CN107610956B - 一种断路器防误操作闭锁装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种断路器防误操作闭锁装置及方法，装置包括：底座、通讯模块、控制电路、识别芯片、继电器、限位开关、光电隔离模块、驱动模块、电气闭锁机构、机械闭锁机构和面罩。方法包括以下过程：断路器防误操作闭锁的遥控操作过程和断路器防误操作闭锁的就地操作过程。本发明克服了电气闭锁和机械闭锁机构的缺点，解决了常规闭锁装置中电气闭锁触点易被人为短接以及遥控条件下无法强制性闭锁的问题，能够有效防止发生误拉合断路器(开关)事故，提高了电网运维管理单位的运行管理水平。

Description

一种断路器防误操作闭锁装置及方法

技术领域

本发明涉及一种断路器防误操作闭锁装置及方法，具体地说是一种高压断路器(开关)的防误操作闭锁装置及方法，属于电力系统安全操作技术领域。

背景技术

在电力系统安全技术领域，防误闭锁操作特别强调五个方面(简称“五防”)，即防止误分、合断路器(开关)；防止带负荷分、合隔离开关；防止带电挂(合)接地线(接地开关)；防止带地线送电；防止误入带电间隔。其中后四种情况一般采用强制性闭锁措施，而第一种情况则在现有技术条件下无法满足强制性闭锁要求，存在误分、合断路器(开关)的风险。

现有断路器操作过程中，拉开断路器(开关)作为停电操作的首要步骤，其操作并无前提条件。目前主要采用提示性闭锁措施，《国家电网公司电力安全工作规程》规定：操作前，操作人员应首先确认待操作开关的名称和编号。操作人员如果因工作疏忽而走错间隔，且在未确认高压开关设备的名称和编号的情况下，就会造成正常运行设备误停电事故。

现有的断路器(开关)闭锁措施通常包括电气编码锁(电气闭锁结构)和机械编码锁(机械闭锁机构)，然而这两种闭锁方式均存在明显的缺陷：电气编码锁通过在断路器(开关)的电气操作回路串入触点方式，满足了强制性闭锁要求，但存在易被人员通过导线短接触点而导致闭锁失效的问题，此外电气编码锁不具有远程开锁功能，只能闭锁就地操作，无法闭锁遥控操作；机械编码锁无法满足强制性闭锁要求，也同样存在只能闭锁就地操作的局限。

因此，如何实现断路器(开关)的远方和就地操作的强制性闭锁，有效解决防止误拉合断路器(开关)问题，以提高电网运维管理单位的运行管理水平，是电网运维管理单位面临的一大难题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种防误操作闭锁装置及方法，其能够有效解决防止误拉合断路器(开关)的问题，以提高电网运维管理单位的运行管理水平。

本发明解决其技术问题采取的技术方案是：

本发明实施例提供的一种断路器防误操作闭锁装置，它包括：底座、通讯模块、控制电路、识别芯片、继电器、限位开关、光电隔离模块、驱动模块、电气闭锁机构、机械闭锁机构和面罩，所述的通讯模块、控制电路、识别芯片、继电器、限位开关、光电隔离模块、驱动模块、电气闭锁机构和机械闭锁机构设置在底座上，所述的通讯模块、识别芯片和限位开关分别与控制电路连接，所述控制电路通过光电隔离模块与驱动模块连接，所述驱动模块与继电器的线圈连接，所述继电器的工作触点通过电气闭锁机构电极串联在断路器的电气操作回路中，继电器的信号触点与控制电路连接，所述机械闭锁机构上设置有锁销；所述面罩扣合在底座上且将继电器封闭在面罩和底座形成的封闭空间内，所述面罩上设置在与锁销对应且能容纳锁销的卡槽，所述限位开关设置在面罩与底座结合处。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述通讯模块用于与外部进行通讯，传输指令和接收、发送数据；所述识别芯片用于储存装置的编码值，具有唯一的编码；所述控制电路用于作为控制中心，承担着信号上传与指令下发的任务，将装置识别码芯片的编码值与装置解锁/闭锁状态向外部发送，同时接收外部的解锁指令，控制电气闭锁机构动作；所述光电隔离模块用于控制电路与驱动模块的电气隔离；所述驱动模块用于驱动继电器触点动作；所述继电器用以通过工作触点接通或切断断路器的操作回路，通过信号触点将解锁/闭锁信号上传至控制电路；所述限位开关用于检测面罩位置，如果采用就地解锁装置解除机械闭锁机构并打开面罩后，限位开关触点自动闭合，控制电路检测到限位开关动作信号后，驱动电气闭锁机构自动解锁，从而接通断路器的操作回路。。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述机械闭锁机构与所述电气闭锁机构的机械尺寸相同，且共用相同的识别码。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述通讯模块包括无线通迅模块、以太网模块和光纤通讯模块。

