CN205195265U - 一种用于10kV降压变压器的安全合闸装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于10kV降压变压器的安全合闸装置，属于输电供电设备领域。包括继电器、电磁锁、绝缘电阻测试仪、及控制器，绝缘电阻测试仪包括线端、地端、信号端、及屏蔽端，绝缘电阻测试仪的线端通过继电器与10kV降压变压器的输出端相连、屏蔽端连接变压器壳体、地端接地；控制器控制绝缘电阻测试仪、继电器、或电磁阀的启闭并接收绝缘电阻测试仪的检测信号；电磁锁设置在10kV降压变压器一次侧的开关上并用于对该开关的断开状态锁定或解锁。本装置不仅适用于新生产的变压器的投用，同时，适用于现有的10kV变压器的改进和安装，增强变压器的通用性和安全性，较少10kV电网的安全隐患。

Description

一种用于10kV降压变压器的安全合闸装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于10kV降压变压器的安全合闸装置，属于输电供电设备领域。

背景技术

变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。它可以变换交流电压、电流和阻抗。最简单的铁心变压器由一个软磁材料做成的铁心及套在铁心上的两个匝数不等的线圈构成。绝缘电阻表示变压器各线圈之间、各线圈与铁芯之间的绝缘性能。绝缘电阻的高低与所使用的绝缘材料的性能、温度高低和潮湿程度有关。

10kV变压器在通电时，可能因为人员工作失误或者其他因素造成变压器的电路短路或者其负载段的变压器短路，容易引发安全事故；特别是对于室外使用的10kV变压器，由于其供电线路长，维修周期长，容易在通电时由于变压器或其供电的电路绝缘电阻短造成安全事故，影响电网安全。

发明内容

本实用新型的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种用于10kV降压变压器的安全合闸装置，本装置结构简单，使用方便，具有更强的推广性，不仅适用于新生产的变压器的投用，同时，适用于现有的10kV变压器的改进和安装，增强变压器的通用性和安全性，较少10kV电网的安全隐患。本装置适用于小区或者户外的10kV降压变压器，能够有效的减少因变压器本身绝缘性低危害电网和变压器的安全，同时也能避免与变压器其相连的电缆的绝缘性低影响设备的安全性，有效的保证10kV降压变压器正常的使用。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型公开了一种用于10kV降压变压器的安全合闸装置,包括继电器、电磁锁、绝缘电阻测试仪、及控制器，绝缘电阻测试仪包括线端、地端、信号端、及屏蔽端，绝缘电阻测试仪的线端通过继电器与10kV降压变压器的输出端相连、屏蔽端连接变压器壳体、地端接地；控制器控制绝缘电阻测试仪、继电器、或电磁阀的启闭并接收绝缘电阻测试仪的检测信号；电磁锁设置在10kV降压变压器一次侧的开关上并用于对该开关的断开状态锁定或解锁。

更进一步,所述开关为高压隔离开关，该高压隔离开关采用机械启闭的方式，该高压隔离开关包括动刀、定刀、刀架，动刀和定刀分别通过绝缘支柱连接在刀架上，动刀上连接有传动轴，该传动轴用于控制动刀的闭合或打开。

更进一步,所述电磁锁固定在刀架上，该电磁锁通过锁定传动轴将高压隔离开关的断开状态锁定或解锁。

更进一步,所述控制器采用12V电瓶供电，该电瓶通过变压器与市电相连。

更进一步,所述变压器的输出端连接有空气开关，空气开关的输出端与负载相连。

更进一步,所述10kV降压变压器一次通过高压隔离开关、断路器、高压隔离开关连接到10kV电网。

更进一步,所述控制器包括MCU、显示器、键盘、及通讯器；MCU分别与显示器、键盘、及通讯器相连。

由于上述结构，在10kV降压变压器的二次侧连接绝缘电阻测试仪，能够在变压器通电前对变压器的绝缘性进行检测，保证变压器在使用过程中的安全性，保证变压器通电时的安全性，有效的保证变压器说在电网的安全性；当变压器的绝缘电阻大小不符合通电的规定时，通过其控制器控制电磁锁动作，电磁锁锁定设于变压器前侧的开关，使其无法闭合，能够有效的保证变压器在绝缘性好的情况下通电，特别适用于户外10kV输入和220V输出的降压变压器，这种应用场景能够保证设备在通电前完成绝缘电阻的检测，避免由于变压器绝缘性不好而造成电网短路的情况，保证设备的安全性，其隔离开关作为电磁锁的锁定机构，是由于隔离开关距离降压变压器的距离最小，能够较少因为电磁锁控制线路的过长造成的控制进度地的缺陷，保证其电磁锁的使用的安全性，能够保证设备的正常使用，本装置的控制器采用独立的电源，能够避免因为远程供电的线路断电而影响设备的使用性，本装置的控制器采用MCU的控制，能够根据需要设定电磁锁的解锁电阻值，本装置为小区供电时，检测变压器及其小区线路的使用安全性，防止小区火灾，避免因小区复杂的电网环境而影响降压变压器的使用及影响10kV电网的安全性。

