CN210325669U - 一种永磁机构断路器用保护装置的合分闸配合回路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种永磁机构断路器用保护装置的合分闸配合回路，其包括：压敏电阻、安规电容、整流桥、热敏电阻、光电耦合器、第一电阻、第二电阻；压敏电阻与安规电容以及整流桥的输入端并联接入合分闸输入信号端；整流桥的输出端与所述热敏电阻并联，光电耦合器输入端与第一电阻串联后，并接在热敏电阻的两端；光电耦合器输出端通过第二电阻与电源VCC相连。因故障，220V信号持续输入时，热敏电阻RT1发热，电阻值增大，防止了热敏电阻RT1以及合分闸控制回路损坏，提高了控制系统的可靠性。

Description

一种永磁机构断路器用保护装置的合分闸配合回路

技术领域

本实用新型涉及一种电气设备技术领域，特别涉及一种永磁机构断路器用保护装置的合分闸配合回路。

背景技术

在电力系统运行中，真空断路器不仅可以切断和接通正常情况下断路器中的空载电流和负荷电流，还可以在系统发生故障时与保护装置相配合，迅速切断故障电源，防止事故扩大，保证电网系统的安全运行。

真空断路器的分、合动作是通过操作机构的分、合闸线圈在接到分、合闸命令来实现的。常规保护装置的合分闸控制信号以及隔离电路都是配合户内真空断路器的，真空断路器中一般具有弹簧机构，其合分闸操作依靠弹簧机构的储能，然后通过驱动低能耗合分闸线圈，触发弹簧机构来实现。其驱动电流大致为0.5-2A，该驱动电流同时为保护装置提供工作电源，如果驱动电流太低保护装置发不出控制信号，电流太高又会烧坏保护装置的合分闸控制回路。此外，弹簧操作机构的结构比较复杂，零件数量多，要求加工精度高、制造工艺复杂，成本高，产品的可靠性不易保证。永磁机构的元件极少，动作过程简单，因此可以降低运行中的故障率。但如果真空断路器为永磁机构驱动，其分合闸线圈在进行分合闸操作时，流过线圈的驱动电流也很大，可达上百安，保护装置无法直接驱动，故永磁机构断路器一般配有永磁机构驱动模块。但永磁机构驱动模块的分合闸控制信号一般为干接点输入，这样就造成保护装置无法直接驱动永磁机构断路器，两者之间必须采用一个合分闸配合回路。设计和采用高可靠、高性能的合分闸配合回路也是永磁机构发展的关键和难点。

现有技术中，保护装置与永磁机构断路器配套时其电路一般情况下会模拟弹簧机构的要求和特点进行设计，通常采用如图3所示的中间继电器的方式，中间继电器的输出干接点连接到永磁机构驱动模块。但由于中间继电器的线圈电流达不到0.5A的合分闸启动电流，因此还必须在中间继电器线圈两端并联一个百欧级别的功率电阻，使合分闸驱动电流满足0.5-2A，将其施加于合分闸线圈，以达到模拟弹簧机构低能耗合分闸线圈的目的。合分闸线圈动作触发永磁机构断路器进行合分闸动作后，切断合分闸控制信号，实现了保护装置与永磁机构断路器的配合。

继电器控制方式存在体积大、寿命短、延迟时间长等问题，因此其使用受到很大的限制，另外，由于中间继电器的线圈两端并联有功率电阻，当合分闸控制信号出于某种原因(如合分闸按钮损坏)，使得控制信号一直存在时，就会在功率电阻两端一直施加有DC220V的电压，这样会造成电阻发热，时间过长就会烧坏功率电阻，造成合分闸控制失效。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种一种永磁机构断路器用保护装置的合分闸配合回路，用以解决现有现有技术中合分闸配合回路中继电器体积大、寿命短，其两端并联的功率电阻易被烧坏等问题，解决了保护装置与永磁机构驱动模块的配合问题，同时也能对保护装置的合分闸控制回路起到有效的保护作用。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种永磁机构断路器用保护装置的合分闸配合回路，保护装置1用于控制永磁机构断路器5的合、分闸，具有合分闸保持电路，保护装置1接收到合分闸命令时，合分闸保持电路启动，输出合分闸控制信号，其特征在于，合分闸配合回路2，包括隔离电路2.1，隔离电路2.1与合分闸保持电路串联连接，隔离电路2.1的工作电流小于合分闸保持电路的工作电流，在隔离电路2.1的两端并联功率电阻，使流过合分闸保持电路的电流大于其工作电流，功率电阻为正温度系数的热敏电阻RT1。

