CN207603046U - 通用操作电源箱 - Google Patents

Abstract

通用操作电源箱，包括：箱体、设置于所述箱体上的盖体、设置于所述箱体内的充电电池；设置于所述箱体内的用于固定电子元件的安装底板；设置于所述箱体内的操作面板，所述操作面板上设置有电源输入接口、电压输出接口、电源管理模块、状态指示灯、电压表、电池投入退出转换开关、输出电压切换开关和电源输入控制开关。本实用新型箱内的操作控制电路采用模块化设计，简化了电路器件，达到轻便化、便携式的效果，同时不仅能够解决永磁断路器没有操作电源的问题，也能够满足弹操机构电动操作及24V开关设备操作的需求，具有很强的通用性。

Description

通用操作电源箱

技术领域

本实用新型属于电力设备技术领域，更具体地说，涉及一种断路器的操作电源箱。

背景技术

永磁操作机构由于具有结构简单、体积小、重量轻、易操作、寿命长、免维护等特点，被大量的应用在电力开关领域，如柱上永磁真空断路器、环网柜永磁断路器等。永磁操作机构需要通过电来完成分合闸操作，在现场设备检修或者现场后备电源故障的情况下，永磁操作机构会因没有操作电源而导致现场无法操作开关设备。目前，在作业现场一般是采用柴油发电机配合整流模块来完成对开关的操作，但受制于现场维护空间、柴油发电机体积、重量等因素，现场维护作业仍存在诸多困难。

为了解决柴油发电机使用不便的问题，公告号为CN205666468U的实用新型专利公开了一种便携式永磁开关电源箱，该电源箱包括充电电源单元、信号切换单元、永磁开关驱动单元和航空插座，其采用充电电源单元为永磁开关驱动单元供电，分合闸操作时的操作电源由永磁开关驱动单元通过与永磁操作机构断路器配套的航空插座及电缆输出到永磁操作机构断路器，从而控制开关合分闸。该电源箱采用蓄电池为永磁开关驱动单元提供电源，输出稳定可靠，且可长期反复使用，相比柴油发电机，体积小、便于携带，与永磁操作机构断路器连接简单，使用方便。

但是该电源箱由于本身具有分合闸电容及永磁开关驱动电路，只适用于与柱上永磁操作机构配套的真空断路器，不适用于环网柜内已配置永磁驱动电路的操作回路。而且该电源箱的对外出口采用航空插头的方式，对于内部与外部的接线采用端子对接方式的开关柜，该电源箱不能适用。同时对于供电企业存在多种电压等级或多种操作电源及操作开关的场合，如具有弹操机构的断路器，由于该电源箱具有永磁开关驱动器及充电电容回路，无法满足弹操电机启动瞬间的大电流操作，从而不能提供足够力矩给储能电机而无法操作。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种通用性强、便于携带的操作电源箱。

为了实现上述目的，本实用新型采取如下的技术解决方案：

通用操作电源箱，包括：箱体、设置于所述箱体上的盖体、设置于所述箱体内的充电电池；设置于所述箱体内的用于固定电子元件的安装底板；设置于所述箱体内的操作面板，所述操作面板上设置有电源输入接口、电压输出接口、电源管理模块、状态指示灯、电压表、电池投入退出转换开关、输出电压切换开关和电源输入控制开关。

进一步的，所述状态指示灯包括交流电源指示灯、110V输出指示灯和24V输出指示灯。

进一步的，电源箱的操作控制电路包括电源输入端、电压输出端、电源管理芯片、充电电池、电源输入控制开关、电池投入退出转换开关、输出电压切换开关、第一继电器、第二继电器及第三继电器；其中，交流市电与所述电源输入端相连，电源输入端的正极和负极经所述电源输入控制开关分别与所述电源管理芯片的ACL引脚和ACN引脚相连；所述电源管理芯片的FG引脚接地，B+引脚和第一B-引脚经所述电池投入退出转换开关分别与充电电池的正极和负极相连，BK引脚经所述第一继电器的一对辅助常闭节点及所述电池投入退出转换开关的一对触点与电源管理芯片的第二B-引脚相连，Vo1+引脚经输出电压切换开关的第五、第六触点及第二继电器的第一、第二辅助常开节点与电压输出端的正极相连，Vo1-引脚经输出电压切换开关的第七、第八触点及第二继电器的第三、第四辅助常开节点与电压输出端的负极相连，Vo2+引脚经输出电压切换开关的第一、第二触点及第三继电器的第一、第二辅助常开节点与电压输出端的正极相连，Vo2-引脚经输出电压切换开关的第三、第四触点及第三继电器的第三、第四辅助常开节点与电压输出端的负极相连；所述第二继电器的第二辅助常开节点与电压输出端的正极之间连接有限流电阻，限流电阻同时与输出电压切换开关的第九、第十触点并接；所述输出电压切换开关的第六触点、第八触点与第二继电器的线圈并接，输出电压切换开关的第二触点、第四触点与第三继电器的线圈并接；所述电压输出端的正、负极之间接有电压表。

