CN105867260A - 一种电气柜门故障指示装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

一种电气柜门故障指示装置及其工作方法。涉及电力设备领域，尤其涉及一种故障指示装置及其工作方法。提供了一种能够使得配电箱后柜门的锁闭状态能够在面板上直观显示且配电箱后柜门不锁紧就无法实现合闸动作的电气柜门故障指示装置及其工作方法。所述脉冲发生器固定在配电柜内部并与所述控制器连接；所述压力传感器固定于所述配电柜的后柜门上并与所述控制器连接，将采集到的压力数据传送给控制器。所述控制器包括中央处理器、存储器、信号变送器和IO端口；所述存储器、IO端口分别与所述中央处理器相连，所述信号变送器经过所述IO端口与所述中央处理器相连；本发明安全可靠，保障人身安全，维护电网的安全与稳定。

Description

一种电气柜门故障指示装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及电力设备领域，尤其涉及一种故障指示装置及其工作方法。

背景技术

随着经济社会的发展，电力的作用越发凸显，由此带来的用电安全问题也越来越多，因此电力设备需要进行定期检修维护，一般电力设备置于变电站的配电箱中，配电箱为双开门设计，需要双人操作，一人在检修时在前门换上器件，一人从后柜门进行接线。检修完毕后需要将后柜门关上并锁紧，保证配电处于绝缘状态才能合闸，但在实际操作过程中配电箱的后柜门常常不能锁紧，而在前门处换器件的工作人员不清楚后柜门的状态而正常合闸测试，导致触电事故时有发生，带来了极大的安全隐患，同时也影响了电网的安全稳定。

国家知识产权局2014-2-26公开了一项发明专利申请（申请号：2013105275932，名称：配电箱故障指示器）具体公开了包括继电器开关、指示灯和接线，其中，配电箱中断路器和刀闸熔体分别与继电器开关连接，指示灯由继电器开关控制，指示灯为五个，其中三个指示灯分别与刀闸熔体相应的继电器开关串联，构成刀闸熔体故障指示支路，三条刀闸熔体故障指示支路并联后串接一个指示灯，另一个指示灯与断路器相应的继电器开关串联；本发明配电箱故障指示器的有益效果：以一种继电器指示灯结构将配电箱内部故障情况显示在配电箱外，简化故障排查流程，减少恢复供电时间。但该发明所说的故障指示指的是当配电箱内部的器件出现故障时起到指示作用，并没有针对配电箱后柜门锁闭不到位导致触电等安全事故时有发生的弊端。

发明内容

本发明针对以上问题，提供了一种能够使得配电箱后柜门的锁闭状态能够在面板上直观显示且配电箱后柜门不锁紧就无法实现合闸动作的电气柜门故障指示装置及其工作方法。

本发明的技术方案是：一种电气柜门故障指示装置，包括控制器、压力传感器、脉冲发生器、红色指示灯和绿色指示灯，所述红色指示灯和绿色指示灯分别设于配电柜内部的器件板上并分别与所述脉冲发生器连接；

