CN210835157U - 断路器分合故障检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种断路器分合故障检测电路，属于高压电气技术领域，该断路器分合故障检测电路包括主回路、控制回路和报警回路。通过主回路向待测断路器的控制器发送合闸信号和分闸信号；待测断路器的控制器接收到分闸信号后，控制分闸机构进行分闸动作，接收到合闸信号后，控制合闸机构进行合闸动作；控制回路检测合闸故障和分闸故障，并在发生合闸故障或分闸故障时，控制报警回路输出报警信息。实现了在GIS的断路器的开关操作试验过程中，对分合动作故障进行自动检测和报警，进而及时断开回路，可有效避免引发机构内部火灾。

Description

断路器分合故障检测电路

技术领域

实用新型涉及高压电气技术领域，更具体地说，涉及断路器分合故障检测电路。

背景技术

GIS(Gas Insulated Switchgear，气体绝缘金属封闭开关设备)，由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等组成。GIS的断路器，需要可靠地开断各种故障电流和负荷电流。因而在出厂前需要对GIS的断路器进行多次开关操作试验。

目前，在对GIS的断路器进行开关操作试验过程中，常因断路器的本体结构、装配对中、零件质量等因素导致断路器的分合动作故障。分合动作故障时，合闸线圈或分闸线圈处于接通状态，由于不具备合分闸条件，容易导致合闸线圈或分闸线圈过热烧损，从而引发机构内部火灾，电力系统受损，给企业及用户造成经济损失。

实用新型内容

有鉴于此，实用新型提出断路器分合故障检测电路，欲实现在GIS的断路器的开关操作试验过程中，对分合动作故障进行自动检测和报警的目的。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种断路器分合故障检测电路，包括：

主回路，用于向待测断路器的控制器发送合闸信号和分闸信号；

控制回路分别与所述待测断路器的第一转换开关和第二转换开关连接，用于根据所述第一转换开关的状态确定所述待测断路器的合闸故障，并根据所述第二转换开关的状态确定所述待测断路器的分闸故障；

报警回路，用于在所述待测断路器发生合闸故障或分闸故障后，输出报警信号。

可选的，所述控制回路，包括：启动支路和循环支路；

所述启动支路包括串联的顺序启动按钮、顺序停止按钮和启动继电器的线圈，所述启动支路的一端与电源的一端连接，所述启动支路的另一端与所述电源的另一端连接；

所述循环支路包括合闸控制继电器的线圈、启动继电器的第一常开触点和顺序时间继电器的第一触点串联组成的第一支路，顺序时间继电器的线圈和启动继电器的第二常开触点串联组成的第二支路，分闸控制继电器的线圈、启动继电器的第三常开触点和顺序时间继电器的第二触点串联组成的第三支路，合闸过时时间继电器的线圈、所述待测断路器的第一转换开关、合闸控制继电器的第一常开触点和合闸控制继电器的第二常开触点串联组成的第四支路，以及分闸过时时间继电器的线圈、所述待测断路器的第二转换开关、分闸控制继电器的第一常开触点和分闸控制继电器的第二常开触点串联组成的四五支路；

所述第一支路、所述第三支路、所述第四支路、所述第五支路均与串联的所述顺序停止按钮和所述启动继电器的线圈并联；

所述第二支路与所述启动支路并联。

可选的，所述报警回路，包括：

串联的报警复位按钮、故障报警继电器的第一常开触点和所述故障报警继电器的线圈，与所述故障报警继电器的常开触点并联的合闸过时时间继电器的常开触点，与所述故障报警继电器的常开触点并联的分闸过时时间继电器的常开触点，以及串联的报警灯和所述故障报警继电器的第二常开触点；

