低压开关柜用螺柱增力插拔装置、插拔总成及单元的制作方法

1.本发明涉及低压成套设备技术领域，特别是一种低压开关柜用螺柱增力插拔装置、插拔总成及单元。

背景技术：

2.固定式插拔总成单元的插拔式断路器配套一个底座，插拔式断路器插入底座，底座连接母线的连接结构原理应用的目标是不停电检修，但实际运行中，底座与插拔式断路器都会发生过热故障，难以避免。
3.插拔式断路器插入底座的连接结构的技术原理分析如下：底座固定在单元室隔离板(也称单元室背板)，底座进线端与母线打孔固定连接，底座出线端用铜排连接引出，由绝缘子支撑，用于供出线用户电缆连接，铜排上还串联有互感器。
4.插拔式断路器插入底座时，底座进出线弹簧插头与插拔式断路器背面导电体插入连接，插拔式断路器背面导电体用螺丝固定，底座相对应具有4个底座螺母，插拔式断路器通过4个固定长螺丝对应旋入底座螺母，将插拔式断路器与底座紧固在一起，插拔式断路器与底座贴紧，无散热空隙。
5.在需要拔出插拔式断路器时，先松开插拔式断路器的4个固定长螺丝，人力用手硬拔，250a、100a插拔式断路器可以拔出，但是400a、630a插拔式断路器插入底座的弹簧插头的插接压力大，而插拔式断路器两端仅有可容手指发力的受力部位，400a插拔式断路器拔出很费劲，630a插拔式断路器难以拔出，基本没有人力手拔拔出的概率，如果采用工具助力，因为插拔式断路器进线端是带电状态，在行业中发生过人身伤害事故。
6.在底座发生过热故障需要更换时，必须停电更换，拆卸进线母线与底座的连接。
7.底座过热故障率在实践应用中，品质低的底座过热故障率会高，国外品牌底座品质高，运行中同样存在过热故障个案，需要停电更换。运行故障停电检修，行业制造厂售后服务都有记录，涉及各个品牌结构性过热故障。
8.在插拔式断路器发生过热故障时，理论上可以人力拔出进行更换，而且100a、250a开关可以人力带电拔出，但实践中，400a、630a插拔式断路器无法人力拔出。用户也是停电拆单元室隔离板停电检修，带电拔出插拔式断路器存在人身伤害可能性，安全性不能100％保障。
9.插拔式断路器发生过热故障的原因主要是：弹簧插头与导电体的搭接载面偏小，引发导电体的连接头发热，以及断路器背面导电体截面过小，引发过热。
10.10年前，刚开始应用插拔式断路器时行业客户认为是不停电检修技术，实际难以达到100％不停电检修，而且在实践中过热故障停电检修概率较大，证实了插拔式断路器难以实现不停电检修，行业客户对此技术结构认识不足，10年后，行业客户认识到现有固定插拔式结构技术缺陷较多。
11.既然底座连接插拔式断路器的固定式插拔总成单元不能实现不停电检修，那底座过渡连接插拔式断路器实现不停电检修这一用途的功能性价比大大减弱，反而多了1个不
可靠的故障易发点。但很多用户认为用品牌底座过热故障率低。但是从技术层面讲，任何连接结构都不排除故障发生，比如断路器固定式连接也是停电检修，但连接可靠性比插拔式断路器插入底座的固定式插拔总成单元过热故障概率低。底座连接插拔式断路器的设计本意就是为了不停电检修，而现在实际应用中个案故障也是停电检修。任何连接结构都会有过热故障发生，插拔式的定义应视为不停电检修100％保障的设计原理概念，但在实践中，根本不可能实现100％不停电检修。
12.国外品牌底座1台设备平均采购价在3000～3500元之间，国内企业底座1台设备也在2000～2500元，但过热故障高于国外品牌底座。插拔式开关柜的总体成本低于抽出式开关柜的成本，所以，插拔式开关柜的市场很大。另外，品牌插拔式断路器辅加有1个分离脱扣线圈装置，防止合闸状态拔断路器，在合闸状态拔断路器时可以实现分闸功能，1个要花125元，1台设备平均7个单元会增加875元成本。有关这个功能，只要有一个合闸联锁花6元钱即可解决这一应用功能，但为什么不去改动，用户认为不用分离脱扣线圈装置改变了品牌设计应用功能。
13.插拔式开关柜目前在西南、西北地区为主流配电设备，在南方近二年也大量普遍应用。在开关柜行业龙头企业有超万台一年的销售量，但用户设备运行时，底座过热故障时有发生，需要停电检修，甲方用户提出更多质疑。开关柜行业龙头企业也很无奈，行业需求一种主辅电路可移插拔结构技术应用，实现不停电检修的同时，还能进一步降低制造成本，并符合gb7251标准内容的可行性结构应用技术。
14.申请人的专利申请文献cn211790382u公开了一种主电路本体换向插头、主电路连接结构，通过主电路接插件相间中心与断路器相间中心一致设置，实现主电路接插件不需要采用翻排就能与断路器连接。申请人的专利申请文献cn114552472a公开了一种主电路连接结构、移开式插拔总成单元总成及单元，在缩短断路器连接距h，减浅单元深度的前提下，通过单元配合插拔总成可移主电路连接、断开进线母线，实现了不停电检修。
15.技术创新难点在于：3极的630a主电路接插件的接插压力按照jbt0323-2016标准规定不能低于225n/1相，1个插拔总成应用6个630a主电路接插件，接插压力不小于1350n。而人力插拔只能在600n以下，加上插拔总成结构中断路器及连接铜排的重量，没有增力插拔机构，人力无法实现主电路接插件插入连接到位及拔出。
16.在专利申请文献cn114552472a中的移开式插拔总成单元中，为实现主辅电路动插件与母线及主辅电路静插件正确对位，需要布置单元机架的机架底板、导轨装置，并在单元机架的机架底板的前部布置杠杆增力推进机构进行增力推进。而市场需要要求是要与固定式插拔总成单元同型式的插拔总成单元，存在结构型式不能布置机架底板、导轨装置的结构性要求。单一仅有机架后端板的插拔总成插入及拔出没有结构支撑点，又涉及主辅电路动插件与母线及主辅电路静插件正确对位的技术难题，以及增力插拔机构如何设计的技术难题，还涉及维护中操作人身安全保障的技术难题。