作为本实施例一种可能的实现方式，断路器防误操作闭锁装置还包括远程解锁装置，所述远程解锁装置通过通讯模块与控制电路连接，用以对所述断路器防误操作闭锁装置进行遥控解锁操作。

作为本实施例一种可能的实现方式，断路器防误操作闭锁装置还包括就地解锁装置，所述就地解锁装置用以对机械闭锁机构进行就地解锁操作。

本发明实施例提供的一种断路器防误操作闭锁方法，它包括以下过程：

断路器防误操作闭锁的遥控操作过程：通过远程控制断路器的强制性闭锁和解锁，来实现防止发生误拉合断路器事故的发生；

断路器防误操作闭锁的就地操作过程：通过就地控制断路器的强制性闭锁和解锁，来实现防止发生误拉合断路器事故的发生。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述断路器防误操作闭锁的遥控操作过程包括以下步骤：

步骤S11，确定操作任务及目标锁具；

步骤S12，远程解锁装置启动解锁，通过网络读取目标锁具的识别码进行反校；

步骤S13，远程解锁装置将读取到的识别码与数据库中的目标锁具编码值进行比对，如果读取到的识别码与数据库中的目标锁具编码值一致则进入步骤S14，否则发出“目标锁具识别错误！”告警信号，并强制退出遥控操作过程；

步骤S14，远程解锁装置下达解锁指令至目标锁具；

步骤S15，对目标锁具进行解锁，如果解锁成功则上传解锁信号至远程解锁装置，并提示“目标锁具已解锁，可以操作！”信号；否则向远程解锁装置返回“目标锁具解锁失败！”信号，并强制退出遥控操作过程；

步骤S16，操作人员根据解锁信号提示进行遥控操作；

步骤S17，如果在设定解锁时间内未进行断路器相关操作，目标锁具重新自动闭锁并上传闭锁信号至远程解锁装置，同时提示“目标锁具闭锁操作！”信号。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述断路器防误操作闭锁的就地操作过程包括以下步骤：

步骤S21，下传操作任务至就地解锁装置；

步骤S22，就地解锁装置插入机械闭锁机构，并识别目标锁具的识别码；

步骤S23，就地解锁装置将读取到的识别码与数据库中的目标锁具编码值进行比对，如果读取到的识别码与存储在就地解锁装置中的目标锁具编码值一致则进入步骤S24，否则发出“目标锁具识别错误！”告警信号，并强制退出就地操作过程；

步骤S24，对目标锁具的机械闭锁机构进行解锁，如果解锁成功则控制电路自动解锁电气闭锁机构，并上传解锁信号至就地解锁装置，并提示“目标锁具已解锁，可以操作！”信号；否则向就地解锁装置返回“目标锁具解锁失败！”信号，并退出就地操作过程；

步骤S25，操作人员根据解锁信号提示进行就地操作。

本发明实施例的技术方案可以具有的有益效果如下：

本发明的实施例技术方案的断路器(开关)防误操作闭锁装置的继电器采用光电隔离设计，能够避免对断路器(开关)电气操作回路的干扰；电气闭锁机构解锁后能够在设定解锁时间内实现自保持；面罩能保护电气闭锁机构的触点不被人为短接解锁；当机械闭锁机构解锁并打开面罩后，控制回路通过检测限位开关信号，自动解除电气闭锁机构。机械闭锁机构与电气闭锁机构的机械尺寸一致，且共用相同的识别码，均可用通用解锁工具紧急解锁。本发明的实施例技术方案不仅有效解决了防止误拉合断路器(开关)的问题，而且提高了电网运维管理单位的运行管理水平。

将本发明的实施例技术方案的断路器(开关)防误操作闭锁装置安装在操作开关把手外，该装置集成了机械闭锁和电气闭锁两种功能，同时满足远方和就地条件下断路器(开关)的强制性闭锁要求。遥控操作条件下，通过远程解锁装置遥控解锁电气闭锁机构，开放断路器(开关)的电气操作回路；就地操作条件下，采用就地解锁装置就地解锁机械闭锁机构，打开面罩后，控制电路对电气闭锁机构自动解锁，开放断路器(开关)的电气操作回路。本发明克服了现有电气闭锁结构和机械闭锁机构的缺点，解决了常规闭锁装置中电气闭锁触点易被人为短接以及遥控条件下无法强制性闭锁的问题，能够有效防止发生误拉合断路器(开关)事故。