所述脉冲发生器固定在配电柜内部并与所述控制器连接；

所述压力传感器固定于所述配电柜的后柜门上并与所述控制器连接，将采集到的压力数据传送给控制器。

所述控制器包括中央处理器、存储器、信号变送器和IO端口；

所述存储器、IO端口分别与所述中央处理器相连，所述信号变送器经过所述IO端口与所述中央处理器相连；

所述IO端口还连接所述脉冲发生器；

所述信号变送器还连接所述压力传感器，用于变送采集到的压力信号；

所述存储器上还连接上位机，用于向存储器读写数据。

还包括防误触装置，所述防误触装置包括接地线和交流接触器，所述交流接触器包括线圈、与线圈相关联的常闭触点和与线圈相关联的常开触点；

所述常闭触点设于所述接地线上，控制接地线的通断；

所述接地线与所述配电柜的进线端连接；使得进线端能够直接接地；

所述常开触点设于所述电器柜的进线端上，控制整个电器柜中电器元件的通断；

所述线圈与所述脉冲发生器连接，通过线圈控制常开触点和常闭触点的通断。

还包括液压装置，所述液压装置固定在所述配电柜内，且所述液压装置的推杆与所述配电柜的后柜门固定连接；

所述液压装置上设有电磁开关，所述电磁开关与所述IO端口连接。

按如下步骤工作：

1）通过上位机向存储器中写入压力预设值和次数值；

2）压力传感器采集后柜门的压力值并通过信号变送器变送后传输至中央处理器；

3）中央处理器读取存储器中的压力预设值并与采集到的压力值比较，低于预设值则转至步骤5），高与预设值或与预设值相等则转至步骤4）；

4）后柜门锁紧；

4.1）中央处理器给脉冲发生器发出指令；

4.2）脉冲发生器工作，发出电压为+5V的直流电，线圈得电；

4.3）绿色指示灯亮；

4.4）常闭触点断开，接地线断开，常开触点闭合，进线端得电；

4.5）工作人员合闸，配电柜恢复运行；

5）后柜门未锁紧；

5.1）中央处理器给脉冲发生器发出指令；

5.2）脉冲发生器工作，发出电压为-5V的直流电，线圈失电；

5.3）红色指示灯亮；

5.4）常闭触点闭合，接地线接入电路，配电柜处于接地短路状态，常开触点断开，进线端失电，转入步骤6）；

6）关闭并锁定后柜门；

6.1）工作人员手动关闭后柜门；

6.2）压力传感器重新采集后柜门的压力值，

6.3）判断后柜门是否锁闭好，若锁闭好则重新采集压力值并与预设值相比较，达到或超过预设值则中央处理器给脉冲发生器一个指令，脉冲发生器发出5V脉冲，绿灯亮，否则进入下一步骤；

6.4）将压力波动次数与存储器中记载的预设次数相比较，达到或超过三次则中央处理器给出指令，电磁开关闭合，液压装置工作，强行锁死后柜门，使得配电柜能正常工作，完毕。

本发明中利用压力传感器检测柜门正常锁闭时的压力值，并将此压力值作为参考值输入控制器中，在配电柜检修需要开启前后柜门时，在交流接触器常开触点的作用下强制将配电柜的进线端断开，即断开整个配电柜的电源，防止出现误合闸，导致安全事故发生，且接地线及时接入配电柜，即使交流接触器常开触点不动作或者延时动作，在出现误合闸的情况下，使得配电柜内电路处于接地短路状态，使其出现大电流而跳闸，避免出现触电等安全事故，使得在检修过程中配电柜更加安全可靠。

本发明中利用柜门正常锁闭时的压力值作为参考值，在柜门不正常锁闭的状态下测得的压力值低于参考值，此时，脉冲发生器发出电压-5V的脉冲，使得红灯得电常亮，从而提示检修人员后柜门锁闭异常，使得检修人员及时查看后柜门状态并进行维修，同时避免了检修人员多次往返前后柜门间，节省了检修时间，解放劳动力，提高检修效率。减少因后柜门锁闭异常导致的安全事故的发生，保障了人身安全，维护了电网的安全与稳定。

本发明还附设有液压装置，在检修人员经过几次尝试都没有锁闭后柜门时，液压装置即工作，强制锁死后柜门，压力传感器检测到压力正常，使得检修人员能够及时合闸，恢复配电柜正常运行，保证电网安全、稳定运行。