技术实现要素：

17.本发明所要解决的技术问题是：提供一种低压开关柜用螺柱增力插拔装置、插拔总成及单元，降低成本。
18.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种低压开关柜用螺柱增力插拔装
置，包括旋转件和固定件，旋转件和固定件具体分别为插拔螺柱和可套在插拔螺柱上内外螺纹配合的插拔螺母，旋转件轴向限位并且可绕自身轴线转动地安装在单元总成的用于安装主电路接插件的机架后端板上，固定件固定安装在单元室隔离板上，旋转件具有用于操作旋转件进行旋转的操作头，操作头相对机架后端板的前侧处于暴露状态，用于可在机架后端板的前侧通过操作头操作旋转件旋转。
19.进一步限定，当旋转件为插拔螺柱，固定件为插拔螺母时，插拔螺柱包括前后依次排布的操作段、限位段和螺纹段，螺纹段上具有外螺纹，用于与插拔螺母内外螺纹配合，操作段的前端部为操作头，机架后端板的背面安装限位受力支架，用于在机架后端板与限位受力支架之间形成轴向限位空腔，限位段为凸出结构，插拔螺柱通过嵌在轴向限位空腔的限位段进行轴向限位，限位受力支架和机架后端板上都具有通孔，螺纹段和操作段分别穿过限位受力支架和机架后端板上的通孔；
20.或者，机架后端板的正面安装限位受力支架，用于在机架后端板与限位受力支架之间形成轴向限位空腔，插拔螺柱通过嵌在轴向限位空腔的限位段进行轴向限位，限位受力支架和机架后端板上都具有通孔，螺纹段和操作段分别穿过机架后端板和限位受力支架上的通孔。
21.进一步限定，限位受力支架包括中间凸出的u型框架和u型框架两侧的支脚，限位受力支架通过支脚安装在机架后端板上，限位受力支架的通孔开在u型框架的顶板上。
22.一种插拔总成，具体为低压开关柜的插拔总成，包括单元机架，单元机架包括用于安装主电路接插件的机架后端板，机架后端板上安装有上述的螺柱增力插拔装置的旋转件。
23.一种插拔总成单元，具体为低压开关柜的插拔总成单元，包括插拔总成和单元室，插拔总成包括单元机架，单元机架包括用于安装主电路接插件的机架后端板，插拔总成和单元室之间具有上述的螺柱增力插拔装置，用于驱动插拔总成进入或退出连接位置。
24.进一步限定，螺柱增力插拔装置有两个，分别位于机架后端板的左右两侧。
25.进一步限定，单元机架包括机架后端板和负重托板，负重托板直接或间接固定在机架后端板上，负重托板位于机架后端板的正面一侧的底部，机架后端板的底部两侧设置有滚轮，负重托板上也安装有滚轮，负重托板上的滚轮相对机架后端板的底部两侧的滚轮处于前方中部位置，用于对进入单元室的插拔总成进行支撑,插拔总成与单元室之间还具有插拔导向装置，用于对进入单元室的插拔总成进行左右限位。负重托板上的滚轮的数量为一个以上，对单元室的插拔总成进行多点支撑，实现平衡支撑。
26.更进一步限定，机架后端板上固定有断路器固定支架，用于安装断路器，负重托板的后端固定在断路器固定支架上。
27.更进一步限定，单元机架还包括合闸联锁底板，合闸联锁底板固定在负重托板上，合闸联锁底板与负重托板为一体或分体结构，合闸联锁底板上具有合闸联锁孔，用于与单元室层板上的合闸联锁孔和开关轴杆上的合闸联锁杆机构进行合闸联锁。
28.更进一步限定，插拔导向装置包括两个限位支架，两个限位支架分别位于单元室隔离板的左右两侧，限位支架与插拔总成的侧面配合，将插拔总成限位在限位支架之间。
29.更进一步限定，合闸联锁底板的底部和单元室层板上具有相互上下对钩配合的上钩板和下钩板，在插拔总成进入连接位置的过程中，上钩板和下钩板处于上下对钩的结合
状态。
30.进一步限定，插拔总成还包括主电路插拔连接结构，主电路插拔连接结构包括断路器和主电路接插件，断路器安装在单元机架上，螺柱增力插拔装置有两个，分别位于机架后端板的左右两侧，断路器的进线侧安装有防护隔离罩，进线侧的螺柱增力插拔装置位于防护隔离罩的外侧。
31.进一步限定，插拔总成还包括主电路插拔连接结构，主电路插拔连接结构包括断路器和主电路接插件，断路器安装在断路器固定支架上，主电路接插件安装在机架后端板上，进线侧和出线侧的各相的主电路接插件的接线端的相间中心与断路器的对应相的相间中心对应一致设置，进线侧和出线侧的各相的主电路接插件与断路器的对应相通过由上至下分层排布的连接导电排一一对应连接，进线侧的主电路插接件为非本体换向的主电路接插件或主电路本体换向接插件。
32.进一步限定，插拔总成单元具体为1/2插拔总成单元，插拔总成为1/2插拔总成，单元室的后部布置电源分配器，1/2插拔总成通过分路主电路动插件与电源分配器上的分路主电路静插件进行插接。
33.本发明的有益效果是：螺柱增力插拔装置设置在机架后端板上对插拔总成进行增力插拔。
34.螺柱增力插拔装置的插拔螺柱配合单元室布置的插拔螺母和通过负重托板和滚轮对插拔总成进行平衡支撑及限位，实现了插拔总成可移动插入连接及退出至隔离。
35.螺柱增力插拔的操作安装为：插拔总成进入单元室，上、下勾板对勾配合，由滚轮滑入单元室预定限位状态，螺柱增力插拔装置、主辅电路动插件与母线、主辅电路静插件正确对位，用操作工具(如电动工具夹住六角套筒)插入插拔螺柱的操作头(如六角螺头)左右交叉平衡操作正旋向拧插拔螺柱，插拔螺柱的外螺纹与插拔螺母的内螺纹咬合，限位段紧贴增力限位受力支架，产生增力，带动插拔总成及主辅电路动插件向后移动，与母线及主辅电路静插件对插到位，关上单元门，断路器合闸。
