CN109742654A - 带有非接触式高压带电显示器的开关柜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有非接触式高压带电显示器的开关柜，属于电力设备领域，包括柜体和柜门，柜门上设有非接触式高压带电显示器，所述非接触式高压带电显示器包括外壳、供电电源、检测接头、高压指示灯和红外感应模块，外壳的一侧设有面板，供电电源用于供电，检测接头用于与高压电气设备电连接，高压指示灯设于面板上且与检测接头电连接用于指示高压电气设备是否带电，红外感应模块设于外壳内，面板上设有与红外感应模块对应的窗口，红外感应模块通过光电耦合器电连接于高压指示灯。采用红外感应模块探测是否有人员靠近开关柜，实现非接触式触发高压带电显示器的目的。

Description

带有非接触式高压带电显示器的开关柜

技术领域

本发明涉及电力设备技术领域，尤其涉及一种带有非接触式高压带电显示器的开关柜。

背景技术

在电力领域，为了显示开关柜中进线母线、断路器、主变等高压电气设备是否带电以防止电气误操作，必须配备高压带电显示器，用于向运检人员提供高压电气设备被检测处主回路电压状态的信息。当高压电气设备带有运行电压时，带电显示器发出闪光，提醒人们注意开关柜内的高压电气设备通有运行电压，高压电气设备不带电时则无指示。

目前，大多数带电显示器都是接触式的，常用氖灯作为显示元件，故障率高、寿命短、效果差，带电显示器的高压传感器直接与高压电气设备连接，采用电容分压获得二次电压。由于沿海地区的湿度、盐度较高，粉尘会粘附在高压传感器的表面。一旦粘附的粉尘受潮，泄露电流增大，抬高电位或电压，会使带电显示器的二次回路引入高压，从而引发高压传感器电容击穿和软击穿事故。使用时，由于运检人员是直接用手按压开关获悉工况，会危及人生安全，甚至造成设备停电事故。

由于现有带电显示器的高压传感器与高压电气设备直接连接存在安全隐患，一些厂家设计并生产了非接触式高压带电显示器，对进线母线在一定距离范围内利用电磁感应原理进行信号放大，实现控制带电显示器驱动装置的目的。但是，由于空气中的温度、湿度等介质参数存在变化，会对信号检测造成干扰。再者，此种非接触式带电显示器的电场传感器需要与进线母线之间保持一定的安全距离，非接触式带电显示器的安装精度要求较高，现有的开关柜没有足够的空间用于安装此种非接触式带电显示器，若要更换现有的开关柜，则耗资巨大，不切实际。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的缺点和不足，本发明提供了一种可实现非接触带电显示目的的带有非接触式高压带电显示器的开关柜。

为了实现上述技术目的，本发明提供的带有非接触式带电显示器的开关柜，包括柜体和用于开闭柜体的柜门，柜门上设有非接触式高压带电显示器，所述非接触式高压带电显示器包括外壳、供电电源、检测接头、高压指示灯和红外感应模块，外壳的一侧设有面板，供电电源用于供电，检测接头用于与高压电气设备电连接，高压指示灯设于面板上且与检测接头电连接用于指示高压电气设备是否带电，红外感应模块设于外壳内，面板上设有与红外感应模块对应的窗口，红外感应模块通过光电耦合器电连接于高压指示灯。

优选的，所述红外感应模块电连接于高压指示灯的电路上依次串联设有信号放大模块、整形模块和延时控制模块，延时控制模块用于控制高压指示灯的显示时间。

优选的，所述供电电源的输出电路上串联设有第一整流模块。

优选的，所述非接触式高压带电显示器还包括蓄电池，蓄电池在供电电源出现故障时进行供电。

优选的，所述非接触式高压带电显示器还包括电源故障检测模块和故障指示灯，电源故障检测模块电连接于供电电源且用于检测供电电源是否发生故障，故障指示灯电连接于电源故障检测模块且用于指示供电电源是否发生故障。