附图说明

图1是根据一示例性实施例示出的一种断路器防误操作闭锁装置去掉面罩时的结构示意图；

图2是根据一示例性实施例示出的一种断路器防误操作闭锁装置的面罩结构示意图。

1-底座、2-通讯模块、3-控制电路、4-识别芯片、5-继电器、5a-工作触点、5b-信号触点、6-限位开关、7-光电隔离模块、8-驱动模块、9-电气闭锁机构、9a-电气闭锁机构电极、10-机械闭锁机构、11-锁销、12-卡槽、13-面罩。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。

图1是根据一示例性实施例示出的一种断路器防误操作闭锁装置去掉面罩时的结构示意图；图2是根据一示例性实施例示出的一种断路器防误操作闭锁装置的面罩结构示意图。

如图1和图2所示，断路器防误操作闭锁装置可以包括：底座1、通讯模块2、控制电路3、识别芯片4、继电器5、限位开关6、光电隔离模块7、驱动模块8、电气闭锁机构9、机械闭锁机构10和面罩13，所述的通讯模块2、控制电路3、识别芯片4、继电器5、限位开关6、光电隔离模块7、驱动模块8、电气闭锁机构9和机械闭锁机构10设置在底座1上，所述的通讯模块2、识别芯片4和限位开关6分别与控制电路3连接，所述控制电路3通过光电隔离模块7与驱动模块8连接，所述驱动模块8与继电器5的线圈连接，所述继电器的工作触点5a通过电气闭锁机构电极9a串联在断路器的操作回路中，继电器的信号触点5b与控制电路3连接，所述机械闭锁机构10上设置有锁销11；所述面罩13扣合在底座1上且将继电器封闭在面罩和底座形成的封闭空间内，用于保护继电器触点不被人为短接解锁，所述面罩12上设置与锁销对应且能容纳锁销的卡槽12，所述面罩与底座通过锁销及卡槽闭锁，只有机械闭锁机构解锁后，锁销脱离卡槽，面罩与底座方可分离；所述限位开关6设置在面罩13与底座1的结合处，如果打开面罩后，限位开关触点自动闭合，控制电路检测到限位开关动作信号后，判断机械闭锁机构已解锁，自动驱动电气闭锁机构解锁，接通断路器(开关)的操作回路。

在一种可能的实现方式中，所述通讯模块用于控制电路与外部进行通讯，传输指令和接收、发送数据；所述识别芯片用于储存装置的编码值，具有唯一的编码；所述控制电路用于作为控制中心，承担着信号上传与指令下发的任务，将装置识别码芯片的编码值与装置解锁/闭锁状态向外部发送，同时接收外部的解锁指令，控制电气闭锁机构动作；所述光电隔离模块用于控制电路与驱动模块的电气隔离，实现继电器触点电气回路完全独立，避免断路器(开关)的电气操作回路受到干扰；所述驱动模块用于驱动继电器触点动作，实现对电气闭锁机构的解锁；所述继电器用以通过工作触点接通或切断断路器的操作回路，通过信号触点将解锁/闭锁信号上传至控制电路；所述限位开关用于检测面罩位置，如果采用就地解锁装置解除机械闭锁机构并打开面罩后，限位开关触点自动闭合，控制电路检测到限位开关信号后驱动电气闭锁机构自动解锁，从而接通断路器的操作回路；所述电气闭锁机构与机械闭锁机构的机械尺寸一致，均可用通用解锁工具紧急解锁。

所述继电器有两副触点，一副为工作触点，串接在断路器(开关)电气操作回路中；另一副为信号触点，将解锁/闭锁信号上传至控制回路；所述继电器的两副触点具有自保持功能，保持时间(解锁时间)可设定。采用遥控方式解锁时，继电器达到设定的解锁时间后自动闭锁，从而降低长时间不操作时电气操作回路开放的风险。

在一种可能的实现方式中，所述机械闭锁机构与所述电气闭锁机构的机械尺寸相同，且共用相同的识别码，均可用通用解锁工具紧急解锁。

在一种可能的实现方式中，所述通讯模块包括无线通迅模块、以太网模块和光纤通讯模块。

在一种可能的实现方式中，断路器防误操作闭锁装置还包括远程解锁装置，所述远程解锁装置通过通讯模块与控制电路连接，用以对所述断路器防误操作闭锁装置进行遥控解锁操作。

在一种可能的实现方式中，断路器防误操作闭锁装置还包括就地解锁装置，所述就地解锁装置用以对机械闭锁机构进行就地解锁操作。

将本实施例技术方案的断路器(开关)防误操作闭锁装置安装在操作开关把手外，同时实现远方和就地条件下断路器(开关)的强制性闭锁。操作人员在远方或就地操作开关前，必须首先遥控或就地解锁该闭锁装置，能够有效防止发生误拉合断路器(开关)事故。

