CN113775550A - 一种用于长距离高压电缆隧道的通风控制箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于长距离高压电缆隧道的通风控制箱，包括串联的第一转换开关和第二转换开关，以及第一继电器、并联的温控单元和手动控制单元、接触器；第一继电器的继电线圈与第一转换开关和第二转换开关相连；温控单元与第一继电器的其中一个辅助接点相连；手动控制单元包括并联的第一手动控制按钮和第二手动控制按钮，二者均与第一继电器的另一个辅助接点相连；接触器的控制回路分别与温控单元和手动控制单元相连，动力回路用于与风机相连，由温控单元或手动控制单元对风机进行启停控制。本发明通过将第一转换开关和第二转换开关分别设置于电缆隧道进出口处的操作箱内，实现了可以从电缆隧道进出口处对风机的控制，非常便于操作，能够减少维护人员工作量。

Description

一种用于长距离高压电缆隧道的通风控制箱

技术领域

本发明属于电力行业输电电气设计领域，具体涉及一种用于长距离高压电缆隧道的通风控制箱。

背景技术

长距离高压电缆隧道结构复杂、内部电缆数量多、负载大、发热量大，且运行人员检修巡视间隔时间长，人工检测隧道内环境工况及通风系统的运行工况较为困难，因此对长距离高压电缆隧道通风系统的设计要求很高。为确保电网安全稳定、保证人身安全，通风系统设计必须满足排热、检修、防火、排烟等多工况要求。由于电力电缆隧道不具备自然通风和排烟条件，因此通风设计通常采用机械进风和机械排风的通风方式。

为提高运行自动化水平，在电缆隧道内装设温度监测器、火灾探测器等与风机实现联锁自动控制来满足排热、防火、排烟等工况要求。为了方便维护人员到隧道内安全检查，满足检修巡视等工况，通风系统除自动控制外还需设置手动功能，方便维护人员进出电缆隧道的通风控制。目前常规的电缆隧道通风控制箱在一个通风段仅设置一个就地操作点，维护人员进出电缆隧道前后都需要去该就地操作点，若一个通风段距离过长，维护人员工作量将大大增加。若要减少工作量，则需增加通风段的数量，这必将增加成本投资。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种用于长距离高压电缆隧道的通风控制箱，通过将第一转换开关和第二转换开关分别设置的电缆隧道进出口处的操作箱内，实现了可以从电缆隧道进出口处对风机的控制，非常便于操作，能够减少维护人员工作量。

为了实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种用于长距离高压电缆隧道的通风控制箱，包括：

串联的第一转换开关和第二转换开关；

第一继电器，其继电线圈与所述第一转换开关和第二转换开关相连，当所述第一转换开关和第二转换开关形成通路后，第一继电器的继电线圈带电；

并联的温控单元和手动控制单元，所述温控单元与第一继电器的其中一个辅助接点相连；所述手动控制单元包括并联的第一手动控制按钮和第二手动控制按钮，二者均与第一继电器的另一个辅助接点相连，所述第一继电器控制温控单元或手动控制单元中仅有一个处于工作状态；

接触器，控制回路分别与温控单元和手动控制单元相连，动力回路用于与风机相连，由温控单元或手动控制单元对风机进行启停控制。

可选地，所述用于长距离高压电缆隧道的通风控制箱还包括：第二继电器、第四继电器和第五继电器；

所述温控单元包括第一合闸和第一分闸；所述第一手动控制按钮包括第一启动按键和第一关闭按键；所述第二手动控制按钮包括第二启动按键和第二关闭按键；

所述第一合闸和第一分闸的其中一端均第一继电器的其中一个辅助接点相连，另一端分别与第五继电器和第四继电器的继电线圈相连；

所述第一启动按键、第二启动按键、第一关闭按键和第二关闭按键的其中一端均第一继电器的另一个辅助接点相连，所述第一启动按键、第二启动按键的另一端均与第五继电器的继电线圈相连；所述第一关闭按键和第二关闭按键的另一端均与第四继电器的继电线圈；

所述第二继电器的继电线圈与第五继电器的辅助接点串联；所述第二继电器的辅助接点与接触器的其中一个辅助接点并联，且与接触器的继电线圈串联，所述第四继电器的辅助接点与接触器的继电线圈串联，所述接触器的一次接点与风机串联，控制风机的启停。