优选的，所述电源故障检测模块电连接于供电电源的电路上串联设有降压电阻。

优选的，所述非接触式高压带电显示器还包括安全开关、用于控制安全开关的控制模块、用于表示安全开关所处状态的闭锁指示灯和解锁指示灯，闭锁指示灯和解锁指示灯均电连接于控制模块，闭锁指示灯电连接于红外感应模块和检测接头，控制模块电连接于检测接头。

优选的，所述闭锁指示灯电连接于检测接头的电路上设有第二整流模块，控制模块通过第二整流模块电连接于检测接头。

优选的，所述安全开关包括锁销、弹簧、锁块和电磁块，锁销可活动设于柜门的背面，弹簧的一端定位设置、另一端接触于锁销，锁块设于柜体内部，锁块上设有供锁销插入的锁孔，电磁块设于锁块内且电连接于控制模块，锁销在高压电气设备通电时插于锁孔中。

优选的，所述柜门上设有用于装设非接触式高压带电显示器的安装口，非接触式高压带电显示器通过螺钉固定于柜门上的安装口处。

采用上述技术方案后，本发明具有如下优点：

1、本发明提供的带有非接触式高压带电显示器的开关柜，对现有开关柜上设置的高压带电显示器进行了改进，采用红外感应模块探测是否有人员靠近开关柜，实现非接触式触发高压带电显示器的目的。高压指示灯通过检测接头与高压电气设备电连接，高压指示灯在常态下处于熄灭状态，当有人员靠近开关柜时，红外感应模块探测到红外感应信号后，光电耦合器导通，高压指示灯亮起，表明高压电气设备带有运行电压，提醒人员保持安全距离，避免发生安全事故。由于红外感应模块不受空气的温度、湿度等参数的影响，也无需与高压电气设备之间保持特定的安全距离，安装精度要求不高，可以广泛应用于现有的开关柜，能很好的满足实际应用要求。

2、通过加设的信号放大模块和整形模块对红外感应模块探测到的信号进行调节，使其满足整体控制运行要求。当检修人员离开红外感应模块的探测范围时，通过加设的延时控制模块适当的延长高压指示灯的显示时间，更好的满足警示使用要求。

3、当供电电源出现故障时，加设的蓄电池作为备用电源对带电显示器的各用电元件进行供电，使高压带电显示器整体在供电电源出现故障的情况下也能正常运行。

4、通过加设的电源故障检测模块对供电电源进行实时的检测，当供电电源出现故障时，故障指示灯亮起，提醒检修人员及时对供电电源进行检修，以便保障高压带电显示器整体能正常运行。通过降压电阻降低供电电源向电源故障检测模块提供的供电电流，避免供电电流过大导致的电源故障检测模块烧毁的情况。

5、安全开关用于控制柜门的开闭，高压电气设备带有运行电压情况下，控制模块使安全开关关闭柜门，当检修人员出现在红外感应模块的探测范围内时，闭锁指示灯亮起，提醒柜门处于关闭状态，无法打开。高压电气设备断电情况下，当检修人员出现在红外感应模块的探测范围内时，解锁指示灯亮起，提醒柜门处于可打开状态，检修人员可以直接打开柜门对开关柜内部的高压电气设备进行检修。通过安全开关和控制模块进一步提高检修时操作的安全性，避免发生安全事故。

6、高压电气设备通电时，电磁块通电，锁销在电磁块的磁力作用下插于锁块上的锁孔中，柜门无法打开。当高压电气设备断电时，电磁块断电，电磁块对锁销的电磁力作用消失，锁销在弹簧的作用下复位退出锁孔，柜门处于可被打开的状态，检修人员可以打开柜门对开关柜内部的电气元件进行检修。