更进一步，其安全合闸系统包括：

控制单元，包括MCU、显示器、键盘、及通讯器；MCU分别与显示器、键盘、及通讯器相连；

电网单元，包括10kV电网、高压隔离开关、断路器、10kV降压变压器、空气开关、负载，10kV电网通过高压隔离开关和断路器与10kV降压变压器的一次侧相连，10kV降压变压器的二次侧通过空气开关与负载相连；

电阻检测单元，包括继电器、控制器、绝缘电阻测试仪，绝缘电阻测试仪包括线端、地端、信号端、及屏蔽端，绝缘电阻测试仪的线端通过继电器与10kV降压变压器的输出端相连、屏蔽端连接变压器壳体、地端接地；控制器分别与继电器的控制端、绝缘电阻测试仪信号端相连，控制器控制绝缘电阻测试仪或继电器的启闭并接收绝缘电阻测试仪的检测信号；

电磁锁单元，包括电磁锁，电磁锁带有锁舍，电磁锁设置在高压隔离开关上，该高压隔离开关采用机械启闭的方式，该高压隔离开关包括动刀、定刀、刀架，动刀和定刀分别通过绝缘支柱连接在刀架上，动刀上连接有传动轴，该传动轴用于控制动刀的闭合或打开；在传动轴上设置有通孔或盲孔，高压隔离开关断开状态时，传动轴上的通孔或盲孔相对；该电磁锁的锁舍的伸缩长度为4-6cm；

负载单元，包括空气开关和负载，空气开关输入端与10kV降压变压器的二次侧相连、输出端与负载相连；

控制单元分别与电阻检测单元和电磁锁单元，控制单元判断电阻检测单元检测到的绝缘电阻值是否达到设定值，控制电磁锁单元锁定或者解锁高压隔离开关的断开状态。

由于上述系统，由MCU控制电磁锁单元、电阻检测单元配合动作，对变压器输出端在负载状态和空载状态均进行绝缘电阻的检测，当绝缘电阻的检测值不符合设定的规定至，将变压器一次侧的高压隔离开关锁定为断开状态有效的保证通电的安全性，避免绝缘性不高的变压器接入电网时，影响10kV电网的安全性，本系统更多的适用于10kV降压至220V的降压变压器，特别是为小区供电的降压变压器，由于小区电网的线路复杂，小区中的电路容易造成短路，这种情况下，在接入电网前进行绝缘检测的必要性就凸显了出来，能够保证设备的正常使用，保证10kV降压变压器接入的安全性。

更进一步,其安全合闸系统的控制方法：

步骤1：检测10kV降压变压器的一次侧的高压隔离开关和断路器处于断开状态，检测10kV降压变压器的二次侧的空气开关断开；

步骤2：MCU控制电磁阀动作并将高压隔离开关锁定为断开状态；

步骤3：MCU控制继电器闭合，同时控制绝缘电阻测试仪启动，检测10kV降压变压器空载状态的绝缘电阻；绝缘电阻测试仪检测到的绝缘电阻数值传送至MCU并通过与MCU相连的显示器显示；

步骤4：当10kV降压变压器空载状态的绝缘电阻小于900兆欧时，MCU通过与其相连的通讯器发送报警信号；当10kV降压变压器空载状态的绝缘电阻不小于900兆欧时，MCU关闭继电器和绝缘电阻测试仪，然后对10kV降压变压器的二次侧进行放电1-2s；

步骤5：闭合10kV降压变压器的二次侧的空气开关，MCU控制继电器闭合，同时控制绝缘电阻测试仪启动，检测10kV降压变压器负载状态的绝缘电阻；

步骤6：当10kV降压变压器负载状态的绝缘电阻小于200兆欧时，MCU通过与其相连的通讯器发送报警信号；当10kV降压变压器负载状态的绝缘电阻不小于200兆欧时，MCU关闭继电器和绝缘电阻测试仪，然后对10kV降压变压器的二次侧放电1-1.5s；

步骤7：绝缘电阻测试仪检测10kV降压变压器负载状态的绝缘电阻不小于200兆欧、空载状态的绝缘电阻不小于900兆欧时，MCU控制电磁阀对高压隔离开关解锁，使其能够闭合；

