CN101834073A - 共模励磁快速pc型双电源自动转换开关装置 - Google Patents
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Abstract
该发明“共模励磁快速PC型双电源自动转换开关装置”，它是供配电系统中一种新产品，属于电气设备装置类。当常用电源失电后，备用电源可自动投入，也可以自复。它是由一个控制器，控制两个电磁铁快速吸动衔铁，使一个杠杆的两端上下运动，带动回转板去推动一个与微型断路器手柄连接的附加手柄，来完成两个微型断路器的分、合闸；也可手动完成上述动作。该发明双电源转换开关装置的结构尺寸是按照国际上常用多9(mm)模数进行结构设计的；可与国内外生产的微断并列安装在同一个宽35mm标准轨道上；控制器与自动转换开关的微断和分路的微断均嵌装在同一个箱体门开孔宽度为45mm的面板上。可广泛用于一、二级供电负荷的用户中。
Description
技术领域：该发明“共模励磁快速PC型双电源自动转换开关装置，又称备用电源自动投入装置或称互投开关，它是供配电系统中与国际接轨的一种新产品。属于电气设备装置类。
背景技术：该发明“共模励磁快速CB型双电源自动转换开关装置”，是备用电源自动投入装置(又称ATSE自动转换开关电器：Transfer SwitchhingEquipment)类中的新产品。与现有技术的比较。
《民用建筑电气设计规范》(JGJ/T16-92)规定，下列负荷属于一级负荷：
(1)中断供电将造成人身伤亡者；(2)中断供电将造成重大政治影响者；(3)中断供电将造成重大经济损失者；(4)中断供电将造成公共秩序严重混乱者。一级负荷是不允许中断电源的，它们必须有备用电源(独立于正常电源的专门馈电的备用电源或是快速自起动的柴油发电机组)。国标《供配电系统设计规范》(GB 50052-95)重审了一级负荷必须有有备用电源，特别重要负荷还应设应急电源；在第206条对二级负荷提出了新的要求：二级负荷的供电系统，宜由两回线路供电。在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可由一回6kv及以上专用的架空线路或电缆供电。当采用架空线时，可为一回架空线供电，当采用电缆线路时，应采用两根电缆组成的线路供电其每根电缆应能承受100％的二级负菏。在上述的供电回路中两回供电和三回供电回路中，均需要双电源自动转换开关装置，来完成两回路或三回路的转换。
我国在额定电流630A及以下的双电源自动转换开关中，按照断路能力来区分，主要有三种：第一种是CB级，它能够接通、承载短路电流，同时其主触头还能够用于分断短路电流。第二种是PC级，它能够接通、承载短路电流，但不能分断短路电流。第三种是CC级，它与PC级类似，它能够接通、承载短路电流，但不能分断短路电流。但它与PC级的TSE又有所不同，PC级是采用负荷开关构成，而CC级的TSE是采用接触器构成。由于接触器或电磁开关本身存在着难以克服的缺点，如没有过载和短路保护功能，运行中耗电大，有噪声或较大的交流声等，因此现在已被具有过载、短路保护功能且无噪声的塑壳式断路器所替代。
目前我国采用塑壳式断路器生产的ATSE即双电源自动转换开关装置，有两种结构型式。
第一，大型的(分体式)：由一个自动控制器(由各种电子元件构成，对常用和备用电源进行监测，发现故障时即输出信号)、两台带有电动操作机构(可实现电气连锁)的塑壳式断路器(两台断路器间有极可靠的机械联锁)以及底座；接线插座、连接电缆等组成。两个主要开关部件及控制器均可单独供应，由用户按需要进行安装，也可由制造厂做成箱、柜供给用户。
