CN107024619A - 一种开关柜相位核对装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种开关柜相位核对装置，包括装置外壳、设置在装置外壳内的核对电路、报警电路、显示电路和设置在装置外壳上的两组三相导电接口；所述两组三相导电接口包括以A接口、B接口、C接口为一组的导电接口和以X接口、Y接口、Z接口为一组的导电接口，所述A接口、B接口、C接口连接主进开关的开关柜与母线连接排连接的上口，所述X接口、Y接口、Z接口连接需要核对相位的被测开关柜与母线连接排连接的上口。本发明的优点是无需接线变更、快速可靠且安全高效。
Description
技术领域
本发明涉及一种开关柜相位核对装置，属于试验仪器领域，具体涉及基建验收过程中的试验仪器。
背景技术
基建验收中原有的相位核对收方式是采用2500V绝缘电阻表，通过倒接线3次，完成9次核对，才可得出试验结论，该方法的主要缺点是接线变更繁琐、劳动强度高、工作效率低。
开关柜供电是断路器通过母线连接排与母线连接在一起，正常连接方式为断路器A、B、C分别连接10kV、35kV母线排A、B、C，但基建过程中容易将A、B、C三相相位连错，导致开关柜送电过程中发生相位异常告警，需要及时进行缺陷处理，因此需要进行开关柜相位核对。
原有万用表测试方法，需要两人进行操作，但在改、扩建过程中，容易受到相邻间隔感应电的影响，导致表针来回摆动，印象测试准确性。
原有绝缘电阻表测试方法，需要四人进行操作，需频繁更换试验接线、变更所需核对开关柜，试验接线变更繁琐、工作量大、劳动强度高、工作效率低、试验操作危险性大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供了一种无需接线变更、劳动强度低、工作效率高且安全、集约、高效、可靠的开关柜相位核对装置。
本发明采用了如下技术方案：
一种开关柜相位核对装置，其包括装置外壳、设置在装置外壳内的核对电路、报警电路、显示电路和设置在装置外壳上的两组三相导电接口；所述两组三相导电接口包括以A接口、B接口、C接口为一组的导电接口和以X接口、Y接口、Z接口为一组的导电接口，所述A接口、B接口、C接口连接主进开关的开关柜与母线连接排连接的上口，所述X接口、Y接口、Z接口连接需要核对相位的被测开关柜与母线连接排连接的上口；所述核对电路包括测压电阻R1-测压电阻R3、开关K1-开关K3、比较器U1-比较器U3和单片机U4，其构成三组核对支路，每组核对支路结构相同且每组核对支路的输出端均接入单片机U4的相应A/D端，其中一组核对支路包括开关K1、测压电阻R1和比较器U1，所述开关K1和测压电阻R1串联后两端分别连接A接口和X接口，所述比较器U1的输入端和接地端分别并联在测压电阻R1的两端，所述比较器U1的输出端接入单片机U4的相应A/D端；所述单片机U4的对应I/O端分别接报警电路和显示电路的相应输入端；所述开关K2和测压电阻R2串联后两端分别连接B接口和Y接口，所述开关K3和测压电阻R3串联后两端分别连接C接口和Z接口。
进一步的，所报警电路包括电阻R4-电阻R9、PNP型三极管T1-PNP型三极管T3和3个声光报警装置，其构成三组报警支路，每组报警支路结构相同，其中一组报警支路包括电阻R4-电阻R5、PNP型三极管T1和1个声光报警装置，所述单片机U4的对应I/O端经电阻R4接入PNP型三极管T1的基极，所述PNP型三极管T1的集电极和声光报警装置串联后接地，所述PNP型三极管T1的发射极接电源Vcc，所述电阻R5并联在PNP型三极管T1的集电极和电源Vcc之间。
进一步的，所述声光报警装置为蜂鸣器和/或警示灯。