7、非接触式高压带电显示器通过螺钉固定安装于柜门上，非接触式高压带电显示器的安装结构简单，安装强度高，能很好的满足使用要求。

附图说明

图1为本发明实施例一开关柜打开时的示意图；

图2为本发明实施例一开关柜中非接触式高压带电显示器的整体示意图；

图3为本发明实施例一开关柜中非接触式高压带电显示器的控制原理图；

图4为本发明实施例一开关柜中非接触式高压带电显示器上面板部分的示意图；

图5为本发明实施例一开关柜中非接触式高压带电显示器上安全开关的结构示意图。

图中，110-柜体，120-柜门，121-安装口，122-长孔，200-非接触式高压带电显示器，210-外壳，220-面板，221-窗口，230-固定孔，1-供电电源，2-检测接头，3-高压指示灯，4-红外感应模块，5-第一整流模块，6-降压模块，7-第一光电耦合器，8-信号放大模块，9-整形模块，10-延时控制模块，11-电源指示灯，12-电源故障检测模块，13-故障指示灯，14-第二光电耦合器，15-降压电阻，16-安全开关，161-锁销，162-弹簧，163-锁块，164-电磁块，165-锁孔，166-限位套，17-控制模块，18-闭锁指示灯，19-解锁指示灯，20-第二整流模块，21-第三光电耦合器，22-第四光电耦合器，23-蓄电池。

具体实施方式

实施例一

如图1至图4所示，本发明实施例一提供的带有非接触式高压带电显示器的开关柜，包括柜体110和用于开闭柜体的柜门120，柜门120上设有非接触式高压带电显示器200。非接触式高压带电显示器200包括外壳210、供电电源1、检测接头2、高压指示灯3和红外感应模块4，外壳210的一侧设有面板220，供电电源1用于供电，检测接头2用于与高压电气设备电连接，高压指示灯3设于面板220上且与检测接头2电连接用于指示高压电气设备是否带电，红外感应模块4设于外壳210内，面板220上设有与红外感应模块4对应的窗口221，红外感应模块4通过第一光电耦合器7电连接于高压指示灯3。

面板上的开口处固定有透明的玻璃，采用红外感应模块探测是否有人员靠近开关柜，实现非接触式触发高压带电显示器的目的。高压指示灯通过检测接头与高压电气设备电连接，高压指示灯在常态下处于熄灭状态，当有人员靠近开关柜时，红外感应模块探测到红外感应信号后，光电耦合器导通，高压指示灯亮起，表明高压电气设备带有运行电压，提醒人员保持安全距离，避免发生安全事故。由于红外感应模块不受空气的温度、湿度等参数的影响，也无需与高压电气设备之间保持特定的安全距离，安装精度要求不高，可以广泛应用于现有的开关柜，能很好的满足实际应用要求。

本实施例中，检测接头2设有三个，分别与高压电气设备的A相、B相、C相对应。使用时，三个检测接头2分别电连接于开关柜中进线母线的三相。相应的，高压指示灯3也设有三个，与三个检测接头2一一对应电连接，且高压指示灯接地设置。为了便于区分，与A相对应的检测接头和高压指示灯用黄色表示，与B相对应的检测接头和高压指示灯用绿色表示，与C相对应的检测接头和高压指示灯用红色表示。优选的，高压指示灯3采用LED灯。

本实施例中，供电电源1采用市电进行供电，为了使供电电流符合使用要求，供电电源的输出电路上串联设有第一整流模块5，第一整流模块用于将交流电整流成直流电。

本实施例中，红外感应模块4采用红外传感器，由于红外传感器4的工作电压较小，红外感应模块电连接于第一整流模块5的电路上串联有降压模块6，具体地，降压模块6可以采用直流降压器。

为了使红外感应模块4的探测信号能顺利触发第一光电耦合器7，红外感应模块4与第一光电耦合器7电连接的电路上串联设有信号放大模块8和整形模块9。利用信号放大电路8对红外感应模块4探测到的信号进行适当的转换和放大，利用整形模块9对放大后的信号进行波形限幅整形，将红外感应模块4探测的光信号转换成稳定的电流信号，从而通过第一光电耦合器7使高压指示灯3在亮起时保持稳定的指示作用。

为了满足在检修人员离开红外感应模块4的探测距离而高压指示灯3能继续提示的目的，红外感应模块4与第一光电耦合器7电连接的电路上还设有延时控制模块10，延时控制模块10具体位于整形模块9和第一光电耦合器7之间的电路上。本实施例中，延时控制模块10可以采用延时继电器，当检修人员离开红外感应模块4的探测距离时，延时继电器延时3s～10s后断开，从而使高压指示灯3延时3s～10s后熄灭。

