CN108054732B - 高速断路器的保持电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高速断路器的保持电路。该电路中第一接触器的主触点、保持电阻、高速断路器串联形成第一支路；第二接触器的主触点与保持电阻并联；第一接触器的辅助常开触点、中间继电器的常闭触点、第一接触器串联形成第二支路；第一时间继电器、第二接触器与第一时间继电器的常闭触点串联形成的支路分别与第一接触器并联；第二时间继电器连接在电源负极与第二接触器的主触点的第二端之间；闭合按钮连接在电源正极与第一时间继电器的第二端之间；第一时间继电器的第二端与第一接触器的第二端连接；第二时间继电器的常开触点与中间继电器串联形成第三支路；三个支路并联在正极和负极之间。本发明实施例的电路能够保证高速断路器的线圈不被损坏。

Description

高速断路器的保持电路

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种高速断路器的保持电路。

背景技术

地铁车辆每个牵引逆变器输入电路都由单独的高速断路器(High Speed CircuitBreaker，简称HSCB)保护，并且高速断路器仅用于牵引回路。高速断路器的作用是当系统发生故障导致过流时，它和保护装置、制动装置相配合，迅速切断主回路，防止事故扩大，保护后端设备免于电流冲击以至于损坏。高速断路器相比于熔断器、电子开关等保护设备拥有响应速度更快、开断能力更强、寿命更长等特点。高度断路器的保护动作由牵引控制单元触发或高速断路器机械触发装置触发。当牵引控制单元检测到牵引逆变器故障，并需要断开高速断路器，此时牵引控制单元发出断开高速断路器的指令；当牵引逆变器输入端发生过流并达到高速断路器过流保护的阈值时，高速断路器机械触发装置触发，自动断开保护。

高速断路器本身的控制电路需要有一个保持电路，实现对高速断路器线圈的控制，即保证高速断路器线圈持续供电，同时高速断路器闭合时需要一个大电流驱动，而当闭合后高速断路器线圈无法承受持续大电流，需要一个保持电阻。

现有高速断路器的保持电路，一般采用两个接触器实现，如图1所示，当高速断路器闭合指令给出时，接触器F与接触器G闭合，过0.5～1s时，接触器G断开，电阻R1介入。但是，当接触器G操作时间缓慢或触点粘连，会导致无法断开，导致线圈H持续通过大电流，容易烧坏器件。

发明内容

本发明提供一种高速断路器的保持电路，以解决现有的保持电路中当接触器的操作时间缓慢或触点粘连，容易烧坏器件的问题。

本发明提供一种高速断路器的保持电路，包括：

高速断路器、第一接触器、第二接触器、第一时间继电器、第二时间继电器、中间继电器、闭合按钮和保持电阻；

其中，依次串联的所述第一接触器的主触点、所述保持电阻、所述高速断路器形成第一支路；

所述第二接触器的主触点的第一端与所述保持电阻的第一端连接，所述第二接触器的主触点的第二端与所述保持电阻的第二端连接；

依次串联的所述第一接触器的辅助常开触点、所述中间继电器的常闭触点、所述第一接触器形成第二支路；

所述第一时间继电器的第一端、所述第二接触器的第一端分别与所述第一接触器的第一端连接；所述第一时间继电器的常闭触点的第一端与所述第一接触器的第二端连接，所述第一时间继电器的常闭触点的第二端与所述第二接触器的第二端连接；

