CN202888715U

CN202888715U - 一种开关柜控制单元及开关柜

Info

Publication number: CN202888715U
Application number: CN 201220426617
Authority: CN
Inventors: 贺爱存; 宋建慧; 曾瑞; 樊红梅; 何绪文
Original assignee: Xinjiang Tbea Automatic Equipment Co Ltd
Current assignee: Xinjiang Tbea Automatic Equipment Co Ltd
Priority date: 2012-08-27
Filing date: 2012-08-27
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2022-08-27

Abstract

本实用新型提供一种开关柜控制单元及开关柜，所述开关柜包括：中央处理器；电学参数采集模块用于采集高压母线的电学参数；闭锁电路模块，用于实现闭锁功能；断路器模块用于检测断路器的通断信号；接地刀用于检测接地刀的通断信号环境模块用于检测开关柜内的环境相关信号；显示模块用于显示高压母线的带电状态、所述闭锁电路模块的闭锁状态。本实施例中，将通过显示模块显示高压母线的带电状态和闭锁电路模块的闭锁状态，在高压母线带电而闭锁电路模块没有启动闭锁时，工作人员可以通过显示模块实时观测到高压母线带电而闭锁电路模块闭锁，避免误入开关柜带电间隔，提高了开关柜防误的可靠性，确保了开关柜以及工作人员的安全性。

Description

一种开关柜控制单元及开关柜

技术领域

本实用新型涉及电气设备的技术领域，具体地，涉及一种开关柜控制单元及开关柜。

背景技术

开关柜是一种接高压或低压线缆的设备，用于电力系统在发电、输电、配电、电能转换和消耗过程中起通断、控制或保护等作用，开关柜在整个电力工业中占有非常重要的地位。

开关柜通常包括电源部分、断路器、接地刀、环境参数检测设备和加热设备等。断路器用于关合、承载和开断正常回路条件下的电流，并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置；接地刀主要是用来在线路和设备检修时，为确保工作人员安全进行接地用的；环境参数检测设备用于检测开关柜中的温度和湿度等，并利用加热设备来调控开关柜中的温度和湿度等环境参数。为确保开关柜的安全运行，可以通过开关柜操控装置对电源部分、断路器、接地刀、环境参数检测设备和加热设备等部件自动控制，其中，开关柜操控装置中还包括闭锁电路，在开关柜中的高压母线带电时闭锁电路启动闭锁，以保护工作人员的安全。然而，在实际运行中，由于闭锁电路性能存在缺陷或者发生故障的情况下，在高压母线带电时无法启动闭锁，工作人员可能无法实时观测到闭锁电路模块的闭锁状态而开启开关柜，导致误入带电间隔，从而危及开关柜以及对开关柜进行操作的工作人员的安全。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种开关柜控制单元及开关柜，用于解决现有技术中在高压母线带电时，工作人员由于无法实时观测闭锁电路模块的闭锁状态而开启开关柜的问题。

