用于开关柜的屏蔽组件以及开关柜的制作方法

1.本公开涉及电力设备技术领域，更具体地，涉及屏蔽组件以及包括该屏蔽组件的开关柜。


背景技术：

2.在电力系统或配电系统中，开关柜被用于在发电、输电、配电和电能转换的过程中对用电设备进行开合、控制和保护。开关柜可以设置有能够从开关柜的柜体内移入和移出的手车，并且可以将诸如断路器、接触器、隔离开关、互感器之类的电气设备安装在手车上。由此，当手车移入开关柜并且手车上的动触臂与开关柜内的静触头电接触时，开关柜可以进行正常操作，而当手车移出开关柜时，可以对手车上的电气设备(诸如断路器、接触器、隔离开关或互感器)进行检修和更换。
3.在手车移入和移出开关柜的过程中或在移出开关柜之后，人员或其肢体可能会在开关柜带电的情况下进入开关柜而靠近高压带电部件，这会威胁人员安全。为此，通常可以在开关柜内(例如容纳手车的断路器隔室)设置屏蔽部件，以屏蔽高压带电设备。由此，可以保护意外进入开关柜的人员的安全。然而，目前的开关柜及其屏蔽部件仍然存在一些问题。例如，在一些情况下，屏蔽部件可能会出现诸如倾斜、扭曲和卡住之类的异常，并且这种异常并不容易及时被发现，这会导致屏蔽部件无法提供有效屏蔽，并且可能导致事故发生。


技术实现要素：

4.为了至少部分解决上述以及其他可能存在的问题，本公开的实施例提供了用于开关柜的改进屏蔽组件以及开关柜。
5.根据本公开的一方面，提供了一种用于开关柜的屏蔽组件，该屏蔽组件包括：至少一个屏蔽板，能够与手车的移动相关联地在第一位置与第二位置之间移动，至少一个屏蔽板适于在第一位置处屏蔽开关柜的静触头，以使静触头与外部环境电隔离，并且适于在第二位置处暴露静触头，以使静触头能够电接触手车的动触臂；以及多个位置感测元件，沿着至少一个屏蔽板的移动方向布置，并且适于生成指示至少一个屏蔽板移动到第一位置的信号和至少一个屏蔽板移动到第二位置的信号。
6.在本公开的一些实施例中，多个位置感测元件被布置为邻近至少一个屏蔽板的在侧向方向上的边缘，侧向方向与至少一个屏蔽板的移动方向正交。
7.在本公开的一些实施例中，至少一个屏蔽板包括分别用于静触头中的上静触头和下静触头的第一屏蔽板和第二屏蔽板，第一屏蔽板和第二屏蔽板同步移动，并且多个位置感测元件包括用于感测第一屏蔽板或第二屏蔽板的位置的一对位置感测元件，或者包括分别用于感测第一屏蔽板和第二屏蔽板的位置的两对位置感测元件，两对位置感测元件共用信号线。
8.在本公开的一些实施例中，每对位置感测元件包括第一位置感测元件和第二位置感测元件，其中第一位置感测元件被布置为当对应屏蔽板处于第一位置时，邻近对应屏蔽
板的、远离第二位置的边缘，第二位置感测元件被布置为当对应屏蔽板处于第二位置时，邻近对应屏蔽板的、远离第一位置的边缘。
9.在本公开的一些实施例中，屏蔽组件还包括：框架，包括第一区段和第二区段，至少一个屏蔽板可移动地设置在第一区段上，第二区段适于可移动地接纳手车，并且多个位置感测元件安装在第一区段上；传动构件，耦合在至少一个屏蔽板与手车之间，以使手车的移动与至少一个屏蔽板的移动相关联；以及锁定构件，适于锁定和解锁至少一个屏蔽板。
10.在本公开的一些实施例中，至少一个屏蔽板由导电材料制成并且适于被接地。
11.在本公开的一些实施例中，多个位置感测元件包括光电感测元件、接近感测元件和微动开关元件中的至少一种。
12.根据本公开的一方面，提供了一种开关柜，该开关柜包括：根据第一方面的屏蔽组件；以及控制器，通信连接到多个位置感测元件。
13.在本公开的一些实施例中，开关柜还包括：手车位置检测部件，通信连接到控制器，并且适于生成指示手车的位置的信号，其中控制器被配置为基于以下至少一项来确定至少一个屏蔽板的异常状态：指示至少一个屏蔽板锁定或解锁的信号、来自多个位置感测元件的信号、以及来自手车位置检测部件的信号。
14.在本公开的一些实施例中，开关柜还包括：电压检测部件，通信连接到控制器，电压感测元件适于生成指示静触头的电压的感测信号；以及柜门位置检测部件，通信连接到控制器，柜门位置检测部件适于生成指示开关柜的柜门的打开和闭合的信号，其中控制器还被配置为基于以下至少一项来生成安全警报信号：指示至少一个屏蔽板锁定或解锁的信号、来自多个位置感测元件的信号、来自手车位置检测部件的信号、来自电压检测部件的信号、以及来自柜门位置检测部件的信号。
15.提供实用新型内容部分是为了以简化的形式来介绍对概念的选择，它们在下文的具体实施方式中将被进一步描述。实用新型内容部分无意标识本公开的关键特征或主要特征，也无意限制本公开的范围。