所述第二时间继电器连接在电源的负极与所述第二接触器的主触点的第二端之间；

所述闭合按钮连接在电源的正极与所述第一时间继电器的第二端之间；

所述第一时间继电器的第二端与所述第一接触器的第二端连接；

依次串联的所述第二时间继电器的常开触点与所述中间继电器形成第三支路；

所述第一支路、所述第二支路以及所述第三支路的第一端分别与所述电源的正极连接，所述第一支路、所述第二支路以及所述第三支路的第二端分别与所述电源的负极连接。

可选的，还包括：

断开按钮；

所述断开按钮的第一端与所述中间继电器的第一端连接；所述断开按钮的第二端与所述电源的正极连接。

可选的，所述网络信号输入端口接连至第一时间继电器的第一端，所述网络信号输入端口用于输入高速断路器闭合指令。

可选的，还包括：

第一防反二极管；

其中，所述第一防反二极管连接在所述闭合按钮与所述第一时间继电器的第二端之间。

可选的，还包括：

第二防反二极管；所述第二防反二极管连接在所述网络信号输入端口与所述第一时间继电器的第二端之间。

可选的，还包括：

第三防反二极管和第四防反二极管；

其中，所述第三防反二极管连接在所述高速断路器的第一端与所述第二接触器的主触点的第二端之间；

所述第四防反二极管连接在所述第二时间继电器与所述第二接触器的主触点的第二端之间。

可选的，还包括：

第五二极管；

所述第五二极管的第一端与所述第二接触器的第一端连接，所述第五二极管的第二端与所述第二接触器的第二端连接。

可选的，作为一种可实施的方式，所述第一接触器的主触点的个数为六个。

可选的，作为一种可实施的方式，所述第二接触器的主触点的个数为六个。

可选的，作为一种可实施的方式，所述电源的输出电压为直流110V。

本发明提供的高速断路器的保持电路，包括：高速断路器、第一接触器、第二接触器、第一时间继电器、第二时间继电器、中间继电器、闭合按钮和保持电阻，其中，第一接触器的主触点、所述保持电阻、所述高速断路器串联形成的第一支路，所述第一接触器的辅助常开触点、所述中间继电器的常闭触点、所述第一接触器串联形成的第二支路，所述第二时间继电器的常开触点与所述中间继电器串联形成的第三支路，相互并联，分别连接在电源的正极和负极，第二接触器的主触点与所述保持电阻并联，第一时间继电器与第一接触器并联，第二接触器与第一时间继电器的常闭触点串联的支路与第一接触器并联，第二时间继电器连接在电源的负极与所述第二接触器的主触点的第二端之间，能够保证保持电阻导入正常，如无法导入则断开输入电源，保证了高速断路器的线圈不被损坏。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是现有的高速断路器的保持电路的结构示意图；

图2是本发明提供的高速断路器的保持电路一实施例的结构示意图；

图3是本发明提供的高速断路器的保持电路另一实施例的结构示意图。

附图标记说明：

H、高速断路器；

KA201、第一接触器；

KA202、第二接触器；

SJ201、第一时间继电器；

SJ202、第二时间继电器；

KM201、中间继电器；

S1、闭合按钮；

S2、断开按钮；

R201、保持电阻。

通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的设备的例子。

本发明的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

首先对本发明所涉及的名词进行解释：

接触器和继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。

本发明实施例中涉及到的高速断路器，可以应用于轨道车辆中，例如地铁车辆等。

本发明实施例的高速断路器的保持电路，通过两个时间继电器与接触器配合，确保保持电阻导入正常，如无法导入则断开输入电源，保证高速断路器的线圈不被损坏，旨在解决现有的保持电路中当接触器的操作时间缓慢或触点粘连，容易烧坏器件的问题。

下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图2是本发明提供的高速断路器的保持电路一实施例的结构示意图。如图2所示，本实施例提供的高速断路器的保持电路，包括：

高速断路器H、第一接触器KA201、第二接触器KA202、第一时间继电器SJ201、第二时间继电器SJ202、中间继电器KM201、闭合按钮和保持电阻R201；

其中，依次串联的所述第一接触器KA201的主触点1、2、3、4、5、6、所述保持电阻R201、所述高速断路器H形成第一支路；

所述第二接触器KA202的主触点1L1、2T1、3L2、4T2、5L3、6T3的第一端与所述保持电阻R201的第一端连接，所述第二接触器KA202的主触点1L1、2T1、3L2、4T2、5L3、6T3的第二端与所述保持电阻R201的第二端连接；

依次串联的所述第一接触器KA201的辅助常开触点13、14、所述中间继电器KM201的常闭触点、所述第一接触器KA201形成第二支路；

所述第一时间继电器SJ201的第一端、所述第二接触器KA202的第一端分别与所述第一接触器KA201的第一端连接；所述第一时间继电器SJ201的常闭触点15、16的第一端与所述第一接触器KA201的第二端连接，所述第一时间继电器SJ201的常闭触点15、16的第二端与所述第二接触器KA202的第二端连接；

所述第二时间继电器SJ202连接在电源的负极与所述第二接触器KA202的主触点1L1、2T1、3L2、4T2、5L3、6T3的第二端之间；

所述闭合按钮S1连接在电源的正极与所述第一时间继电器SJ201的第二端之间；

所述第一时间继电器SJ201的第二端与所述第一接触器KA201的第二端连接；

依次串联的所述第二时间继电器SJ202的常开触点17、18与所述中间继电器KM201形成第三支路；

所述第一支路、所述第二支路以及所述第三支路的第一端分别与所述电源的正极连接，所述第一支路、所述第二支路以及所述第三支路的第二端分别与所述电源的负极连接。

具体的，保持电路包括第一接触器KA201、第二接触器KA202，中间继电器KM201，第一时间继电器SJ201、第二时间继电器SJ202及保持电阻R201。保持电路输入为DC110V+、DC110V-、闭合按钮S1。