第二，中型的(一体式)：整个装置安装在一个铁质的大底板上，一个自动控制器，控制一台小型的低速电动机，利用电动机的正反转带动两个手柄，来完成两个塑壳式断路器的分、合闸的。小型的：既100A以下的负荷，采用微型断路器(简称：微断，下同)目前尚无合适的产品配套，只能用中型的(一体式)的双电源自动转换开关装置来供货。如设计单位设计一个一、二级负荷的双电源供电回路，有两种选择：一是选两个箱体，将双电源转换开关装在一个箱体中，将供电的小型开关装在另一个箱体中：二是，需要选一个大的箱体，将双电源转换开关装置和供电开关装在一起，形成一个箱体结构不合理的状况。上述情况，给用户带来诸多不便。经查国外有关资料和产品均存在上述弊端。
该发明出于解决目前产品不合理的这一目的，而发明的“共模励磁快速CB型双电源自动转换开关装置”。它将控制器小型化、模数化，与微断开关装在同一个35mm轨道上，同一个45mm宽度面板的开孔中。实现了整体装置的小型化、模数化，给用户使用带来方便。
发明内容：该发明“共模励磁快速CB型双电源自动转换开关装置”(以下简称：装置)，它是供配电系统中一种新产品，属于电气设备装置类。当常用电源失电后，备用电源可自动投入供电；当常用电源恢复供电后，又可自动恢复到常用电源供电；也可以当常用电源恢复供电后继续由备用电源供电，当备用电源故障时返回常用电源恢复供电。它是由一个智能自动控制器，控制两个电磁铁快速吸动一个杠杆的两端上下运动，带动回转板去推动一个与微型断路器手柄连接的附加手柄，来完成两个微型断路器(简称：微断)的分、合闸；也可手动完成上述动作。该发明双电源转换开关装置125A以下的结构尺寸按照国际上常用的多9(mm)模数，进行结构设计，可与西门子、梅兰日兰、ABB、等国内外生产的微断开关并列安装在同一个35mm宽标准轨道板上；控制器与断路器在操作面板开孔宽度一致均为45mm，故可嵌装在同一个箱体门的面板上，外露出控制器的面板和两个断路器的操作手柄。分路的断路器也可并排安装在同一个45mm宽度的面板开孔中。控制器与微型断路器的连接是靠两个可伸缩的连接件，禁锢的连接在一起的。该发明在双电源转换开关类别中，符合最简单、最实用、最可靠、就是最先进的技术理念，该发明采用共模设计，结构紧凑，简单可靠，使用方便，可广泛用于一、二级供电负荷的用户中。
附图标号说明：图1：装置正面的平面图；图2：左视图；图3操作机构处于没动作状态：；图4：装置在常用回路断开；备用回路投入状态；图5：装置在常用回路投入；备用回路断开状态；图6：装置在常用回路和备用回路均在断开状态；图7：装置底部的平面图；图8：控制器与微型断路器之间的可伸缩连接件。上述图中的标号说明如下：
1---外壳；
2---回转板；
3-压板；
4-罩，高度45mm；
5-托板；
6-套管式联轴器；
7-托板内侧转动轴；
8-微动开关；
9-线圈；
10-外壳；
11-开关；
12-衔铁；
13-隔板；
14-转轴；
15-定位件。高度36mm，配用35mm标准轨道；
16-固定轴套；
17-杠杆；
18-活动轴套；
19-基架；
20---智能自动电气控制器(DKQ)；
21--控制器与微型断路器之间的可伸缩连接件。
具体实施方式：在小批量产品试制中，采用了两组西门子125A以下的3极5TE型微断负荷开关，配上以“9mm”为模数结构设计的控制器，将其控制器和微断开关并列安装在同一个35mm宽标准轨道上；控制器与自动转换开关的微断和分路的微断均嵌装在同一个箱体门开孔宽度为45mm的面板上，外露出控制器的面板和断路器的操作手柄，构成了“共模励磁快速CB型双电源自动转换开关装置(ATSE)”。其执行部件具有过载、短路保护性能的微型断路器(短路分断能力在380V时≥5KA)。现介绍如下：
1.用途及基本功能适用于交流50HZ，额定工作电压220/3g0V的两组电源(常用和备用电源)因一组电源发生故障或负载本身需要而进行电源之间的自动转换，以确保供电的可靠性和安全性。技术条件能符合IEC60947-6自动转换开关电器标准。基本功能是：(1)监视常用和备用电源是否正常；(2)常用与备用电源之间的自动转换；(3)具备良好、可靠的电气和机械联锁，切实防止同时接通常用和备用电源；(4)对电源、线路和设备具有过载、短路保护功能(如执行部件采用剩余电流动作断路器时，则还有漏电、触电保护性能。)