可选地，所述第五继电器为延时继电器，当通风控制箱的外部输入电源有剧烈波动，瞬间跌落至接触器线圈吸合保持电压以下时，接触器一次接点打开，风机停止；但当外部电源恢复正常时，第二继电器的继电线圈带电，接触器一次接点闭合，风机启动。

可选地，所述用于长距离高压电缆隧道的通风控制箱还包括第六继电器，所述第六继电器的其中一个继电线圈与防火闸相连，第六继电器的辅助接点与第五继电器的继电线圈串联，第六继电器的另一个辅助接点与第四继电器的继电线圈串联；当发生火灾时，防火阀的连锁接点闭合，第六继电器线圈带电，连锁第四继电器的继电线圈断电，风机停止。

可选地，所述第一启动按键、第二启动按键、第一关闭按键和第二关闭按键均为非自锁型按钮。

可选地，所述第一启动按键、第二启动按键、第一关闭按键和第二关闭按键均为带灯按钮。

可选地，所述用于长距离高压电缆隧道的通风控制箱还包括供电单元，所述供电单元包括断路器和热继电器；

所述断路器一端用于与电源相连，另一端与热继电器的继电线圈串联；

所述热继电器的辅助接点与接触器的继电线圈串联。

可选地，所述用于长距离高压电缆隧道的通风控制箱还包括隔离开关，所述隔离开关设于所述断路器和热继电器之间。

可选地，所述断路器和隔离开关的常态为闭合状态。

可选地，所述用于长距离高压电缆隧道的通风控制箱还包括第三继电器，所述第三继电器连接在接触器与热继电器之间，用作扩展风机运行位置的接点。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明提出一种用于长距离高压电缆隧道的通风控制箱，通过将第一转换开关和第二转换开关分别设置的电缆隧道进出口处的操作箱内，实现了可以从电缆隧道进出口处对风机的控制，非常便于操作，能够减少维护人员工作量。

进一步地，本发明中采用的是自搭的继电器回路，含抗晃电功能，更能适合现场严酷的环境，并节省了成本。

本发明具有通风降温效果好、便于运行检修人员操作、节约能源和使用寿命长等优点。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：

图1为本发明一种实施例的通风控制箱的整体结构示意图之一；

图2为本发明一种实施例的通风控制箱的整体结构示意图之二；

图3为本发明一种实施例的第六继电器与防火闸的连接示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明的保护范围。

下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。

实施例1

用于长距离高压电缆隧道的通风箱一般需要实现以下工况的控制：

1)排热工况：当隧道内温度t＞40℃时，自动开启风机；当隧道内温度在35～40℃时,则维持原状态不变；当隧道内温度t≤35℃时风机停止运行。

2)引换气工况：在每天零点进行判断，若全天内隧道内该通风区段未达到风机的启动温度，一直处于停机状态，则开启风机对隧道进行通风换气。

3)防火、灾后排烟通风：当隧道内某段发生火灾时，则立即自动关闭全部风机和联锁电动防火阀，通风系统的风机应与火灾探测器联锁。隧道火灾因缺氧而熄灭，待事故完毕，人工确认后，开启风机及复归电动防火阀，进行灾后通风，排出废气。

4)巡视检修工况：检修人员进入隧道前，可手动开启风机，对隧道进行通风换气。

上述的1)和2)可由温控系统等控制系统来实现，3)可由火灾报警系统及人工操作实现，4)需就地人工操作实现。因此，如何协调温控系统、火灾报警系统与就地人工操作的控制权限则急需解决的问题。

此外，为方便维护人员进出电缆隧道的通风控制，最合理的方式就是在进出电缆隧道口处都设置操作箱，每个操作箱都能实现对风机的启停控制。

综上，本发明实施例中提供了一种用于长距离高压电缆隧道的通风控制箱，如图1-2所示，包括：

串联的第一转换开关ST1和第二转换开关ST2；

第一继电器K1，其继电线圈与所述第一转换开关ST1或第二转换开关ST2相连，当所述第一转换开关ST1和第二切转换开关ST2均处于导通状态时，该继电线圈带电；

并联的温控单元和手动控制单元，所述温控单元与第一继电器K1的其中一个辅助接点相连；所述手动控制单元包括并联的第一手动控制按钮和第二手动控制按钮，二者均与第一继电器K1的另一个辅助接点相连，所述第一继电器K1控制温控单元或手动控制单元中仅有一个处于工作状态；

