CN105261531A - 断路器的多冲程实现电路和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了断路器的多冲程实现电路和控制方法，包括微处理器、正极控制母线+KM、负极控制母线-KM、电流继电器HBJ、断路器辅助常闭接点DL、合闸线圈HQ和手动合闸操作开关KK，还包括开关器件HZ；首先，本发明利用微处理器控制开关器件进而控制合闸线圈的通断的方式，使断路器辅助常闭接点在合闸铁芯的第一个冲程内合闸不成功的情况下进行多次冲程，避免了由于断路器接受了合闸命令但没有合闸成功而导致断路器被烧毁的情况发生；其次，微处理器控制断路器的合闸铁芯进行多次冲程在紧急情况下能够提高断路器的合闸成功率，为生产和生活的用电安全带来更大的安全保证。

Description

断路器的多冲程实现电路和控制方法

技术领域

本发明涉及配电站装置保护领域，尤其涉及断路器的多冲程实现电路和控制方法。

背景技术

为了防止断开操作电流过程中分、合闸继电器接点的损坏，传统的分、合闸控制回路都设置了电流自保持线圈，由于分、合闸控制回路的原理一样，所以我们以合闸回路为例进行原理说明；如图1所示的合闸回路，包括微处理器、正极控制母线+KM、负极控制母线-KM、电流自保持线圈HBJ、断路器辅助常闭接点DL、合闸继电器HJ、手动合闸操作开关KK和合闸线圈HQ，微处理器的输出端与合闸继电器HJ连接，用于控制合闸继电器HJ的通断，电流自保持线圈HBJ的常开触点、合闸继电器HJ和手动合闸操作开关KK的第一端均与正极控制母线+KM连接，电流自保持线圈HBJ的常开触点、合闸继电器HJ、手动合闸操作开关KK的第二端均与电流自保持线圈HBJ的第一端连接，电流自保持线圈HBJ的第二端与常闭断路器HQ的常闭触点的第一端连接，常闭断路器HQ的常闭触点的第二端与断路器辅助常闭接点DL的第一端连接，断路器辅助常闭接点DL的第二端与合闸线圈HQ的第一端连接，合闸线圈HQ的第二端与负极控制母线-KM连接；正常工作时，CPU向合闸继电器HJ发送合闸信号，合闸继电器HJ闭合，电流自保持线圈HBJ通电，断路器合闸成功，HBJ的常开触点闭合，这就使合闸线圈HQ带电，合闸线圈HQ带电后使断路器辅助常闭接点DL断开，合闸继电器HJ的电流消失，CPU控制合闸继电器HJ安全断开，整个断路器的合闸动作结束；由于合闸继电器HJ的触点容易在通电状态断开时烧毁，所以合闸继电器HJ的两端并联有电流继电器HBJ的触点，合闸继电器HJ两端的电位保持相等，防止合闸继电器HJ的触点烧毁。

现实中，由于润滑油性能变差、灰尘引起机构卡涩、线圈绝缘老化、合闸电压变低和铁芯磁力减退等多种原因，导致合闸线圈HQ的一次带电不能使断路器合闸成功（断路器辅助常闭接点DL没有断开），则通向合闸线圈HQ的电流就不会中断，进而导致合闸线圈HQ烧毁。

发明内容

本发明公开了断路器的多冲程实现电路和控制方法，解决了传统的断路器控制电路由于单次动作不成功而导致的断路器合/分闸线圈容易烧毁的问题。

为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种断路器的多冲程实现电路，包括微处理器、正极控制母线+KM、负极控制母线-KM、电流继电器HBJ、断路器辅助常闭接点DL、合闸线圈HQ和手动合闸操作开关KK，还包括开关器件HZ；

开关器件HZ、电流继电器HBJ、断路器辅助常闭接点DL和合闸线圈HQ串联在正极控制母线+KM和负极控制母线-KM之间，手动合闸操作开关KK并联在开关器件HZ两端，开关器件HZ的第一端与微处理器的输出端连接，电流继电器HBJ的触点与微处理器的输入端连接。