进一步地，隔离电路2.1由光电耦合器U1或中间继电器构成。

进一步地，永磁机构断路器用保护装置的合分闸配合回路还包括：压敏电阻V1、安规电容C1、整流桥D1、第一电阻R1、第二电阻R2；

压敏电阻V1与安规电容C1以及整流桥D1的输入端并联接入合分闸保持电路220V合分闸输入信号端；

整流桥D1的输出端与热敏电阻RT1并联，光电耦合器U1输入端与第一电阻R1串联后，并接在热敏电阻RT1的两端；光电耦合器U1输出端通过第二电阻R2与电源VCC相连；

合分闸配合回路2的输入端连接保护装置1，并接收其发出的合分闸信号；

光电耦合器U1的输出端接入微处理器模块3。

相比于现有技术，本实用新型具有以下优势：解决了保护装置与永磁机构驱动模块的配合问题，通过热敏电阻对合分闸控制回路进行保护；通过光电耦合器检测合分闸输入信号，以实现内外部信号之间的隔离，提高控制系统的可靠性。减少了中间继电器和功率电阻，降低了制造成本，另外PTC电阻体积小巧，相对于继电器和功率电阻的方案可以节省空间，同时也减少了接线上的麻烦。

附图说明

图1为永磁机构断路器的控制回路原理图；

图2为本实用新型的永磁机构断路器用保护装置的合分闸配合回路说明图；

1，保护装置(合闸保持电路)；

2，合分闸配合回路；

2.1隔离电路；

图3为现有技术利用继电器实现保护装置与永磁机构断路器的配合电路说明图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细阐述。

图1示出了永磁机构断路器的控制回路原理图。

控制电路由由保护装置1、合分闸配合回路2、微处理器模块3、永磁机构驱动模块4构成。永磁机构驱动模块4驱动永磁机构断路器5的永磁合分闸线圈，使永磁机构断路器5分闸或合闸。

即，永磁机构断路器5除永磁合分闸线圈外，还具有永久磁铁和动、静铁心，当永磁机构断路器5处于合闸或分闸位置时，控制电路不工作，合、分闸线圈中无电流通过，在永久磁铁的磁性作用下和动、静铁心提供的低磁阻抗通道动铁心被保持在上、下极限(合闸、分闸)位置，不需要任何机械联锁，达到联锁的目的。当用户合分闸时，无论是手动操作还是遥控操作，保护装置1发出合分闸信号，通过合分闸配合回路2、微处理器模块3、永磁机构驱动模块4，驱动永磁机构断路器5中的永磁合分闸线圈，永磁合分闸线圈产生的磁场与永久磁铁的磁场的共同作用下，动铁心移动，进行合分闸切换。合、分闸线圈中的电流产生磁动势，利用电磁吸力驱动动铁心上下运动，并通过传动杆及传动机构推动永磁机构断路器中的动触头运动，完成分合任务。此时，保护装置1停止输出合分闸信号，合分闸操作完成。

保护装置1里面有一个合闸保持电路，保证在合分闸过程中，输出合分闸信号。由于合闸保持电路需要一定的电流才能启动，需要通过合分闸配合回路2配合工作，使保护装置1中的合闸保持回路中有一定电流，保持合闸保持电路正常工作。

合分闸配合回路2检测到输出合分闸信号后，通过隔离元件将信号输出到微处理器模块3。微处理器模块3根据接收到的信号，通过逻辑判断最终给出指令，通过永磁机构驱动模块4驱动永磁机构断路器5的合、分闸线圈，完成分合闸工作。图2为本实用新型的永磁机构断路器用保护电路的合分闸配合回路说明图。

以下基于图2，对合分闸配合回路的具体实施例进行说明。

合分闸配合回路包括：压敏电阻V1、安规电容C1、整流桥D1、热敏电阻RT1、光电耦合器U1、第一电阻R1、第二电阻R2。

压敏电阻V1与安规电容C1以及整流桥D1的输入端并联接入220V合分闸输入信号端。

整流桥D1的输出端与热敏电阻RT1并联，光电耦合器U1输入端与第一电阻R1串联后，并接在热敏电阻RT1的两端；光电耦合器U1输出端通过第二电阻R2与电源VCC相连。

保护装置1具有合闸保持电路。合闸保持电路例如由继电器J1构成。继电器线圈J1的一端通过常开触点J-1与电源连接，常开触点J-1的两端并接启动开关J2。继电器线圈J1的另一端作为220V合分闸输入信号端与整流桥D1的输入端连接，整流桥D1的另一输入端与220V合分闸输入信号端的另一端连接。

