CN111276358A - 一种电力隔离开关自动控制装置 - Google Patents

Abstract

一种电力隔离开关自动控制装置，包括开关电源、控制电源开关，还具有电动分合闸机构、缺相监测电路、相电压平衡电路和控制电路；电动分合闸机构包括电机减速机构、内螺纹管、连接板，电力隔离开关本体刀闸有连接杆，电机减速机构安装在支撑板上，内螺纹管安装在电机减速机构动力输出轴上，内螺纹管上有下支撑座板，连接杆上下两端分别和连接杆、下支撑座板铰接安装在一起；开关电源、缺相监测电路、相电压平衡电路和控制电路、电源开关安装在元件盒内，并和电机减速机构经导线连接。本发明在地面可控制分合闸动作，只要一根输电线任一缺相或者电压不平衡，能自动断开电力隔离开关本体刀闸，供电线路恢复后能自动合拢刀闸，恢复用电设备供电。

Description

一种电力隔离开关自动控制装置

技术领域

本发明涉及电气控制设备领域，特别是一种电力隔离开关自动控制装置。

背景技术

电力隔离开关广泛应用在供电线路上(比如工厂供电线路等)，起着接通电源和断开电源的功能。现有的电力隔离开关在实际应用中，在控制电力隔离开关合闸和分闸动作时，主要是依靠人工在地面经操作杆控制其分合闸动作(控制杆长度长会给操作人员带来不便、操作费时费力，且携带也不方便)。在用电设备中，三相电源的相电压不平衡以及缺相会影响用电设备(比如电机)的正常使用，甚至造成用电设备的损坏。

现有的电力隔离开关受其结构所限，功能还不完善，只具有供电或断电的功能，在发生供电缺相或者相电压不平衡时无法自动断开用电设备的电源，因此无法为用电设备提供安全保证；基于上述，提供一种不需要人工在地面经操作杆控制电力隔离开关本体的分合闸动作，不但具有供电或断电功能，还能在供电线路缺相以及相电压不平衡时能主动断开用电设备的工作电源，且在电源恢复正常后能再次接通用电设备电源的控制装置显得尤为必要。

发明内容

为了克服现有的电力隔离开关受其结构所限，只具有供电或断电的功能，只能手动控制供电线路的开闭，在发生供电缺相或者相电压不平衡时无法自动断开用电设备的电源，无法为用电设备提供安全保证的弊端，本发明提供了操作人员在地面按动电源开关就可控制电力隔离开关本体的分合闸动作，给操作人员带来了便利，应用中，在缺相监测电路以及相电压平衡电路等共同作用下，只要供电线路的一根输电线任一缺相或者相电压不平衡，控制电路能自动断开电力隔离开关本体的刀闸，且在供电线路恢复正常后能自动合拢电力隔离开关本体的刀闸，恢复用电设备的供电，由此达到能对用电设备起到保护作用，且具有智能化控制功能的一种电力隔离开关自动控制装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种电力隔离开关自动控制装置，包括开关电源、控制电源开关，其特征在于还具有电动分合闸机构、缺相监测电路、相电压平衡电路和控制电路；所述电动分合闸机构包括电机减速机构、内螺纹管、上下两端具有轴孔的连接板，在电力隔离开关本体的多根刀闸的下端有连接杆，电机减速机构安装在电力隔离开关本体的支撑板上；所述连接杆的下端有上支撑座板，电机减速机构的动力输出轴有外螺纹，内螺纹管安装在动力输出轴上，在内螺纹管的上端有下支撑座板，连接杆的上下两端分别和上支撑座板、下支撑座板铰接安装在一起；所述开关电源、缺相监测电路、相电压平衡电路和控制电路、控制电源开关安装在元件盒内；所述三相四线电源的三根相线及零线分别和缺相监测电路、相电压平衡电路的电源输入端电性连接；所述开关电源的电源输出端和控制电路、控制电源开关的电源输入两端分别电性连接；所述控制电源开关以及控制电路的两路电源输出端和电机减速机构的正负两极、负正两极电源输入两端分别电性连接；所述开关电源的正极电源输出端和缺相监测电路的控制电源输入端电性连接，缺相监测电路的信号输出端和相电压平衡电路的信号输入端电性连接，相电压平衡电路的电源输出端和控制电路的信号输入端电性连接。

进一步地，所述开关电源是交流转直流开关电源模块。

进一步地，所述电动分合闸机构的电机减速机构是电机齿轮减速器。

进一步地，所述缺相监测电路有相同的三路，每路均包括光耦、电阻、二极管、继电器、PNP三极管，其间经电路板布线连接，光耦内藏的光电二极管正极和第一只电阻一端连接，光耦内藏的光电二极管负极和二极管正极连接，第二只电阻一端和PNP三极管发射极连接，PNP三极管集电极和继电器正极电源输入端连接，光耦内藏的光电三极管集电极和PNP三极管基极、第二只电阻另一端连接，光耦内藏的光电三极管发射极和继电器负极电源输入端连接。

