CN201311854Y - 环网柜防误操作闭锁装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种环网柜防误操作闭锁装置，包括基准电路、电压采集电路、电压比较电路、驱动电路、直流电源、升压电路、限流电路、储能电路、开关和电磁铁，环网柜防误操作闭锁装置主要用于保证高压环网柜带电时禁止关、合接地开关，以保障操作人员的人身安全，环网柜防误操作闭锁装置采用外接直流电源供电，采用按键开关控制开关门，操作更为简单，当高压设备和高压线路有电时环网柜防误操作闭锁装置控制闭锁开关门不许打开，而高压设备和高压线路没有电时环网柜防误操作闭锁装置闭锁开关门可以打开，从而实现强制闭锁开关柜操作手柄及网门，以防止带电时操作关、合接地开关，防止误入带电间隔，提高开关设备的防误性能，保障人身安全。

Description

环网柜防误操作闭锁装置

技术领域

本实用新型涉及一种环网柜防误操作闭锁装置，保证高压环网柜带电时禁止关、合接地开关，以保障操作人员的人身安全。

背景技术

五防闭锁主要包括①防止误分、合断路器；②防止带负荷分、合隔离开关；③防止带电挂(合)接地线(接地开关)；④防止带接地线(接地开关)合断路器(隔离开关)；⑤防止误入带电间隔。

常规防误闭锁方式主要有：机械闭锁，程序锁，电气联锁和微机防误闭锁装置。

(1)机械闭锁是在开关柜或户外闸刀的操作部位之间用互相制约和联动的机械机构来达到先后动作的闭锁要求。机械闭锁在操作过程中无需使用钥匙等辅助操作，可以实现随操作顺序的正确进行，自动地步步解锁。在发生误操作时，可以实现自动闭锁，阻止误操作的进行，机械闭锁可以实现正向和反向的闭锁要求，具有闭锁直观，不易损坏，检修工作量小，操作方便等优点。然而机械闭锁只能在开关柜内部及户外闸刀等的机械动作相关部位之间应用，与电器元件动作间的联系用机械闭锁无法实现，对两柜之间或开关柜与柜外配电设备之间及户外闸刀与开关(其他闸刀)之间的闭锁要求也鞭长莫及，所以在开关柜及户外闸刀上，只能以机械闭锁为主，还需辅以其他闭锁方法，方能达到全部五防要求。

(2)程序锁(或称机械程序锁)是用钥匙随操作程序传递或置换而达到先后开锁操作的要求，其最大优点是钥匙传递不受距离的限制，所以应用范围较广，程序锁在操作过程中有钥匙的传递和钥匙数量变化的辅助动作，符合操作票中限定开锁条件的操作顺序的要求，与操作票中规定的行走路线完全一致，所以也容易为操作人员所接受，程序锁在使用中所暴露的问题是：①某些程序锁功能简单，只能在较简单的接线方式下采用，由于不具备横向闭锁功能，在复杂的接线方式下根本不能采用；②具有较灵活闭锁方式的程序锁虽然能满足复杂的接线，但在闭锁方案中必须设置母线倒排锁，使得操作过程十分复杂；③在大容量的变电站中，隔离开关分合闸采用按钮控制电动机正反转，而程序锁对按钮无法进行程序控制；④程序锁也需要众多的程序钥匙，由于安装不规范、生产工艺及材料差等问题，使程序锁易被氧化锈蚀、发生卡涩，致使一定时间内失去闭锁功能；⑤倒闸操作中，分、合两个位置的精度无法保证；⑥程序锁使用时，必须从头开始，中间不能间断，所以程序锁现在已不采用。

(3)电气闭锁是通过电磁线圈的电磁机构动作，来实现解锁操作，在防止误入带电间隔的闭锁环节中是不可缺少的闭锁元件。电气闭锁的优点是操作方便，没有辅助动作，但是在安装使用中也存在以下几个突出问题：①一般来说电磁锁单独使用时，只有解锁功能没有反向闭锁功能，需要和电气联锁电路配合使用才能具有正反向闭锁功能；②作为闭锁元件的电磁锁结构复杂，电磁线圈在户外易受潮霉坏，绝缘性能降低，增加了直流系统的故障率；③需要敷设电缆，增加额外施工量；④需要串入操作机构的辅助触点，根据运行经验，辅助触点容易产生接触不良而影响动作的可靠性；⑤在断路器的控制开关上，一般都缺少闭锁措施。