步骤8：断开10kV降压变压器二次侧的隔离开关，然后依次闭合10kV降压变压器一次侧的高压隔离开关、断路器，然后闭合10kV降压变压器二次侧的空气开关并未负载用电。

由于采用了上述方法，测定10kV变压器在空载的情况下其绝缘电阻大于900兆欧，避免10kV降压变压器本身的绝缘性不够，而危害10kV电网的安全性，完成之后，检测10kV变压器带有负载的情况下的绝缘电阻，其绝缘电阻的阻值大于200兆欧，能够保证在负载端的线缆上的绝缘性，提高设备的安全使用性，此外，本装置还能够对现有的10kV变压器进行安装，有利于本装置的推广。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、本装置结构简单，使用方便，具有更强的推广性，不仅适用于新生产的变压器的投用，同时，适用于现有的10kV变压器的改进和安装，增强变压器的通用性和安全性，较少10kV电网的安全隐患。

2、本装置适用于小区或者户外的10kV降压变压器，能够有效的减少因变压器本身绝缘性低危害电网和变压器的安全，同时也能避免与变压器其相连的电缆的绝缘性低影响设备的安全性，有效的保证10kV降压变压器正常的使用。

3、本装置在每次通电之间均进行绝缘检测，避免维修后的线缆或者变压器通电后短路的情况，避免设备的安全使用。

附图说明

图1是本实用新型中用于10kV降压变压器的安全合闸系统结构图；

图中标记：1-10kV电网，2-断路器，3-高压隔离开关，4-电磁锁，5-10kV降压变压器5，6-控制器，7-继电器，8-绝缘电阻测试仪，9-空气开关，10-负载。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

具体实施例1：

如图1所示，本实用新型的一种用于10kV降压变压器的安全合闸装置,包括继电器7、电磁锁4、绝缘电阻测试仪8、及控制器6，绝缘电阻测试仪8包括线端、地端、信号端、及屏蔽端，绝缘电阻测试仪8的线端通过继电器7与10kV降压变压器5的输出端相连、屏蔽端连接变压器壳体、地端接地；控制器6控制绝缘电阻测试仪8、继电器7、或电磁阀的启闭并接收绝缘电阻测试仪8的检测信号；电磁锁4设置在10kV降压变压器5一次侧的开关上并用于对该开关的断开状态锁定或解锁。开关为高压隔离开关3，该高压隔离开关3采用机械启闭的方式，该高压隔离开关3包括动刀、定刀、刀架，动刀和定刀分别通过绝缘支柱连接在刀架上，动刀上连接有传动轴，该传动轴用于控制动刀的闭合或打开。电磁锁4固定在刀架上，该电磁锁4通过锁定传动轴将高压隔离开关3的断开状态锁定或解锁。控制器6采用12V电瓶供电，该电瓶通过变压器与市电相连。变压器的输出端连接有空气开关9，空气开关9的输出端与负载10相连。10kV降压变压器5一次通过高压隔离开关3、断路器2、高压隔离开关3连接到10kV电网1。控制器6包括MCU、显示器、键盘、及通讯器；MCU分别与显示器、键盘、及通讯器相连。

由于上述结构，在10kV降压变压器5的二次侧连接绝缘电阻测试仪8，能够在变压器通电前对变压器的绝缘性进行检测，保证变压器在使用过程中的安全性，保证变压器通电时的安全性，有效的保证变压器说在电网1的安全性；当变压器的绝缘电阻大小不符合通电的规定时，通过其控制器6控制电磁锁4动作，电磁锁4锁定设于变压器前侧的开关，使其无法闭合，能够有效的保证变压器在绝缘性好的情况下通电，特别适用于户外10kV输入和220V输出的降压变压器，这种应用场景能够保证设备在通电前完成绝缘电阻的检测，避免由于变压器绝缘性不好而造成电网1短路的情况，保证设备的安全性，其隔离开关3作为电磁锁4的锁定机构，是由于隔离开关3距离降压变压器的距离最小，能够较少因为电磁锁4控制线路的过长造成的控制进度地的缺陷，保证其电磁锁4的使用的安全性，能够保证设备的正常使用，本装置的控制器6采用独立的电源，能够避免因为远程供电的线路断电而影响设备的使用性，本装置的控制器6采用MCU的控制，能够根据需要设定电磁锁4的解锁电阻值，本装置为小区供电时，检测变压器及其小区线路的使用安全性，防止小区火灾，避免因小区复杂的电网1环境而影响降压变压器的使用及影响10kV电网1的安全性。