进一步地，所述三路缺相监测电路中，第一路缺相监测电路的控制电源输出端和第二路缺相监测电路的控制电源输入端连接，第二路缺相监测电路的控制电源输出端和第三路缺相监测电路的控制电源输入端连接。

进一步地，所述三路相电压平衡电路有相同的三路，每路均包括电源变压器、整流桥堆、电解电容、可调电阻、NPN三极管和继电器，其间经电路板布线连接，电源变压器的次级绕组两端和整流桥堆电源输入两端分别连接，整流桥堆电源输出两端和电解电容正负两极分别连接，电解电容正极和可调电阻一端、继电器正极电源输入端连接，可调电阻另一端和NPN三极管基极连接，NPN三极管集电极和继电器负极电源输入端连接，电解电容负极和NPN三极管发射极连接。

进一步地，所述三路相电压平衡电路中，第一路相电压平衡电路的控制电源输出端和第二路相电压平衡电路的控制电源输入端连接，第二路相电压平衡电路的控制电源输出端和第三路相电压平衡电路的控制电源输入端连接。

进一步地，所述控制电路包括两套时控开关、两只光电开关和继电器，其间经电路板布线连接，第一只继电器的常闭触点端和第一套时控开关正极电源输入端连接，第一只继电器的常开触点端和第二套时控开关正极电源输入端连接，第一只继电器负极电源输入端和第一套及第二套时控开关负极电源输入端、第一只及第二只光电开关的负极电源输入端、第二只及第三只继电器负极电源输入端连接，两只光电开关的电源输出端分别和第二只及第三只继电器正极电源输入端连接，第一套时控开关的负极电源输出端和第二只继电器控制电源输入端连接，第二套时控开关的正极电源输出端和第三只继电器控制电源输入端连接，两只光电开关正极电源输入端和第一只继电器控制电源输入端连接。

进一步地，所述控制电路的两只光电开关垂直安装在连接杆的下端且探测头朝向下部。

本发明有益效果是：本发明现场操作时，操作人员在地面按动电源开关就可控制电力隔离开关本体的分合闸动作，给操作人员带来了便利，应用中，三相四线电源没有缺相时，以及相电压处于较高状态下相电压相对平衡时，控制电路不会断开电力隔离开关本体的刀闸，用电设备处于正常工作状态。实际工作中，在缺相监测电路以及相电压平衡电路等共同作用下，只要供电线路的一根输电线任一缺相或者电压不平衡，控制电路能自动断开电力隔离开关本体的刀闸，且在供电线路恢复正常后能自动合拢电力隔离开关本体的刀闸，恢复用电设备的供电。本发明能对用电设备起到保护作用，且具有智能化控制功能。基于上述，所以本发明具有好的应用前景。

附图说明

以下结合附图和实施例将本发明做进一步说明。

图1是本发明结构示意图

图2是本发明电动分合闸机构的结构示意图。

图3是本发明电路图。

具体实施方式

图1、2所示，一种电力隔离开关自动控制装置，包括开关电源2、控制电源开关3，还具有电动分合闸机构4、缺相监测电路5、相电压平衡电路6和控制电路7；所述电动分合闸机构4包括电机减速机构41、内螺纹管42、上下两端具有轴孔的连接板43，在电力隔离开关本体的四根刀闸101的下端横向安装有一根矩形陶瓷绝缘材质连接杆8，电机减速机构41的壳体下端经螺杆螺母安装在电力隔离开关本体的支撑板102中部上；所述连接杆8的下端中部纵向分布有一个横向具有轴孔的上支撑座板81(和连接杆8一体成型)，电机减速机构41的动力输出轴由上至下具有外螺纹，通过的内螺纹管42的内螺纹旋入动力输出轴外螺纹，把内螺纹管42安装在动力输出轴上，在内螺纹管42的上端纵向焊接有一只横向分布具有轴孔的下支撑座板82，连接杆43的上下两端的轴孔分别和上支撑座板81的轴孔、下支撑座板82的轴孔铰接安装在一起，连接杆43的上端到下端是倾斜状态、上端位于后部下端位于前部；所述开关电源2、缺相监测电路5、相电压平衡电路6和控制电路7、控制电源开关3安装在电路板上，电路板安装在元件盒9内；电源开关3的操作手柄位于元件盒9前端开孔外，元件盒9安装在控制室内。