为此，本实用新型提供一种开关柜控制单元，包括：

中央处理器；

电学参数采集模块，用于采集高压母线的电学参数；

闭锁电路模块，用于实现闭锁功能；

断路器模块，用于检测断路器的通断信号；

接地刀模块，用于检测接地刀的通断信号；

储能模块，用于采集所述断路器中弹簧的储能状态信号；

环境模块，用于检测开关柜内的环境相关信号；

显示模块，用于显示高压母线的带电状态、所述闭锁电路模块的闭锁状态；

所述中央处理器分别与所述电学参数采集模块、闭锁电路模块、断路器模块、接地刀模块、储能模块、环境模块和显示模块连接，以控制上述各个模块的运行状态。

其中，所述断路器模块、接地刀模块和/或储能模块连接指示灯，所述指示灯按照预设的发光参数指示所述断路器的工作状态和工作位置、接地刀和/或断路器中弹簧的工作状态。

其中，所述显示模块还用于显示所述断路器的工作状态和工作位置、接地刀的工作状态和/或断路器中弹簧的工作状态。

其中，所述环境模块连接有加热设备，所述环境模块通过控制所述加热设备的加热时间来控制所述开关柜中的环境相关信号，所述环境相关信号包括温度信号和湿度信号。

其中，所述开关柜控制单元还包括：断线报警模块，用于检测加热设备的工作状态；

当所述加热设备发生断线故障时，所述断线报警模块向用户发出断线报警信号；

所述断线报警模块与所述环境模块、加热设备连接。

其中，所述断线报警模块包括电流互感器。

其中，所述开关柜控制单元还包括：语音报警模块，用于在所述断路器和/或接地刀误操作时向用户输出语音报警信号；

所述语音报警模块与所述中央处理器连接。

其中，所述开关柜控制单元还包括：通信模块，采用485通信方式与外部终端进行信息连通；

所述通信模块与所述中央处理器连接。

其中，所述电学参数采集模块中设置有显示单元，用于显示所述高压母线的电学参数。

本实用新型还提供一种开关柜，其中包括上述的任意一种开关柜控制单元。

本实用新型具有下述有益效果：

本实用新型提供的开关柜控制单元实施例中，通过显示模块显示高压母线的带电状态和闭锁电路模块的闭锁状态，在高压母线带电而闭锁电路模块没有启动闭锁时，工作人员可以通过显示模块实时观测到高压母线带电而闭锁电路模块闭锁，避免误入开关柜带电间隔，提高了开关柜防误的可靠性，确保了开关柜以及工作人员的安全性。

附图说明

图1为本实施例开关柜控制单元第一实施例的结构示意图；

图2本实用新型开关柜控制单元第二实施例的结构示意图；

图3为本实施例中闭锁电路模块结构示意图；

图4为本实施例中断路器模块的结构示意图；

图5为本实施例中接地刀模块的结构示意图；

图6为本实施例中储能模块的结构示意图；

图7为本实施例中环境模块的温度采集模块的结构示意图；

图8为本实施例中环境模块的加热控制模块的结构示意图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型提供的开关柜控制单元及开关柜进行详细描述。

图1为本实施例开关柜控制单元第一实施例的结构示意图。如图1所示，本实施例开关柜控制单元包括：中央处理器101、电学参数采集模块102、闭锁电路模块103、断路器模块104、接地刀模块105、储能模块106、环境模块107和显示模块108；其中，电学参数采集模块102用于采集高压母线的电学参数，闭锁电路模块103用于实现闭锁功能，断路器模块104用于检测断路器的通断信号，接地刀模块105用于检测接地刀的通断信号，储能模块106用于采集所述断路器中弹簧的储能状态信号，环境模块107用于检测开关柜内的环境相关信号，显示模块108用于显示高压母线的带电状态、闭锁状态，以及显示断路器模块104、接地刀模块105、储能模块106和环境模块107中的信号。中央处理器101分别与电学参数采集模块102、闭锁电路模块103、断路器模块104、接地刀模块105、储能模块106、环境模块107和显示模块108连接，中央处理器101用于控制上述各个模块的运行状态。

在实际应用中，当高压母线不带电时，闭锁电路模块103解除闭锁，这时，显示模块108显示出高压母线不带电以及闭锁电路模块103处于闭锁解除状态；当高压母线带电时，闭锁电路模块103启动闭锁，这时，显示模块108显示高压母线带电和闭锁电路模块103处于闭锁状态。当高压母线带电时，如果闭锁电路模块103出现失误而没有进入闭锁状态，工作人员也可以通过显示模块108观测到闭锁电路模块103，从而防止工作人员发生触电事故，确保工作人员的安全。

本实施例中，通过显示模块显示高压母线的带电状态和闭锁电路模块的闭锁状态，在高压母线带电而闭锁电路模块没有启动闭锁时，工作人员可以通过显示模块实时观测到高压母线带电而闭锁电路模块闭锁，避免误入开关柜带电间隔，提高了开关柜防误的可靠性，确保了开关柜以及工作人员的安全性。

图2为本实用新型开关柜控制单元第二实施例的结构示意图。如图2所示，在本实施例中，断路器模块104、接地刀模块105和/或储能模块106连接指示灯，指示灯按照预设的发光参数指示开关柜中的断路器、接地刀的工作状态和/或断路器中弹簧的工作状态。指示灯包括红色指示灯和绿色指示灯；指示灯按照预设的发光参数指示所述断路器、接地刀的工作状态和/或断路器中弹簧的工作状态信号。例如，断路器模块分为状态信号和位置信号，与标识断路器模块104状态信号连接的红色指示灯亮，标识断路器合闸，连接的绿色指示灯亮，标识断路器分闸；与标识断路器模块104位置信号连接的红色指示灯亮，标识断路器处于工作位置，连接的绿色指示灯亮，标识断路器处于试验位置；与接地刀模块105连接的红色指示灯亮，标识接地刀接地，当与接地刀模块105连接的绿色指示灯亮，标识接地刀断开；与储能模块106连接的红色指示灯亮，标识断路器中的弹簧未储能，当与储能模块106连接的绿色指示灯亮，标识断路器中的弹簧未储能。

进一步的，显示模块108还用于显示开关柜中的断路器的工作状态和工作位置、接地刀的工作状态和/或断路器中弹簧的工作状态，包括显示断路器中弹簧的储能量与预设储能量之间的比值等，通过显示模块108来显示开关柜中的断路器、接地刀和断路器中弹簧的工作状态，可以使工作人员更明确地观测以上各个部件的工作状态，确保开关柜的安全，避免发生安全事故。