作为一示例性实施例，一种断路器防误操作闭锁方法可以包括以下过程：

一、断路器防误操作闭锁的遥控操作过程

遥控操作过程通过远程控制断路器的强制性闭锁和解锁，来实现防止发生误拉合断路器事故的发生。

所述断路器防误操作闭锁的遥控操作过程包括以下步骤：

步骤S11，确定操作任务及目标锁具；

步骤S12，远程解锁装置启动解锁，通过网络读取目标锁具的识别码进行反校；

步骤S13，远程解锁装置将读取到的识别码与数据库中的目标锁具编码值进行比对，如果读取到的识别码与数据库中的目标锁具编码值一致则进入步骤S14，否则发出“目标锁具识别错误！”告警信号，并强制退出遥控操作过程；

步骤S14，远程解锁装置下达解锁指令至目标锁具；

步骤S15，对目标锁具进行解锁，如果解锁成功则上传解锁信号至远程解锁装置，并提示“目标锁具已解锁，可以操作！”信号；否则向远程解锁装置返回“目标锁具解锁失败！”信号，并强制退出遥控操作过程；

步骤S16，操作人员根据解锁信号提示进行遥控操作；

步骤S17，如果在设定解锁时间内未进行断路器相关操作，目标锁具重新自动闭锁并上传闭锁信号至远程解锁装置，同时提示“目标锁具闭锁操作！”信号。

二、断路器防误操作闭锁的就地操作过程

就地操作过程通过就地控制断路器的强制性闭锁和解锁，来实现防止发生误拉合断路器事故的发生。

所述断路器防误操作闭锁的就地操作过程包括以下步骤：

步骤S21，下传操作任务至就地解锁装置；

步骤S22，就地解锁装置插入机械闭锁机构，并识别目标锁具的识别码；

步骤S23，就地解锁装置将读取到的识别码与存储在就地解锁装置中的目标锁具编码值进行比对，如果读取到的识别码与数据库中的目标锁具编码值一致则进入步骤S24，否则发出“目标锁具识别错误！”告警信号，并退出就地操作过程；

步骤S24对目标锁具的机械闭锁机构进行解锁，如果解锁成功则控制电路自动解锁电气闭锁机构，上传解锁信号至就地解锁装置，并提示“目标锁具已解锁，可以操作！”信号；否则向就地解锁装置返回“目标锁具解锁失败！”信号，并强制退出就地操作过程；

步骤S25，操作人员根据解锁信号提示进行就地操作。

本实施例技术方案的断路器防误操作闭锁方法集成了机械闭锁和电气闭锁两种功能，将继电器的工作接点串联在断路器(开关)的操作回路中，能够同时满足远方和就地条件下断路器(开关)的强制性闭锁要求。遥控操作条件下，可通过远程解锁装置遥控解锁电气闭锁机构，开放断路器(开关)的电气操作回路；就地操作条件下，可采用就地解锁装置解锁机械闭锁机构，打开面罩后，控制电路对电气闭锁机构自动解锁，开放断路器(开关)的电气操作回路。本发明克服了现有电气闭锁结构和机械闭锁机构各自的缺点，解决了常规闭锁装置中电气闭锁触点易被人为短接以及遥控条件下无法强制性闭锁的问题，能够有效防止发生误拉合断路器(开关)事故，提高了电网运维管理单位的运行管理水平。

以上所述只是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种断路器防误操作闭锁装置，其特征是，包括：底座、通讯模块、控制电路、识别芯片、继电器、限位开关、光电隔离模块、驱动模块、电气闭锁机构、机械闭锁机构和面罩，所述的通讯模块、控制电路、识别芯片、继电器、限位开关、光电隔离模块、驱动模块、电气闭锁机构和机械闭锁机构设置在底座上，所述的通讯模块、识别芯片和限位开关分别与控制电路连接，所述控制电路通过光电隔离模块与驱动模块连接，所述驱动模块与继电器的线圈连接，所述继电器的工作触点通过电气闭锁机构电极串联在断路器的电气操作回路中，继电器的信号触点与控制电路连接，所述机械闭锁机构上设置有锁销；所述面罩扣合在底座上且将继电器封闭在面罩和底座形成的封闭空间内，所述面罩上设置与锁销对应且能容纳锁销的卡槽，所述限位开关设置在面罩与底座结合处；所述限位开关用于检测面罩位置，如果采用就地解锁装置解除机械闭锁机构并打开面罩后，限位开关触点自动闭合，控制电路检测到限位开关信号后驱动电气闭锁机构自动解锁；所述继电器有两副触点，一副为工作触点，串接在断路器电气操作回路中，另一副为信号触点，将解锁/闭锁信号上传至控制回路；所述两副触点具有自保持功能，保持时间可设定。