进一步的，所述显示电路包括液晶显示器U5及其外围元器件，所述单片机U4的I/O端和液晶显示器U5的I/O端对应电连接。
本发明的有益效果如下：
本发明实现了一次操作便可得出相位是否正确的结论，是一种集成化的试验装置，其采用内置锂电池，输出电压不超过36V，安全；将所有接线集中在测试仪器中，集约。本发明一次测试即可完成测试，判断相位是否正确，高效。本发明采用良好的绝缘和抗干扰技术，不受周围电磁干扰，可靠。
本发明大幅提升试验的准确性、安全性、可靠性，试验工作效率和应急反应速度均显著提高。
附图说明
图1为本发明的电路原理图。
其中，1核对电路、2报警电路、3显示电路，A、B、C分别表示A接口、B接口、C接口，X、Y、Z分别表示X接口、Y接口、Z接口。
具体实施方式
下面结合图1和具体实施例对本发明做进一步说明。
如图1所示，本实施例涉及一种开关柜相位核对装置，其包括装置外壳、设置在装置外壳内的核对电路1、报警电路2、显示电路3和设置在装置外壳上的两组三相导电接口；所述两组三相导电接口包括以A接口、B接口、C接口为一组的导电接口和以X接口、Y接口、Z接口为一组的导电接口，所述A接口、B接口、C接口连接主进开关的开关柜与母线连接排连接的上口，所述X接口、Y接口、Z接口连接需要核对相位的被测开关柜与母线连接排连接的上口；所述核对电路1包括测压电阻R1-测压电阻R3、开关K1-开关K3、比较器U1-比较器U3和单片机U4，其构成三组核对支路，每组核对支路结构相同且每组核对支路的输出端均接入单片机U4的相应A/D端，其中一组核对支路包括开关K1、测压电阻R1和比较器U1，所述开关K1和测压电阻R1串联后两端分别连接A接口和X接口，所述比较器U1的输入端和接地端分别并联在测压电阻R1的两端，所述比较器U1的输出端接入单片机U4的相应A/D端；其中一组核对支路包括开关K2、测压电阻R2和比较器U2，所述开关K2和测压电阻R2串联后两端分别连接B接口和Y接口，所述比较器U2的输入端和接地端分别并联在测压电阻R2的两端，所述比较器U2的输出端接入单片机U4的相应A/D端；其中一组核对支路包括开关K3、测压电阻R3和比较器U3，所述开关K3和测压电阻R3串联后两端分别连接C接口和Z接口，所述比较器U3的输入端和接地端分别并联在测压电阻R3的两端，所述比较器U3的输出端接入单片机U4的相应A/D端；所述单片机U4的对应I/O端分别接报警电路2和显示电路3的相应输入端。
进一步的，所报警电路2包括电阻R4-电阻R9、PNP型三极管T1-PNP型三极管T3和3个声光报警装置，其构成三组报警支路，每组报警支路结构相同，其中一组报警支路包括电阻R4-电阻R5、PNP型三极管T1和1个声光报警装置，所述单片机U4的对应I/O端经电阻R4接入PNP型三极管T1的基极，所述PNP型三极管T1的集电极和声光报警装置串联后接地，所述PNP型三极管T1的发射极接电源Vcc，所述电阻R5并联在PNP型三极管T1的集电极和电源Vcc之间；
其中一组报警支路包括电阻R6-电阻R7、PNP型三极管T2和1个声光报警装置，所述单片机U4的对应I/O端经电阻R6接入PNP型三极管T2的基极，所述PNP型三极管T2的集电极和声光报警装置串联后接地，所述PNP型三极管T2的发射极接电源Vcc，所述电阻R7并联在PNP型三极管T2的集电极和电源Vcc之间。其中一组报警支路包括电阻R8-电阻R9、PNP型三极管T3和1个声光报警装置，所述单片机U4的对应I/O端经电阻R8接入PNP型三极管T3的基极，所述PNP型三极管T3的集电极和声光报警装置串联后接地，所述PNP型三极管T3的发射极接电源Vcc，所述电阻R8并联在PNP型三极管T3的集电极和电源Vcc之间。进一步的，所述声光报警装置为蜂鸣器和/或警示灯，如图1所示，实施例中以SP1-SP3表示蜂鸣器。
