尺寸按照國際上常用的多9mm模數，進行結構設計，可與梅蘭日蘭、ABB、西門子等國內外生產的微斷開關并列安裝在同一個35mm寬標準軌道板上，操作面板開孔一致，故可裝設在同一個箱體中。
文檔編號H02J9/06GK101262144SQ200710080368
公開日2008年9月10日 申請日期2007年3月7日 優先權日2007年3月7日
發明者李新利 申請人:李新利