CN105069877B - 高压开关柜非接触验电开锁系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高压开关柜非接触验电开锁系统，主要包括高压传感器、验电装置、电磁锁和电子钥匙，高压传感器设置在高压开关柜内的高压线上，验电装置、电磁锁设置在高压开关柜上，高压传感器与验电装置连接，电子钥匙与验电装置配合，以无线通信的方式读取验电装置中的配对信息或接受验电装置传来的开锁信息，电子钥匙与电磁锁相配合，一方面以无线充电的方式向电磁锁充电，一方面以无线通信的方式传递配对信息或将开锁信息传递给电磁锁，本发明解决了电磁锁本身电路工作及开锁所必须的电源问题，电磁锁、电子钥匙及验电装置之间的无线通讯模式，使得它们之间不用设置机械接口，从而避免了由此而引起的接触不良、锈蚀、不好拔插等问题；电磁锁的锁体可以制造的更加密封，更加坚固。
Description
技术领域
本发明涉及高压开关柜领域，尤其涉及一种高压开关柜防误操作的非接触验电开锁系统。
背景技术
目前，在电力行业中，为满足电气五防的需要，现有的常规设计是在高压开关柜的柜门上安装带电显示器和电磁锁，在高压开关柜中的高压线上设置高压传感器，将高压转换为低压信号，通过指示灯或其他带电显示器来显示高压带电的情况，然后根据显示，人为确定是否允许打开电磁锁，电磁锁的工作电源取自电压互感器。然而，这种设计的结果，容易出现带电指示灯是否点亮的人为误判，以及带电显示器因故障不显示的情况，这时如果带电开门操作，存在极其严重的安全隐患，所以这种常规设计的验电开锁技术不可靠。
中国专利公告CN101867159A公开了一种高压开关柜防误闭锁装置，该装置的主体机构包括带电检测电路，带电检测电路来自高压传感器的信号，检测结果为有高压时电磁锁不解锁，检测结果为无高压时带电检测电路驱动电磁锁解锁，从而实现了开关柜柜门的强制闭锁，避免了常规设计的验电开锁技术不可靠的问题；但是这种装置的主体机构和便携机构之间是通过插接件连接的，主体机构的工作电源以及两者之间的通讯都是通过这种机械插接件的连接来完成的，由于高压开关柜有可能工作在比较恶劣的环境中，如高温潮湿、粉尘及化学气体的侵蚀等因素都能造成插接件的接触不良、难以拔插等问题，造成长期运行中的工作不可靠。
发明内容
本发明的目的是提供一种高压开关柜的非接触式防误操作验电开锁系统，该系统不但具有在开关柜内有高压时开关柜柜门的强制闭锁功能，还能够克服现有技术防误闭锁装置的不足，不存在锁与钥匙之间的机械插接件，避免由此造成的接触不良、难以拔插等不可靠现象，而且使用方便。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：高压开关柜非接触验电开锁系统主要包括高压传感器、验电装置、电磁锁和电子钥匙，高压传感器设置在高压开关柜内的高压线上，验电装置、电磁锁设置在高压开关柜上，高压传感器与验电装置连接，电子钥匙与验电装置配合，用于读取验电装置中的开锁信息，电子钥匙与电磁锁相配合，用于传递配对信息或将开锁信息传递给电磁锁，所述的验电装置主要包括验电装置外壳、验电装置电路板及线圈，验电装置电路板置于验电装置外壳内，线圈置于验电装置外壳前端，高压传感器连接验电装置电路板的输入端；所述电磁锁主要包括电磁锁锁体、联动机构、电磁锁电路板及线圈，联动机构及电磁锁电路板置于锁体内，线圈置于锁体的外端；所述电子钥匙主要包括电子钥匙外壳、电子钥匙电路板、线圈、指示灯及电池，电子钥匙电路板和电池装在电子钥匙外壳内，线圈置于外壳的前端，电子钥匙电路板上装有电源控制电路、线圈驱动电路、解调电路、单片机及其周边电路，所述验电装置的线圈、所述电磁锁的线圈与所述电子钥匙的线圈相同或者相互匹配，所述的电子钥匙除了读取验电装置中的开锁信息、与电磁锁传递信息外，还向验电装置、电磁锁无线充电。