2.结构特点：①它是由一个用电子元件构成智能自动电气控制器(DKQ)，对常用和备用电源进行胎测，发现故障时即输出信号；②智能自动控制器，控制两个电磁铁快速吸动一个杠杆的两端上下运动，带动回转板去推动一个与微型断路器手柄连接的附加手柄，来完成两个微型断路器(简称：微断)的分、合闸；③也可手动完成上述动作，或使两个微型断路器都处在分闸位置。④杠杆机构是由转轴、固定轴套、活动轴套、杠杆、回转板、压板等组成。⑤附加手柄的中间是一个成狐型的推板，外侧是与微型断路器手柄下空心轴孔相吻合的轴。内侧是一个实心长轴。⑥常用和备用两个微断的附加手柄的内侧实心长轴是套接在同一个套管式的联轴器上，以保证每个附加手柄两端的推动力在一个同心圆上运动。⑦利用杠杆的特性有极可靠的机械联锁；利用智能自动电气控制器实现两台微型断路器间的电气连锁。⑧采用下(上)进线上出线的接线方式，从上(下)口可很容易的与分路断路器相联线，使其装置与分路微型断路器安装在一条直线上，以适应末端标准照明动力箱的装配。⑨共摸结构设计：将其控制器和微断开关并列安装在同一个35mm宽标准轨道上；控制器与自动转换开关的微断和分路的微断均嵌装在同一个箱体门开孔宽度为45mm的面板上，外露出控制器的面板和断路器的操作手柄。⑩它是由一个智能自动控制器，控制两个电磁铁快速吸动个杠杆的两端上下运动，带动回转板去推动一个与微型断路器手柄连接的附加手柄，来完成两个微型断路器(简称：微断)的分、合闸，动作时间在100毫秒之内；也可手动完成上述动作及全分状态。
3.工作原理和主要技术指标：自动控制器随时对正在运行的常用电源和准备转换的备用电源进行监测。当常用电源的三相中有任意一相电压出现异常(故障)，如过电压(≥120％额定电压Un)、欠电压(≤70％Un))或电源消失(Un＝0)，经过适当的延时时间t1(t1可调，最大为60s，延时目的是观察此种电压异常有否可能在短时消失，回复正常状态)。在确认常用电源已无法恢复正常，就将常用电源自动切断，再经过t2的延时，将备用电源的断路器合上(t2最大为1.5s，t2包括备用电源断路器接到指令和它的固有合闸时间)。如果用电设备转入备用电源供电，经一段时间后，正常电源的故障已经排除，恢复了正常，用户又有意于重新使用正常电源，则控制器经一定的延时时间t3(t3可调，最长为60s，仍是监测和判断正常电源是否真正恢复)；将备用电源的断路器切断，再经过t4延时(t4最长为1.5s)，然后合上正常电源的断路器。以上过程称之为自投自复。如果有两路电源(电源I和电源II)都处于正常状态，自动控制器将不发出任何操作指令，此时，可用手动操作来选择一个电源供电。当常用供电的电源(例如电源1)发生故障，而另一备用电源(电源II)是正常的话，自动控制器立即进入延时状态，经t1延时(t1与上述含义相同)，将电源1的断路器切断，再经1s延时后；将电源II的断路器合上。这个过程称为自投不自复。若备用电源是柴油发电机，其转换过程是：当正常电源发生故障时，经t1的延时，在确认常用电源已无法恢复正常后，就将常用电源的断路器切断.再经t2的延时(t2通常为1.5s，这是快速自起动柴油发电机起动、发电的时间)，当确认备用电源已处于热备份状态，再经过t3(t3≤1.5s)，将备用电源的断路器合上。
对于现代化医院中的手术室、手术准备室、特别监护室；早产婴儿室等(以及类似的一些场所)，其允许电源中断时间为0.5s，一些瞬时特别备用电源，在0.5s甚至更短时间就要投入的用户，可将时间调的更短。该发明“共模励磁快速CB型双电源自动转换开关装置”动作时间在0.1s以内，能更可靠的保证电源的供电质量。
关于过电压，确定120％Un作为最大值，考虑线路及设备(例如电动机)的崩溃电压(产生堵转的电压)，把欠电压的整定值值定为70％Un。为满足用户需要，产品可以做到欠电压可调，其范围为60％～85％的Un；过电压可调，其范围为110％～130％的Un。转换延时、转换断电延时、返回延时等也为可调。在常用电源运行时，如果备用电源出现异常，由于自动控制器一直监视这两个电源，此时就会出现故障报警(由蜂鸣器发出嘟嘟声)以通告操作人员及时修复，使备用电源在需要时，能安全、可靠地投入使用。一旦常用和备用电源都出现故障，自动控制器将令两台断路器全部断开，均处于非合闸的断开位置。