附图说明

图1是本发明使用状态立体图一，

图2是本发明使用状态是立体图二，

图3是本发明电路连接示意图，

图4是本发明控制回路电气原理图，

图5是本发明的连接结构框图，

图6是本发明的工作流程图；

11是常开触点，12是常闭触点，13是线圈，

21是电网母线，22是进线端，23是接地线，

31是绿色指示灯，32是红色指示灯，

41是前柜门，42是后柜门，

5是压力传感器，6是液压装置，7是电闸。

具体实施方式

本发明如图1-6所示，包括控制器、压力传感器、脉冲发生器、红色指示灯和绿色指示灯，所述红色指示灯和绿色指示灯分别设于配电柜内部的器件板上并分别与所述脉冲发生器连接；所述脉冲发生器固定在配电柜内部并与所述控制器连接；所述压力传感器固定于所述配电柜的后柜门上并与所述控制器连接，将采集到的压力数据传送给控制器。红色指示灯和绿色指示灯能够使得在前柜门处的检修人员直观了解后柜门的锁闭状态，及时做出处置，即使配电柜内部检修完成，检修人员也能根据后柜门锁紧状态的指示判断是否合闸（即合上电闸）。保护了检修人员人身安全，同时避免了检修人员多次往返前后柜门间，节省了检修时间，解放劳动力，提高检修效率。

红色指示灯和绿色指示灯优选采用发光二极管，红色指示灯的负极与脉冲发生器的输出端连接，红色指示灯的正极与脉冲发生器的输入端连接，绿色指示灯的正极与脉冲发生器的输出端连接，绿色指示灯的负极与线圈的一端连接，线圈的另一端连接脉冲发生器的输入端，构成了电路回路，在脉冲发生器发出电压+5V的直流电时，绿色指示灯亮且线圈得电，在脉冲发生器发出电压为-5V的直流电时，由于发光二极管的正向导通特性，绿色指示灯不亮且线圈失电，红色指示灯亮。能够使得在前柜门处的检修人员直观了解后柜门的锁闭状态，及时做出处置。

所述控制器包括中央处理器、存储器、信号变送器和IO端口；所述存储器、IO端口分别与所述中央处理器相连，所述信号变送器经过所述IO端口与所述中央处理器相连；所述IO端口还连接所述脉冲发生器；所述信号变送器还连接所述压力传感器，用于变送采集到的压力信号；所述存储器上还连接上位机，用于向存储器读写数据。

压力传感器将正常状态下配电柜后柜门的压力值检测出来后通过上位机写入存储器，作为比对值。本发明正常工作时，压力传感器将检测到的压力值信息通过信号变送器变送为控制器能够识别的电信号，并将电信号传输至控制器，经控制器内部进行运算，与存储器中存储的比对值相比较后，控制器根据比较结果发送相应的指令，经过IO端口传输至各个外部设备（如脉冲发生器、电磁开关），并由与IO端口直接连接的外部设备控制各个终端（红色指示灯、绿色指示灯、交流接触器）。

通过压力值的比对控制器判定后柜门的锁闭状态，当柜门锁闭不正常时在配电柜面板上的红色指示灯即常亮，提醒维修人员尽快锁闭好后柜门，同时也提示检修人员此时不能合闸，避免出现电等安全事故保障了检修人员的人身安全，维护了电网的安全稳定运行，避免了检修人员多次往返前后柜门间，节省了检修时间，解放劳动力，提高检修效率。

还包括防误触装置，所述防误触装置包括接地线和交流接触器，所述交流接触器包括线圈、常开触点和常闭触点，所述常开触点与常闭触点与线圈相关联（线圈得电常开触点闭合、常闭触点断开；线圈失电，常开触点断开、常闭触点闭合）。其目的在于利用线圈的得（失）电状态控制与线圈相关联的常开触点和常闭触点的通断，从而达到控制配电柜的通断状态，保证在检修过程中配电柜不会被误合闸从而接入电网，也就避免出现安全事故保证安全性，同时也维护了电网的安全稳定。

常闭触点设于所述接地线上，控制接地线的通断；所述接地线与所述配电柜的进线端连接；使得进线端能够直接接地。在检修过程中常闭触点始终处于合闸的状态，接地线被接入配电柜的进线端（与电网直连的部分），在出现断电不彻底或者误合闸时，接地线使得整个配电柜处于短路状态，即使误合闸，也能在短时间内跳闸，保证检修过程中配电柜始终处于失电状态，保证了检修人员的人身安全。