具体实施例2：

如图1所示，根据实施例1所述的用于10kV降压变压器的安全合闸装置，其安全合闸系统包括：

控制单元，包括MCU、显示器、键盘、及通讯器；MCU分别与显示器、键盘、及通讯器相连；

电网单元，包括10kV电网1、高压隔离开关3、断路器2、10kV降压变压器5、空气开关9、负载10，10kV电网1通过高压隔离开关3和断路器2与10kV降压变压器5的一次侧相连，10kV降压变压器5的二次侧通过空气开关9与负载10相连；

电阻检测单元，包括继电器7、控制器6、绝缘电阻测试仪8，绝缘电阻测试仪8包括线端、地端、信号端、及屏蔽端，绝缘电阻测试仪8的线端通过继电器7与10kV降压变压器5的输出端相连、屏蔽端连接变压器壳体、地端接地；控制器6分别与继电器7的控制端、绝缘电阻测试仪8信号端相连，控制器6控制绝缘电阻测试仪8或继电器7的启闭并接收绝缘电阻测试仪8的检测信号；

电磁锁4单元，包括电磁锁4，电磁锁4带有锁舍，电磁锁4设置在高压隔离开关3上，该高压隔离开关3采用机械启闭的方式，该高压隔离开关3包括动刀、定刀、刀架，动刀和定刀分别通过绝缘支柱连接在刀架上，动刀上连接有传动轴，该传动轴用于控制动刀的闭合或打开；在传动轴上设置有通孔或盲孔，高压隔离开关3断开状态时，传动轴上的通孔或盲孔相对；该电磁锁4的锁舍的伸缩长度为4-6cm；

负载10单元，包括空气开关9和负载10，空气开关9输入端与10kV降压变压器5的二次侧相连、输出端与负载10相连；

控制单元分别与电阻检测单元和电磁锁4单元，控制单元判断电阻检测单元检测到的绝缘电阻值是否达到设定值，控制电磁锁4单元锁定或者解锁高压隔离开关3的断开状态。

由于上述系统，由MCU控制电磁锁4单元、电阻检测单元配合动作，对变压器输出端在负载10状态和空载状态均进行绝缘电阻的检测，当绝缘电阻的检测值不符合设定的规定至，将变压器一次侧的高压隔离开关3锁定为断开状态有效的保证通电的安全性，避免绝缘性不高的变压器接入电网1时，影响10kV电网1的安全性，本系统更多的适用于10kV降压至220V的降压变压器，特别是为小区供电的降压变压器，由于小区电网1的线路复杂，小区中的电路容易造成短路，这种情况下，在接入电网1前进行绝缘检测的必要性就凸显了出来，能够保证设备的正常使用，保证10kV降压变压器5接入的安全性。

具体实施例3：

根据实施例2所述的用于10kV降压变压器的安全合闸装置的安全合闸系统，其控制方法：

步骤1：检测10kV降压变压器5的一次侧的高压隔离开关3和断路器2处于断开状态，检测10kV降压变压器5的二次侧的空气开关9断开；

步骤2：MCU控制电磁阀动作并将高压隔离开关3锁定为断开状态；

步骤3：MCU控制继电器7闭合，同时控制绝缘电阻测试仪8启动，检测10kV降压变压器5空载状态的绝缘电阻；绝缘电阻测试仪8检测到的绝缘电阻数值传送至MCU并通过与MCU相连的显示器显示；

步骤4：当10kV降压变压器5空载状态的绝缘电阻小于900兆欧时，MCU通过与其相连的通讯器发送报警信号；当10kV降压变压器5空载状态的绝缘电阻不小于900兆欧时，MCU关闭继电器7和绝缘电阻测试仪8，然后对10kV降压变压器5的二次侧进行放电1-2s；

步骤5：闭合10kV降压变压器5的二次侧的空气开关9，MCU控制继电器7闭合，同时控制绝缘电阻测试仪8启动，检测10kV降压变压器5负载10状态的绝缘电阻；

步骤6：当10kV降压变压器5负载10状态的绝缘电阻小于200兆欧时，MCU通过与其相连的通讯器发送报警信号；当10kV降压变压器5负载10状态的绝缘电阻不小于200兆欧时，MCU关闭继电器7和绝缘电阻测试仪8，然后对10kV降压变压器5的二次侧放电1-1.5s；

步骤7：绝缘电阻测试仪8检测10kV降压变压器5负载10状态的绝缘电阻不小于200兆欧、空载状态的绝缘电阻不小于900兆欧时，MCU控制电磁阀对高压隔离开关3解锁，使其能够闭合；