附图说明
16.通过结合附图对本公开示例性实施例进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中在本公开示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
17.图1a、图1b和图1c示出了根据本公开的实施例的开关柜的示意图。
18.图2示出了根据本公开的实施例的屏蔽组件的示意图。
19.图3示出了根据本公开的实施例的屏蔽组件的立体视图。
20.图4示出了根据本公开的实施例的采用光电感测元件的屏蔽组件的正视图和局部放大视图。
21.图5示出了根据本公开的实施例的采用微动开关元件的屏蔽组件的正视图和局部放大视图。
22.图6示出了根据本公开的实施例的开关柜的控制框图。
具体实施方式
23.下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。本领域的技术人员可以在不偏离本公开精神和保护范围的基础上从下述描述得到选替技术方案。
24.在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。
25.在本公开的实施例中，提出了一种用于开关柜的改进的屏蔽组件以及包括该屏蔽组件的开关柜。通过设置低成本的位置感测元件，可以确定屏蔽板是否到达期望位置，并且因此判断屏蔽组件是否存在诸如卡住、倾斜和扭曲之类的异常情况，以便及时地进行维修或更换，这有效避免和减少了开关柜的误操作和安全事故。
26.图1a、图1b和图1c示出了根据本公开的实施例的开关柜1000的示意图。作为示例，开关1000可以包括静触头300和多个隔室，这些隔室例如包括母线室400、电缆室500和断路器室600。静触头300中的上静触头位于母线室400内并且连接到母线，而静触头300中的下静触头位于电缆室500内并且连接到电缆。在开关柜1000的运行期间，母线室400内的母线可以连接到诸如公用电网之类的电源，并且电缆室500内的电缆可以连接到用电设备。开关柜1000还可以包括能够从断路器隔室600中移入和移出的手车200。在图1a、图1b和图1c中，手车200分别处于移出位置、测试/隔离位置以及工作位置。手车200例如可以是断路器手车，因此当手车200处于工作位置时，断路器的动触臂210可以与静触头300电接触。例如，动触臂210的上动触臂与上静触头电接触，而动触臂210的下动触臂与下静触头电接触。通过这种方式，手车200上的断路器被接入电源与用电设备之间的一次回路中，并且因此可以对一次回路执行分断操作和闭合操作。需要说明的是，手车200的类型并不受限于此，而可以是其他类型的手车，例如电压互感器手车、接触器手车、隔离开关手车等。
27.根据本公开的实施例，开关柜1000可以包括屏蔽组件100。作为示例，屏蔽组件100设置在开关柜1000中，例如设置在断路器室600中，以在手车200处于移出位置和测试/隔离位置时屏蔽静触头300。借助于屏蔽组件100，可以在人员或其肢体意外进入开关柜1000的情况下保护人员安全。
28.图2示出了根据本公开的实施例的屏蔽组件100的示意图。根据本公开的实施例，屏蔽组件100包括至少一个屏蔽板110，至少一个屏蔽板110能够与手车200的移动相关联地在第一位置与第二位置之间移动，至少一个屏蔽板110适于在第一位置处屏蔽开关柜1000的静触头300，以使静触头300与外部环境电隔离，并且适于在第二位置处暴露静触头300，以使静触头300能够电接触手车200的动触臂210。
29.作为示例，屏蔽板110的位置可以与手车200的位置相关联。当手车200移出开关柜1000的柜体(如图1a所示)时，屏蔽板110在第一位置处封闭静触头300，即图2中的屏蔽板110处于实线位置；当手车200移入柜体并处于测试/隔离位置(如图1b所示)时，屏蔽板110可以仍然保持在第一位置处封闭静触头300。随后，当手车200继续向内推进时，屏蔽板110
开始从闭合的第一位置向第二位置移动。当屏蔽板110移动到第二位置时，即图2中的屏蔽板110处于虚线位置时，静触头300完全未被屏蔽板110遮挡。由此，手车200继续推进并使动触臂210与静触头300接触(如图1c所示)。通过设置屏蔽板110，至少在手车200处于测试/隔离位置和移出位置时将静触头300与外部环境隔离开，从而保护人员安全。在本公开的一些实施例中，至少一个屏蔽板110由导电材料制成并且适于被接地。通过这种方式，可以有效地将静触头300与外部环境电隔离，从而保护操作人员的安全。