36.当需要拔出插拔总成至隔离状态时，断路器分闸，打开单元门，用操作工具(如电动工具夹住六角套筒)插入插拔螺柱的操作头(如六角螺头)左右交叉平衡操作反旋向拧插拔螺柱，插拔螺柱的限位段紧贴机架后端板，产生增力，带动插拔总成及主辅电路动插件向前移动，与母线及主辅电路静插件脱离，完成主辅电路接插件的完全隔离。由插拔螺柱操作插拔总成，连接、隔离操作仅需15s，实现快速插拔，对设备制造公司来讲安装快速、省工，对设备用户来讲可快速维护、安装，实现100％不停电检修的完整技术可行性，并且关键是实现了设备制造公司制造用材成本下降，人身安全完成保障。
附图说明
37.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明；
38.图1是本发明的实施例1的螺柱增力插拔装置的预定定位状态图；
39.图2是本发明的实施例1的螺柱增力插拔装置的连接增力状态图；
40.图3是本发明的实施例1的螺柱增力插拔装置的拔出增力状态图；
41.图4是本发明的实施例1的机架后端板上功能件的正面布置图；
42.图5是本发明的实施例1的机架后端板上功能件的背面布置图；
43.图6是本发明的实施例1的插拔总成的滚轮的布置图；
44.图7是本发明的实施例1的单元室的结构示意图；
45.图8是本发明的实施例1的隐藏防护隔离罩的插拔总成的结构示意图；
46.图9是本发明的实施例1的插拔总成的立体状态结构示意图；
47.图10是本发明的实施例1的插拔总成的主视状态结构示意图；
48.图11是本发明的实施例1的开门状态的插拔总成单元的主视状态结构示意图；
49.图12是本发明的实施例1的开门状态的插拔总成单元的立体状态结构示意图；
50.图13是本发明的采用操作工具操作实施例1的插拔总成单元的示意图；
51.图14是本发明的实施例1的关门状态的插拔总成单元的立体状态结构示意图；
52.图15是本发明的实施例1的关门状态的插拔总成单元的后视状态结构示意图；
53.图16是本发明的实施例1的合闸状态的插拔总成无法进入单元室的示意图；
54.图17是本发明的实施例1的插拔总成单元处于插入连接位置的示意图；
55.图18是本发明的实施例1的插拔总成单元处于拔出隔离位置的示意图；
56.图19是本发明的应用实施例1的插拔总成单元的插拔式开关柜的结构示意图；
57.图20是本发明的实施例4的隐藏防护隔离罩的插拔总成的结构示意图；
58.图21是本发明的实施例5的1/2插拔总成单元的单元室的正面立体图；
59.图22是本发明的实施例5的1/2插拔总成单元的单元室的背面立体图；
60.图23是本发明的实施例5的1/2插拔总成的正面立体图；
61.图24是本发明的实施例5的隐藏防护隔离罩的1/2插拔总成的正面立体图；
62.图25是本发明的实施例5的1/2插拔总成的背面立体图；
63.图26是本发明的实施例5的开门状态的1/2插拔总成单元的结构示意图；
64.图27是本发明的实施例5的关门状态的1/2插拔总成单元的结构示意图；
65.图28是本发明的实施例6的移开式插拔总成的正面立体图；
66.图29是本发明的实施例6的移开式插拔总成的背面立体图；
67.图30是本发明的实施例6的移开式插拔总成单元的单元室的结构示意图；
68.图31是本发明的实施例6的移开式插拔总成单元的结构示意图；
69.图32是本发明的实施例7的插拔总成单元的正面结构示意图；
70.图33是本发明的实施例7的插拔总成单元的背面结构示意图；
71.图中，1.机架后端板，2.插拔螺柱，2-1.操作头，2-2.限位段，2-3.螺纹段，3.增力限位受力支架，3-1.u型框架，3-2.支脚，4.单元室隔离板，5.插拔螺母，6.主电路接插件，6-1.主电路静插件，6-2.非本体换向的主电路接插件，6-3.主电路本体换向接插件，6-4.分路主电路动插件，6-5.分路主电路静插件，7.断路器，8.辅助电路动插件，8-1.分路辅助电路动插件，9.滚轮，10.断路器固定支架，10-1.竖直面板，10-2.端板，11.负重托板，12.连接导电排，13.限位支架，14.母线，15.操作工具，16.辅助电路静插件，16-1.分路辅助电路静插件，17.单元室层板，18.合闸联锁孔，19-1.上钩板，19-2.下钩板，20.合闸联锁底板，21.互感器，22.开关轴杆，23.合闸联锁导向管，24.联锁方杆，25.防护隔离罩，26.二次手拔接插件，27.电源分配器，28.主电路出线端子，29.辅助电路出线端子，30.导线定位架，31.门锁锁定支架，32.穿线孔，33.机架底板，34-1.rs485通信用动插件，34-2.rs485通信用静插件。
具体实施方式
72.实施例1，如图1～3所示，一种低压开关柜用螺柱增力插拔装置，包括旋转件和固定件，旋转件和固定件具体分别为插拔螺柱2和可套在插拔螺柱2上内外螺纹配合的插拔螺母5，旋转件轴向限位并且可绕自身轴线转动地安装在单元总成的用于安装主电路接插件6的机架后端板1上，固定件固定安装在单元室隔离板4上，旋转件具有用于操作旋转件进行旋转的操作头2-1，操作头2-1相对机架后端板1的前侧处于暴露状态，用于可在机架后端板1的前侧通过操作头2-1操作旋转件旋转。
73.在本实施例1中旋转件为插拔螺柱2，固定件为插拔螺母5，插拔螺柱2包括前后依次排布的操作段、限位段2-2和螺纹段2-3，螺纹段2-3上具有外螺纹，用于与插拔螺母5的内螺纹螺纹配合，操作段的前端部为操作头2-1，机架后端板1的背面安装增力限位受力支架3，用于在机架后端板1与增力限位受力支架3之间形成轴向限位空腔，限位段2-2为凸出结构，插拔螺柱2通过嵌在轴向限位空腔的限位段2-2进行轴向限位，增力限位受力支架3和机架后端板1上都具有通孔，螺纹段2-3和操作段分别穿过增力限位受力支架3和机架后端板1上的通孔。限位段2-2具体为凸环结构。