2.如权利要求1所述的一种断路器防误操作闭锁装置，其特征是，所述通讯模块用于与外部进行通讯，传输指令和接收、发送数据；所述识别芯片用于储存装置的编码值，具有唯一的编码；所述控制电路用于作为控制中心，承担着信号上传与指令下发的任务，将识别芯片的编码值与装置解锁/闭锁状态向外部发送，同时接收外部的解锁指令，控制电气闭锁机构动作；所述光电隔离模块用于控制电路与驱动模块的电气隔离；所述驱动模块用于驱动继电器触点动作；所述继电器用以通过工作触点接通或切断断路器的操作回路，通过信号触点将解锁/闭锁信号上传至控制电路。

3.如权利要求1所述的一种断路器防误操作闭锁装置，其特征是，所述机械闭锁机构与所述电气闭锁机构的机械尺寸相同，且共用相同的识别码。

4.如权利要求1所述的一种断路器防误操作闭锁装置，其特征是，所述通讯模块包括无线通讯 模块、以太网模块和光纤通讯模块。

5.如权利要求1至4任意一项所述的一种断路器防误操作闭锁装置，其特征是，还包括远程解锁装置，所述远程解锁装置通过通讯模块与控制电路连接，用以对所述断路器防误操作闭锁装置进行遥控解锁操作。

6.如权利要求1至4任意一项所述的一种断路器防误操作闭锁装置，其特征是，还包括就地解锁装置，所述就地解锁装置用以对机械闭锁机构进行就地解锁操作。

7.一种断路器防误操作闭锁方法，其特征是，利用权利要求1-6任意一种断路器防误操作闭锁装置，包括以下过程：

断路器防误操作闭锁的遥控操作过程：通过远程控制断路器的强制性闭锁和解锁，来实现防止发生误拉合断路器事故的发生；

断路器防误操作闭锁的就地操作过程：通过就地控制断路器的强制性闭锁和解锁，来实现防止发生误拉合断路器事故的发生。

8.如权利要求7所述的一种断路器防误操作闭锁方法，其特征是，所述断路器防误操作闭锁的遥控操作过程包括以下步骤：

步骤S11，确定操作任务及目标锁具；

步骤S12，远程解锁装置启动解锁，通过网络读取目标锁具的识别码进行反校；

步骤S13，远程解锁装置将读取到的识别码与数据库中的目标锁具编码值进行比对，如果读取到的识别码与数据库中的目标锁具编码值一致则进入步骤S14，否则发出“目标锁具识别错误！”告警信号，并强制退出遥控操作过程；

步骤S14，远程解锁装置下达解锁指令至目标锁具；

步骤S15，对目标锁具进行解锁，如果解锁成功则上传解锁信号至远程解锁装置，并提示“目标锁具已解锁，可以操作！”信号；否则向远程解锁装置返回“目标锁具解锁失败！”信号，并强制退出遥控操作过程；

步骤S16，操作人员根据解锁信号提示进行遥控操作；

步骤S17，如果在设定解锁时间内未进行断路器相关操作，目标锁具重新自动闭锁并上传闭锁信号至远程解锁装置，同时提示“目标锁具闭锁操作！”信号。

9.如权利要求7所述的一种断路器防误操作闭锁方法，其特征是，所述断路器防误操作闭锁的就地操作过程包括以下步骤：

步骤S21，下传操作任务至就地解锁装置；

步骤S22，就地解锁装置插入机械闭锁机构，并识别目标锁具的识别码；

步骤S23，就地解锁装置将读取到的识别码与数据库中的目标锁具编码值进行比对，如果读取到的识别码与存储在就地解锁装置中的目标锁具编码值一致则进入步骤S24，否则发出“目标锁具识别错误！”告警信号，并强制退出就地操作过程；

步骤S24, 对目标锁具的机械闭锁机构进行解锁，如果解锁成功则控制电路自动解锁电气闭锁机构，上传解锁信号至就地解锁装置，并提示“目标锁具已解锁，可以操作！”信号；否则向就地解锁装置返回“目标锁具解锁失败！”信号，并退出就地操作过程；

步骤S25，操作人员根据解锁信号提示进行就地操作。