为了提高电子钥匙与验电装置、电磁锁之间的通讯效果，特别是提高电子钥匙给验电装置、电磁锁充电的效率，所述的验电装置的线圈、所述电磁锁的线圈与所述电子钥匙的线圈均带磁芯。
所述的磁芯可以选用片状铁氧体磁芯。
所述的电池可以采用一次性电池。
所述的电池也可以采用可充电电池。
所述的电磁锁采用挂锁结构，挂锁主要包括锁体、U形锁杆、和位于锁体内的联动机构、电路板及线圈，联动机构及电路板在锁体内，线圈置于锁体的外面，所述电路板上装有依次连接的AC/DC电路、解码电路、单片机、升压电路、开锁电路及状态电路，线圈与AC/DC电路。
所述的联动机构主要包括U形锁杆、位于锁体内的联动件、弹性件及复位杆，U形锁杆的自由端与锁体的锁孔相配合，U形锁杆的连接端具有卡位凹进，且位于锁体中，连接端的下方与弹性件连接，联动件的卡位端与U形锁杆的连接端的卡位凹进相配合，实现对U形锁杆的卡位，联动件上具有联动挡块，电磁铁驱动器位于联动挡块靠近卡位端的一侧，用于将联动件推出卡位凹进，复位杆位于联动挡块远离卡位端一侧，用于将联动件的卡位端推进卡位凹进。
所述的电磁锁电路板上装有AC/DC电路、编解码电路、外部状态电路、开锁电路单片机及其周边电路。
为了与电磁锁开锁电磁铁线圈匹配，所述的开锁电路之前可以增加升压电路。
高压开关柜非接触验电开锁系统的电磁锁也可以采用固定结构的电磁锁，电磁锁主要有外壳、联动机构、电路板、线圈及指示灯组成，联动机构、电路板置于外壳内，指示灯显示部透过外壳，所述验电装置的电路板合并安装在电磁锁的电路板上，高压传感器连接电路板的输入端。
本发明的有益效果是：1.由于本发明采用了无线充电技术，由电子钥匙向电磁锁无线充电，解决了电磁锁本身电路工作及开锁所必须的电源问题；2.电磁锁、电子钥匙及验电装置之间的无线通讯模式，使得它们之间不用设置机械接口，从而避免了由此而引起的接触不良、锈蚀、不好拔插等问题；3.由上述免除了接口问题及免除更换电池问题，因此可以使电磁锁的锁体可以制造的更加密封，更加坚固。
附图说明
图1是本发明高压开关柜非接触验电开锁系统第一个实施例的整体方案示意图；
图2是验电装置电路板的电路框图；
图3是第一个实施例中电磁锁的外形示意图；
图4是第一个实施例中电磁锁的内部结构示意图；
图5是第一个实施例中电磁锁电路板的电路框图；
图6是电磁锁电路板有升压电路时的电路框图；
图7是电子钥匙的外形示意图；
图8是电子钥匙电路板的电路框图；
图9是本发明高压开关柜非接触验电开锁系统第二个实施例的整体方案
示意图；
图10是第二个实施例中电磁锁的外形示意图。
图中：1.高压传感器，2.验电装置，21.线圈，251.高压检测电路，252.单片机，253通讯电路，254.供电电路，3.电磁锁，30.U形锁杆，31.线圈，32.复位杆，33.联动挡块，34.行程开关，35.锁体，36.电磁锁电路板，37.弹性件，38.电磁铁，39.联动件，361.AC/DC电路，362.编解码电路，363.单片机，364.升压电路，365.开锁电路，366.状态电路，4.电子钥匙，41.线圈，42.指示灯，43.电池，44.电子钥匙外壳，45.电子钥匙电路板，451.电源控制电路，452.显示报警电路，453.单片机，454.线圈驱动电路，455.线圈，456.解调电路。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步的详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在图1、图2、图3、图4、图5、图7及图8所示的第一个实施例中，高压开关柜非接触验电开锁系统主要包括高压传感器(1)、验电装置(2)、电磁锁(3)和电子钥匙(4)，高压传感器(1)设置在高压开关柜内的高压线上，验电装置(2)、电磁锁(3)设置在高压开关柜上，高压传感器(1)与验电装置(2