74.螺纹段2-3和操作段与通孔具有一定的配合间隙，保证插拔螺柱2可以略微浮动，确保在
±
1.2mm的对位误差范围内插拔螺柱2与单元室隔离板4上的插拔螺母5可正确对位，插拔螺柱2的等级为8.8级，具有相应强度的保障。
75.插拔螺柱2的操作头2-1具体为六角螺头，配套旋转插拔螺柱2的操作工具15为加长六角套筒，加长六角套筒可以是方便配合电动工具电动旋转的直杆型式，也可以方便手旋的弯折型式。
76.增力限位受力支架3包括中间凸出的u型框架3-1和u型框架3-1两侧的支脚3-2，增力限位受力支架3通过支脚3-2和螺钉安装在机架后端板1上，增力限位受力支架3的通孔开在u型框架3-1的顶板上。u型框架3-1具体为直角u型框架。
77.如图4、5、6、8、9和10所示，一种插拔总成，具体为低压开关柜的插拔总成，包括单元机架和安装在单元机架上的主电路插拔连接结构，单元机架包括用于安装主电路接插件6的机架后端板1、负重托板11、断路器固定支架10和合闸联锁底板20，机架后端板1上轴向限位并且可绕轴线转动地安装有上述的螺柱增力插拔装置的插拔螺柱2。
78.插拔螺柱2有两个，分别位于机架后端板1的左右两侧。
79.负重托板11间接固定在机架后端板1上，负重托板11位于机架后端板1的正面一侧的底部，机架后端板1的底部两侧设置有滚轮9，负重托板11上也安装有滚轮9，负重托板11上的滚轮9相对机架后端板1的底部两侧的滚轮9处于前方中部位置，对插拔总成进行四点支撑。当然也不排除负重托板11直接固定在机架后端板1上。
80.负重托板11上的滚轮9有两个，分别位于负重托板11前端的两侧。当插拔总成进入单元室时，插拔总成由四个滚轮9平衡支撑滑入单元室。
81.断路器固定支架10固定在机架后端板1上，用于安装断路器7。断路器固定支架10为u型，包括竖直面板10-1和竖直面板10-1上下两侧的端板10-2，断路器固定支架10通过上下两侧的端板10-2的端部固定在机架后端板1上，负重托板11的后端固定在断路器固定支架10的竖直面板10-1上。
82.合闸联锁底板20固定在负重托板11上，合闸联锁底板20与负重托板11为一体或分
体结构，合闸联锁底板20上具有合闸联锁孔18，用于与单元室层板17上的合闸联锁孔18和开关轴杆22上的合闸联锁杆机构进行合闸联锁。具体地，在本实施例1中合闸联锁底板20上的合闸联锁孔18由安装在合闸联锁底板20的前端的合闸联锁导向管23提供，或者也可以在合闸联锁底板20上直接开孔作为合闸联锁孔18。
83.开关轴杆22上的合闸联锁杆机构为本领域的常规机构，包括联锁方杆24。插拔总成设置合闸联锁机构可以有效防止发生合闸状态的断路器7进入单元室的误连接安全事故，如图16所示。
84.主电路插拔连接结构包括断路器7和主电路接插件6，断路器7具有三相，由上至下具体为a相、b相和c相，断路器7安装在断路器固定支架10上，主电路接插件6安装在机架后端板1上，进线侧和出线侧的主电路接插件6都为非本体换向的主电路接插件6-2，进线侧和出线侧的各相的主电路接插件6的接线端的相间中心与断路器7的对应相的相间中心对应一致设置，进线侧和出线侧的各相的主电路接插件6与断路器7的对应相通过由上至下分层排布的连接导电排12一一对应连接。
85.具体结构为：进线侧的a相、b相和c相的主电路接插件6由上至下分层排布，并且各相的主电路接插件6的插接端的水平方向的相间距与母线14的相间距一致，用于与母线14插接连接，在水平方向上，a相、b相和c相的主电路接插件6按由外至内的顺序进行排布，进线侧的各相的主电路接插件6与断路器7的对应相通过由上至下分层排布的连接导电排12一一对应连接。
86.出线侧各相的主电路接插件6的接线端呈中间位置的b相的主电路接插件6的接线端在竖直方向上与上下位置的a、c两相的主电路接插件6的接线端错开并位于内侧的品字型排布，出线侧的连接导电排12为l形，l形的连接导电排12包括连接断路器7的水平段和连接主电路接插件6的接线端的竖直段，出线侧的b相的互感器21套装在对应相的主电路接插件6的接线端上，出线侧的b相的主电路接插件6的接线端与连接导电排12的连接点位于b相的互感器21的前方，出线侧的a、c两相的互感器21套装在对应相的连接导电排12的水平段上并位于b相的连接导电排12的外侧。出线侧的b相的互感器21通过单元机架上的互感器21安装支架进行安装。
87.断路器7的进线侧安装有防护隔离罩25，防护隔离罩25固定在机架后端板1上，有效隔离人体与进线侧的带电体，进线侧的螺柱增力插拔装置位于防护隔离罩25的外侧。在断路器7处于分闸状态时使用操作工件操作插拔总成的过程中，防护隔离罩25使人体、操作工具15与进线侧带电体完全隔离，保障人身操作安全，并且从安全操作考虑，还设计操作工具15长度超出断路器7前端面50mm。防护隔离罩25上下都有通风散热孔及电工警示标志。防护隔离罩25前端面上设置二次手拔接插件26。防护隔离罩25确保插拔总成达到ip20防护等级。
88.如图4～19所示，一种插拔总成单元，包括上述的插拔总成、单元室和上述的螺柱增力插拔装置。
89.插拔总成与单元室之间还具有插拔导向装置，用于对进入单元室的插拔总成进行左右限位。
90.插拔导向装置的具体结构为：插拔导向装置包括两个限位支架13，两个限位支架13分别位于单元室隔离板4的左右两侧，限位支架13与插拔总成的侧面配合，将插拔总成限
位在限位支架13之间。
91.合闸联锁底板20的底部和单元室层板17上具有两对相互上下对钩配合的上钩板19-1和下钩板19-2。在插拔总成进入连接位置的过程中，上钩板19-1和下钩板19-2处于上下对钩的结合状态。