图3中所示，开关电源A是交流220V转12V直流开关电源模块成品。电动分合闸机构的电机减速机构M是品牌正科的12V防水电机齿轮减速器成品，功率100W。第一路缺相监测电路包括光耦GO、电阻R及R2、二极管VD、继电器J、PNP三极管Q，其间经电路板布线连接，光耦GO内藏的光电二极管正极和第一只电阻R一端连接，光耦GO内藏的光电二极管负极和二极管VD正极连接，第二只电阻R2一端和PNP三极管Q发射极连接，PNP三极管Q集电极和继电器J正极电源输入端连接，光耦GO内藏的光电三极管集电极和PNP三极管Q基极、第二只电阻R2另一端连接，光耦GO内藏的光电三极管发射极和继电器J负极电源输入端连接。第二路缺相监测电路包括光耦GO1、电阻R1及R3、二极管VD1、继电器J1、PNP三极管Q1，其间经电路板布线连接，光耦GO1内藏的光电二极管正极和第一只电阻R1一端连接，光耦GO1内藏的光电二极管负极和二极管VD1正极连接，第二只电阻R3一端和PNP三极管Q1发射极连接，PNP三极管Q1集电极和继电器J1正极电源输入端连接，光耦GO1内藏的光电三极管集电极和PNP三极管Q1基极、第二只电阻R3另一端连接，光耦GO1内藏的光电三极管发射极和继电器J1负极电源输入端连接。第三路缺相监测电路包括光耦GO3、电阻R4及R5、二极管VD2、继电器J2、PNP三极管Q2，其间经电路板布线连接，光耦GO2内藏的光电二极管正极和第一只电阻R4一端连接，光耦GO2内藏的光电二极管负极和二极管VD2正极连接，第二只电阻R5一端和PNP三极管Q2发射极连接，PNP三极管Q2集电极和继电器J2正极电源输入端连接，光耦GO2内藏的光电三极管集电极和PNP三极管Q2基极、第二只电阻R5另一端连接，光耦GO2内藏的光电三极管发射极和继电器J2负极电源输入端连接。第一路相电压平衡电路包括220V转5V电源变压器T、整流桥堆A5、电解电容C、可调电阻RP、NPN三极管Q3和继电器J5，其间经电路板布线连接，电源变压器T的次级绕组两端和整流桥堆A5电源输入两端1及2脚分别连接，整流桥堆A5电源输出两端3及4脚和电解电容C正负两极分别连接，电解电容C正极和可调电阻RP一端、继电器J5正极电源输入端连接，可调电阻RP另一端和NPN三极管Q3基极连接，NPN三极管Q3集电极和继电器J5负极电源输入端连接，电解电容C负极和NPN三极管Q3发射极连接。第二路相电压平衡电路包括220V转5V电源变压器T1、整流桥堆A6、电解电容C1、可调电阻RP1、NPN三极管Q4和继电器J6，其间经电路板布线连接，电源变压器T1的次级绕组两端和整流桥堆A6电源输入两端1及2脚分别连接，整流桥堆A6电源输出两端3及4脚和电解电容C1正负两极分别连接，电解电容C1正极和可调电阻RP1一端、继电器J6正极电源输入端连接，可调电阻RP1另一端和NPN三极管Q4基极连接，NPN三极管Q4集电极和继电器J6负极电源输入端连接，电解电容C1负极和NPN三极管Q4发射极连接。第三路相电压平衡电路包括220V转5V电源变压器T2、整流桥堆A7、电解电容C2、可调电阻RP2、NPN三极管Q5和继电器J7，其间经电路板布线连接，电源变压器T2的次级绕组两端和整流桥堆A7电源输入两端1及2脚分别连接，整流桥堆A7电源输出两端3及4脚和电解电容C2正负两极分别连接，电解电容C2正极和可调电阻RP2一端、继电器J7正极电源输入端连接，可调电阻RP2另一端和NPN三极管Q5基极连接，NPN三极管Q5集电极和继电器J7负极电源输入端连接，电解电容C2负极和NPN三极管Q5发射极连接。三路缺相监测电路中，第一路缺相监测电路的控制电源输出端继电器J常开触点端和第二路缺相监测电路的继电器J1控制电源输入端连接，第二路缺相监测电路的控制电源输出端继电器J1常开触点端和第三路缺相监测电路的继电器J2控制电源输入端连接。三路相电压平衡电路中，第一路相电压平衡电路的控制电源输出端继电器J5常开触点端和第二路相电压平衡电路的继电器J6控制电源输入端连接，第二路相电压平衡电路的控制电源输出端继电器J6常开触点端和第三路相电压平衡电路的继电器J7控制电源输入端连接。