为了表示供电电源1是否能正常供电，高压带电显示器还包括用于指示供电电源1是否正常的电源指示灯11。本实施例中，电源指示灯11电接于降压模块6。

为了在供电电源1出现故障时能及时提醒检修人员，高压带电显示器还包括电源故障检测模块12和故障指示灯13，电源故障检测模块12电连接于供电电源1且用于检测供电电源是否发生故障，故障指示灯13电连接于电源故障检测模块12且用于显示供电电源1是否发生故障。

本实施例中，为了便于区分，电源指示灯11可以采用绿色光的灯，故障指示灯13可以采用红色光的灯，电源指示灯11和故障指示灯13安装于面板220上。电源故障检测模块12通过第二光电耦合器14电连接于第一整流模块5的输出端，电源故障检测模块12电接于第一整流模块5的电路上还设有降压电阻15。

为了在供电电源1出现故障时高压带电显示器整体能正常运行，高压带电显示器还设有蓄电池23。当供电电源1出现故障时，加设的蓄电池23作为备用电源对各用电元件进行供电，使高压带电显示器整体在供电电源出现故障的情况下也能正常运行。

为了提高检修的安全性，高压带电显示器还包括安全开关16、用于控制安全开关的控制模块17、用于表示安全开关所处状态的闭锁指示灯18和解锁指示灯19，闭锁指示灯18和解锁指示灯19均受控于控制模块17。闭锁指示灯18电连接于控制模块17，解锁指示灯19也电连接于控制模块。

本实施例中，安全开关16用于控制开关柜中柜门120的开闭。闭锁指示灯18通过第二整流模块20电连接于检测接头2，同时，闭锁指示灯18又通过第三光电耦合器21电连接于延时控制模块10。控制模块17电连接于第一整流模块5的输出端，控制模块17通过第四光电耦合器22电连接于第二整流模块20，第二整流模块20接地。

本实施例中，电源指示灯11、故障指示灯13、闭锁指示灯18和解锁指示灯19均设于面板220上。

结合图5，安全开关16包括锁销161、弹簧162、锁块163和电磁块164，锁销161可活动设于柜门120的背面，弹簧162的一端定位设置、另一端接触于锁销，锁块163设于柜体110的内部，锁块163上设有供锁销161插入的锁孔165，电磁块164电连接于控制模块17且用于驱动锁销162，锁销161在高压电气设备通电时插于锁孔165中。

本实施例中，柜门120的背面固定有限位套166，销轴161可横向活动的装设于该限位套166中，弹簧162设于限位套内，弹簧162的一端固定于连接于限位套的内壁，弹簧162的另一端固定连接于销轴161的一端。锁块163通过螺钉固定于柜体110的内部，电磁块164设于锁块的内部。高压电气设备通电时，控制模块17使电磁块164通电，锁销161在电磁块164的磁力作用下插于锁块163上的锁孔165中，柜门120无法打开。当高压电气设备断电时，控制模块17使电磁块164断电，电磁块164对锁销161的电磁力作用消失，锁销161在弹簧162的作用下复位退出锁孔165，柜门120处于可被打开的状态，检修人员可以打开柜门对开关柜内部的电气元件进行检修。

为了安装非接触式高压带电显示器200，柜门120上设有用于装设非接触式高压带电显示器的安装口121，非接触式高压带电显示器通过螺钉固定于柜门120上的安装口121处。柜门120上设有若干均匀分布于安装口121外周的长孔122，非接触式高压带电显示器200上设有供螺钉拧入的固定孔230。

开关柜中的高压电气设备带有运行电压情况下，当检修人员进入红外感应模块4的探测范围内时，红外感应模块4产生感应信号，第一光电耦合器7导通，高压指示灯3亮起，提醒检修人员开关柜中的高压电气设备带有运行电压。同时，第三光电耦合器21导通，闭锁指示灯18亮起，提醒检修人员开关柜的柜门120处于关闭状态，无法打开。