该发明“共模励磁快速CB型双电源自动转换开关装置(ATSE)，还具有手/自动转换结构，可实现自动转换和手动转换功能。图1中的常用电源和备用电源开关的操作手柄5都在断开位置；图4中的常用电源驱动杆5在断开位置；备用电源驱动杆5在合闸位置。图5：中的常用电源驱动杆5在合闸位置；备用电源驱动杆5在断开位置。上述动作即可自动完成，也可手动完成。
该发明“共模励磁快速PC型双电源自动转换开关装置”，(ATSE)它是供配电系统中一种新产品，属于电气设备装置类。当常用电源失电后，备用电源可自动投入供电；当常用电源恢复供电后，又可自动恢复到常用电源供电；也可以当常用电源恢复供电后继续由备用电源供电，当备用电源故障时返回常用电源恢复供电。它是由一个智能自动控制器，控制两个电磁铁快速吸动一个杠杆的两端上下运动，带动回转板去推动一个与微型断路器手柄连接的附加手柄，来完成两个微型断路器(简称：微断)的分、合闸；也可手动完成上述动作。该发明双电源转换开关装置125A以下的结构尺寸按照国际上常用的多9(mm)模数，进行结构设计，可与西门子、梅兰日兰、ABB、等国内外生产的微断开关并列安装在同一个35mm宽标准轨道板上，控制器与断路器在操作面板开孔宽度一致均为45mm，故可嵌装在同一个箱体门的面板上，外露出控制器的面板和两个断路器的操作手柄。分路的断路器也可并排安装在同一个45mm宽度的面板开孔中。该发明在双电源转换开关类别中，符合最简单、最实用、最可靠、就是最先进的技术理念，结构紧凑，使用方便，可广泛用于一、二级供电负荷的用户中。
Claims (9)
1.一种新型的“共模励磁快速PC型双电源自动转换开关装置”，它是供配电系统中一种新产品，属于电气设备装置类，(简称：ATSE自动转换开关)，它是由一个智能自动控制器、控制两个电磁铁快速吸动一个杠杆的两端上下运动，带动回转板去推动一个与微型断路器手柄连接的附加手柄，来完成两个微型断路器(简称：微断)的分、合闸；也可手动完成上述动作，该发明采用共模设计，结构紧凑，简单可靠，使用方便。
2.权利要求1中的智能自动控制器，是由各种电子元件构成自动电气控制器(DKQ)，对常用和备用电源进行监测，发现故障时即输出信号，利用时间控制实现电气联锁。
3.权利要求1中的两个电磁铁快速吸动一个杠杆的两端上下运动，带动回转板去推动一个与微型断路器手柄连接的附加手柄，来完成两个微型断路器(简称：微断)的分、合闸的，利用杠杆极可靠的机械联锁的特性可实现机械联锁。
4.权利要求1中的杠杆，是由转轴、固定轴套、活动轴套、杠杆、回转板、压板等组成杠杆机构。
5.权利要求1中的附加手柄，是由中间一个成弧型的推板，外侧是与微型断路器手柄下空心轴孔相吻合的轴，内侧是一个实心长轴。
6.权利要求1中的附加手柄，是指常用和备用两个微断的附加手柄的内侧实心长轴是套接在同一个套管式的联轴器上，以保证每个附加手柄两端的推动力在一个同心圆上运动。
7.权利要求1中的共摸设计，结构紧凑：是指控制器和微断开关并列安装在同一个35mm宽标准轨道上；控制器与自动转换开关的微断和分路的微断均嵌装在同一个箱体门开孔宽度为45mm的面板上，外露出控制器的面板和断路器的操作手柄。
8.权利要求1中的、简单可靠，使用方便，是指采用下(上)进线上(下)出线的接线方式，从上(下)口可很容易的与分路断路器相联线，使其装置与分路微型断路器安装在一条直线上，以适应末端标准照明动力箱的装配。
9.权利要求1中的、结构紧凑、简单可靠，是指控制器与微型断路器的连接是靠两个可伸缩的连接件，禁锢的连接在一起的。
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