图1、3中所示，控制电路包括两套时控开关A1及A2、两只光电开关A3及A4和继电器J3及J4、J8，其间经电路板布线连接，时控开关A1及A2是品牌为德力西、型号KG316T的微电脑时控开关成品，工作电压是直流12V，微电脑时控开关成品具有一个液晶显示屏，还具有七个取消/恢复、校时、校分、校星期、自动/手动、定时、时钟按键，以及两个电源输入端1及2脚，两个电源输出端3及4脚，通电后通过液晶屏幕显示的数字，使用者分别操作七只按键，可设定两个电源输出端3及4脚输出电源的时间，微电脑时控开关成品A1及A2具有记忆功能，只要不进行二次设置调节，外部电源停电也不会导致内部设定的时间程序改变；光电开关A3及A4是品牌铭霆、型号MT-J18-D50NK的红外线光电开关成品，光电开关A3及A4具有两个电源输入接线端1及2脚、一个高电平输出接线端3脚，工作电压是直流12V，光电开关成品A3及A4壳体下部自身具有一体化红外发射及接收光电管探测头，探测头能探测距离50厘米之内的物品，光电开关的壳体上端有一个调节旋钮，向左调节后探测距离变小，向右调节后探测距离变大，第二只光电开关A4的探测头正前端发射头直线射出的红外光线有物品阻挡时，探测头正前端接收头接收到后，光电开关A4的3脚会输出高电平，第一只光电开关A3的探测头正前端发射头直线射出的红外光线有物品阻挡时，探测头正前端接收头接收到后，光电开关A3的3脚不输出高电平，间隔物品50厘米后输出高电平(本实施例间隔35厘米后)；第一只继电器J3的常闭触点端和第一套时控开关A1正极电源输入端1脚连接，第一只继电器J3的常开触点端和第二套时控开关A2正极电源输入端1脚连接，第一只继电器J3负极电源输入端和第一套及第二套时控开关A1及A2的负极电源输入端2脚、第一只及第二只光电开关A3及A4的负极电源输入端2脚、第二只及第三只继电器J8及J4负极电源输入端连接，两只光电开关A3及A4的电源输出端3脚分别和第二只及第三只继电器J8及J4正极电源输入端连接，第一套时控开关A1的负极电源输出端4脚和第二只继电器J8控制电源输入端连接，第二套时控开关A2的正极电源输出端3脚和第三只继电器J4控制电源输入端连接，两只光电开关A3及A4正极电源输入端1脚和第一只继电器J3控制电源输入端连接。控制电路的两只光电开关A3及A4(71)垂直安装在连接杆8的左侧下端且探测头朝向下部，两只光电开关A3及A4的探测头到电力隔离开关本体1的支撑板102上端间距30厘米，电力隔离开关本体1的刀闸101处于合闸状态下、连接杆8到电力隔离开关本体的支撑板102上端间距30厘米，电力隔离开关本体的刀闸101处于分闸状态下、连接杆8到电力隔离开关本体的支撑板102上端间距35厘米。

图3中所示，三相四线电源的三根相线L1、L2、L3及零线N分别和三路缺相监测电路的电源输入两端电阻R另一端及二极管VD负极、电阻R1另一端及二极管VD1负极、电阻R4另一端及二极管VD2负极，以及相电压平衡电路的电源输入两端电源变压器T初级绕组两端、电源变压器T1初级绕组两端、电源变压器T2初级绕组两端分别经导线连接。开关电源A的电源输入端1及2脚和220V交流电源(三相四线供电线的其中一根相线和零线)两极分别经导线连接，开关电源A的电源输出端3及4脚和控制电路电源输入两端光电开关A3及A4的1脚、2脚，以及控制电源开关K的电源输入两端1及2脚分别经导线连接。控制电源开关K两路电源输出端3及4脚、5及6脚，控制电路两路电源输出端时控开关A1的3脚及继电器J8常闭触点端、继电器J4常闭触点端及时控开关A2的4脚和电机减速机构M的正负两极、负正两极电源输入两端分别经导线连接。所述开关电源A的正极电源输出端3脚和缺相监测电路的继电器J控制电源输入端经导线连接，缺相监测电路的信号输出端继电器J2常开触点端和相电压平衡电路的信号输入端继电器J5控制电源输入端经导线连接，相电压平衡电路的电源输出端继电器J7常开触点端和控制电路的信号输入端继电器J3正极电源输入端经导线连接。