例如当合分闸启动开关J2接通时，保护装置1中合分闸保持回路里面的合分闸保持继电器J1接通，由于继电器J1的工作电流远大于光电耦合器U1的工作电流，通过在合分闸配合回路2中增加了热敏电阻RT1，使光电耦合器U1工作的同时，继电器J1中有相应的电流流过，产生动作，利用常开触点J-1的闭合，保持220V合分闸输入信号的输出。本实施方式中，热敏电阻RT1采用正温度系数热敏电阻，其特性为冷态电阻值较低，为继电器线圈J1提供足够的电流后开关J-1闭合。即使启动开关J2断开，保护装置1的合闸保持电路仍然一个合分闸信号至合分闸配合回路2。

如因故障当合分闸控制信号长时间存在时(如合分闸按钮损坏)，即合分闸启动开关J2一直处于接通状态，由于发热，热敏电阻RT1阻值升高，控制回路中的驱动电流明显降低，起到了对控制回路的保护作用，即保护热敏电阻RT1不会因过热烧毁。

在合分闸配合回路2中，使用压敏电阻V1用来防止合分闸输入信号电压过高，压敏电阻上的电压低于它的阈值时，流过它的电流极小，相当于一个断开状态的开关，当电压超过限定值时，它相当于阻值无穷小的电阻，使流过它的电流激增而对其他电路的影响变化不大，从而减小过电压对后续电路的影响，保护电路免受过电压的损害。安规电容C1起到输入信号滤波作用；整流桥D1起到整流作用，使其满足电路设计同时兼容AC和DC输入信号。

第一电阻R1、第二电阻R2以及光电耦合器U1组成了隔离电路2.1，光电耦合器U1的输出端接入微处理器模块3。通过光电耦合器U1检测合分闸输入信号，以实现内外部信号之间的隔离，提高控制系统的可靠性。当检测到有合分闸信号输入时，Output输出低电平，无合分闸信号输入时，Output则输出高电平。将高低电平信号接入到微处理器模块3的IO模块，通过逻辑计算给出指令，送至永磁机构驱动模块4，及时切断分合闸线圈中的脉动电流，进而进行永磁机构断路器5的合、分闸开关操作。

所述隔离电路(2.1)中光电耦合器(U1)可以用中间继电器替代，做为本实用新型的另一实施例，这里将不再赘述。

由以上实施例可知，本实用新型涉及的合分闸配合回路2，不仅解决了功率电阻容易损坏的问题，还通过光电耦合器U1检测合分闸输入信号，以实现内外部信号之间的隔离，提高控制系统的安全性。另外热敏电阻体积小巧，也减少了接线上的麻烦。

以上是对本实用新型权利要求的几种实施方式，但不能因此而理解为对本实用新型的限制。本实用新型的保护范围应以权利要求为准。

Claims (3)

1.一种永磁机构断路器用保护装置的合分闸配合回路，所述保护装置(1)用于控制所述永磁机构断路器(5)的合、分闸，具有合分闸保持电路，所述保护装置(1)接收到合分闸命令时，所述合分闸保持电路启动，输出合分闸控制信号，其特征在于，所述合分闸配合回路(2)，包括隔离电路(2.1)，所述隔离电路(2.1)与所述合分闸保持电路串联连接，所述隔离(2.1)的工作电流小于所述合分闸保持电路的工作电流，在所述隔离电路(2.1)的两端并联功率电阻，使流过所述合分闸保持电路的电流大于其工作电流，所述功率电阻为正温度系数的热敏电阻(RT1)。

2.根据权利要求1所述的合分闸配合回路，其特征在于，所述隔离电路(2.1)由光电耦合器(U1)或中间继电器构成。

3.根据权利要求2所述的合分闸配合回路，其特征在于，还包括：压敏电阻(V1)、安规电容(C1)、整流桥(D1)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)；

所述压敏电阻(V1)与所述安规电容(C1)以及所述整流桥(D1)的输入端并联接入合分闸保持电路220V合分闸输入信号端；

所述整流桥(D1)的输出端与所述热敏电阻(RT1)并联，所述光电耦合器(U1)输入端与所述第一电阻(R1)串联后，并接在所述热敏电阻(RT1)的两端；所述光电耦合器(U1)输出端通过所述第二电阻(R2)与电源VCC相连；

所述合分闸配合回路(2)的输入端连接保护装置(1)，并接收其发出的合分闸信号；

光电耦合器(U1)的输出端接入微处理器模块(3)。

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