92.插拔总成的机架后端板1上的主电路接插件6为主电路动插件，进线侧的主电路动插件与母线14插接连接，出线侧的主电路动插件与单元室隔离板4上的主电路静插件6-1插接连接，插拔总成的机架后端板1上还具有辅助电路动插件8，用于与单元室隔离板4上的辅助电路静插件16插接连接。插拔总成上的主电路动插件和辅助电路动插件8统称为主辅电路动插件，插拔总成上的主电路静插件6-1和辅助电路静插件16统称为主辅电路静插件。主电路动插件和主电路静插件6-1都属于主电路接插件6。辅助电路动插件8和辅助电路静插件16都属于辅助电路接插件。
93.当插拔总成进入单元室，插拔总成由四个滚轮9以四点支撑方式平衡支撑在单元室层板17上，解决了插拔总成前后负载倾斜的安装性技术问题，方便快速插拔，15s即可完成插拔总成插入连接，同样15s也可完成插拔总成拔出，同时确保螺柱增力插拔装置、主辅电路动插件与母线14及主辅电路静插件上下正确对位。上钩板19-1和下钩板19-2对勾，用于控制插拔总成上抬，保障插拔总成前后的平衡及运行安装强度。限位支架13在左右方向上定位插拔总成，用于确保螺柱增力插拔装置、主辅电路动插件与母线14及主辅电路静插件左右正确对位，
94.本插拔总成单元的操作过程如下：
95.当插拔总成进入单元室时，单元室隔离板4两侧布置的2个限位支架13对插拔总成进行左右定位，插拔总成通过滚轮9滑入单元室，两对上钩板19-1和下钩板19-2对勾，保障螺柱增力插拔装置、主辅电路动插件与母线14及主辅电路静插件正确对位，并保障插拔总成前后的平衡及运行安装强度。
96.当插拔总成进入单元室有效位置时，采用操作工具15(如电动工具夹住六角套筒)插入插拔螺柱2的操作头2-1，正旋向(具体为右旋)转动插拔螺柱2，插拔螺柱2的外螺纹与插拔螺母5的内螺纹咬合，限位段2-2紧贴增力限位受力支架3，产生增力，带动插拔总成及主辅电路动插件向后移动，与母线14及主辅电路静插件对插，实现有效连接，当增力限位受力支架3的顶板贴住单元室隔离板4即视为插拔总成插入连接到位。在通过操作工具15旋转插拔螺柱2插入、拔出插拔总成时，要左右交叉二边平衡分步操作，确保左右平衡移动。电动的操作工具15完成插拔总成的插入连接仅需15s。
97.插拔总成插入连接到位后，关上单元门，断路器7合闸，合闸联锁杆机构的联锁方杆24锁定单元室层板17，保障插拔总成单元符合gb7251标准规定的单元短时耐受电流1s，50ka的强度检测合格。
98.当需要拔出插拔总成时，采用操作工具15插入插拔螺柱2的操作头2-1，反旋向转动插拔螺柱2，插拔螺柱2的限位段2-2紧贴机架后端板1，产生增力，带动插拔总成及主辅电路动插件向前移动，与母线14及主辅电路静插件脱离，完成主辅电路接插件的完全隔离。电动的操作工具15拔出插拔总成也仅需15s。
99.本实施例1的螺柱增力插拔总成单元结构应用原理，解决了主辅电路接插件可移动接插连接、可移动拔出的总成结构性应用操作难题。其中的螺柱增力插拔装置的创新性
结构原理技术在低压开关柜插拔总成单元技术中，尚无先例参考，属于行业细分领域国际国内首创，填补了本领域低压开关柜用插拔总成单元应用技术空白，同时应用中省力、操作快速、插拔方便、无机械故障。从而，插拔总成结构简化、少用钢板、降低成本，实现用户不停电维护，综合性能符合行业标准的各项要求。
100.本实施例1的插拔总成及单元应用主电路接插件6相间中心与断路器7相间中心一致布置的结构设计，以及互感器21集成在主电路接插件6上的设计，实现了630a断路器7与主电路接插件6的连接距h缩小至102mm，用铜量比传统主电路连接结构减少30％，350mm的单元深度、800mm的柜深即可满足630a、400a、250a、125a系列插拔总成的应用需求，而固定式插拔总成单元需要500mm的单元室深度、1000mm的柜深。
101.相比固定式插拔总成单元，本实施例1的插拔总成及单元应用主电路接插件6连接母线14，母线14不打孔，1台设备可减少人工费30元。
102.相比固定式插拔总成单元，本实施例1的插拔总成及单元的断路器连接件即连接导电排12制造工艺简化，制造人工费比减少60％。1个断路器7用6个连接导电排12，制造人工费减少6元。
103.除去断路器自带的6个螺丝，相比固定式插拔总成单元，本实施例1的插拔总成及单元的3相的主电路接插件6连接断路器7需要配用6个螺丝，而固定式插拔总成单元的底座固定插拔式要配用9个螺丝，成本费减少4元。
104.本实施例1的插拔总成在工作台上安装，省工、快速，固定式插拔总成单元安装全部在柜体上完成安装，安装人工费多100％还多，1台设备标准7个单元，安装人工要多2个小时，人工费要多70元。
105.本实施例1的插拔总成及单元适用于全行业所有型号、所有电流等级的断路器7，适用远比固定式插拔总成单元高，固定式插拔总成单元需要一对一配合应用。
106.本实施例1的插拔总成及单元相比固定式插拔总成单元在运行中温升可下降5-10℃，运行无过热现象，从原理上100％保障零故障，制造厂安装问题引发的故障除外。
107.下面从经济成本层面上与固定式插拔总成单元进行对比。
108.本实施例1的插拔总成及单元可实现125a、250a、400a、630a多种电流等级，配套本实施例1的插拔总成及单元的开关柜的母线14电流最大可达2500a，最小1000a，满足了5g设备、2000a设备运行的技术要求。而国外不同品牌固定式插拔总成单元只有250a、630a两种电流等级的底座，适配不同电流等级的断路器7。100a断路器7应用250a底座，400a断路器7应用630a底座，同一单元总成本比本实施例1的插拔总成单元高出65％。以1台设备计，相比本发明实施例1的插拔总成单元，同样采用国外品牌固定式断路器，一台设备7个单元总成本下降1900-3500元。同电流等级对比，相比国产高端品牌固定式插拔总成单元，采用本实施例1的插拔总成单元，一台设备7个单元总成本低600～700元，相比国产低端品牌固定式插拔总成单元，采用本实施例1的插拔总成单元，一台设备7个单元总成本低250～350元。