接触器KM，控制回路分别与温控单元和手动控制单元相连，动力回路用于与风机相连，由温控单元或手动控制单元对风机进行启停控制。

本发明实施例中的第一转换开关ST1和第二转换开关ST2可以采用现有技术中的转换开关，具体地，如图1所示，所述第一转换开关ST1和第二转换开关ST2均包括四个触点，分别为触点1、触点2、触点3和触点4；当第一转换开关ST1的触点1与触点2相连，且第二转换开关ST2的触点1与触点2相连时，或者第一转换开关ST1的触点3与触点4相连，且第二转换开关ST2的触点3与触点4相连时，所述第一转换开关ST1和第二切转换开关ST2均处于导通状态时，第一继电器K1的继电线圈处于带电状态。所述第一转换开关ST1和第二转换开关ST2分别设于位于电缆隧道每个通风段进出口处的就地操作箱内。所述第一手动控制按钮与第一转换开关ST1位于同一就地操作箱内；所述第二手动控制按钮与第二转换开关ST2位于同一就地操作箱内。

在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述用于长距离高压电缆隧道的通风控制箱还包括：第二继电器K2、第四继电器K4和第五继电器K5；

所述温控单元包括第一合闸和第一分闸，所述第一合闸和第一分闸的开合由温控系统决定，所述的温控系统可以选择分布式光纤温控系统。分布式光纤温控系统主要包括测温光纤、系统主机(含LCD及机柜)、网络主机(含机柜)等设备及材料，测温光纤接入系统主机以完成电缆及隧道的运行温度监控，网络主机用于系统主机之间的连接以实现多点远程监控。当电缆隧道内温度变化时，分布式光纤温控系统通过网络主机以硬接线方式连接通风控制箱，控制各个通风段风机的启停。分布式光纤温控系统主机分别设置于九龙变及南站变，网络主机设置于南站变，九龙变系统主机通过网络主机与南站变系统主机相连。网络主机通过光纤通讯方式连接至中心控制室系统主机可实现远程监控。通过分布式光纤温控系统主机具备的联动功能可实现设定区域的风机等设备的启停连锁控制以及向火灾报警系统发出报警信号。

所述第一手动控制按钮包括第一启动按键SB1和第一关闭按键SB2；所述第二手动控制按钮包括第二启动按键SB4和第二关闭按键SB5；

所述第一合闸和第一分闸的其中一端均第一继电器K1的其中一个辅助接点相连，另一端分别与第五继电器K5和第四继电器K4的继电线圈相连；

所述第一启动按键SB1、第二启动按键SB4、第一关闭按键SB2和第二关闭按键SB5的其中一端均第一继电器K1的另一个辅助接点相连，所述第一启动按键SB1、第二启动按键SB4的另一端均与第五继电器K5的继电线圈相连；所述第一关闭按键SB2和第二关闭按键SB5的另一端分别均与第四继电器K4的继电线圈；在具体实施时，所述第一启动按键SB1、第二启动按键SB4、第一关闭按键SB2和第二关闭按键SB5均选用非自锁型按钮；优选地，所述第一启动按键SB1、第二启动按键SB4、第一关闭按键SB2和第二关闭按键SB5均为带灯按钮；

所述第二继电器K2的继电线圈与第五继电器K5的辅助接点串联；所述第二继电器K2的辅助接点与接触器KM的其中一个辅助接点并联，且与接触器KM的继电线圈串联，所述第四继电器的辅助接点与接触器的继电线圈串联，所述接触器KM的一次接点与风机串联，控制风机的启停。