所述的微处理器可采用通用CPU、DSP或者单片机。

所述的开关器件HZ采用IGBT或者电力三极管。

还包括显示模块，所述的显示模块的输入端与微处理器的输出端连接。

还包括声光报警模块，所述的声光报警模块的输入端与微处理器的输出端连接。

利用一种断路器的多冲程实现电路进行的一种断路器的多冲程控制方法，包括以下步骤：

A：微处理器给出合闸信号或者人为按下手动合闸操作开关KK给出合闸信号，开关器件HZ通电导通，电流继电器HBJ的线圈得电，电流继电器HBJ的触点闭合，开关器件HZ、电流继电器HBJ、断路器辅助常闭接点DL和合闸线圈HQ组成的串联电路导通，合闸线圈HQ通电，若微处理检测到M毫秒内，电流继电器HBJ的常开触点断开，即断路器辅助常闭接点DL正常断开，则微控制器控制显示模块显示“断路器正常合闸”，若微处理检测到M毫秒后，电流继电器HBJ的常开触点没有断开，即断路器操作失败辅助常闭接点DL没有正常断开，则进入下一步；

B：微处理器控制开关器件HZ断开M毫秒待铁芯完全复位，M毫秒之后，微处理器控制开关器件HZ闭合，此时，电流继电器HBJ的线圈得电，电流继电器HBJ的触点闭合，开关器件HZ、电流继电器HBJ、断路器辅助常闭接点DL和合闸线圈HQ组成的串联电路导通，合闸线圈HQ通电，若微处理检测到M毫秒后，电流继电器HBJ的常开触点断开，即断路器操作成功辅助常闭接点DL正常断开，则微控制器控制显示模块显示“断路器处于亚健康状态”；若微处理检测到M毫秒后，电流继电器HBJ的常开触点没有断开，即断路器操作失败辅助常闭接点DL没有正常断开，则重复进行步骤B；

C：若重复进行步骤B的次数达到n次后电流继电器HBJ的常开触点还没有断开，即断路器辅助常闭接点DL仍没有正常断开，则微处理器控制显示模块显示“断路器故障”。

所述的M毫秒为300毫秒。

步骤C中所述的n次为4-10次。

首先，本发明利用微处理器控制开关器件进而控制合闸线圈的通断的方式，使断路器辅助常闭接点在合闸铁芯的第一个冲程内合闸不成功的情况下进行多次冲程，避免了由于断路器接受了合闸命令但没有合闸成功而导致断路器被烧毁的情况发生；其次，微处理器控制断路器的合闸铁芯进行多次冲程在断路器亚健康情况下能够提高断路器的合闸成功率，为生产和生活的用电安全带来更大的安全保证；再次，本发明还采用了显示模块，不管断路器的触点是否成功合闸，微处理器均可以控制显示模块显示出断路器的状态，避免了工作人员由于不知道断路器的工作状态而导致出现损失的情况发生；最后，本发明还采用了声光报警模块，在断路器故障时，微处理器能够控制声光报警模块发出声光报警，提醒工作人员及时检修，避免造成更大的损失。

附图说明

图1为传统的断路器实现电路示意图；

图2为本发明所述的断路器多冲程的实现电路的示意图；

图3为本发明所述的断路器多冲程的控制方法的流程图。

具体实施方式

如图2和图3所示，本发明所述的断路器的多冲程实现电路，包括微处理器、正极控制母线+KM、负极控制母线-KM、电流继电器HBJ、断路器辅助常闭接点DL、合闸线圈HQ和手动合闸操作开关KK，还包括开关器件HZ；