图1、2、3中所示，220V交流电源进入开关电源A的1及2脚后，开关电源A在其内部电路作用下，其3及4脚会输出稳定的12V直流电源进入控制电路、控制电源开关K的电源输入两端，于是，控制电路、控制电源开关K处于得电工作状态。实际使用中，操作人员可手动控制电力隔离开关本体1处于分闸或合闸状态。需要分闸时，操作人员把电源开关K的拨动手柄朝前拨动，于是，电源开关K的1及2脚和3及4脚分别连通，12V电源正负两极分别进入电机减速机构M的正负两极电源输入两端，于是，电机减速机构M得电工作其动力输出轴顺时针转动、动力输出轴外螺纹作用于内螺纹管42的内螺纹，内螺纹管42经连接板43、连接杆8推动电力隔离开关本体1的四只刀闸101向上运动(连接板43上下两部轴孔经铰接螺杆沿上下支撑座板81及82的轴孔转动，保证了能有效推动刀闸101上行)，到一定高度后，刀闸101左端和电力隔离开关本体1进线端开路，达到和出线端分闸目的，分闸后，操作人员把电源开关K的操作手柄拨动到原位就完成所有分闸程序。需要合闸时，操作人员把电源开关K的拨动手柄朝后拨动，于是，电源开关K的1及2脚和5及6脚分别连通，12V电源正负两极进入电机减速机构M的负正两极电源输入两端，电机减速机构M得电工作其动力输出轴逆时针转动、动力输出轴外螺纹作用于内螺纹管42内螺纹，于是，内螺纹管42经连接板43、连接杆8带动电力隔离开关本体1的四只刀闸101向下运动(连接板43上下两部轴孔经铰接螺杆沿上下支撑座板81及82的轴孔转动，保证了能有效带动刀闸101下行)，到一定高度后，刀闸101左端和电力隔离开关本体1进线端闭合，达到合闸目的，合闸后，操作人员把电源开关K的操作手柄拨动到原位就完成所有合闸程序。

图3中所示，三路缺相监测电路得电工作后，第一路缺相监测电路中，如果其中一根相线L1没有缺相失电，相线L1、电阻R(降压限流)、\光耦GO内藏的光电二极管、二极管VD、零线L会构成闭合回路，于是，光耦GO内藏的光电二极管会得电发光，光耦GO内藏的光电三极管(电阻R2是外围元件)导通其集电极输出低电平进入PNP三极管Q的基极，PNP三极管Q导通集电极输出高电平进入继电器J正极电源输入端，于是，继电器J得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合，这样，12V电源正极会进入第二路缺相监测电路的继电器J1控制电源输入端。第二路缺相监测电路中，如果第二根相线L2没有缺相失电，相线L2、电阻R1(降压限流)、\光耦GO1内藏的光电二极管、二极管VD1、零线L会构成闭合回路，于是，光耦GO1内藏的光电二极管会得电发光，光耦GO1内藏的光电三极管(电阻R3是外围元件)导通其集电极输出低电平进入PNP三极管Q1的基极，PNP三极管Q1导通集电极输出高电平进入继电器J1正极电源输入端，于是，继电器J1得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合，这样，12V电源正极会进入第三路缺相监测电路的继电器J1控制电源输入端。第三路缺相监测电路中，如果第三根相线L3没有缺相失电，相线L3、电阻R4(降压限流)\、光耦GO2内藏的光电二极管、二极管VD2、零线L会构成闭合回路，于是，光耦GO2内藏的光电二极管会得电发光，光耦GO2内藏的光电三极管(电阻R5是外围元件)导通其集电极输出低电平进入PNP三极管Q2的基极，PNP三极管Q2导通集电极输出高电平进入继电器J2正极电源输入端，于是，继电器J2得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合，这样，12V电源正极会进入第一路相电压平衡电路的继电器J5控制电源输入端。上述三路缺相监测电路中，如果第一根相线L1断电缺相、会导致光耦GO内藏的光电二极管失电不再发光，光耦GO内藏的光电三极管截止，继电器J失电不再吸合其控制电源输入端和常开触点端开路，那么12V电源正极就不会再进入继电器J1的控制电源输入端；如果第二根相线L2断电缺相、会导致光耦GO1内藏的光电二极管失电不再发光，光耦GO1内藏的光电三极管截止，继电器J1失电不再吸合其控制电源输入端和常开触点端开路，那么12V电源正极就不会再进入继电器J2的控制电源输入端；如果第三根相线L3断电缺相、会导致光耦GO3内藏的光电二极管失电不再发光，光耦GO3内藏的光电三极管截止，继电器J2失电不再吸合其控制电源输入端和常开触点端开路，那么12V电源正极就不会再进入第一路相电压平衡电路的继电器J5控制电源输入端；经过上述电路作用，只要任一一根相线缺电都会导致12V电源正极无法进入第一路相电压平衡电路的继电器J5控制电源输入端。