109.本实施例1的插拔总成单元可以做到800mm柜深，而固定式插拔总成单元需要1000mm的柜深，应用于地铁时，以1个地铁车站用15台设备计算，安装场地可以少1.8
㎡
，按2.8m高度空间计算，可以少挖土方5.04立方，加上混凝土施工成本，节约的成本极为可观，对于海上平台应用降低的成本更加可观。应用于箱变、高层建筑时，减少的基建成本也不可估量。
110.本实施例1的插拔总成单元实现了主电路连接结构增力可移插入连接、可移拔出不停电检修，可用于低压开关柜配电动力中心，取代抽出式开关柜在配电动力中心中的应用，本实施例1的插拔总成1台标准柜比抽出式开关柜少用钢板70kg。
111.本实施例1的插拔总成单元应用的主电路插头连接结构导电排12用铜量相比固定式插拔总成单元1台设备用铜量减少2～4kg之间的设计可变性应用。
112.目前行业应用的单一固定插拔式开关柜达9～10万台，单一抽出式开关柜达25～30万台，在未来应用市场，用本实施例1的插拔总成单元取代固定插拔式开关柜和抽出式开关柜，具有省铜、省钢板、省工时的巨大综合社会效益。
113.实施例1是本发明的优选实施例，在本发明的技术有效启示下，并不排除还具有其他延伸实施方式，也是属于本发明的保护范围，例如下面的实施例。
114.实施例2，一种插拔总成及单元，和实施例1相比，区别在于：增力限位受力支架3安装在机架后端板1的正面，用于在机架后端板1与增力限位受力支架3之间形成轴向限位空腔，插拔螺柱2通过嵌在轴向限位空腔的限位段2-2进行轴向限位，增力限位受力支架3和机架后端板1上都具有通孔，螺纹段2-3和操作段分别穿过机架后端板1和增力限位受力支架3上的通孔。
115.实施例3，一种插拔总成及单元，和实施例1相比，区别在于：旋转件为插拔螺母5，固定件为插拔螺柱2，插拔螺母5取代实施例1的插拔螺柱2轴向限位并且可绕自身轴线转动地安装在机架后端板1上，插拔螺柱2取代实施例1的插拔螺母5固定安装在单元室隔离板4上。
116.实施例4，如图20所示，一种插拔总成及单元，和实施例1相比区别在于：该实施例4的进线侧的主电路插拔连接结构采用主电路本体换向接插件6-3进行主电路接插件6相间中心与断路器7相间中心一致设置，与cn114552472a中公开的主电路插拔连接结构相同。
117.具体为：进线侧的a相、b相和c相的主电路接插件6由上至下分层排布，并且各相的主电路接插件6的插接端的水平方向的相间距与母线14的相间距一致，用于与母线14插接连接，其中a相和b相的主电路接插件6采用非本体换向的主电路接插件6-2，c相的主电路接插件6采用主电路本体换向接插件6-3，b相的主电路接插件6的接线端相对a相和c相的主电路接插件6的接线端错开并位于内侧，如图20所示；或者，其中a相的主电路接插件6为非本体换向的主电路接插件6-2，b相和c相的主电路接插件6为主电路本体换向接插件6-3，b相的主电路接插件6的接线端相对a相和c相的主电路接插件6的接线端错开并位于外侧。
118.实施例5，如图21～27所示，在插拔式配电柜中，应用1/2插拔总成单元每台设备可提供100a电流的18个回路，在插拔式配电柜中有10％左右的应用需求。为此本实施例5提供一种1/2插拔总成及单元，本实施例5的1/2插拔总成及单元与上述实施例1～4的标准单元规格的插拔总成及单元的结构基本相同，但单元室需布置用于主电路进线的电源分配器27。
119.本实施例5的1/2插拔总成包括单元机架和安装在单元机架上的主电路插拔连接结构，单元机架包括用于安装主电路接插件6的机架后端板1、负重托板11、断路器固定支架10和合闸联锁底板20，机架后端板1上轴向限位并且可绕轴线转动地安装有上述的螺柱增力插拔装置的插拔螺柱2，合闸联锁底板20的底部和单元室层板17上具有两对相互上下对钩配合的上钩板19-1和下钩板19-2。断路器7的进线侧安装有防护隔离罩25。1/2插拔总成
单元包括单元室和单元室内的左右配制的两个1/2插拔总成，1/2插拔总成通过左右两个螺柱增力插拔装置在单元室内增力插拔。单元室通过限位支架13构成的插拔导向装置对进入单元室的1/2插插拔总成进行左右限位。
120.该1/2插拔总成及单元与上述实施例1～4的标准单元规格的插拔总成及单元的区别点在于：单元室的后部布置用于主电路进线的电源分配器27，电源分配器27的前板即为单元室隔离板4，本实施5的电源分配器27和1/2插拔总成未布置用于分路出线的动静对插配合的主电路接插件6，但本实施5的电源分配器27和1/2插拔总成根据用户要求也可布置用于分路出线的动静对插配合的主电路接插件6，1/2插拔总成通过分路主电路动插件6-4与电源分配器27进行插接，获取1/2插拔总成的进线电源，电源分配器27的后板布置主电路接插件6用于与母线14插接连接，电源分配器27的板后出线端布置互感器21、主电路出线端子28和辅助电路出线端子29。电源分配器27的前板布置分路主电路静插件6-5和分路辅助电路静插件16-1，电源分配器27的后板布置的主电路接插件6通过分路铜排连接分路主电路静插件6-5，进行进线电源的分路，分路铜排由绝缘板进行分路相间隔离，分路辅助电路静插件16-1与辅助电路出线端子29连接，1/2插拔总成的断路器7通过导线连接机架后端板1上的分路主电路动插件6-4。在附图21～27中未显示连接断路器的导线。
121.两个上钩板19-1为一体结构。