30.根据本公开的实施例，屏蔽组件100包括多个位置感测元件120，多个位置感测元件120沿着至少一个屏蔽板110的移动方向d1布置，并且适于生成指示至少一个屏蔽板110移动到第一位置的信号和至少一个屏蔽板110移动到第二位置的信号。
31.作为示例，可以沿着屏蔽板110的移动方向d1布置多个位置感测元件120。由此，可以借助于位置感测元件120来确定屏蔽板110是否已经移动到第一位置或者移动到第二位置。通过这种方式，可以帮助确定屏蔽板110是否出现异常情况，例如是否在从第一位置移动到第二位置或从第二位置移动到第一位置过程中被卡住。例如，当手车200从测试/隔离位置向内部继续推进时，屏蔽板110应当与手车200的移动相关联地从闭合的第一位置移动到打开的第二位置。然而，如果多个位置感测元件120确定屏蔽板110仍然停留在第一位置，或者长时间未到达第二位置，则可以确定屏蔽组件100出现异常，例如屏蔽板110被卡住。或者，也可以将位置感测元件120的感测结果与其他信号(例如指示手车位置的信号)进行结合来判断屏蔽板110是否已出现异常。
32.在本公开的一些实施例中，多个位置感测元件120被布置为邻近至少一个屏蔽板110的在侧向方向d2上的边缘，侧向方向d2与至少一个屏蔽板110的移动方向d1正交。作为示例，多个位置感测元件120可以布置在屏蔽板110的左侧边缘或右侧边缘，即侧向方向d2上的边缘。将位置感测元件布置在屏蔽板110的边缘更有利于检测到屏蔽板110的扭曲和倾斜。例如，当屏蔽板110发生倾斜时，即使屏蔽板110的大体已经位于第一位置，对应的位置传感器120可能也无法感测到屏蔽板110的存在。如果长时间未能检测到屏蔽板110到达预定位置，或者手车200已经就位而没有检测到屏蔽板110，可以确定屏蔽板110已经发生了诸如倾斜之类的异常情况。
33.在本公开的一些实施例中，至少一个屏蔽板110包括分别用于静触头300中的上静触头和下静触头的第一屏蔽板和第二屏蔽板，第一屏蔽板和第二屏蔽板同步移动，并且多个位置感测元件120包括用于感测第一屏蔽板或第二屏蔽板的位置的一对位置感测元件，或者包括分别用于感测第一屏蔽板和第二屏蔽板的位置的两对位置感测元件，两对位置感测元件共用信号线。具体而言，可以采用两个屏蔽板分别屏蔽静触头300中的上静触头和下静触头。由于两个屏蔽板同步地在第一位置与第二位置之间移动，因此可以仅针对其中一个屏蔽板设置一对位置感测元件即可。也就是说，仅感测两个屏蔽板之一的移动就足以确定两个屏蔽板的移动情况。备选地，也可以针对两个屏蔽板设置两对位置感测元件，由此对两个屏蔽板均进行位置感测。在这种情况下，两对位置感测元件可以共享信号线，以便减少布线，从而节省空间和成本。
34.在本公开的一些实施例中，每对位置感测元件包括第一位置感测元件和第二位置感测元件。第一位置感测元件被布置为：当对应屏蔽板处于第一位置时，邻近对应屏蔽板的、远离第二位置的边缘。第二位置感测元件被布置为：当对应屏蔽板处于第二位置时，邻
近对应屏蔽板的、远离第一位置的边缘。具体而言，针对每个屏蔽板的两个位置感测元件可以定位在屏蔽板的移动范围的边缘，即方向d1上的最上边缘和最下边缘。由此，第一位置感测元件可以仅在屏蔽板到达或处于第一位置时感测到屏蔽板，而第二位置感测元件可以仅在屏蔽板到达或处于第二位置时感测到屏蔽板。通过这种方式，可以更加准确地判断屏蔽板是否到达期望位置，从而确定屏蔽板是否存在异常。
35.图3示出了根据本公开的实施例的屏蔽组件100的立体视图。屏蔽组件100可以包括框架130，框架130包括第一区段131和第二区段132，至少一个屏蔽板110可移动地设置在第一区段131上，第二区段132适于可移动地接纳手车200，并且多个位置感测元件120安装在第一区段131上。作为示例，框架130的第一区段131和第二区段132可以设置有诸如滑轨之类的引导部件，由此屏蔽板110和手车200可以分别在第一区段131和第二区段132上移动或滑动。此外，设置在第一区段131上的位置感测元件120可以有效地感测到屏蔽板110的第一位置和第二位置。