图3中所示，三路相电压平衡电路中，三根相线L1、L2、L3及零线N输出的电源分别进入三路相电压平衡电路的电源输入端后，三路相电压平衡电路分别处于得电工作状态。第一路相电压平衡电路中，相线L1及零线N输出的交流电源进入变压器T的初级绕组后，变压器T的次级绕组会输出5V左右交流电源进入整流桥堆A5电源输入两端1及2脚，在整流桥堆A5内部电路作用下，整流桥堆A5的3及4脚输出的直流电源进入可调电阻RP一端及NPN三极管Q3的发射极(电解电容C起到滤波作用)；当电解电容C滤波后电源经可调电阻RP降压限流后进入NPN三极管Q3的基极电压高于0.7V时(此刻交流电源电压在210V以上)，NPN三极管Q3会导通其集电极会输出低电平进入继电器J5负极电源输入端，于是，继电器J5得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合，这样，12V电源正极会进入继电器J6控制电源输入端。第二路相电压平衡电路中，相线L2及零线N输出的交流电源进入变压器T1的初级绕组后，变压器T1的次级绕组会输出5V左右交流电源进入整流桥堆A6电源输入两端1及2脚，在整流桥堆A6内部电路作用下，整流桥堆A6的3及4脚输出的直流电源进入可调电阻RP1一端及NPN三极管Q4的发射极(电解电容C1起到滤波作用)；当电解电容C1滤波后电源经可调电阻RP1降压限流后进入NPN三极管Q4的基极电压高于0.7V时(此刻交流电源电压在210V以上)，NPN三极管Q4会导通其集电极会输出低电平进入继电器J6负极电源输入端，于是，继电器J6得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合，这样，12V电源正极会进入继电器J7控制电源输入端。第三路相电压平衡电路中，相线L3及零线N输出的交流电源进入变压器T2的初级绕组后，变压器T2的次级绕组会输出5V左右交流电源进入整流桥堆A7电源输入两端1及2脚，在整流桥堆A7内部电路作用下，整流桥堆A7的3及4脚输出的直流电源进入可调电阻RP2一端及NPN三极管Q5的发射极(电解电容C2起到滤波作用)；当电解电容C2滤波后电源经可调电阻RP2降压限流后进入NPN三极管Q5的基极电压高于0.7V时(此刻交流电源电压在210V以上)，NPN三极管Q5会导通其集电极会输出低电平进入继电器J7负极电源输入端，于是，继电器J7得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合，这样，12V电源正极会进入控制电路的继电器J3正极电源输入端。上述三路相电压平衡电路中，如果第一根相线L1相电压不平衡和零线N之间的电压低于210V时，此刻变压器T降压、整流桥堆A5整流、电解电容C滤波后电源电压进入NPN三极管Q3的基极电压会低于0.7V，于是，NPN三极管Q3会截止其集电极不再输出低电平进入继电器J5负极电源输入端，继电器J5失电不再吸合其控制电源输入端和常开触点端开路，那么12V电源正极就不会再进入继电器J6的控制电源输入端；如果第二根相线L2相电压不平衡和零线N之间的电压低于210V时，此刻变压器T1降压、整流桥堆A6整流、电解电容C1滤波后电源电压进入NPN三极管Q4的基极电压会低于0.7V，于是，NPN三极管Q4会截止其集电极不再输出低电平进入继电器J6负极电源输入端，继电器J6失电不再吸合其控制电源输入端和常开触点端开路，那么12V电源正极就不会再进入继电器J7的控制电源输入端；如果第三根相线L3相电压不平衡和零线N之间的电压低于210V时，此刻变压器T2降压、整流桥堆A7整流、电解电容C2滤波后电源电压进入NPN三极管Q5的基极电压会低于0.7V，于是，NPN三极管Q5会截止其集电极不再输出低电平进入继电器J7负极电源输入端，继电器J7失电不再吸合其控制电源输入端和常开触点端开路，那么12V电源正极就不会再进入控制电路的继电器J3正极电源输入端。经过上述电路作用，只要任一一根相线的相电压不平衡、和零线N之间电压低于210V时，都会导致12V电源无法进入控制电路的继电器J3正极电源输入端。