进一步的，进一步的，本实施例开关柜操控装置还包括断线报警模块109，断线报警模块109与加热设备、环境模块107连接，断线报警模块109用于检测加热设备的工作状态，当加热设备由于断线等原因不能正常工作时，断线报警模块109将发出断线报警信号，防止由于开关柜的温度长期不处于预设温度范围或者开关柜中的湿度长期不处于预设湿度范围而损害开关柜，以确保开关柜的正常使用。其中，断线报警模块109可以采用电流互感器，采用电流互感器的优点是体积小、抗干扰能力强，可靠性高，而且成本比较低。

图3为本实施例中闭锁电路模块结构示意图。如图3所示，本实施例开关柜控制单元中的闭锁电路模块包括三相电路，每相电路之间相互独立，高压母线的电学信号经压敏电阻RT1、RT2、RT3，再经分压电路后被整流成直流电并分别连接到LED指示灯上，整流桥前接TVS管VD1、VD2、VD3保护后端电路；上述的三路电学信号通过整流桥整流后合并为一路并经过光电隔离单元，使得闭锁电路模块103的闭锁功能启动，同时驱动光电隔离单元T3、T4利T5控制侧的发光二极管导通，使得光电隔离单元T3、T4和T5受控侧的光敏三极管导通，后接闭锁电路模块103。在实际应用中，闭锁电路模块103可以串联电磁锁，在高压母线不带电时，光电隔离单元T3、T4和T5受控侧的光敏三极管不导通，而三极管Q3、Q4导通，继电器JD6线圈导通带动触点BS1、BS2导通，电磁锁经过通过继电器触点BS1、BS2构成回路，电磁锁正常工作，与带电显示和闭锁电路模块103连接的闭锁解除指示灯亮，闭锁解除；在高压母线带电时，光电隔离单元T3、T4和T5受控侧的光敏三极管导通，三极管Q3、Q4关闭，继电器线圈断开，从而继电器触点BS1、BS2断开，电磁锁通过继电器触点BS1、BS2构成的回路断开，从而电磁锁断开，闭锁解除指示灯灭。通过带电显示和闭锁电路模块103的闭锁和电磁锁对开关柜实现双重闭锁保护，提高了防误的可靠性。

图4为本实施例中断路器模块的结构示意图。如图4所示，当手车处于试验位置时，断路器模块中的光电隔离单元T1控制侧发光二极管导通，使得光电隔离单元T1受控侧的光敏三极管导通，三极管Q1导通，相应的绿色指示灯亮；当手车处于工作位置时，光电隔离单元T2控制侧发光二极管导通，使得光电隔离单元受控侧的光敏三极管导通，三极管Q2导通，相应的红色指示灯亮。当断路器合闸时，继电器JD1线圈导通，继电器触点DLR导通，相应的红色指示灯亮；断路器分闸时，继电器JD1线圈不导通，继电器触点DLG导通，相应的绿色模拟条亮。同时从工作位置指示灯、试验位置指示灯、断路器指示灯旁引出一旁路，将信号传输给中央控制器进行操作。

在本实施例中，蓝色指示灯和红色指示灯也可以采用模拟条的形式实现。

图5为本实施例中接地刀模块的结构示意图。如图5所示，当开关柜中的接地刀接通时，接地刀模块中的继电器JD2线圈导通，继电器触点JDR导通，相应的红色模拟条亮；当接地刀断开时，继电器JD2线圈断开，继电器触点JDG导通，相应的绿色模拟条亮。接地刀模块连接有接地指示灯，用于标识接地刀是否接地，接地指示灯中的红色指示灯亮，标识接地刀接地，接地指示灯中的绿色指示灯亮，则标识接地刀断开；接地指示灯旁引出一旁路，当接地指示灯灯亮时，接地刀模块传输高电平信号给中央控制器。

图6为本实施例中储能模块的结构示意图。如图6所示，当与储能模块连接的弹性线圈储能达到预设储能值时，继电器JD3线圈导通，继电器触点CNR导通，相应的红色模拟条亮；当弹性线圈储能未达到预设储能值时，继电器JD3线圈不导通，继电器触点CNG导通，相应的绿色模拟条亮。储能模块连接有储能指示灯，用于标识弹簧储能状态，储能指示灯中的红色指示灯亮，标识弹簧已储能，储能指示灯中的绿色指示灯亮，则标识弹簧未储能；储能指示灯旁引出一旁路，储能指示灯亮时，储能模块传输高电平信号给中央控制器。