进一步的，所述电源输入控制开关为空气开关，电源输入端的正极和负极经空气开关与电源管理芯片的ACL引脚和ACN引脚相连。

进一步的，电源管理芯片的ACL引脚和ACN引脚与交流电源指示灯并接。

进一步的，电源管理芯片的B+引脚经电池投入退出转换开关的第一触点、第二触点与充电电池的正极相连，第一B-引脚经电池投入退出转换开关的第三触点、第四触点与充电电池的负极相连。

进一步的，所述电源管理芯片的BK引脚经第一继电器的第一辅助常闭节点、第二辅助常闭节点及电池投入退出转换开关的第五触点、第六触点与电源管理芯片的第二B-引脚相连。

进一步的，所述输出电压切换开关的第六触点和第八触点与110V输出指示灯并接。

进一步的，所述输出电压切换开关的第二触点和第四触点与24V输出指示灯并接。

进一步的，在电源输入接口和电压输出接口上设置有防水盖。

由以上技术方案可知，本实用新型的电源箱可直接与开关柜内供电电源接口端子相连，向柜内设置的永磁开关控制回路提供直流电源，对电容器进行充电，从而完成开关的操作，同时通过设置输出电压切换开关，可以选择与不同的电路模式相对应的输出电压，不仅解决了开关柜内永磁断路器没有操作电源的问题，同时还可以满足弹操机构电动操作及24V开关设备操作的需求，使电源箱具有极佳的通用性，同时通过简化电路原件及采用模块化设计，减小了电源箱的体积和重量，改善了电源箱的便携性能。

附图说明

图1为本实用新型的结构分解示意图。

图2为本实用新型的操作面板的示意图。

图3为本实用新型操作控制电路的原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细地说明。

为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

如图1所示，本实用新型的操作电源箱包括箱体1、箱盖2、操作面板3、安装底板4及充电电池（未图示），箱盖2上设置有箱体铭牌20。安装底板4设置于箱体1内底部，安装底板4用于固定充电电池、限流电阻、继电器及端子排等电子元件。操作面板3设置于箱体1内上部，箱盖2盖在箱体1上，打开箱盖2后即可对操作面板3进行操作。

参照图2，操作面板3上设置有电源输入接口3-1、电压输出接口3-2、电源管理模块3-3、状态指示灯3-4、电压表3-5、电池投入退出转换开关3-6、输出电压切换开关3-7、电源输入控制开关3-8。电池投入退出转换开关3-6用于接通或退出充电电池，并可激活电源管理模块，使充电电池可自动放电。电源管理模块3-3由常规的电源管理芯片及其外围电路构成，电源管理模块3-3用于管理充电电池的充电以及不同电压等级的输出，包括DC110V电压输出和DC24V电压输出。本实施例的电源输入接口3-1为用于与交流市电相连的三孔防水插座，电源输入控制开关3-8为空气开关，电压表3-5为数显直流电压表，电池投入退出转换开关3-6、输出电压切换开关3-7采用二次回路中常规使用的万能转换开关。优选的，在电源输入接口3-1和电压输出接口3-2上可设置防水盖。作为本实用新型的一种具体实施方式，状态指示灯3-4包括交流电源指示灯、110V输出指示灯和24V输出指示灯。

图3为操作电源箱操作控制电路的电路图，如图3所示，操作控制电路主要分为交流输入电路，电池充电电路和电压输出电路三大模块。交流输入电路包括电源输入端1CZ，电源输入端1CZ与交流市电相连，电源输入端1CZ通过导线与电源管理芯片MK1的ACL引脚和ACN引脚（1脚和3脚）相连，更具体的，交流输入电路还包括空气开关1QF和交流电源指示灯HD1，电源输入端1CZ的正极和负极分别经空气开关1QF与电源管理芯片MK1的ACL引脚和ACN引脚相连，交流电源指示灯HD1与电源管理芯片MK1的ACL引脚和ACN引脚并接。电源管理芯片MK1的FG引脚（2脚）接地。