在本发明实施例的一种优选实施方式中，为了实现抗晃电的功能，所述第五继电器K5为延时继电器；当通风控制箱的外部输入电源有剧烈波动，瞬间跌落至接触器KM的继电线圈吸合保持电压以下时，接触器KM一次接点打开，风机停止，但当外部电源恢复正常时，由于第五继电器K5的辅助接点有断电延时断开的特性，即短时间内第五继电器的辅助接点仍是闭合的，第二继电器K2的继电线圈带电，接触器KM一次接点闭合，风机启动。

本发明实施例中的通风控制箱的工作过程具体为：

图1中表示的是第一继电器K1的继电线圈不带电时辅助接点的状态，此时，A1-A7之间的回路是不通的，A1-A9之间的回路是通的。当第一继电器K1的继电线圈的两侧有电压时，则第一继电器K1的继电线圈带电，第一继电器K1的辅助接点的状态会发生变化，使得A1-A7之间的回路是通的，A1-A9之间的回路不通。因此：

第一步，操作第一转换开关ST1或第二转换开关ST2，使得第一转换开关ST1和第二转换开关ST2形成通路(此处借鉴双联开关的原理)，第一继电器K1的继电线圈带电，则为自动控制状态，温控系统通过网络机柜发出分合闸指令至本发明中的通风控制箱，实现风机的启停控制；当第一转换开关ST1和第二转换开关ST2未形成通路，第一继电器K1的继电线圈不带电，实现了两个就地操作箱对同一通风段风机的控制，也实现了将通风控制箱的工作模式设置为手动控制模式；

当处于手动控制模式下，按下第一启动按键SB1后，第五继电器K5的继电线圈带电，从而使得第二继电器K2的继电线圈带电，第二继电器K2的辅助接点使得接触器KM的继电线圈带电，最终实现了启动风机；当按下第一关闭按键SB2后，第四继电器K4的继电线圈带电，接触器KM控制回路中的K4辅助接点打开，因此接触器KM的继电线圈不带电，最终实现了关闭风机。

同理论述第二启动按键SB4和第二关闭按键SB5的工作过程。

图1和图2中，各个继电器的继电线圈均用矩形框表示，辅助接点均用闸刀表示。

实施例2

基于实施例1，本发明实施例与实施例1的区别在于：

所述用于长距离高压电缆隧道的通风控制箱还包括供电单元，所述供电单元包括断路器QF和热继电器KH；

所述断路器QF一端用于与电源相连，另一端与热继电器KH的继电线圈串联；

所述热继电器KH的辅助接点与接触器KM的继电线圈串联，提供风机的过载保护。

在本发明实施例的一种具体实施方式中，为了方便用户运行检修使用，所述用于长距离高压电缆隧道的通风控制箱还包括隔离开关QS，所述隔离开关QS设于所述断路器QF和热继电器KH之间。

正常工作时，断路器QF和隔离开关QS均处于常合状态；当第二继电器K2的继电线圈带电，第四继电器K4不带电，热继电器KH未保护动作时，接触器KM合闸，则风机开始工作，接触器KM带自保持功能。

在本发明实施例的一种具体实施方式中，为了扩展风机运行位置，所述用于长距离高压电缆隧道的通风控制箱还包括第三继电器K3，所述第三继电器K3连接在接触器KM与热继电器KH之间。

实施例3

基于实施例1，本发明与实施例1的区别在于：

所述用于长距离高压电缆隧道的通风控制箱还包括第六继电器K6，所述第六继电器K6的继电线圈与防火闸相连，第六继电器K6的其中一个辅助接点与第五继电器K5的继电线圈串联，第六继电器K6的另一个辅助接点与第四继电器K4的继电线圈串联。

当发生火灾时，防火阀闭合，第六继电器K6带电，第四继电器K4的继电线圈带电，第二继电器K2的继电线圈失电，接触器KM的继电线圈断电，风机停止工作。

电缆隧道采用防火门进行防火分隔，就长距离电缆隧道而言，在采用相应降低火灾危险等级的措施后，防火间隔越长，对通风风机配置及运营能耗的降低越有利。本发明可用于长距离的通风段，减少整个电力隧道通风段的数量，降本增效，可推广至GIL等电力隧道工程应用。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种用于长距离高压电缆隧道的通风控制箱，其特征在于，包括：