)连接，电子钥匙(4)与验电装置(2)配合，用于读取验电装置(2)中的开锁信息，电子钥匙(4)与电磁锁(3)相配合，用于传递配对信息或将开锁信息传递给电磁锁(3)，所述的验电装置(2)主要包括验电装置外壳、验电装置电路板及线圈(21)，验电装置电路板置于验电装置外壳内，线圈(21)置于验电装置外壳前端，高压传感器(1)连接验电装置电路板的输入端；所述电磁锁(3)主要包括电磁锁锁体(35)、联动机构、电磁锁电路板(36)及线圈(31)，联动机构及电磁锁电路板(36)置于锁体(35)内，线圈(31)置于锁体(35)的外端；所述电子钥匙(4)主要包括电子钥匙外壳(44)、电子钥匙电路板(45)、线圈(41)、指示灯(42)及电池(43)，电子钥匙电路板(45)和电池(43)装在电子钥匙外壳(44)内，线圈(41)置于电子钥匙外壳(44)的前端，电子钥匙电路板(45)上装有电源控制电路(451)、线圈驱动电路(454)、解调电路(456)、单片机(453)及其周边电路，所述验电装置(2)的线圈(21)、所述电磁锁(3)的线圈(31)与所述电子钥匙(4)的线圈(41)相同或者相互匹配，所述的电子钥匙(4)除了读取验电装置(2)中的开锁信息、与电磁锁(3)传递信息外，还向验电装置(2)、电磁锁(3)无线充电。
所述的验电装置(2)的线圈(21)、所述电磁锁(3)的线圈(31)与所述电子钥匙(4)的线圈(41)可以用带有磁芯的线圈。
所述的磁芯为优选片状铁氧体磁芯。
所述的电池(43)选用一次性电池。
所述的电池(43)也可以选用可充电电池。
所述的电磁锁(3)为挂锁结构，主要包括锁体(35)、U形锁杆(30)、和位于锁体内的联动机构、电路板(36)及线圈(31)，联动机构及电路板(36)在锁体(35)内，线圈(31)置于锁体(35)的外面，所述电路板(36)上装有依次连接的AC/DC电路(361)、解码电路(362)、单片机(363)、升压电路(364)、开锁电路(365)及状态电路(366)，线圈(31)与AC/DC电路(361)连接。
所述的联动机构主要包括U形锁杆(30)、位于锁体(35)内的联动件(39)、弹性件(37)及复位杆(32)，U形锁杆(30)的自由端与锁体(35)的锁孔相配合，U形锁杆(31)的连接端具有卡位凹进，且位于锁体(35)中，连接端的下方与弹性件(37)连接，联动件(39)的卡位端与U形锁杆(30)的连接端的卡位凹进相配合，实现对U形锁杆(30)的卡位，联动件(39)上具有联动挡块(33)，电磁铁驱动器位于联动挡块(33)靠近卡位端的一侧，用于将联动件(39)推出卡位凹进，复位杆(32)位于联动挡块(33)远离卡位端一侧，用于将联动件(39)的卡位端推进卡位凹进。
所述的电磁锁电路板(36)上装有依次连接的AC/DC电路(361)、编解码电路(362)、外部状态电路(366)、开锁电路(365)、单片机(363)及其周边电路。
在图9、图10、图7及图8所示的第二个实施例中，与第一个实施例不同的是，所述的电磁锁(3)为固定结构的电磁锁，主要有外壳、联动机构、电路板(36)、线圈(31)及指示灯(32)组成，联动机构、电路板(36)置于外壳内，指示灯(32)显示部透过外壳，所述验电装置(2)的电路板合并安装在电磁锁的电路板(36)上并增加了指示灯(32)及驱动电路，高压传感器(1)连接电路板(36)的输入端。固定结构的电磁锁的结构为现有技术，不再详述。
Claims (8)