(4)微机防误闭锁装置是一种采用计算机技术，用于高压开关设备防止电气误操作的装置，微机防误系统通过软件将现场大量的二次闭锁回路变为电脑中的五防闭锁规则库，实现了防误闭锁的数字化，并可以实现以往不能实现或者是很难实现的防误功能，但是微机防误闭锁装置也存在一定的问题，主要是操作复杂，并且需要在装置中长期安装电池，当电池没有电时，有时无法更换电池，导致微机防误闭锁装置不能正常工作。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种不需内部安装电池，采用外接电池供电方式，利用高压设备和高压线路的电压信号作为闭锁开关门的开、关控制信号，结合比较电路、升压电路、储能电路、开关和电磁铁实现了高压环网柜带电时禁止关、合接地开关，使操作更为简单和可靠，保障了操作人员的人身安全。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种环网柜防误操作闭锁装置，包括基准电路、电压采集电路、电压比较电路、驱动电路、直流电源、升压电路、限流电路、储能电路、开关和电磁铁。

基准电路的一端与电源的正极性端连接，基准电路的另一端与电源的负极性端连接，基准电路的中间输出端与电压比较电路的反相输入端连接，电压采集电路的电压输出端与电压比较电路的同相输入端连接，电压采集电路的地端与直流电源的负极性端连接，电压比较电路的输出端串接一个电阻与驱动电路三极管的基极连接，驱动电路三极管的发射极与直流电源的负极性端连接，电压比较电路的电源端与直流电源的正极性端连接，电压比较电路的地端与直流电源的负极性端连接，升压电路有三个引脚，一个是公共地端，一个是电压输入端，一个是电压的输出端，直流电源的正极性端与升压电路的电压输入端连接，直流电源的负极性端与升压电路的公共地端连接，升压电路的输出端与限流电路的输入端连接，限流电路的输出端分别与组成驱动电路三极管电路的集电极端、储能电路的正极性端和开关的输入端连接，储能电路的负极性端连接在升压电路的公共地端，开关的输出端与电磁铁的线圈一端连接，电磁铁的线圈的另一端与升压电路的公共地端连接，升压电路、限流电路、开关和电磁铁的线圈构成一个串联回路。

驱动电路由三极管和电阻构成，三极管的基极串接一个电阻后与电压比较电路的输出端连接，三极管的发射极与升压电路的公共地端连接，三极管的集电极与开关的输入端连接。储能电路由储能电解电容构成，并联在电路中，给电磁铁提供驱动能量。电磁铁由铁芯、骨架、复位弹簧和线圈组成，线圈饶在骨架上，将铁芯穿在空心骨架中间，铁芯可以在空心骨架内滑动，可以伸缩运动，复位弹簧套在铁芯上，铁芯采用软铁材料制成。直流电源采用外接电池供电，电池的正极和负极分别与环网柜防误操作闭锁装置通过两个电池插孔连接。基准电路由稳压二极管和电阻串联电路组成，基准电路为电压比较电路提供基准电压。

本实用新型具有积极的效果：(1)本实用新型的环网柜防误操作闭锁装置，采用外接电池供电，克服传统闭锁装置内部安装电池，电池没电时无法更换电池，导致微机防误闭锁装置不能正常工作问题。(2)本实用新型的环网柜防误操作闭锁装置，采用按键开关控制，操作简单。

附图说明

图1为实施例1的环网柜防误操作闭锁装置结构原理图。

图2为实施例1的环网柜防误操作闭锁装置面板安装结构图。

其中，1-为电池正极插孔，2-为转动铰链，3-为电池负极插孔，4-为门，5-为开关孔。

具体实施方式

见图1和图2所示，本实施例的环网柜防误操作闭锁装置，包括基准电路、电压采集电路、电压比较电路、驱动电路、直流电源、升压电路、限流电路、储能电路、开关和电磁铁。

环网柜防误操作闭锁装置主要功能是保证高压环网柜带电时禁止关、合接地开关，以保障操作人员的人身安全，环网柜防误操作闭锁装置采用外接直流电源供电，当高压设备和高压线路有电时环网柜防误操作闭锁装置控制闭锁开关门不许打开，而高压设备和高压线路没有电时环网柜防误操作闭锁装置可以打开闭锁开关门，从而实现强制闭锁开关柜操作手柄及网门，以防止带电时操作关、合接地开关，防止误入带电间隔，提高了开关设备的防误性能，保障了人身安全。