串联的第一转换开关和第二转换开关；

第一继电器，其继电线圈与所述第一转换开关和第二转换开关相连，当所述第一转换开关和第二转换开关形成通路后，第一继电器的继电线圈带电；

并联的温控单元和手动控制单元，所述温控单元与第一继电器的其中一个辅助接点相连；所述手动控制单元包括并联的第一手动控制按钮和第二手动控制按钮，二者均与第一继电器的另一个辅助接点相连，所述第一继电器控制温控单元或手动控制单元中仅有一个处于工作状态；

接触器，控制回路分别与温控单元和手动控制单元相连，动力回路用于与风机相连，由温控单元或手动控制单元对风机进行启停控制。

2.根据权利要求1所述的一种用于长距离高压电缆隧道的通风控制箱，其特征在于：所述用于长距离高压电缆隧道的通风控制箱还包括：第二继电器、第四继电器和第五继电器；

所述温控单元包括第一合闸和第一分闸；所述第一手动控制按钮包括第一启动按键和第一关闭按键；所述第二手动控制按钮包括第二启动按键和第二关闭按键；

所述第一合闸和第一分闸的其中一端均第一继电器的其中一个辅助接点相连，另一端分别与第五继电器和第四继电器的继电线圈相连；

所述第一启动按键、第二启动按键、第一关闭按键和第二关闭按键的其中一端均第一继电器的另一个辅助接点相连，所述第一启动按键、第二启动按键的另一端均与第五继电器的继电线圈相连；所述第一关闭按键和第二关闭按键的另一端均与第四继电器的继电线圈；

所述第二继电器的继电线圈与第五继电器的辅助接点串联；所述第二继电器的辅助接点与接触器的其中一个辅助接点并联，且与接触器的继电线圈串联，所述第四继电器的辅助接点与接触器的继电线圈串联，所述接触器的一次接点与风机串联，控制风机的启停。

3.根据权利要求2所述的一种用于长距离高压电缆隧道的通风控制箱，其特征在于：所述第五继电器为延时继电器，当通风控制箱的外部输入电源有剧烈波动，瞬间跌落至接触器线圈吸合保持电压以下时，接触器一次接点打开，风机停止；但当外部电源恢复正常时，第二继电器的继电线圈带电，接触器一次接点闭合，风机启动。

4.根据权利要求2所述的一种用于长距离高压电缆隧道的通风控制箱，其特征在于：所述用于长距离高压电缆隧道的通风控制箱还包括第六继电器，所述第六继电器的其中一个继电线圈与防火闸相连，第六继电器的辅助接点与第五继电器的继电线圈串联，第六继电器的另一个辅助接点与第四继电器的继电线圈串联；当发生火灾时，防火阀的连锁接点闭合，第六继电器线圈带电，连锁第四继电器的继电线圈断电，风机停止。

5.根据权利要求2所述的一种用于长距离高压电缆隧道的通风控制箱，其特征在于：所述第一启动按键、第二启动按键、第一关闭按键和第二关闭按键均为非自锁型按钮。

6.根据权利要求2所述的一种用于长距离高压电缆隧道的通风控制箱，其特征在于：所述第一启动按键、第二启动按键、第一关闭按键和第二关闭按键均为带灯按钮。

7.根据权利要求1所述的一种用于长距离高压电缆隧道的通风控制箱，其特征在于：所述用于长距离高压电缆隧道的通风控制箱还包括供电单元，所述供电单元包括断路器和热继电器；

所述断路器一端用于与电源相连，另一端与热继电器的继电线圈串联；

所述热继电器的辅助接点与接触器的继电线圈串联。

8.根据权利要求7所述的一种用于长距离高压电缆隧道的通风控制箱，其特征在于：所述用于长距离高压电缆隧道的通风控制箱还包括隔离开关，所述隔离开关设于所述断路器和热继电器之间。

9.根据权利要求8所述的一种用于长距离高压电缆隧道的通风控制箱，其特征在于：所述断路器和隔离开关的常态为闭合状态。

10.根据权利要求1所述的一种用于长距离高压电缆隧道的通风控制箱，其特征在于：所述用于长距离高压电缆隧道的通风控制箱还包括第三继电器，所述第三继电器连接在接触器与热继电器之间，用作扩展风机运行位置的接点。

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