上述保持电路的控制逻辑如下：

1)当闭合按钮S1给出闭合指令(即需要闭合高速断路器)时，第一接触器KA201与第二接触器KA202同时得电，KA201的主触点1、2、3、4、5、6闭合，KA202的主触点1L1、2T1、3L2、4T2、5L3、6T3闭合，保证了高速断路器闭合时的大电流驱动，此时高速断路器的线圈H得电，实现了高速断路器的闭合；KA201的辅助常开触点13、14闭合，电源的正极接入KA201，实现KA201供电自锁，保证线圈H持续得电；闭合按钮闭合时第一时间继电器SJ201得电，开始计时，时间设置为0.5～1s。第二时间继电器SJ202得电，开始计时，时间设置为1.5～2s。

2)当第一时间继电器SJ201计时超过0.5～1s时，SJ201的常闭触点15与16断开，KA202失电，KA202的主触点1L1、2T1、3L2、4T2、5L3、6T3断开，此时保持电阻R201连接在高速断路器的线圈电路中，进行分流，避免损坏高速断路器器件。

3)当第一时间继电器SJ201超过1s时未动作，KA202持续得电，此时经过2s，SJ202的常开触点17与18闭合，中间继电器KM201得电，KM201的辅助常闭触点19与20断开，KA201失电，此时高速断路器的线圈失电，避免了高速断路器的线圈持续通过大电流，烧坏高速断路器器件。

上述过程中，通过时间继电器与接触器配合，确保保持电阻R1导入正常，如无法导入则断开输入电源，保证高速断路器的线圈不被损坏。

本实施例的高速断路器的保持电路，包括：高速断路器、第一接触器、第二接触器、第一时间继电器、第二时间继电器、中间继电器、闭合按钮和保持电阻，其中，第一接触器的主触点、所述保持电阻、所述高速断路器串联形成的第一支路，所述第一接触器的辅助常开触点、所述中间继电器的常闭触点、所述第一接触器串联形成的第二支路，所述第二时间继电器的常开触点与所述中间继电器串联形成的第三支路，相互并联，分别连接在电源的正极和负极，第二接触器的主触点与所述保持电阻并联，第一时间继电器与第一接触器并联，第二接触器与第一时间继电器的常闭触点串联的支路与第一接触器并联，第二时间继电器连接在电源的负极与所述第二接触器的主触点的第二端之间，能够保证保持电阻导入正常，如无法导入则断开输入电源，保证了高速断路器的线圈不被损坏。

在上述实施例的基础上，可选的，如图3所示，还包括：

断开按钮S2；

所述断开按钮的第一端与所述中间继电器KM201的第一端连接；所述断开按钮的第二端与所述电源的正极连接。

具体的，上述电路控制逻辑如下：

当第一时间继电器SJ201正常工作，保持电阻R201正常接入，此时SJ202可以停止计时，如果需要高速断路器断开时，断开按钮输入断开指令，此时中间继电器KM201得电，KM201的辅助常闭触点断开，KA201失电，此时高速断路器的线圈失电，实现了高速断路器的断开。

