CN108736338A - 智能型高压开关柜 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种智能型高压开关柜，涉及电力系统回路电阻检测的技术领域，包括：开关设备和回路电压检测装置；回路电压检测装置包括：充电器、第一控制器、储能装置、第二控制器、电流检测装置、电压检测装置、单片机；充电器分别与第一控制器和储能装置相连；开关设备分别与第二控制器、电流检测装置、电压检测装置和所述储能装置相连；单片机分别与电流检测装置和电压检测装置相连；第一控制器与所述第二控制器均为PWM控制器，第一控制器的PWM信号与第二控制器的PWM信号相匹配，以使充电器为储能装置充电时，开关设备分闸，储能装置放电时，开关设备合闸。能够满足大电流进行检测回路电阻的要求，且操作简单，控制方便。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统回路电阻检测技术领域，尤其是涉及一种智能型高压开关柜。
背景技术
开关柜是电气设备，其主要作用是在电力系统进行发电、输电、配电和电能转换过程中，进行开合、控制和保护用电设备。按电压等级在3.6kV～550kV的电器产品为高压开关柜，高压开关柜中包括开关设备。同时，回路电阻是高压开关柜中的开关设备性能的重要特性参数。若回路电阻增大，会导致开关设备触头电损耗增大，温度升高。由于开关设备的触头设计都有热容量的限制，一旦超过触头所能承受的热容量的范围，开关设备就会处于非常危险的状态，造成开关故障，影响系统安全。因此，定时检测开关设备的回路电阻是十分重要的。
现有的检测方式是，采用直流电流进行开关设备回路电阻检测。开关设备回路电阻阻值很小，一般为几十到几百微欧。若测量电流较小，则在开关设备上产生的电压降就很小，这样对测量压降仪器的灵敏度要求就会很高，而且小电流不能消除触头上的氧化膜，所以不仅使测量难度变大，也很难精确测量。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供回路电压检测装置和智能型高压开关柜，能够满足大电流进行检测回路电阻的要求，同时，第一控制器和第二控制器采用PWM信号相匹配设置，能够便于对开关设备一次性操作，就获得动态分闸回路电阻和合闸回路电阻，操作简单，控制方便。
第一方面，本发明实施例提供了一种智能型高压开关柜，包括：开关设备和回路电压检测装置；
所述回路电压检测装置包括：充电器、第一控制器、储能装置、第二控制器、电流检测装置、电压检测装置、单片机；所述充电器分别与所述第一控制器和所述储能装置相连；所述开关设备分别与所述第二控制器、所述电流检测装置、所述电压检测装置和所述储能装置相连；所述单片机分别与所述电流检测装置和电压检测装置相连；
所述第一控制器用于控制所述充电器为所述储能装置充电；
所述第二控制器用于控制所述开关设备的合闸/分闸；
所述电流检测装置用于在所述储能装置为所述开关设备放电时，采集所述开关设备的合闸/分闸时的电流；
所述电压检测装置用于在所述储能装置为所述开关设备放电时，采集所述开关设备的合闸/分闸时的电压；
所述单片机用于根据所述电流检测装置采集到的电流和所述电压检测装置采集到的电压计算回路电阻值；
所述第一控制器与所述第二控制器均为PWM控制器，所述第一控制器的PWM信号与所述第二控制器的PWM信号相匹配，以使所述充电器为所述储能装置充电时，所述开关设备分闸，所述储能装置放电时，所述开关设备合闸。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述电流检测装置为采样电阻或霍尔电流传感器。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述储能装置为超级电容。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，还包括：触发装置，所述触发装置分别与所述第一控制器和第二控制器相连，以通过所述控制开关启动所述第一控制器和第二控制器。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述触发装置为控制开关。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述控制开关为按钮。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述触发装置包括：温度检测器和比较器；所述温度检测器和所述比较器相连；