1.一种高压开关柜非接触验电开锁系统，主要包括高压传感器(1)、验电装置(2)、电磁锁(3)和电子钥匙(4)，高压传感器(1)设置在高压开关柜内的高压线上，验电装置(2)、电磁锁(3)设置在高压开关柜上，高压传感器(1)与验电装置(2)连接，电子钥匙(4)与验电装置(2)配合，用于读取验电装置(2)中的开锁信息，电子钥匙(4)与电磁锁(3)相配合，用于传递配对信息或将开锁信息传递给电磁锁(3)，其特征在于：所述的验电装置(2)主要包括验电装置外壳、验电装置电路板及线圈(21)，验电装置电路板置于验电装置外壳内，线圈(21)置于验电装置外壳前端，高压传感器(1)连接验电装置电路板的输入端；所述电磁锁(3)主要包括电磁锁锁体(35)、联动机构、电磁锁电路板(36)及线圈(31)，联动机构及电磁锁电路板(36)置于锁体(35)内，线圈(31)置于锁体(35)的外端；所述电子钥匙(4)主要包括电子钥匙外壳(44)、电子钥匙电路板(45)、线圈(41)、指示灯(42)及电池(43)，电子钥匙电路板(45)和电池(43)装在电子钥匙外壳(44)内，线圈(41)置于电子钥匙外壳(44)的前端，电子钥匙电路板(45)上装有电源控制电路(451)、线圈驱动电路(454)、解调电路(456)、单片机(453)及其周边电路，所述验电装置(2)的线圈(21)、所述电磁锁(3)的线圈(31)与所述电子钥匙(4)的线圈(41)相同或者相互匹配，所述的电子钥匙(4)除了读取验电装置(2)中的开锁信息、与电磁锁(3)传递信息外，还向验电装置(2)、电磁锁(3)无线充电；
所述的电磁锁(3)为挂锁结构，主要包括锁体(35)、U形锁杆(30)、和位于锁体内的联动机构，电路板(36)及线圈(31)，联动机构及电路板(36)在锁体(35)内，线圈(31)置于锁体(35)的外面，所述电路板(36)上装有依次连接的AC/DC电路(361)、编解码电路(362)、单片机(363)、升压电路(364)、开锁电路(365)及状态电路(366)，线圈(31)与AC/DC电路(361)连接；所述的验电装置(2)的线圈(21)、所述电磁锁(3)的线圈(31)与所述电子钥匙(4)的线圈(41)均带有磁芯。
2.根据权利要求1所述的高压开关柜非接触验电开锁系统，其特征在于：所述的磁芯为片状铁氧体磁芯。
3.根据权利要求1所述的高压开关柜非接触验电开锁系统，其特征在于：所述的电池(43)为一次性电池。
4.根据权利要求1所述的高压开关柜非接触验电开锁系统，其特征在于：所述的电池(43)为可充电电池。
5.根据权利要求1所述的高压开关柜非接触验电开锁系统，其特征在于：所述的联动机构主要包括U形锁杆(30)、位于锁体(35)内的联动件(39)、弹性件(37)及复位杆(32)，U形锁杆(30)的自由端与锁体(35)的锁孔相配合，U形锁杆(30)的连接端具有卡位凹进，且位于锁体(35)中，连接端的下方与弹性件(37)连接，联动件(39)的卡位端与U形锁杆(31)的连接端的卡位凹进相配合，实现对U形锁杆(30)的卡位，联动件(39)上具有联动挡块(33)，电磁铁驱动器位于联动挡块(33)靠近卡位端的一侧，用于将联动件(39)推出卡位凹进，复位杆(32)位于联动挡块(33)远离卡位端一侧，用于将联动件(39)的卡位端推进卡位凹进。
6.根据权利要求1所述的高压开关柜非接触验电开锁系统，其特征在于：所述的电磁锁电路板(36)上装有依次连接AC/DC电路(361)、编解码电路(362)，外部状态电路(366)、开锁电路(365)、单片机(363)及其周边电路。
7.根据权利要求6所述的高压开关柜非接触验电开锁系统，其特征在于：所述的开锁电路(365)之前加有升压电路(364)。
8.根据权利要求1所述的高压开关柜非接触验电开锁系统，其特征在于：所述的电磁锁(3)为固定结构的电磁锁，主要有外壳(34)、联动机构、电路板、线圈(31)及指示灯(32)组成，联动机构、电路板置于外壳(34)内，指示灯(32)显示部透过外壳，所述验电装置(2)的电路板合并安装在电磁锁的电路板上，高压传感器(1)连接电路板(36)的输入端。
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