电池充电电路包括充电电池、转换开关ZK和第一继电器3ZJ，转换开关ZK为电池投入退出转换开关，第一继电器3ZJ用于启动电源管理芯片MK1的输出功能和点动功能。本实施例的充电电池为若干充电电池（XDC1、XDC2）组成的电池组，用于电量储备及给设备供电。电源管理芯片MK1的B+引脚和第一B-引脚（17脚和20脚）为电池接入脚，B+引脚和第一B-引脚经转换开关ZK与充电电池相连，其中，B+引脚经转换开关ZK的第一触点1、第二触点2与充电电池的正极相连，第一B-引脚经转换开关ZK的第三触点3、第四触点4与充电电池的负极相连。电源管理芯片MK1的BK引脚（13脚）经第一继电器3ZJ的第一辅助常闭节点1、第二辅助常闭节点9及转换开关ZK的第五触点5、第六触点6与电源管理芯片MK1的第二B-引脚相连，电池充电电路的主要作用是投入电池时启动电源管理模块。本实施例的第一B-引脚和第二B-引脚的接线可以互换，可以并接。

电压输出电路包括DC110V电源回路和DC24V电源回路。DC110V电源回路包括切换开关ZK1和第二继电器1ZJ，切换开关ZK1为输出电压切换开关，用于永磁电源和弹操电源的切换，第二继电器1ZJ用于实现DC110V电压控制及与输出隔离。电源管理芯片MK1的Vo1+引脚和Vo1-引脚（21脚和22脚）输出110V直流电压，Vo1+引脚为DC110V电压输出的正极，Vo1-引脚为DC110V电压输出的负极。电源管理芯片MK1的Vo1+引脚和Vo1-引脚经切换开关ZK1与第二继电器1ZJ相连，其中，Vo1+引脚经切换开关ZK1的第五触点5、第六触点6与第二继电器1ZJ相连，Vo1-引脚经切换开关ZK1的第七触点7、第八触点8与第二继电器1ZJ相连。切换开关ZK1的第六触点6经第二继电器1ZJ的第一辅助常开节点5、第二辅助常开节点9与电压输出端CZ的正极相连，切换开关ZK1的第八触点8经第二继电器1ZJ的第三辅助常开节点8、第四辅助常开节点12与电压输出端CZ的负极相连，电压输出端CZ的正、负极之间接有数显直流电压表PV。切换开关ZK1的第六触点6和第八触点8同时还与第二继电器1ZJ的线圈以及110V输出指示灯HD2并接。第二继电器1ZJ的第二辅助常开节点9和电压输出端CZ的正极之间连接有限流电阻R，限流电阻R同时与切换开关ZK1的第九触点9和第十触点10并接。DC110V电压正极经过限流电阻R及并联的切换开关ZK1的第九触点9和第十触点10经数显直流电压表PV输出到电压输出端CZ的正极，DC11OV电压负极经过数显直流电压表PV输出到电压输出端CZ的负极。数显直流电压表PV可以显示输出电压等级，防止发生设备电压与输出电压不符合。

通过设置限流电阻，当为弹簧操作机构供电时，通过输出电压选择开关投入对应的输出电压时，同时短接限流电阻，为操作机构提供一个启动瞬间的大电流，满足电机操作电流的需要。

DC24V电源回路包括切换开关ZK1和第三继电器2ZJ，第三继电器2ZJ用于实现DC24V电压控制及与输出隔离。电源管理芯片MK1的Vo2+引脚和Vo2-引脚（16脚和15脚）输出24V直流电压，Vo2+引脚为DC24V电压输出的正极，Vo2-引脚为DC24V电压输出的负极。电源管理芯片MK1的Vo2+引脚和Vo2-引脚经切换开关ZK1与第三继电器2ZJ相连，其中，Vo2+引脚经切换开关ZK1的第一触点1、第二触点2与第三继电器2ZJ相连，Vo2-引脚经切换开关ZK1的第三触点3、第四触点4与第三继电器2ZJ相连。切换开关ZK1的第二触点2经第三继电器2ZJ的第一辅助常开节点5、第二辅助常开节点9与电压输出端CZ的正极相连，切换开关ZK1的第四触点4经第三继电器2ZJ的第三辅助常开节点8、第四辅助常开节点12与电压输出端CZ的负极相连。切换开关ZK1的第二触点2和第四触点4同时还与第三继电器2ZJ的线圈及24V输出指示灯HD3并接。