所述温度检测器设置在所述开关设备的接触电阻处，所述温度检测器用于检测所述开关设备的接触电阻的温度值；
所述比较器用于将所述温度检测器检测到的温度值与所述预设值进行比较，并在所述温度值大于所述预设值后，发送停止信号至所述第一控制器和所述第二控制器。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，还包括：报警器，所述报警器与所述比较器相连；
所述比较器还用于在比较出所述温度值大于所述预设值后，发送报警信号至所述报警器；
所述报警器用于在接收到所述报警信号后，进行报警。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，还包括：通信器，所述通信器与所述比较器相连，所述通信器用于与智能终端相连；
所述比较器还用于在比较出所述温度值大于所述预设值后，通过所述通信器发送报警信号至所述智能终端，以实现远程监控所述智能型高压开关柜。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第九种可能的实施方式，其中，所述温度检测器还用于检测高压开关柜中的高压熔断器、变压器、绝缘件的温度值。
本发明实施例带来了以下有益效果：通过增加回路电压检测装置，回路电压检测装置包括：充电器、第一控制器、储能装置、第二控制器、电流检测装置、电压检测装置、单片机；充电器分别与第一控制器和储能装置相连，开关设备分别与第二控制器、电流检测装置、电压检测装置和储能装置相连，单片机分别与电流检测装置和电压检测装置相连，第一控制器控制充电器为储能装置充电，第二控制器控制开关设备的合闸/分闸，电流检测装置在储能装置为开关设备放电时，采集开关设备的合闸/分闸时的电流，电压检测装置用于在储能装置为开关设备放电时，采集开关设备的合闸/分闸时的电压，单片机用于根据电流检测装置采集到的电流和电压检测装置采集到的电压计算回路电阻值，第一控制器与第二控制器均为PWM控制器，第一控制器的PWM信号与第二控制器的PWM信号相匹配，以使充电器为储能装置充电时，开关设备分闸，储能装置放电时，开关设备合闸，本发明提供储能装置为开关设备充电，能够满足大电流进行检测回路电阻的要求，同时，第一控制器和第二控制器采用PWM信号相匹配设置，能够便于对开关设备一次性操作，就获得动态分闸回路电阻和合闸回路电阻，操作简单，控制方便。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一个实施例提供的智能型高压开关柜的结构图；
图2为本发明另一个实施例提供的智能型高压开关柜的结构图；
图3为本发明再一个实施例提供的智能型高压开关柜的结构图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
高压开关柜中包括开关设备。同时，回路电阻是高压开关柜中的开关设备性能的重要特性参数。若回路电阻增大，会导致开关设备触头电损耗增大，温度升高。由于开关设备的触头设计都有热容量的限制，一旦超过触头所能承受的热容量的范围，开关设备就会处于非常危险的状态，造成开关故障，影响系统安全。因此，定时检测开关设备的回路电阻是十分重要的。
现有的检测方式是，采用直流电流进行开关设备回路电阻检测。开关设备回路电阻阻值很小，一般为几十到几百微欧。若测量电流较小，则在开关设备上产生的电压降就很小，这样对测量压降仪器的灵敏度要求就会很高，而且小电流不能消除触头上的氧化膜，所以不仅使测量难度变大，也很难精确测量。
基于此，本发明提供了一种智能型高压开关柜，可以通过增加回路电压检测装置，回路电压检测装置包括：充电器、第一控制器、储能装置、第二控制器、电流检测装置、电压检测装置、单片机；充电器分别与第一控制器和储能装置相连，开关设备分别与第二控制器、电流检测装置、电压检测装置和储能装置相连，单片机分别与电流检测装置和电压检测装置相连，第一控制器控制充电器为储能装置充电，第二控制器控制开关设备的合闸/分闸，电流检测装置在储能装置为开关设备放电时，采集开关设备的合闸/分闸时的电流，电压检测装置用于在储能装置为开关设备放电时，采集开关设备的合闸/分闸时的电压，单片机用于根据电流检测装置采集到的电流和电压检测装置采集到的电压计算回路电阻值，第一控制器与第二控制器均为PWM控制器，第一控制器的PWM信号与第二控制器的PWM信号相匹配，以使充电器为储能装置充电时，开关设备分闸，储能装置放电时，开关设备合闸，本发明提供储能装置为开关设备充电，能够满足大电流进行检测回路电阻的要求，同时，第一控制器和第二控制器采用PWM信号相匹配设置，能够便于对开关设备一次性操作，就获得动态分闸回路电阻和合闸回路电阻，操作简单，控制方便。