图1、2、3中所示，在实际应用中，当三路缺相监测电路检测到三根相线任意一根缺相，或者三根相线电压相对不平衡时(210V以上电压向上波动相对范围小，三路相电压平衡电路能相对尽可能检测三相电压不平衡状态)，12V电源不会进入继电器J3正极电源输入端，于是，继电器J3会失电不再吸合其控制电源输入端和常闭触点端闭合，其控制电源输入端和常开触点端开路，由于，继电器J3常闭触点端、负极电源输入端和时控开关A1的电源输入两端1、2脚连接，所以此刻时控开关A1会得电工作，时控开关A1在其内部电路作用下及技术人员设定的3及4脚输出电源时间作用下，时控开关A1的3及4脚会输出5秒钟电源进入电机减速机构M的正负两极电源输入两端，于是，电机减速机构M得电工作其动力输出轴顺时针转动其外螺纹作用于内螺纹管42的内螺纹，内螺纹管42经连接板43推动电力隔离开关本体1的四只刀闸101向上运动(连接板43上下两部轴孔经铰接螺杆沿上下支撑座板81及82的轴孔转动，保证了能有效推动刀闸上行)，到一定高度后，刀闸101左端和电力隔离开关本体1进线端开路，达到和出线端分闸目的；当四只刀闸101向上运动到一定距离后(两只光电开关A3及A4的探测头到电力隔离开关本体1的支撑板101上端间距35厘米左右)，光电开关A3的3脚会输出高电平进入继电器J8正极电源输入端，于是，继电器J8得电吸合其控制电源输入端和常闭触点端开路，由于，继电器J8控制电源输入端和时控开关A1的4脚连接，继电器J8常闭触点端和电机减速机构M负极电源输入端连接，所以此刻，电机减速机构M会失电不再工作，那么电机减速机构M也不再推动四只刀闸101向上运动，防止电机减速机构M推动四只刀闸向上运动距离过多、对设备整体正常工作造成影响。实际使用中，如果三路缺相监测电路检测到三根相线任意一根继续缺相，或者三根相线电压继续相对不平衡，继电器J3继续处于失电状态，那么电力隔离开关本体1的四只刀闸继续保持分闸状态。实际应用中，当三相四线电源恢复没有缺相或者相电压相对平衡，继电器J、J1、J2、J5、J6、J7得电吸合后，12V电源正极会进入继电器J3正极电源输入端，于是，继电器J3会得电吸合其控制电源输入端和常闭触点端开路，其控制电源输入端和常开触点端闭合，由于，继电器J3常开触点端、负极电源输入端和时控开关A2的电源输入两端1、2脚分别连接，所以此刻时控开关A2(时控开关A1失电不工作)会得电工作，时控开关A2在其内部电路作用下及技术人员设定的3及4脚输出电源时间作用下，时控开关A2的3及4脚会输出5秒钟电源进入电机减速机构M的负正两极电源输入两端，于是，电机减速机构M得电工作其动力输出轴逆时针转动其外螺纹作用于内螺纹管42的内螺纹，内螺纹管42经连接板43带动电力隔离开关本体1的四只刀闸向下运动(连接板43上下两部轴孔经铰接螺杆沿上下支撑座板81及82的轴孔转动，保证了能有效带动刀闸下行)，到一定高度后，刀闸101左端和电力隔离开关本体1进线端闭合，达到合闸目的；当四只刀闸向下运动到一定距离后(两只光电开关A3及A4的探测头到电力隔离开关本体1的支撑板101上端间距30厘米)，光电开关A4的3脚会输出高电平进入继电器J4正极电源输入端，于是，继电器J4得电吸合其控制电源输入端和常闭触点端开路，由于，继电器J4控制电源输入端和时控开关A2的3脚连接，继电器J4常闭触点端和电机减速机构M正极电源输入端连接，所以此刻，电机减速机构M会失电不再工作，那么电机减速机构M也不再带动四只刀闸向下运动，防止电机减速机构M带动四只刀闸向下运动距离过多、对设备整体正常工作造成影响。

图1、2、3中所示，通过上述电路作用，本发明现场操作时，操作人员在地面按动电源开关K就可控制电力隔离开关本体1的分合闸动作，给操作人员带来了便利，应用中，三相四线电源没有缺相时，以及相电压处于较高状态下相电压相对平衡时，控制电路不会断开电力隔离开关本体的刀闸，用电设备处于正常工作状态。实际工作中，在缺相监测电路以及相电压平衡电路等共同作用下，只要供电线路的一根输电线任一缺相或者电压不平衡，控制电路能自动断开电力隔离开关本体的刀闸，且在供电线路恢复正常后能自动合拢电力隔离开关本体的刀闸，恢复用电设备的供电。本发明能对用电设备起到保护作用，且具有智能化控制功能。本发明生产前需要确定可调电阻RP、RP1、RP2的电阻值，确定时把外部可调稳压电源的输出端分别接入变压器T、T1、T2的初级绕组，然后把可调稳压电源的输出端电压调节到210V左右，接着分别调节可调电阻RP、RP1、RP2的电阻值，当刚好调节到继电器J5、J6、J7分别失电时，可调电阻RP、RP1、RP2的电阻值就调节到需要的阻值，然后断开可调稳压电源，把可调电阻RP、RP1、RP2从电路取下测量其电阻值，测得的电阻值就是后续生产所需可调电阻RP、RP1、RP2的电阻值，后续实际生产前直接把可调电阻的电阻调节到位就可，或用相同阻值的固定电阻代替，不需要再次进行确定(实际操作确定一只可调电阻的电阻值就可)；最后再把可调电阻接入电路就完成阻值确定工序(调节好后，输入电压低于210V时，继电器J5、J6、J7就会失电不再吸合)。继电器J3、J8、J4、J、J1、J2是DC4100型12V继电器；继电器J5、J6、J7是DC4100型5V继电器；NPN三极管Q3、Q4、Q5型号是9013；PNP三极管Q、Q1、Q2型号是9012；二极管VD、VD1、VD2型号是1N4004；电阻R、R1、R4阻值是100K；电阻R2、R3、R5阻值是40K；电解电容C、C1、C2型号是470μF/25V；可调电阻RP、RP1、RP2规格是2M(调节到1.26M左右)；整流桥堆A5、A6、A7型号是KBP206；光耦GO、GO1、GO3型号是4N25。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种电力隔离开关自动控制装置，包括开关电源、控制电源开关，其特征在于还具有电动分合闸机构、缺相监测电路、相电压平衡电路和控制电路；所述电动分合闸机构包括电机减速机构、内螺纹管、上下两端具有轴孔的连接板，在电力隔离开关本体的多根刀闸的下端有连接杆，电机减速机构安装在电力隔离开关本体的支撑板上；所述连接杆的下端有上支撑座板，电机减速机构的动力输出轴有外螺纹，内螺纹管安装在动力输出轴上，在内螺纹管的上端有下支撑座板，连接杆的上下两端分别和上支撑座板、下支撑座板铰接安装在一起；所述开关电源、缺相监测电路、相电压平衡电路和控制电路、控制电源开关安装在元件盒内；所述三相四线电源的三根相线及零线分别和缺相监测电路、相电压平衡电路的电源输入端电性连接；所述开关电源的电源输出端和控制电路、控制电源开关的电源输入两端分别电性连接；所述控制电源开关以及控制电路的两路电源输出端和电机减速机构的正负两极、负正两极电源输入两端分别电性连接；所述开关电源的正极电源输出端和缺相监测电路的控制电源输入端电性连接，缺相监测电路的信号输出端和相电压平衡电路的信号输入端电性连接，相电压平衡电路的电源输出端和控制电路的信号输入端电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种电力隔离开关自动控制装置，其特征在于，开关电源是交流转直流开关电源模块。