常开触点设于所述电器柜的进线端上，控制整个电器柜中电器元件的通断，检修过程中常开触点始终处于断开的状态，配电柜的进线端（与电网直连的部分）与电网之间断开，使得整个配电柜处于失电状态，即使误合闸，配电柜也不会带电，保证检修过程中配电柜始终处于失电状态，保证了检修人员的人身安全。常开触点与接地线两个相辅相成，当其中之一发生故障时，另一个也能保证检修状态下的配电柜不会带电，提升了配电柜的安全性，确保检修人员的人身安全。

所述线圈与所述脉冲发生器连接。当脉冲发生器发出电压为+5V的直流电（绿色指示灯亮）时，即表示检修完成，前柜门和后柜门锁紧。此时，线圈得电，常闭触点断开，常开触点闭合，即接地线与配电柜分离，此时合闸，即可将配电柜接入电网。

还包括液压装置，所述液压装置固定在所述配电柜内，且所述液压装置的推杆与所述配电柜的后柜门固定连接；所述液压装置上设有电磁开关，所述电磁开关与所述IO端口连接。在检修人员几次手动关闭后柜门，且经由控制器判定不成功后，控制器即通过IO端口控制电磁开关，启动液压装置，强制锁死后柜门（即传感器检测到的压力高于或者等于比对值），缩短检修人员检修的时间，提高效率。

一种电气柜门故障指示装置的工作方法，按如下步骤工作：

1）通过上位机向存储器中写入压力预设值和次数值；作为控制器判定的基准；通过预设值的设置，本发明能够适应不同的工况需求，使得本发明的适应性增强。

2）压力传感器采集后柜门的压力值并通过信号变送器变送后传输至中央处理器；中央处理器负责接收并处理（即进行相关预设值的读取与比对）接收到的数据。

3）中央处理器读取存储器中的压力预设值并与采集到的压力值比较，低于预设值则转至步骤5），高与预设值或与预设值相等则转至步骤4）；

4）后柜门锁紧；

4.1）中央处理器给脉冲发生器发出指令；

4.2）脉冲发生器工作，发出电压为+5V的直流电，交流接触器线圈得电；

4.3）绿色指示灯亮；此时，检修人员可以直观的了解后柜门的锁闭情况（后柜门锁紧），进行合闸（合上电闸）的操作，尽快结束检修，避免检修人员多次往返于前柜门和后柜门之间，节约检修时间，提高检修效率。

4.4）常闭触点断开，接地线断开，交流接触器常开触点闭合，进线端得电；

4.5）工作人员合闸，配电柜恢复运行；

5）后柜门未锁紧；

5.1）中央处理器给脉冲发生器发出指令；

5.2）脉冲发生器工作，发出电压为-5V的直流电，交流接触器线圈失电；

5.3）红色指示灯亮；

5.4）常闭触点闭合，接地线接入电路，配电柜处于接地短路状态，交流接触器常开触点断开，进线端失电，转入步骤6）；双保险确保在检修过程中配电柜不带电，保证检修人员安全，同时与压力传感器进行联动，在后柜门未锁紧关好时配电柜不能进行合闸操作，确保配电柜能够运行时后柜门一定处于锁紧状态，避免出现配电柜的后柜门锁紧异常而配电柜带电运行的情况，保证配电柜的安全运行，降低安全事故发生的几率；

6）关闭并锁定后柜门；

6.1）工作人员手动关闭后柜门；

6.2）压力传感器重新采集后柜门的压力值；

6.3）判断后柜门是否锁闭好，若锁闭好则重新采集压力值并与预设值相比较，达到或超过预设值则中央处理器给脉冲发生器一个指令，脉冲发生器发出5V脉冲，绿灯亮，否则进入下一步骤；