为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种智能型高压开关柜进行详细介绍，
结合图1所示，本发明实施例提供了一种智能型高压开关柜，包括：开关设备110和回路电压检测装置。
回路电压检测装置包括：充电器120、第一控制器130、储能装置140、第二控制器150、电流检测装置160、电压检测装置170、单片机180；充电器120分别与第一控制器130和储能装置140相连；开关设备110分别与第二控制器150、电流检测装置160、电压检测装置170和储能装置140相连；单片机180分别与电流检测装置160和电压检测装置170相连。
其中，第一控制器130用于控制充电器120为储能装置140充电；
第二控制器150用于控制开关设备110的合闸/分闸；
电流检测装置160用于在储能装置140为开关设备放电时，采集开关设备110的合闸/分闸时的电流；
电压检测装置170用于在储能装置140为所述开关设备放电时，采集开关设备110的合闸/分闸时的电压；
单片机180用于根据电流检测装置160采集到的电流和电压检测装置170采集到的电压计算回路电阻值；
第一控制器130与第二控制器150均为PWM控制器，第一控制器130的PWM信号与第二控制器150的PWM信号相匹配，以使充电器120为储能装置140充电时，开关设备110分闸，储能装置140放电时，开关设备110合闸。
具体来说，本发明通过储能装置140提供电流，对开关设备110进行直流的回路电阻检测。同时在合闸和分闸时通过电流检测装置160和电压检测装置170进行电流和电压的检测，得到动态的合闸时和分闸时的电流和电压，通过合闸和分闸通用的算式：其中，R为回路电阻，U为合闸或者分闸时电压，I为合闸或者分闸时电流。
当然，由于电流检测装置160和电压检测装置170分别检测得到合闸和分闸动态变化时的电流和电流，所以，得到的回路电阻也是合闸时刻或分闸时刻动态变化的电阻。从而能够研究动态的回路电阻变化。
另外，第一控制器130与第二控制器150均为PWM控制器，第一控制器130的PWM信号与第二控制器150的PWM信号相匹配，以使充电器120为储能装置140充电时，开关设备110分闸，储能装置140放电时，开关设备110合闸，这样能够通过PWM信号，使得第一控制器130与第二控制器150之间能够自动的、一次性的，进行动态分闸回路电阻和合闸回路电阻检测，操作简单，控制方便。
可选的，电流检测装置160为采样电阻或霍尔电流传感器。
具体的，霍尔电流传感器是按照霍尔效应原理制成的，对安培定律加以应用，即在载流导体周围产生一正比于该电流的磁场，而霍尔器件则用来测量这一磁场。由于霍尔电流传感器是测量磁场以得到电流数据的，所以，霍尔电流传感器可以完成非接触被检测对象就能够完成检测。提高了检测的准确性。
可选的，储能装置140为超级电容。
这样可以满足大电流的供应，为采用直流电流法检测回路电流电阻提供大电流。
可选的，还包括：触发装置，触发装置分别与第一控制器和第二控制器相连，以通过控制开关启动第一控制器和第二控制器。进一步的，触发装置为控制开关。进一步的，控制开关为按钮。
结合图2所示，触发装置包括：温度检测器1101和比较器1102；温度检测器1101和比较器1102相连；
温度检测器1101设置在开关设备的接触电阻1处，温度检测器1101用于检测开关设备的接触电阻1的温度值；
比较器1102用于将温度检测器检测到的温度值与预设值进行比较，并在温度值大于预设值后，发送停止信号至第一控制器130与第二控制器150。
具体来说，由于开关设备的接触头所能够承受的热容量有限，所以当接触头到达一定热量时，开关设备就会处于非常危险的状态，造成开关故障，影响系统安全。所以，在接触头处设有接触电阻1，所以检测接触电阻1的温度，也就可以表示接触头处的温度状况，当检测的温度大于预设值时，则说明开关设备就会处于非常危险的状态，所以，停止第一控制器130与第二控制器150发生运动，也就使得不会进行检测了。停止检测时，由于开关设备不会运动，所以，开关设备危险减低，同时也会降低热量。
可选的，还包括：报警器，报警器与比较器相连；
比较器还用于在比较出温度值大于所述预设值后，发送报警信号至报警器；