驱动电路的三极管采用NPN型三极管8050或9013，与基极连接的电阻为4.7KΩ。

储能电路的储能电容选用2200微法，耐压35V的电解电容。

电磁铁采用工作电压24VDC，通电时铁芯(拉杆)收缩，将门打开，断电时靠弹簧复位推出拉杆，可以将门关上，依靠拉杆锁住门，拉杆行程5-10mm，门的转动靠转动铰链完成，如图2所示。

基准电路由3.3V稳压二极管，串接一个1KΩ的限流电阻组成，也可以采用两个1KΩ电阻串联，利用串联电阻分压特性产生电压基准。

直流电源采用两节3.6V电池，串联组成7.2V电源，电池通过两个电池孔给环网柜防误操作闭锁装置供电，见图2所示。

限流电路采用限流电阻，阻值为1KΩ电阻。

比较电路采用集成电压比较器LM393。

升压电路采用集成升压模块KRB0724S，电压由7VDC升到24VDC，输入和输出电压非隔离。

开关采用复位开关，安装在开关柜表面，见图2所示，需要开门时按下开关，若高压设备和高压线路没有电，门自动打开，若高压设备和高压线路有电，按下开关，门也不能打开，起到带电闭锁作用。

Claims (6)

1、环网柜防误操作闭锁装置，其特征在于，包括基准电路(1)、电压采集电路(2)、电压比较电路(3)、驱动电路(4)、直流电源(5)、升压电路(6)、限流电路(7)、储能电路(8)、开关(9)和电磁铁(10)；基准电路(1)的一端与电源的正极性端连接，基准电路(1)的另一端与电源的负极性端连接，基准电路(1)的中间输出端与电压比较电路(3)的反相输入端连接，电压采集电路(2)的电压输出端与电压比较电路(3)的同相输入端连接，电压采集电路(2)的地端与直流电源(5)的负极性端连接，电压比较电路(3)的输出端串接一个电阻与驱动电路(4)三极管的基极连接，驱动电路(4)三极管的发射极与直流电源(5)的负极性端连接，电压比较电路(3)的电源端与直流电源(5)的正极性端连接，电压比较电路(3)的地端与直流电源(5)的负极性端连接，升压电路(6)有三个引脚，一个是公共地端，一个是电压输入端，一个是电压的输出端，直流电源(5)的正极性端与升压电路(6)的电压输入端连接，直流电源(5)的负极性端与升压电路(6)的公共地端连接，升压电路(6)的输出端与限流电路(7)的输入端连接，限流电路(7)的输出端分别与组成驱动电路(4)三极管电路的集电极端、储能电路(8)的正极性端和开关(9)的输入端连接，储能电路(8)的负极性端连接在升压电路(6)的公共地端，开关(9)的输出端与电磁铁(10)的线圈一端连接，电磁铁(10)的线圈的另一端与升压电路(6)的公共地端连接，升压电路(6)、限流电路(7)、开关(9)和电磁铁(10)的线圈构成一个串联回路。

2、如权利要求1所述的环网柜防误操作闭锁装置，其特征在于，驱动电路(4)由三极管和电阻构成，三极管的基极串接一个电阻后与电压比较电路(3)的输出端连接，三极管的发射极与升压电路(6)的公共地端连接，三极管的集电极与开关(9)的输入端连接。

3、如权利要求1所述的环网柜防误操作闭锁装置，其特征在于，储能电路(8)由储能电解电容构成，并联在电路中，给电磁铁提供驱动能量。

4、如权利要求1所述的环网柜防误操作闭锁装置，其特征在于，电磁铁(10)由铁芯、骨架、复位弹簧和线圈组成，线圈饶在骨架上，将铁芯穿在空心骨架中间，铁芯可以在空心骨架内滑动，可以伸缩运动，复位弹簧套在铁芯上，铁芯采用软铁材料制成。

5、如权利要求1所述的环网柜防误操作闭锁装置，其特征在于，直流电源(5)采用外接电池供电，电池的正极和负极分别与环网柜防误操作闭锁装置的两个电池插孔连接。

6、如权利要求1所述的环网柜防误操作闭锁装置，其特征在于，基准电路(1)由稳压二极管和电阻串联电路组成，基准电路(1)为电压比较电路(3)提供基准电压。

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