在本实施例中，储能指示灯、接地指示灯、红色模拟条、绿色模拟条均可以采用LED灯来实现。

在本实施例中，环境模块包括温度采集模块和加热控制模块，其中，温度采集模块用于采集开关柜中的温度，加热控制模块用于控制加热设备的通断状态。例如，开关柜中的温度需要保持在5-20℃之间，当开关柜中的温度低于5℃时开始加热，而当开关柜中的高于15℃时停止加热。图7为本实施例中环境模块的温度采集模块的结构示意图，图8为本实施例中环境模块的加热控制模块的结构示意图。如图7、8所示，电压经三端稳压电源U2稳定在10V，热敏电阻上的电压经过比较器IC1A和IC1B的运放，再通过RS触发器根据比较器IC1A和IC1B的输出结果决定是否加热，RS触发器由与非门电路IC2C和IC2D相互反接得到，当需要加热时，RS触发器输出加热信号JRX。当图8中的加热控制模块接收到加热信号JRX后，温度采集模块中的三极管Q7导通，继电器JD6线圈导通，继电器触点JRQ1、JRQ2导通，从而接通加热设备开始加热，同时用于标识加热设备开关的加热指示灯LED5点亮。加热设备构成回路后，通过电流互感器TA传入的加热信号，可以使得三极管Q5导通，加热信号通过三极管Q5构成回路，三极管Q6未导通，继电器JD5线圈未导通，用于标识加热设备是否断线的断线指示灯LED6没有被点亮；当加热设备有一路未导通时，接点JR1接地，从而使继电器JD5线圈导通，继电器触点DX1、DX2导通，标识加热设备是否断线的断线指示灯LED6点亮。

本实施例中，将通过显示模块显示高压母线的带电状态和闭锁电路模块的闭锁状态，在高压母线带电而闭锁电路模块没有启动闭锁时，工作人员可以通过显示模块实时观测到高压母线带电而闭锁电路模块闭锁，避免误入开关柜带电间隔，提高了开关柜防误的可靠性，确保了开关柜以及工作人员的安全性；同时，断线报警模块采用电流互感器，体积小、抗干扰能力强，可靠性高，而且成本比较低，语音报警模块确保用户及时获知断路器和/或接地刀的工作状态，通信模块实现与外部终端的信息连通，有利于工作人员进行远程控制，提高了工作人员的安全性。

本实用新型还提供一种开关柜，包括上述的任意一种开关柜操控装置，以确保开关柜以及对开关柜进行操作的工作人员的安全，本实施例中的开关柜可以为用于3～35KV电压范围内的户内开关柜。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种开关柜控制单元，其特征在于，包括：

中央处理器；

电学参数采集模块，用于采集高压母线的电学参数；

闭锁电路模块，用于实现闭锁功能；

断路器模块，用于检测断路器的通断信号；

接地刀模块，用于检测接地刀的通断信号；

储能模块，用于采集所述断路器中弹簧的储能状态信号；

环境模块，用于检测开关柜内的环境相关信号；

2.根据权利要求1所述的开关柜控制单元，其特征在于，所述断路器模块、接地刀模块和/或储能模块连接指示灯，所述指示灯按照预设的发光参数指示所述断路器的工作状态和工作位置、接地刀和/或断路器中弹簧的工作状态。

3.根据权利要求1所述的开关柜控制单元，其特征在于，所述显示模块还用于显示所述断路器的工作状态和工作位置、接地刀的工作状态和/或断路器中弹簧的工作状态。

4.根据权利要求1所述的开关柜控制单元，其特征在于，所述环境模块连接有加热设备，所述环境模块通过控制所述加热设备的加热时间来控制所述开关柜中的环境相关信号，所述环境相关信号包括温度信号和湿度信号。

5.根据权利要求4所述的开关柜控制单元，其特征在于，该开关柜控制单元还包括：断线报警模块，用于检测加热设备的工作状态；

所述断线报警模块与所述环境模块、加热设备连接。

6.根据权利要求5所述的开关柜控制单元，其特征在于，所述断线报警模块包括电流互感器。

7.根据权利要求1所述的开关柜控制单元，其特征在于，该开关柜控制单元还包括：语音报警模块，用于在所述断路器和/或接地刀误操作时向用户输出语音报警信号；

所述语音报警模块与所述中央处理器连接。

8.根据权利要求1所述的开关柜控制单元，其特征在于，该开关柜控制单元还包括：通信模块，采用485通信方式与外部终端进行信息连通；

所述通信模块与所述中央处理器连接。

9.根据权利要求1所述的开关柜控制单元，其特征在于，所述电学参数采集模块中设置有显示单元，用于显示所述高压母线的电学参数。

10.一种开关柜，其特征在于包括：权利要求1-9任一所述的开关柜控制单元。