3.根据权利要求1所述的一种电力隔离开关自动控制装置，其特征在于，电动分合闸机构的电机减速机构是电机齿轮减速器。

4.根据权利要求1所述的一种电力隔离开关自动控制装置，其特征在于，缺相监测电路有相同的三路，每路均包括光耦、电阻、二极管、继电器、PNP三极管，其间经电路板布线连接，光耦内藏的光电二极管正极和第一只电阻一端连接，光耦内藏的光电二极管负极和二极管正极连接，第二只电阻一端和PNP三极管发射极连接，PNP三极管集电极和继电器正极电源输入端连接，光耦内藏的光电三极管集电极和PNP三极管基极、第二只电阻另一端连接，光耦内藏的光电三极管发射极和继电器负极电源输入端连接。

5.根据权利要求4所述的一种电力隔离开关自动控制装置，其特征在于，三路缺相监测电路中，第一路缺相监测电路的控制电源输出端和第二路缺相监测电路的控制电源输入端连接，第二路缺相监测电路的控制电源输出端和第三路缺相监测电路的控制电源输入端连接。

6.根据权利要求1所述的一种电力隔离开关自动控制装置，其特征在于，三路相电压平衡电路有相同的三路，每路均包括电源变压器、整流桥堆、电解电容、可调电阻、NPN三极管和继电器，其间经电路板布线连接，电源变压器的次级绕组两端和整流桥堆电源输入两端分别连接，整流桥堆电源输出两端和电解电容正负两极分别连接，电解电容正极和可调电阻一端、继电器正极电源输入端连接，可调电阻另一端和NPN三极管基极连接，NPN三极管集电极和继电器负极电源输入端连接，电解电容负极和NPN三极管发射极连接。

7.根据权利要求6所述的一种电力隔离开关自动控制装置，其特征在于，三路相电压平衡电路中，第一路相电压平衡电路的控制电源输出端和第二路相电压平衡电路的控制电源输入端连接，第二路相电压平衡电路的控制电源输出端和第三路相电压平衡电路的控制电源输入端连接。

8.根据权利要求1所述的一种电力隔离开关自动控制装置，其特征在于，控制电路包括两套时控开关、两只光电开关和继电器，其间经电路板布线连接，第一只继电器的常闭触点端和第一套时控开关正极电源输入端连接，第一只继电器的常开触点端和第二套时控开关正极电源输入端连接，第一只继电器负极电源输入端和第一套及第二套时控开关负极电源输入端、第一只及第二只光电开关的负极电源输入端、第二只及第三只继电器负极电源输入端连接，两只光电开关的电源输出端分别和第二只及第三只继电器正极电源输入端连接，第一套时控开关的负极电源输出端和第二只继电器控制电源输入端连接，第二套时控开关的正极电源输出端和第三只继电器控制电源输入端连接，两只光电开关正极电源输入端和第一只继电器控制电源输入端连接。

9.根据权利要求8所述的一种电力隔离开关自动控制装置，其特征在于，控制电路的两只光电开关垂直安装在连接杆的下端且探测头朝向下部。

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