步骤8：断开10kV降压变压器5二次侧的隔离开关3，然后依次闭合10kV降压变压器5一次侧的高压隔离开关3、断路器2，然后闭合10kV降压变压器5二次侧的空气开关9并未负载10用电。

由于采用了上述方法，测定10kV变压器在空载的情况下其绝缘电阻大于900兆欧，避免10kV降压变压器5本身的绝缘性不够，而危害10kV电网1的安全性，完成之后，检测10kV变压器带有负载10的情况下的绝缘电阻，其绝缘电阻的阻值大于200兆欧，能够保证在负载10端的线缆上的绝缘性，提高设备的安全使用性，此外，本装置还能够对现有的10kV变压器进行安装，有利于本装置的推广。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于10kV降压变压器的安全合闸装置，其特征在于,包括继电器、电磁锁、绝缘电阻测试仪、及控制器，绝缘电阻测试仪包括线端、地端、信号端、及屏蔽端，绝缘电阻测试仪的线端通过继电器与10kV降压变压器的输出端相连、屏蔽端连接变压器壳体、地端接地；控制器控制绝缘电阻测试仪、继电器、或电磁阀的启闭并接收绝缘电阻测试仪的检测信号；电磁锁设置在10kV降压变压器一次侧的开关上并用于对该开关的断开状态锁定或解锁。

2.根据权利要求1所述的用于10kV降压变压器的安全合闸装置，其特征在于,所述开关为高压隔离开关，该高压隔离开关采用机械启闭的方式，该高压隔离开关包括动刀、定刀、刀架，动刀和定刀分别通过绝缘支柱连接在刀架上，动刀上连接有传动轴，该传动轴用于控制动刀的闭合或打开。

3.根据权利要求2所述的用于10kV降压变压器的安全合闸装置，其特征在于,所述电磁锁固定在刀架上，该电磁锁通过锁定传动轴将高压隔离开关的断开状态锁定或解锁。

4.根据权利要求1所述的用于10kV降压变压器的安全合闸装置，其特征在于,所述控制器采用12V电瓶供电，该电瓶通过变压器与市电相连。

5.根据权利要求1所述的用于10kV降压变压器的安全合闸装置，其特征在于,所述变压器的输出端连接有空气开关，空气开关的输出端与负载相连。

6.根据权利要求1所述的用于10kV降压变压器的安全合闸装置，其特征在于,所述10kV降压变压器一次通过高压隔离开关、断路器、高压隔离开关连接到10kV电网。

7.根据权利要求1所述的用于10kV降压变压器的安全合闸装置，其特征在于,所述控制器包括MCU、显示器、键盘、及通讯器；MCU分别与显示器、键盘、及通讯器相连。

8.根据权利要求1-7任一项所述的用于10kV降压变压器的安全合闸装置，其特征在于,其安全合闸系统包括：

控制单元，包括MCU、显示器、键盘、及通讯器；MCU分别与显示器、键盘、及通讯器相连；

电网单元，包括10kV电网、高压隔离开关、断路器、10kV降压变压器、空气开关、负载，10kV电网通过高压隔离开关和断路器与10kV降压变压器的一次侧相连，10kV降压变压器的二次侧通过空气开关与负载相连；

电阻检测单元，包括继电器、控制器、绝缘电阻测试仪，绝缘电阻测试仪包括线端、地端、信号端、及屏蔽端，绝缘电阻测试仪的线端通过继电器与10kV降压变压器的输出端相连、屏蔽端连接变压器壳体、地端接地；控制器分别与继电器的控制端、绝缘电阻测试仪信号端相连，控制器控制绝缘电阻测试仪或继电器的启闭并接收绝缘电阻测试仪的检测信号；

电磁锁单元，包括电磁锁，电磁锁带有锁舍，电磁锁设置在高压隔离开关上，该高压隔离开关采用机械启闭的方式，该高压隔离开关包括动刀、定刀、刀架，动刀和定刀分别通过绝缘支柱连接在刀架上，动刀上连接有传动轴，该传动轴用于控制动刀的闭合或打开；在传动轴上设置有通孔或盲孔，高压隔离开关断开状态时，传动轴上的通孔或盲孔相对；该电磁锁的锁舍的伸缩长度为4-6cm；

负载单元，包括空气开关和负载，空气开关输入端与10kV降压变压器的二次侧相连、输出端与负载相连；

控制单元分别与电阻检测单元和电磁锁单元，控制单元判断电阻检测单元检测到的绝缘电阻值是否达到设定值，控制电磁锁单元锁定或者解锁高压隔离开关的断开状态。