122.断路器7的出线方式为连接断路器7的出线端的导线直接串过电源分配器27的穿线孔32至板后串过互感器21与主电路出线端子28接通。单元室的两个1/2插拔总成之间设置导线定位架30和门锁锁定支架31，门锁锁定支架31作为单元门的锁定基础。单元室内的出线端的导线固定在导线定位架30上，方便1/2插拔总成拔出操作，避免拔出1/2插拔总成的拔出动作影响位于电源分配器27后的出线端的导线走向和连接接头。断路器7分闸后，先拆除断路器7的出线端与导线的连接接头，再增力操作拔出1/2插拔总成。出线端的导线也可预留一定长度，实现可先把1/2插拔总成拔出至隔离位置，再拆除断路器7的出线端与导线的连接接头后完成拔出1/2插拔总成，进行维护，操作安全性极高。
123.在附图21～27中的1/2插拔总成单元的电源分配器27具体布置250a三相的主电路接插件6、125a三相的分路主电路静插件6-5，还布置2个分路辅助电路静插件16-1，用于与两个1/2插插拔总成的分路辅助电路动插件8-1插拔连接，以及4个插拔螺母5。1/2插拔总成单元可布置250a及630a规格的1/2插拔总成。
124.本发明的分路主电路动插件6-4、分路主电路静插件6-5属于主电路接插件6的范畴，分路辅助电路静插件16-1、分路辅助电路动插件8-1属于辅助电路接插件的范畴。
125.当1/2插拔总成进入1/2单元室时1/2插拔总成由配套的2个限位支架及4个滚轮平衡支撑对位，使分路主电路动插件6-4正确对位电源分配器27的分路主电路静插件6-5，插拔螺柱2正确对位插拔螺母5。紧固插拔螺柱2，插拔螺柱2与插拔螺母5咬合带动1/2插拔总成的分路主电路动插件6-4插入分路主电路静插件6-5，接通断路器7进线电源。旋松插拔螺柱2中，插拔螺柱2退出插拔螺母5，带动分路主电路动插件6-4拔出分路主电路静插件6-5，隔离进线电源。
126.本实施例5的1/2插拔总成单元不通过主电路接插件6进行出线的优点在于：可以实现单元深度350mm，与上述的标准插拔总成单元的单元深度一致，可以实现混合安装。
127.实施例6，如图28～31所示，根据不同用户的应用要求，本发明的螺柱增力插拔装
置同样可以应用于cn114552472a中移开式插拔总成单元进行连接、隔离的插拔操作。
128.本实施例6的插拔总成单元为cn114552472a中的移开式插拔总成单元，和cn114552472a中的移开式插拔总成单元的区别在于：在cn114552472a中的移开式插拔总成单元通过拉手进行手拉插拔，或者通过杠杆增力推进机构进行杠杆增力推进，而本实施6的插拔总成单元通过螺柱增力插拔装置进行增力推进，位置联锁根据用户要求可不再应用，节省制造成本，使移开式插拔总成单元可行性更高。
129.该实施例6的移开式插拔总成的单元机架为l形机架结构，包括竖直的机架后端板1和水平的机架底板33，单元机架上还具有用于安装断路器7的断路器固定支架10，断路器7安装在断路器固定支架10的竖直面板10-1上。该实施例6的包括主电路接插件6、断路器7和互感器21的主电路插拔连接结构与实施例1相同。
130.移开式插拔总成的左右两侧各有一个通过滑柱和滑槽进行导向的导轨装置。单元机架与单元室层板17之间一共设置3对上钩板19-1和下钩板19-2。
131.该实施例6的移开式插拔总成单元同样通过左右设置的两个螺柱增力插拔装置进行增力推进，驱动单元机架进入或退出连接位置。螺柱增力插拔装置有两个，分别位于机架后端板1的左右两侧。
132.单元机架的机架底板33的前部和单元室层板17上具有合闸联锁孔18，用于与开关轴杆22上的合闸联锁杆机构进行合闸联锁。
133.本实施例6的移开式插拔总成单元是插拔式单元不可缺的配套应用结构技术，当应用于控制回路时，实施例1～4的插拔总成无法安装二次元件，需有本实施例6的移开式插拔总成单元结构用于解决布置二次元件的问题。本移开式插拔总成单元的导轨装置应用发明专利202210438439.7中公开的导轨装置。
134.实施例7，如图32和33所示，在实施例1的基础上，为实现低压开关设备的智能化，需要在插拔总成和单元室上安装通信用接插件，具体包括安装在插拔总成的机架后端板1上的rs485通信用动插件34-1和安装在单元室隔离板4上的rs485通信用静插件34-2。为让出通信用接插件的安装空间，出线侧的主电路接插件6需要向左移动，出线侧的连接导电排12在l形的基础上还需要打弯，用于连接出线侧的主电路接插件6。但是上述结构依然属于出线侧的各相的主电路接插件6的接线端的相间中心与断路器7的对应相的相间中心对应一致设置，出线侧的各相的主电路接插件6与断路器7的对应相通过由上至下分层排布的连接导电排12一一对应连接。

技术特征：

1.一种低压开关柜用螺柱增力插拔装置，其特征是：包括旋转件和固定件，旋转件和固定件具体分别为插拔螺柱(2)和可套在插拔螺柱(2)上内外螺纹配合的插拔螺母(5)，旋转件轴向限位并且可绕自身轴线转动地安装在单元总成的用于安装主电路接插件(6)的机架后端板(1)上，固定件固定安装在单元室隔离板(4)上，旋转件具有用于操作旋转件进行旋转的操作头(2-1)，操作头(2-1)相对机架后端板(1)的前侧处于暴露状态，用于可在机架后端板(1)的前侧通过操作头(2-1)操作旋转件旋转。2.