开关器件HZ、电流继电器HBJ、断路器辅助常闭接点DL和合闸线圈HQ串联在正极控制母线+KM和负极控制母线-KM之间，手动合闸操作开关KK并联在开关器件HZ两端，开关器件HZ的第一端与微处理器的输出端连接，电流继电器HBJ的触点与微处理器的输入端连接；所述的开关器件HZ采用IGBT或者电力三极管，IGBT为绝缘栅双极型晶体管，是由BJT（双极型三极管）和MOS（绝缘栅型场效应管）组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点，所以IGBT在用作开关器件时，不会在闭合断开的一瞬间被烧毁；微处理器采用PLC或者单片机，PLC或者单片机均为可编程器件，PLC或者单片机已经被广泛的应用到了电控领域，在这里不再赘述。

断路器的多冲程实现电路还包括显示模块，所述的显示模块的输入端与微处理器的输出端连接，显示模块用于在微处理的控制下显示断路器辅助常闭接点DL的状态；

断路器的多冲程实现电路还包括声光报警模块，所述的声光报警模块的输入端与微处理器的输出端连接，声光报警模块用于在断路器故障时发出声光报警。

利用断路器的多冲程实现电路进行的断路器的多冲程控制方法，包括以下步骤：

A：微处理器给出合闸信号或者人为按下手动合闸操作开关KK给出合闸信号，开关器件HZ通电导通，电流继电器HBJ的线圈得电，电流继电器HBJ的触点闭合，开关器件HZ、电流继电器HBJ、断路器辅助常闭接点DL和合闸线圈HQ组成的串联电路导通，合闸线圈HQ通电，合闸线圈内的合闸铁芯动作并冲击断路器的脱扣装置，如果断路器的脱扣装置被合闸铁芯冲开，合闸成功，即开关器件HZ、电流继电器HBJ、断路器辅助常闭接点DL和合闸线圈HQ组成的串联电路开路，则微处理器应检测到电流继电器HBJ的常开触点断开；若微处理检测到M毫秒后，电流继电器HBJ的常开触点断开，即断路器合闸成功辅助常闭接点DL正常断开，则微控制器控制显示模块显示“断路器正常合闸”，若微处理检测到M毫秒（M毫秒为合闸线圈HQ的合闸铁芯从受力加速到冲开断路器的脱扣装置所需要的时间）后，电流继电器HBJ的常开触点没有断开，即断路器辅助常闭接点DL没有正常断开，则进入下一步；

B：微处理器控制开关器件HZ断开M毫秒，保证合闸铁芯复位；M毫秒之后，微处理器控制开关器件HZ闭合，此时，电流继电器HBJ的线圈得电，电流继电器HBJ的触点闭合，开关器件HZ、电流继电器HBJ、断路器辅助常闭接点DL和合闸线圈HQ组成的串联电路导通，合闸线圈HQ通电，若微处理检测到M毫秒后，电流继电器HBJ的常开触点断开，即断路器合闸成功辅助常闭接点DL正常断开，则微控制器控制显示模块显示“断路器处于亚健康状态”；若微处理检测到M毫秒后，电流继电器HBJ的常开触点没有断开，即断路器辅助常闭接点DL没有正常断开，则重复进行步骤B；

C：若重复进行步骤B直至n次（n次为现有断路器的合闸线圈可接受的最大连续通电次数）后电流继电器HBJ的常开触点还没有断开，即断路器辅助常闭接点DL仍没有正常断开，则微处理器控制显示模块显示“断路器故障”。

所述的M毫秒为300毫秒，步骤D中所述的n次为4-10次；因为在本实施例中，由于现有的合闸线圈HQ的合闸铁芯从受力加速到冲开断路器的脱扣装置所需要的时间不大于300毫秒，所以本实施例的M毫秒采用300毫秒；且由于现有断路器的合闸线圈受到的连续通电的次数过多容易导致断路器的合闸线圈烧毁，所以我们选择N次为4-10次。