下面对本实用新型操作电源箱的工作原理进行说明：

平时采用电源线通过电源输入接口经过电源管理模块给充电电池充电，电源管理模块可对充电电池的状态、活化、交流市电等多种状态进行显示。当需要通过操作电源箱对工作现场的永磁机构或者弹簧操作机构或者其他DC24V操作电源供电时，根据操作对象不同，通过输出电压选择开关选择对应的电路模式配合限流电路，充电电池即可输出与现场要求电源一致的电压，同时通过数显直流电压表对输出电压进行实时监测，不仅能够解决永磁断路器没有操作电源的问题，也能够满足弹操机构电动操作及24V开关设备操作的需求，可以满足现场多种电源操作的需要，具有很强的通用性。

本实用新型的电路采用模块化设计，箱体内仅装设了电源管理模块、电池及蓄电池投入退出转换开关电路及输出电压选择开关电路，没有永磁开关驱动器电路及航插、电缆等，简化了电路器件，从而降低了器件尺寸及重量，达到轻便化、便携式的效果，减轻了现场人员的维护工作量。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的范围之中。

Claims (10)

1.通用操作电源箱，包括：箱体、设置于所述箱体上的盖体、设置于所述箱体内的充电电池；其特征在于，还包括

设置于所述箱体内的用于固定电子元件的安装底板；

设置于所述箱体内的操作面板，所述操作面板上设置有电源输入接口、电压输出接口、电源管理模块、状态指示灯、电压表、电池投入退出转换开关、输出电压切换开关和电源输入控制开关。

2.如权利要求1所述的通用操作电源箱，其特征在于：所述状态指示灯包括交流电源指示灯、110V输出指示灯和24V输出指示灯。

3.如权利要求1或2所述的通用操作电源箱，其特征在于：电源箱的操作控制电路包括电源输入端、电压输出端、电源管理芯片、充电电池、电源输入控制开关、电池投入退出转换开关、输出电压切换开关、第一继电器、第二继电器及第三继电器；其中，

交流市电与所述电源输入端相连，电源输入端的正极和负极经所述电源输入控制开关分别与所述电源管理芯片的ACL引脚和ACN引脚相连；

所述电源管理芯片的FG引脚接地，B+引脚和第一B-引脚经所述电池投入退出转换开关分别与充电电池的正极和负极相连，BK引脚经所述第一继电器的一对辅助常闭节点及所述电池投入退出转换开关的一对触点与电源管理芯片的第二B-引脚相连，Vo1+引脚经输出电压切换开关的第五、第六触点及第二继电器的第一、第二辅助常开节点与电压输出端的正极相连，Vo1-引脚经输出电压切换开关的第七、第八触点及第二继电器的第三、第四辅助常开节点与电压输出端的负极相连，Vo2+引脚经输出电压切换开关的第一、第二触点及第三继电器的第一、第二辅助常开节点与电压输出端的正极相连，Vo2-引脚经输出电压切换开关的第三、第四触点及第三继电器的第三、第四辅助常开节点与电压输出端的负极相连；

所述第二继电器的第二辅助常开节点与电压输出端的正极之间连接有限流电阻，限流电阻同时与输出电压切换开关的第九、第十触点并接；

所述输出电压切换开关的第六触点、第八触点与第二继电器的线圈并接，输出电压切换开关的第二触点、第四触点与第三继电器的线圈并接；

所述电压输出端的正、负极之间接有电压表。

4.如权利要求3所述的通用操作电源箱，其特征在于：所述电源输入控制开关为空气开关，电源输入端的正极和负极经空气开关与电源管理芯片的ACL引脚和ACN引脚相连。

5.如权利要求4所述的通用操作电源箱，其特征在于：电源管理芯片的ACL引脚和ACN引脚与交流电源指示灯并接。

6.如权利要求3所述的通用操作电源箱，其特征在于：电源管理芯片的B+引脚经电池投入退出转换开关的第一触点、第二触点与充电电池的正极相连，第一B-引脚经电池投入退出转换开关的第三触点、第四触点与充电电池的负极相连。

7.如权利要求6所述的通用操作电源箱，其特征在于：所述电源管理芯片的BK引脚经第一继电器的第一辅助常闭节点、第二辅助常闭节点及电池投入退出转换开关的第五触点、第六触点与电源管理芯片的第二B-引脚相连。

8.如权利要求3所述的通用操作电源箱，其特征在于：所述输出电压切换开关的第六触点和第八触点与110V输出指示灯并接。

9.如权利要求3所述的通用操作电源箱，其特征在于：所述输出电压切换开关的第二触点和第四触点与24V输出指示灯并接。

10.如权利要求1或2或4或6或8或9所述的通用操作电源箱，其特征在于：在电源输入接口和电压输出接口上设置有防水盖。