开关柜中的高压电气设备断电的情况下，当检修人员出现在红外感应模块4的探测范围内时，高压指示灯3和闭锁指示灯18处于常态下的熄灭状态。同时，第四光电耦合器22仍处于断开状态，控制模块17根据第四光电耦合器22的断开信息向解锁指示灯19提供电流使解锁指示灯通电亮起，提醒检修人员柜门处于可打开状态，控制模块17同时切断安全开关16的电流，电磁块164断电，锁销161在弹簧162的作用下退出锁孔165，检修人员可以直接打开柜门120对开关柜内的高压电气设备进行检修。

可以理解的是，检测接头2可以采用电源接线夹等合理的结构，当然，检测接头也可以采用电流传感器或电压传感器。

可以理解的是，第一整流模块5和第二整流模块20可以采用现有的整流器。

可以理解的是，降压模块6也可以采用现有技术中其他合理的降压结构。

可以理解的是，信号放大模块8可以采用现有的红外传感放大器。

可以理解的是，整形模块9可以采用现有的整流器。

可以理解的是，延时控制模块10可以采用现有技术中其他合理的延时通电结构。

可以理解的是，电源故障检测模块12可以采用现有技术中的电源故障检测电路等合理的结构。

可以理解的是，控制模块17可以采用PLC控制器。

可以理解的是，柜门120的背面指柜门朝向柜体110内部的平面。

除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明权利要求书中所定义的范围。

Claims (10)

1.带有非接触式高压带电显示器的开关柜，包括柜体和用于开闭柜体的柜门，柜门上设有非接触式高压带电显示器，其特征在于，所述非接触式高压带电显示器包括外壳、供电电源、检测接头、高压指示灯和红外感应模块，外壳的一侧设有面板，供电电源用于供电，检测接头用于与高压电气设备电连接，高压指示灯设于面板上且与检测接头电连接用于指示高压电气设备是否带电，红外感应模块设于外壳内，面板上设有与红外感应模块对应的窗口，红外感应模块通过光电耦合器电连接于高压指示灯。

2.根据权利要求1所述的开关柜，其特征在于，所述红外感应模块电连接于高压指示灯的电路上依次串联设有信号放大模块、整形模块和延时控制模块，延时控制模块用于控制高压指示灯的显示时间。

3.根据权利要求1所述的开关柜，其特征在于，所述供电电源的输出电路上串联设有第一整流模块。

4.根据权利要求1所述的开关柜，其特征在于，所述非接触式高压带电显示器还包括蓄电池，蓄电池在供电电源出现故障时进行供电。

5.根据权利要求1所述的开关柜，其特征在于，所述非接触式高压带电显示器还包括电源故障检测模块和故障指示灯，电源故障检测模块电连接于供电电源且用于检测供电电源是否发生故障，故障指示灯电连接于电源故障检测模块且用于指示供电电源是否发生故障。

6.根据权利要求5所述的开关柜，其特征在于，所述电源故障检测模块电连接于供电电源的电路上串联设有降压电阻。

7.根据权利要求1所述的开关柜，其特征在于，所述非接触式高压带电显示器还包括安全开关、用于控制安全开关的控制模块、用于表示安全开关所处状态的闭锁指示灯和解锁指示灯，闭锁指示灯和解锁指示灯均电连接于控制模块，闭锁指示灯电连接于红外感应模块和检测接头，控制模块电连接于检测接头。

8.根据权利要求7所述的开关柜，其特征在于，所述闭锁指示灯电连接于检测接头的电路上设有第二整流模块，控制模块通过第二整流模块电连接于检测接头。

9.根据权利要求7所述的开关柜，其特征在于，所述安全开关包括锁销、弹簧、锁块和电磁块，锁销可活动设于柜门的背面，弹簧的一端定位设置、另一端接触于锁销，锁块设于柜体内部，锁块上设有供锁销插入的锁孔，电磁块设于锁块内且电连接于控制模块，锁销在高压电气设备通电时插于锁孔中。

10.根据权利要求1-9任一项所述的开关柜，其特征在于，所述柜门上设有用于装设非接触式高压带电显示器的安装口，非接触式高压带电显示器通过螺钉固定于柜门上的安装口处。