首先，本发明利用微处理器控制开关器件进而控制合闸线圈的通断的方式，使断路器辅助常闭接点在合闸铁芯的第一个冲程内合闸不成功的情况下进行多次冲程，避免了由于断路器接受了合闸命令但没有合闸成功而导致断路器被烧毁的情况发生；其次，微处理器控制断路器的合闸铁芯进行多次冲程在断路器亚健康情况下能够提高断路器的合闸成功率，为生产和生活的用电安全带来更大的安全保证；再次，本发明还采用了显示模块，不管断路器的触点是否成功合闸，微处理器均可以控制显示模块显示出断路器的状态，避免了工作人员由于不知道断路器的工作状态而导致出现损失的情况发生；最后，本发明还采用了声光报警模块，在断路器故障时，微处理器能够控制声光报警模块发出声光报警，提醒工作人员及时检修，避免造成更大的损失。

Claims (8)

1.断路器的多冲程实现电路，包括微处理器、正极控制母线+KM、负极控制母线-KM、电流继电器HBJ、断路器辅助常闭接点DL、合闸线圈HQ和手动合闸操作开关KK，其特征在于：还包括开关器件HZ；

开关器件HZ、电流继电器HBJ、断路器辅助常闭接点DL和合闸线圈HQ串联在正极控制母线+KM和负极控制母线-KM之间，手动合闸操作开关KK并联在开关器件HZ两端，开关器件HZ的第一端与微处理器的输出端连接，电流继电器HBJ的触点与微处理器的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的断路器的多冲程实现电路，其特征在于：所述的微处理器采用PLC或者单片机。

3.根据权利要求1所述的断路器的多冲程实现电路，其特征在于：所述的开关器件HZ采用IGBT或者电力三极管。

4.根据权利要求1所述的断路器的多冲程实现电路，其特征在于：还包括显示模块，所述的显示模块的输入端与微处理器的输出端连接。

5.根据权利要求1所述的断路器的多冲程实现电路，其特征在于：还包括声光报警模块，所述的声光报警模块的输入端与微处理器的输出端连接。

6.利用权利要求1所述的断路器的多冲程实现电路进行的断路器的多冲程控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

A：微处理器给出合闸信号或者人为按下手动合闸操作开关KK给出合闸信号，开关器件HZ通电导通，电流继电器HBJ的线圈得电，电流继电器HBJ的触点闭合，开关器件HZ、电流继电器HBJ、断路器辅助常闭接点DL和合闸线圈HQ组成的串联电路导通，合闸线圈HQ通电，若微处理检测到M毫秒后，电流继电器HBJ的常开触点断开，即断路器辅助常闭接点DL在合闸成功后正常断开，则微控制器控制显示模块显示“断路器正常合闸”，若微处理检测到M毫秒后，电流继电器HBJ的常开触点没有断开，即断路器合闸失败辅助常闭接点DL没有正常断开，则进入下一步；

B：微处理器控制开关器件HZ断开M毫秒待铁芯完全复位，M毫秒后，微处理器控制开关器件HZ闭合，此时，电流继电器HBJ的线圈得电，电流继电器HBJ的触点闭合，开关器件HZ、电流继电器HBJ、断路器辅助常闭接点DL和合闸线圈HQ组成的串联电路导通，合闸线圈HQ通电，若微处理检测到M毫秒内，电流继电器HBJ的常开触点断开，即断路器合闸成功辅助常闭接点DL正常断开，则微控制器控制显示模块显示“断路器处于亚健康状态”；若微处理检测到M毫秒后，电流继电器HBJ的常开触点没有断开，即断路器合闸失败辅助常闭接点DL没有正常断开，则重复进行步骤B；

C：若重复进行步骤B的次数达到n次后电流继电器HBJ的常开触点还没有断开，即断路器辅助常闭接点DL仍没有正常断开，则微处理器控制显示模块显示“断路器故障”。

7.根据权利要求6所述的断路器的多冲程控制方法，其特征在于：所述的M毫秒为300毫秒。

8.根据权利要求6所述的断路器的多冲程控制方法，其特征在于：步骤C中所述的n次为4次到10次。