根据权利要求1所述的低压开关柜用螺柱增力插拔装置，其特征是：当旋转件为插拔螺柱(2)，固定件为插拔螺母(5)时，插拔螺柱(2)包括前后依次排布的操作段、限位段(2-2)和螺纹段(2-3)，螺纹段(2-3)上具有外螺纹，用于与插拔螺母(5)内外螺纹配合，操作段的前端部为操作头(2-1)，机架后端板(1)的背面安装增力限位受力支架(3)，用于在机架后端板(1)与增力限位受力支架(3)之间形成轴向限位空腔，限位段(2-2)为凸出结构，插拔螺柱(2)通过嵌在轴向限位空腔的限位段(2-2)进行轴向限位，增力限位受力支架(3)和机架后端板(1)上都具有通孔，螺纹段(2-3)和操作段分别穿过增力限位受力支架(3)和机架后端板(1)上的通孔；或者，机架后端板(1)的正面安装增力限位受力支架(3)，用于在机架后端板(1)与增力限位受力支架(3)之间形成轴向限位空腔，插拔螺柱(2)通过嵌在轴向限位空腔的限位段(2-2)进行轴向限位，增力限位受力支架(3)和机架后端板(1)上都具有通孔，螺纹段(2-3)和操作段分别穿过机架后端板(1)和增力限位受力支架(3)上的通孔。3.根据权利要求2所述的低压开关柜用螺柱增力插拔装置，其特征是：所述的增力限位受力支架(3)包括中间凸出的u型框架(3-1)和u型框架(3-1)两侧的支脚(3-2)，增力限位受力支架(3)通过支脚(3-2)安装在机架后端板(1)上，增力限位受力支架(3)的通孔开在u型框架(3-1)的顶板上。4.一种插拔总成，具体为低压开关柜的插拔总成，其特征是：包括单元机架，单元机架包括用于安装主电路接插件(6)的机架后端板(1)，机架后端板(1)上安装有权利要求1或2或3所述的低压开关柜用螺柱增力插拔装置的旋转件。5.一种插拔总成单元，具体为低压开关柜的插拔总成单元，包括插拔总成和单元室，插拔总成包括单元机架，单元机架包括用于安装主电路接插件(6)的机架后端板(1)，其特征是：所述的插拔总成和单元室之间具有权利要求1或2或3所述的低压开关柜用螺柱增力插拔装置，用于驱动插拔总成进入或退出连接位置。6.根据权利要求5所述的插拔总成单元，其特征是：所述的螺柱增力插拔装置有两个，分别位于机架后端板(1)的左右两侧。7.根据权利要求5所述的插拔总成单元，其特征是：所述的单元机架包括机架后端板(1)和负重托板(11)，负重托板(11)直接或间接固定在机架后端板(1)上，负重托板(11)位于机架后端板(1)的正面一侧的底部，机架后端板(1)的底部两侧设置有滚轮(9)，负重托板(11)上也安装有滚轮(9)，负重托板(11)上的滚轮(9)相对机架后端板(1)的底部两侧的滚轮(9)处于前方中部位置，用于对进入单元室的插拔总成进行支撑,插拔总成与单元室之间还具有插拔导向装置，用于对进入单元室的插拔总成进行左右限位。8.根据权利要求7所述的插拔总成单元，其特征是：所述的机架后端板(1)上固定有断路器固定支架(10)，用于安装断路器(7)，负重托板(11)的后端固定在断路器固定支架(10)
上。9.根据权利要求7所述的插拔总成单元，其特征是：所述的单元机架还包括合闸联锁底板(20)，合闸联锁底板(20)固定在负重托板(11)上，合闸联锁底板(20)与负重托板(11)为一体或分体结构，合闸联锁底板(20)上具有合闸联锁孔(18)，用于与单元室层板(17)上的合闸联锁孔(18)和开关轴杆(22)上的合闸联锁杆机构进行合闸联锁。10.根据权利要求7所述的插拔总成单元，其特征是：所述的插拔导向装置包括两个限位支架(13)，两个限位支架(13)分别位于单元室隔离板(4)的左右两侧，限位支架(13)与插拔总成的侧面配合，将插拔总成限位在限位支架(13)之间。11.根据权利要求9所述的插拔总成单元，其特征是：所述的合闸联锁底板(20)的底部和单元室层板(17)上具有相互上下对钩配合的上钩板(19-1)和下钩板(19-2)，在插拔总成进入连接位置的过程中，上钩板(19-1)和下钩板(19-2)处于上下对钩的结合状态。12.根据权利要求5所述的插拔总成单元，其特征是：所述的插拔总成还包括主电路插拔连接结构，主电路插拔连接结构包括断路器(7)和主电路接插件(6)，断路器(7)安装在单元机架上，螺柱增力插拔装置有两个，分别位于机架后端板(1)的左右两侧，断路器(7)的进线侧安装有防护隔离罩(25)，进线侧的螺柱增力插拔装置位于防护隔离罩(25)的外侧。13.根据权利要求5所述的插拔总成单元，其特征是：所述的插拔总成还包括主电路插拔连接结构，主电路插拔连接结构包括断路器(7)和主电路接插件(6)，断路器(7)安装在断路器固定支架(10)上，主电路接插件(6)安装在机架后端板(1)上，进线侧和出线侧的各相的主电路接插件(6)的接线端的相间中心与断路器(7)的对应相的相间中心对应一致设置，进线侧和出线侧的各相的主电路接插件(6)与断路器(7)的对应相通过由上至下分层排布的连接导电排(12)一一对应连接，进线侧的主电路插接件(6)为非本体换向的主电路接插件(6-2)或主电路本体换向接插件(6-3)。14.根据权利要求5至12中任一所述的插拔总成单元，其特征是：插拔总成单元具体为1/2插拔总成单元，插拔总成为1/2插拔总成，单元室的后部布置电源分配器(27)，1/2插拔总成通过分路主电路动插件(6-4)与电源分配器(27)上的分路主电路静插件(6-5)进行插接。

技术总结

本发明涉及一种低压开关柜用螺柱增力插拔装置、插拔总成及单元。螺柱增力插拔装置包括旋转件和固定件，旋转件和固定件分别为插拔螺柱和插拔螺母，旋转件轴向限位并且可绕自身轴线转动地安装在单元总成的用于安装主电路接插件的机架后端板上，固定件固定安装在单元室隔离板上。插拔总成单元的插拔总成和单元室之间具有上述的螺柱增力插拔装置，用于驱动插拔总成进入或退出连接位置。有益效果是：螺柱增力插拔装置对插拔总成进行增力插拔，方便快速；对设备制造公司来讲安装快速、省工，对设备用户来讲可快速维护、安装，实现100％不停电检修的完整技术可行性，并且关键是实现了设备制造公司制造用材成本下降，人身安全完成保障。人身安全完成保障。人身安全完成保障。