36.屏蔽组件还可以包括传动构件140，传动构件140耦合在至少一个屏蔽板110与手车200之间，以使手车200的移动与至少一个屏蔽板110的移动相关联。作为示例，传动构件140可以是连杆机构。随着手车200在第二区段132上的移动，可以推动连杆动作，并且因此驱动屏蔽板110移动。当手车200从测试/隔离位置或者移出位置向工作位置移动时，手车200经由传动构件140驱动屏蔽板110从闭合的第一位置向打开的第二位置移动，以使手车200的动触臂210能够接触静触头300；而当手车200从工作位置向测试/隔离位置和移出位置移动时，手车200经由传动构件140从打开的第二位置向闭合的第一位置移动，以屏蔽静触头300。
37.屏蔽组件还可以包括锁定构件，锁定构件适于锁定和解锁至少一个屏蔽板110。具体而言，可以根据需要而利用锁定构件锁定屏蔽板110，以使屏蔽板110被锁定在第一位置或第二位置。此外，锁定构件还可以根据需要生成锁定信号或解锁信号，以与其他信号配合来实现提供诸如异常判断和安全警报之类的功能。
38.图4示出了根据本公开的实施例的采用光电感测元件的屏蔽组件100的正视图和局部放大视图，以及图5示出了根据本公开的实施例的采用微动开关元件的屏蔽组件100的正视图和局部放大视图。在本公开的一些实施例中，多个位置感测元件120包括光电感测元件、接近感测元件和微动开关元件中的至少一种。作为示例，在采用光电感测元件的情况下，当屏蔽板110移动到第一位置或第二位置时，屏蔽板110将被置于光电感测元件的发光器件与光收器件之间，使得光收器件无法接收到发光器件所发射的光，由此光电感测元件将发出指示感测到屏蔽板110的信号。在采用微动开关元件或接近感测元件的情况下，可以通过屏蔽板110对微动开关元件的按压或者靠近接近感测元件，来感测屏蔽板110的存在。
39.图6示出了根据本公开的实施例的开关柜1000的控制框图。根据本公开的实施例，开关柜1000可以包括控制器700，控制器700通信连接到位置感测元件120。作为示例，控制器700可以接收来自位置感测元件120的感测信号，并且基于这些感测信号来判断屏蔽组件100的屏蔽板110是否根据要求移动到第一位置和第二位置，并且因此判断屏蔽板110是否存在异常。
40.在本公开的一些实施例，开关柜1000可以包括手车位置检测部件701，手车位置检测部件701通信连接到控制器700，并且适于生成指示手车200的位置的信号，其中控制器
700被配置为基于以下至少一项来确定至少一个屏蔽板110的异常状态：指示至少一个屏蔽板110锁定或解锁的信号、来自多个位置感测元件120的信号、以及来自手车位置检测部件701的信号。具体而言，通过多种信号的组合，控制器700可以判断出屏蔽组件100的屏蔽板110是否出现了异常。例如，当控制器700接收到屏蔽门锁定构件703的解锁信号并且接收到手车200到达测试/隔离位置的信号时，如果位置感测元件120未能检测到屏蔽门110到达闭合的第一位置，那么可以确定屏蔽门110出现异常。
41.在本公开的一些实施例中，开关柜1000还可以包括电压检测部件702和柜门位置检测部件704。电压检测部件702通信连接到控制器700，并且适于生成指示静触头300的电压的感测信号。柜门位置检测部件704通信连接到控制器700，并且适于生成指示开关柜1000的柜门的打开和闭合的信号。控制器700还被配置为基于以下至少一项来生成安全警报信号：指示至少一个屏蔽门110锁定或解锁的信号、来自多个位置感测元件120的信号、来自手车位置检测部件701的信号、来自电压检测部件702的信号、以及来自柜门位置检测部件704的信号。具体而言，通过多种信号的组合，控制器700可以判断开关柜1000是否存在可能影响人员安全的问题，并因此向外围设备或操作人员发出警报。例如，当判断出屏蔽门110存在异常、静触头300带电、并且柜门没有关闭时，可以向操作人员发出警报，以避免操作人员接近开关柜1000。
42.通过以上描述和相关附图中所给出的教导，这里所给出的本公开的许多修改形式和其它实施方式将被本公开相关领域的技术人员所意识到。因此，所要理解的是，本公开的实施方式并不局限于所公开的具体实施方式，并且修改形式和其它实施方式意在包括在本公开的范围之内。此外，虽然以上描述和相关附图在部件和/或功能的某些示例组合形式的背景下对示例实施方式进行了描述，但是应当意识到的是，可以由备选实施方式提供部件和/或功能的不同组合形式而并不背离本公开的范围。就这点而言，例如，与以上明确描述的有所不同的部件和/或功能的其它组合形式也被预期处于本公开的范围之内。虽然这里采用了具体术语，但是它们仅以一般且描述性的含义所使用而并非意在进行限制。