进一步的，所述显示电路3包括液晶显示器U5及其外围元器件，所述单片机U4的I/O端和液晶显示器U5的I/O端对应电连接。
所述比较器U1-比较器U3的型号为LM339，所述单片机U4的型号为PIC 18F4420，
所述液晶显示器U5的型号为LM32019P或NA19019-C001。
本发明涉及的技术和工艺水平如下：
1.本发明采用电气试验、自动控制、电力电子、绝缘结构设计等领域的成熟技术，对传统试验仪器、试验接线进行集成，提高了现场试验操作的自动化水平，简化了试验流程。
2.本发明的装置外壳上设有控制面板、液晶显示、各开关柜设计接口、接地装置等一系列配套设施，无需进行试验接线变更、切换，降低仪器使用的繁琐性。
3.本发明采用较低电压的内置电池，输出电压不高于36V，即人体承受最高电压，即使工作时有人误触设备或装置，也不会导致触电危险，降低了试验危险性。
4.本发明的操作面板及外壳材料均采用高耐压等级的绝缘材料，并通过30kV的耐压试验及抗干扰试验合格后，方可选用，能有效提高测试核对的准确性。本发明的应用效果如下：
1.基建过程中，单一开关柜测试相位时就能节约工作时间0.3小时，约20分钟，一般变电站改、扩建10kV出线数至少为6条，新建变电站10kV出线为10条。因此，一次相位核对测试，本发明至少能节约时间2-3小时，
2.本发明实现高度集成化，将测试接线与测试保护装置全部集约到本装置中，无需再进行两头核对，节约试验人数两人。
3.本发明现已在供电公司推广应用，广泛应用于基建验收过程中，提高工作效率，目前兄弟单位还没有同类设备，在省公司系统中属于优秀领先水平。
本发明的推广前景如下：
本发明适用于新建、改扩建的10kV、35kV开关柜相位核对工作，本发明具有功能先进、系统兼容性强、改造成本低、安全性强等优点，应用前景广阔，推广价值良好。
以前，在对开关柜进行交接验收时，需要使用2500V绝缘电阻表，在主变低压侧加压，在开关柜各出线侧接地或悬空，倒接线3次，完成9次核对，达到完成开关柜相位核对的目的。但是这种测试方法存在的主要问题是由于使用2500V绝缘电阻表，电压等级较高，容易伤人，安全性不高；倒线次数多，极其影响工作效率，使用起来非常不方便。
本发明的创新技术只需一次接线，将所有接线全部归结到核对装置中，仅需要一次测试就可以显示三相测试相位是否全部正确，且内部电源直接用较低电压的内置电池，成功解决原了试验准备时间长、试验过程中接线变更频繁，试验工作易导致人身触电的问题，大幅提升试验的准确性、安全性、可靠性，试验工作效率和应急反应速度均显著提高。
本发明在应用中采取的安全控制措施如下：
1.原有测试方法存在的主要问题是由于使用2500V绝缘电阻表，电压等级较高，容易伤人，安全性不高；现有开关柜相位核对装置内部电源直接用较低电压的内置电池，输出电压不高于36V，即人体承受最高电压，即使工作时有人误触设备或装置，也不会导致触电危险。
2.本发明的操作面板及外壳材料均采用高耐压等级的绝缘材料，并通过30kV的耐压试验合格后，方可选用。
3.测试仪器采用专门的接地点，并选用专门的接地装置，保证仪器连接可靠；同时规定，开始工作前，必须先接接地线，工作结束后，接地线方可拆除。
4.采用有效的隔离防护措施，有效排除了相邻间隔感应电的干扰。
本实施例的材料选择、结构尺寸等工艺控制规范如下：
1.本开关柜相位核对装置的操作面板及装置外壳材料均采用高耐压等级的绝缘材料，并通过30kV的耐压试验合格后，方可选用。
