关键词：低压断路器；机械联锁；联锁力；操作机构
Abstract: This paper puts forward the urgent demand of the current market for the mechanical interlocking device of the low-voltage circuit breaker, analyzes the importance of the mechanical interlocking device in the low-voltage circuit breaker and the characteristics superior to the electrical interlocking device. Two new mechanical interlocking modes are listed to solve the shortcomings of low-voltage circuit breakers in specific application scenarios. They are the mechanical interlocking device to prevent three circuit breakers from being in the closed position at the same time, and the mechanical interlocking device of two opening and one closing. A new idea to solve the related problems is proposed for the practitioners.At the same time, the two mechanical interlocks are easy to install and use without special tools, which greatly facilitates the users. They also replace some expensive imported equipment and provide users with more choices.
Key words: low voltage circuit breaker; mechanical interlocking; Interlocking force; operating mechanism
引 言
低压断路器的机械联锁就是通过机械部件实现闭锁，这种通过纯机械结构的控制方式，相比于电气联锁可靠性更高，但是结构较为复杂。所以针对不同情况的机械联锁方式多种多样，有时对于同一种情况因为使用环境的不同，机械联锁方式也不同。
即便如此，因其可靠性远优于电气联锁，很多生产商还是会生产采用机械联锁的低压断路器。如汉奈公司、三菱公司等。我国在旧式DW15断路器上，并未加装机械联锁，也是因为当时的用户并未有这种要求。近年来，机械联锁慢慢被重视起来，很多国外公司在设计低压断路器之初就加装了机械联锁。同时带有机械联锁的低压断路器可以代替很多昂贵的进口设备，所以低压断路器机械联锁在国内备受关注【1】。
由于市场迫切欲求，且机械联锁方式繁多、结构复杂。本文提出两种针对不同使用情况的机械联锁结构，一种是防止三台断路器同时处于闭合位置的机械联锁结构，另一种是可二分一合的低压断路器机械联锁结构。
1 两种机械联锁结构的用途
1.1第一种机械联锁
此类装置可以实现一些DW15特定系列且电流小于630A，并在特定系列里的不同型号、不同规格的断路器之间的机械联锁【3】。目的在于防止三台断路器同时处于闭合位置。
1.2第二种机械联锁
这类装置适用于DW45断路器，因DW45断路器本身的机械联锁装置不能做到在三台断路器联锁状态下，任意一个断路器合闸时，其余两个断路器无法合闸的功能，此装置解决了这种问题，即二分一合的低压断路器机械联锁结构。
2 两种机械联锁的结构原理
2.1第一种机械联锁
此类机械联锁为防止三台断路器同时处于闭合位置，分类也有所不同。按照联锁力的传递方式分有杠杆式、软线式，而按照联锁的断路器台数分有双机机械联锁装置，三机机械联锁装置。本文主要针对三台断路器，所以采用线式三机机械联锁装置，线式三机机械联锁装置由支撑装置、钢丝绳和固定座组成，如图1所示。线式三机机械联锁的原理为，用断路器中操作机构的部件，通过特定传动方式，完成联锁力的传递【4】。在图1的线式三机机械联锁装置中，其断路器1的操作机构如图2所示。
图1 线式三机机械联锁装置
1、3、6为断路器，2、4、5为钢丝绳
图2 操作机构
7 扣片 8 半轴 9 合闸杠杆 10贮能杠杆 11 撑架 12 固定座 13钢丝 14 轴 15 支承装置 16 支持件
将支撑装置15上用螺钉安装在断路器的支撑件16上，利用一个从固定座引出的钢丝穿过支撑装置，连接到断路器3的对应支撑装置，并穿过对应的固定座。钢丝和套在外面的塑料套管组成钢丝绳2。而由另一个固定座引出的钢丝和套管组成钢丝绳5，连到断路器6上。而在支撑架11上的偏离轴14处安装了两个一样的固定座12,铆在端部的钢丝13穿过固定座。
此时，断路器1到再扣位置时，支撑架11就会带动钢丝绳2和5，向断路器3和6传递联锁力，让其扣片不能达到再扣位置。这种状态下，不管是用手动还是电动合闸，都不能让断路器3和6闭合【5】。而另外两个断路器分别到达再扣位置时，也是同样的结果。在实际运行中，有不同的运行方式，其中一种可能的运行方式如表1所示。
表1 三机联锁时，断路器的可能运行方式
| 断路器序号 | QF1 | QF2 | QF3 |
| 触头位置 | 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 0 | |
| 1 | 0 | 0 | |
| 0 | 0 | 0 |
0表示断路器主触头处于断开位置，1表示断路器主触头处于闭合位置
2.2第二种机械联锁
如图3所示，#1联锁机构37、#2联锁机构38、#3联锁机构39被分别安装在三台断路器侧板上，而联锁机构37、38、39正面分别上、下杠杆，同时还有一端固定在各自联锁机构的上边缘，另一端固定在下拨杆；或一端固定在各自联锁机构的下边缘，另一端固定在上拨杆。联锁机构的背面有上下拨杆，且其中上下拨杆为同轴。在上拨杆25、27和29转动时，可以将各自所在的断路器各分闸转轴按下，与此同时，下拨杆26、28和30转动时，可以带动各自所在的断路器合闸机构主轴悬臂相连动作，达到实现相应断路器无法合闸的目的【2】。
图3 二分一合的机械联锁结构
#1、#2、#3 断路器 1、2、3、4、5、6 钢丝绳 7、9、11 上机架 8、10、12 下机架 13、15、17 上杠杆 14、16、18 下杠杆 19、20、21、22、23、24 拉杆 25、27、29 上拨板 26、28、30 下拨板 31、32、33、34、35、36弹簧 37、38、39 联锁机构
3 机械联锁机构的应用
两种机械联锁机构都属于断路器的附加装置，在保证不影响断路器性能的前提下，实现了断路器原本无法实现的功能，且改善了实现同样功能时误差范围大，行程不准确的缺点。相较于电气联锁可靠性大大提高【6】。
同时也为自动化控制系统保驾护航，做到万无一失，在应急备用电源中，断路器的机械联锁相当重要。在现代化进程如此之快的今天，为了适应供电系统不断电的要求，机械联锁装置成为了低压断路更加可靠运行的保障。
4 结 语
两种低压断路器的机械联锁装置，安装简单，不需要特殊工具，不需要拆卸断路器就可以在配电柜的现场进行安装【7】。既保障了设备正常运行，又降低了成本，同时方便了用户。无论是二分一合的机械联锁，还是防止三台断路器同时处于闭合位置的机械联锁，都在日常使用中有很重要的价值，改善了很多低压断路器实际使用中的缺点，极具市场前景。
参考文献
【1】陈 培 国.低压断路器研发新思路探索[A].上海：上海电器科学研究院,2017.
【2】陈浩. 可二分一合的低压断路器机械联锁装置：中国，205723222[U]. 2016-11-23.
【3】张俊. 一种断路器机械联锁装置：中国，108257803[A]. 2018-07-06.
【4】郭志军. 一种光伏配电箱微型断路器机械联锁装置：中国，208077834[U]. 2018-11-09.
【5】邱鹤东. 断路器机械联锁机构的设计与应用. 江苏: 常州低电压器总厂，1996.
【6】高三阳. 低压断路器的选择、整定、校验与应用.广东:深圳市市政设计研究院有限公司,2018.
【7】王凯，舰用塑壳断路器电磁脱扣器的优化.上海：上海理工大学光电信息与计算机工程学院,2019