报警器用于在接收到所述报警信号后，进行报警。
具体来说，报警器可以包括声光报警器，设置在智能型高压开关柜的外壳上，当报警发生时，可以让工作人员清晰知道开关设备的接触电阻1处温度过高。
可选的，还包括：通信器，通信器与比较器相连，通信器用于与智能终端相连；
比较器还用于在比较出温度值大于预设值后，通过通信器发送报警信号至智能终端，以实现远程监控智能型高压开关柜。
具体来说，结合图3所示，通信器1201与比较器1102相连，这样通过通信器1201能够在智能型高压开关柜100与智能终端200之间通信，当用户手持智能终端200时，就可以远程接收到智能型高压开关柜100的报警情况，进行远程控制。
可选的，温度检测器为温度传感器。
可选的，温度检测器还用于检测高压开关柜中的高压熔断器、变压器、绝缘件的温度值。
具体来说，可以在高压开关柜中的高压熔断器、变压器、绝缘件中每个位置安装一个或者多个温度检测器，检测高压开关柜中的高压熔断器、变压器、绝缘件的温度。同时，还可以通过通信器1201将温度发送至智能终端上，让工作人员监控高压开关柜中的各个部件的温度情况，发现温度过高，及时采取相应措施，避免高压事故。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本发明的范围。
在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种智能型高压开关柜，其特征在于，包括：开关设备和回路电压检测装置；
所述回路电压检测装置包括：充电器、第一控制器、储能装置、第二控制器、电流检测装置、电压检测装置、单片机；所述充电器分别与所述第一控制器和所述储能装置相连；所述开关设备分别与所述第二控制器、所述电流检测装置、所述电压检测装置和所述储能装置相连；所述单片机分别与所述电流检测装置和电压检测装置相连；
所述第一控制器用于控制所述充电器为所述储能装置充电；
所述第二控制器用于控制所述开关设备的合闸/分闸；
所述电流检测装置用于在所述储能装置为所述开关设备放电时，采集所述开关设备的合闸/分闸时的电流；
所述电压检测装置用于在所述储能装置为所述开关设备放电时，采集所述开关设备的合闸/分闸时的电压；
所述单片机用于根据所述电流检测装置采集到的电流和所述电压检测装置采集到的电压计算回路电阻值；
所述第一控制器与所述第二控制器均为PWM控制器，所述第一控制器的PWM信号与所述第二控制器的PWM信号相匹配，以使所述充电器为所述储能装置充电时，所述开关设备分闸，所述储能装置放电时，所述开关设备合闸。
2.根据权利要求1所述的智能型高压开关柜，其特征在于，所述电流检测装置为采样电阻或霍尔电流传感器。
3.根据权利要求1所述的智能型高压开关柜，其特征在于，所述储能装置为超级电容。
4.根据权利要求1-3任一项所述的智能型高压开关柜，其特征在于，还包括：触发装置，所述触发装置分别与所述第一控制器和第二控制器相连，以通过所述控制开关启动所述第一控制器和第二控制器。
5.根据权利要求4所述的智能型高压开关柜，其特征在于，所述触发装置为控制开关。
6.根据权利要求5所述的智能型高压开关柜，其特征在于，所述控制开关为按钮。
7.根据权利要求4所述的智能型高压开关柜，其特征在于，所述触发装置包括：温度检测器和比较器；所述温度检测器和所述比较器相连；
所述温度检测器设置在所述开关设备的接触电阻处，所述温度检测器用于检测所述开关设备的接触电阻的温度值；
所述比较器用于将所述温度检测器检测到的温度值与所述预设值进行比较，并在所述温度值大于所述预设值后，发送停止信号至所述第一控制器和所述第二控制器。
8.根据权利要求7所述的智能型高压开关柜，其特征在于，还包括：报警器，所述报警器与所述比较器相连；
所述比较器还用于在比较出所述温度值大于所述预设值后，发送报警信号至所述报警器；
所述报警器用于在接收到所述报警信号后，进行报警。
9.根据权利要求8所述的智能型高压开关柜，其特征在于，还包括：通信器，所述通信器与所述比较器相连，所述通信器用于与智能终端相连；
所述比较器还用于在比较出所述温度值大于所述预设值后，通过所述通信器发送报警信号至所述智能终端，以实现远程监控所述智能型高压开关柜。
10.根据权利要求7所述的智能型高压开关柜，其特征在于，所述温度检测器还用于检测高压开关柜中的高压熔断器、变压器、绝缘件的温度值。
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