2.本开关柜相位核对装置的长宽高分别为400*200*200mm规格，便于携带及测试，同时配备6条相位接线即2黄2绿2红、一条接地线即1黑，以及测试夹。此外，还应配备备用接线包，包括备用测试夹、接线等等。
本开关柜相位核对装置适用于各个等级的新建、改、扩建变电站10kV、35kV开关柜的相位核对验收工作。
表1：使用本发明前后效果对照表如下：
以某变电站单一10kV开关柜相位核对为例
| 类别 | 常规 | 本发明 |
| 试验人数 | 4人 | 2人 |
| 试验时间 | 0.5小时 | 0.2小时 |
| 试前准备用时 | 0.5小时 | 0.5小时 |
| 变更试验接线次数 | 9次 | 0次 |
| 测试时电压幅值 | 2500V | 36V |
| 测试有无触电危险 | 有 | 无 |
如表1所示，仅仅一个开关柜测试相位时就能节约试验时间0.3小时，约20分钟，节约试验人数两人次。一般变电站改、扩建10kV出线数至少为6条，新建变电站10kV出线为10条。因此，相位核对时，测试装置至少能节约时间2-3小时，每次测试经济效益可以达到节约测试资金3万元，大幅提升试验的准确性、安全性及工作效率。
以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (4)
1.一种开关柜相位核对装置，其特征在于：其包括装置外壳、设置在装置外壳内的核对电路（1）、报警电路（2）、显示电路（3）和设置在装置外壳上的两组三相导电接口；所述两组三相导电接口包括以A接口、B接口、C接口为一组的导电接口和以X接口、Y接口、Z接口为一组的导电接口，所述A接口、B接口、C接口连接主进开关的开关柜与母线连接排连接的上口，所述X接口、Y接口、Z接口连接需要核对相位的被测开关柜与母线连接排连接的上口；所述核对电路（1）包括测压电阻R1-测压电阻R3、开关K1-开关K3、比较器U1-比较器U3和单片机U4，其构成三组核对支路，每组核对支路结构相同且每组核对支路的输出端均接入单片机U4的相应A/D端，其中一组核对支路包括开关K1、测压电阻R1和比较器U1，所述开关K1和测压电阻R1串联后两端分别连接A接口和X接口，所述比较器U1的输入端和接地端分别并联在测压电阻R1的两端，所述比较器U1的输出端接入单片机U4的相应A/D端；所述单片机U4的对应I/O端分别接报警电路（2）和显示电路（3）的相应输入端；所述开关K2和测压电阻R2串联后两端分别连接B接口和Y接口，所述开关K3和测压电阻R3串联后两端分别连接C接口和Z接口。
2.根据权利要求1所述的一种开关柜相位核对装置，其特征在于：所述报警电路（2）包括电阻R4-电阻R9、PNP型三极管T1- PNP型三极管T3和3个声光报警装置，其构成三组报警支路，每组报警支路结构相同，其中一组报警支路包括电阻R4-电阻R5、PNP型三极管T1和1个声光报警装置，所述单片机U4的对应I/O端经电阻R4接入PNP型三极管T1的基极，所述PNP型三极管T1的集电极和声光报警装置串联后接地，所述PNP型三极管T1的发射极接电源Vcc，所述电阻R5并联在PNP型三极管T1的集电极和电源Vcc之间。
3.根据权利要求2所述的一种开关柜相位核对装置，其特征在于：所述声光报警装置为蜂鸣器和/或警示灯。
4.根据权利要求1或2所述的一种开关柜相位核对装置，其特征在于：所述显示电路（3）包括液晶显示器U5及其外围元器件，所述单片机U4的I/O端和液晶显示器U5的I/O端对应电连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20170808 |