6.4）将压力波动次数与存储器中记载的预设次数相比较，达到或超过三次则中央处理器给出指令，电磁开关闭合，液压装置工作，强行锁死后柜门，使得配电柜能正常工作，完毕。提高检修人员检修的效率。

Claims (5)

1.一种电气柜门故障指示装置，包括控制器、压力传感器、脉冲发生器、红色指示灯和绿色指示灯，其特征在于，所述红色指示灯和绿色指示灯分别设于配电柜内部的器件板上并分别与所述脉冲发生器连接；

所述脉冲发生器固定在配电柜内部并与所述控制器连接；

所述压力传感器固定于所述配电柜的后柜门上并与所述控制器连接，将采集到的压力数据传送给控制器。

2.根据权利要求1所述的一种电气柜门故障指示装置，其特征在于，所述控制器包括中央处理器、存储器、信号变送器和IO端口；

所述存储器、IO端口分别与所述中央处理器相连，所述信号变送器经过所述IO端口与所述中央处理器相连；

所述IO端口还连接所述脉冲发生器；

所述信号变送器还连接所述压力传感器，用于变送采集到的压力信号；

所述存储器上还连接上位机，用于向存储器读写数据。

3.根据权利要求2所述的一种电气柜门故障指示装置，其特征在于，还包括防误触装置，所述防误触装置包括接地线和交流接触器，所述交流接触器包括线圈、与线圈相关联的常闭触点和与线圈相关联的常开触点；

所述常闭触点设于所述接地线上，控制接地线的通断；

所述接地线与所述配电柜的进线端连接；使得进线端能够直接接地；

所述常开触点设于所述电器柜的进线端上，控制整个电器柜中电器元件的通断；

所述线圈与所述脉冲发生器连接，通过线圈控制常开触点和常闭触点的通断。

4.根据权利要求3所述的一种电气柜门故障指示装置，其特征在于，还包括液压装置，所述液压装置固定在所述配电柜内，且所述液压装置的推杆与所述配电柜的后柜门固定连接；

所述液压装置上设有电磁开关，所述电磁开关与所述IO端口连接。

5.一种根据权利要求4所述的电气柜门故障指示装置的工作方法，其特征在于，按如下步骤工作：

1）通过上位机向存储器中写入压力预设值和次数值；

2）压力传感器采集后柜门的压力值并通过信号变送器变送后传输至中央处理器；

3）中央处理器读取存储器中的压力预设值并与采集到的压力值比较，低于预设值则转至步骤5），高与预设值或与预设值相等则转至步骤4）；

4）后柜门锁紧；

4.1）中央处理器给脉冲发生器发出指令；

4.2）脉冲发生器工作，发出电压为+5V的直流电，线圈得电；

4.3）绿色指示灯亮；

4.4）常闭触点断开，接地线断开，常开触点闭合，进线端得电；

4.5）工作人员合闸，配电柜恢复运行；

5）后柜门未锁紧；

5.1）中央处理器给脉冲发生器发出指令；

5.2）脉冲发生器工作，发出电压为-5V的直流电，线圈失电；

5.3）红色指示灯亮；

5.4）常闭触点闭合，接地线接入电路，配电柜处于接地短路状态，常开触点断开，进线端失电，转入步骤6）；

6）关闭并锁定后柜门；

6.1）工作人员手动关闭后柜门；

6.2）压力传感器重新采集后柜门的压力值，

6.3）判断后柜门是否锁闭好，若锁闭好则重新采集压力值并与预设值相比较，达到或超过预设值则中央处理器给脉冲发生器一个指令，脉冲发生器发出5V脉冲，绿灯亮，否则进入下一步骤；

6.4）将压力波动次数与存储器中记载的预设次数相比较，达到或超过三次则中央处理器给出指令，电磁开关闭合，液压装置工作，强行锁死后柜门，使得配电柜能正常工作，完毕。