可选的，所述网络信号输入端口连接至第一时间继电器的第二端，所述网络信号输入端口用于输入高速断路器闭合指令。

具体的，网络信号输入端口输入高速断路器闭合指令后的电路控制逻辑可以参考图2对应的电路控制逻辑描述，此处不再赘述。

本实施例中，可以通过断开按钮，实现了高速断路器的断开。

在上述实施例的基础上，可选的，如图3所示，还包括：

第一防反二极管D201、第二防反二极管D202、第三防反二极管D203和第四防反二极管D204；

其中，所述第一防反二极管连接在所述闭合按钮与所述第一时间继电器的第二端之间；

第二防反二极管；所述第二防反二极管连接在所述网络信号输入端口与所述第一时间继电器的第二端之间；

所述第三防反二极管连接在所述高速断路器的第一端与所述第二接触器的主触点的第二端之间；

所述第四防反二极管连接在所述第二时间继电器与所述第二接触器的主触点的第二端之间。

具体的，上述四个防反二极管的作用可以是防止电流逆向。

在上述实施例的基础上，可选的，如图3所示，还包括：

第五二极管D205；

所述第五二极管的第一端与所述第二接触器的第一端连接，所述第五二极管的第二端与所述第二接触器的第二端连接。

具体的，上述第五二极管对第二接触器起到保护作用。

上述具体实施方式中，通过二极管防止电流逆向，并对器件起到保护作用。

图2、图3中第一支路的第一端D4、第一支路的第二端D19分别连接在电源的正极和负极之间，第二支路的第一端D2、第一支路的第二端D18分别连接在电源的正极和负极之间，第三支路的第一端D1、第三支路的第二端D16分别连接在电源的正极和负极之间。断开按钮S2和第一中间继电器KM201连接在D7处，闭合按钮S1和第一时间继电器SJ201连接在D8处，第一时间继电器SJ201和第二接触器KA202连接在D17处，第一时间继电器SJ201的常闭触点15、16和第二接触器KA202连接在D11处，第一时间继电器SJ201的常闭触点15、16和第一接触器KA201连接在D9处，第一接触器KA201的辅助常开触点13、14和中间继电器KM201的常闭触点连接在D10处，高速断路器H和保持电阻R201连接在D14处，保持电阻R201和第一接触器KA201的主触点1、2、3、4、5、6连接在D13处，

上述保持电路，通过时间继电器双重控制及反馈信号互锁，提高了保持电路的可靠性和抗干扰性，在地铁车辆高速断路器控制系统中有着明显的优势，是未来发展的方向。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本发明旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (10)

1.一种高速断路器的保持电路，其特征在于，包括：

高速断路器、第一接触器、第二接触器、第一时间继电器、第二时间继电器、中间继电器、闭合按钮和保持电阻；

其中，依次串联的所述第一接触器的主触点、所述保持电阻、所述高速断路器形成第一支路；

所述第二接触器的主触点的第一端与所述保持电阻的第一端连接，所述第二接触器的主触点的第二端与所述保持电阻的第二端连接；

依次串联的所述第一接触器的辅助常开触点、所述中间继电器的常闭触点、所述第一接触器形成第二支路；

所述第一时间继电器的第一端、所述第二接触器的第一端分别与所述第一接触器的第一端连接；所述第一时间继电器的常闭触点的第一端与所述第一接触器的第二端连接，所述第一时间继电器的常闭触点的第二端与所述第二接触器的第二端连接；

所述第二时间继电器连接在电源的负极与所述第二接触器的主触点的第二端之间；

所述闭合按钮连接在电源的正极与所述第一时间继电器的第二端之间；

所述第一时间继电器的第二端与所述第一接触器的第二端连接；

依次串联的所述第二时间继电器的常开触点与所述中间继电器形成第三支路；

所述第一支路、所述第二支路以及所述第三支路的第一端分别与所述电源的正极连接，所述第一支路、所述第二支路以及所述第三支路的第二端分别与所述电源的负极连接。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，还包括：

断开按钮；

所述断开按钮的第一端与所述中间继电器的第一端连接；所述断开按钮的第二端与所述电源的正极连接。

3.根据权利要求1或2所述的电路，其特征在于，网络信号输入端口连接至第一时间继电器的第二端，所述网络信号输入端口用于输入高速断路器闭合指令。

4.根据权利要求1或2所述的电路，其特征在于，还包括：

第一防反二极管；

其中，所述第一防反二极管连接在所述闭合按钮与所述第一时间继电器的第二端之间。

5.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，还包括：

第二防反二极管；所述第二防反二极管连接在所述网络信号输入端口与所述第一时间继电器的第二端之间。

6.根据权利要求1或2所述的电路，其特征在于，还包括：

第三防反二极管和第四防反二极管；

其中，所述第三防反二极管连接在所述高速断路器的第一端与所述第二接触器的主触点的第二端之间；

所述第四防反二极管连接在所述第二时间继电器与所述第二接触器的主触点的第二端之间。

7.根据权利要求1或2所述的电路，其特征在于，还包括：

第五二极管；

所述第五二极管的第一端与所述第二接触器的第一端连接，所述第五二极管的第二端与所述第二接触器的第二端连接。

8.根据权利要求1或2所述的电路，其特征在于，所述第一接触器的主触点的个数为六个。

9.根据权利要求1或2所述的电路，其特征在于，所述第二接触器的主触点的个数为六个。

10.根据权利要求1或2所述的电路，其特征在于，所述电源的输出电压为直流110V。