串联的报警复位按钮、故障报警继电器的第一常开触点和所述故障报警继电器的线圈，和串联的报警灯和所述故障报警继电器的第二常开触点，均与所述启动支路并联。

可选的，所述循环支路，还包括：

串联在所述第二支路中的所述故障报警继电器的常闭触点。

可选的，所述主回路，包括：

所述合闸控制继电器的第三常开触点和所述分闸控制继电器的第三常开触点；

所述合闸控制继电器的第三常开触点的一端连接电源，另一端连接所述待测断路器的控制器；

所述分闸控制继电器的第三常开触点的一端连接电源，另一端连接所述待测断路器的控制器。

可选的，所述主回路，还包括：

交直流转换开关和整流器；

所述交直流转换开关用于将所述整流器接入到所述合闸控制继电器的第三常开触点与电源之间，且接入到所述分闸控制继电器的第三常开触点与电源之间；

所述交直流转换开关还用于将所述整流器从所述合闸控制继电器的第三常开触点与电源之间，且从所述分闸控制继电器的第三常开触点与电源之间移出。

可选的，所述第四支路，还包括：

与所述第一转换开关并联的位置开关。

可选的，所述断路器分合故障检测电路，还包括：

电机回路，用于为所述待测断路器的电机供电，并在所述待测断路器发生合闸故障或分闸故障后，停止向所述电机供电。

可选的，所述断路器分合故障检测电路，还包括：

计数器和串联在所述第二支路中的计数器开关；

所述计数器，用于记录所述合闸控制继电器的线圈或所述分闸控制继电器的线圈的通电次数，并在记录的通电次数大于预设次数阈值后，控制所述计数器开关断开。

与现有技术相比，实用新型的技术方案具有以下优点：

上述技术方案提供的一种断路器分合故障检测电路，包括主回路、控制回路和报警回路。通过主回路向待测断路器的控制器发送合闸信号和分闸信号；待测断路器的控制器接收到分闸信号后，控制分闸机构进行分闸动作，接收到合闸信号后，控制合闸机构进行合闸动作；控制回路检测合闸故障和分闸故障，并在发生合闸故障或分闸故障时，控制报警回路输出报警信息。实现了在GIS的断路器的开关操作试验过程中，对分合动作故障进行自动检测和报警，进而及时断开回路，可有效避免引发机构内部火灾。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种断路器分合故障检测电路的示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种断路器分合故障检测电路的具体电路图；

图3为本实用新型实施例提供的另一种断路器分合故障检测电路的具体电路图；

图4为本实用新型实施例提供的又一种断路器分合故障检测电路的具体电路图；

图5为本实用新型实施例提供的一种主回路的电路图；

图6为本实用新型实施例提供的一种电机回路的电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1，为本实施例提供的一种断路器分合故障检测电路，包括：主回路11、控制回路12和报警回路13。

主回路11，用于向待测断路器的控制器21发送合闸信号和分闸信号。待测断路器的控制器21接收到分闸信号后，控制分闸机构进行分闸动作，接收到合闸信号后，控制合闸机构进行合闸动作。

控制回路12，与待测断路器的第一转换开关Ka和第二转换开关Kb连接，根据第一转换开关Ka和第二转换开关Kb的状态，检测待测断路器的合闸故障和分闸故障。在待测断路器正常合闸后，第一转换开关Ka为断开状态，第二转换开关Kb为闭合状态；在待测断路器正常分闸后，第一转换开关Ka为闭合状态，第二转换开关Kb为断开状态。在待测断路器出现合闸故障后，第一转换开关Ka为闭合状态，因此，在主回路11向待测断路器的控制器21发送合闸信号后，控制回路12检测第一转换开关Ka为闭合状态，则确定待测断路器出现合闸故障。在待测断路器出现分闸故障后，第二转换开关Kb为闭合状态，因此，在主回路11向待测断路器的控制器21发送分闸信号后，控制回路12检测第二转换开关22为闭合状态，则确定待测断路器出现分闸故障。

报警回路13，用于在待测断路器发生合闸故障或分闸故障后，输出报警信号。示例性的，报警回路可以包括声光报警装置，在待测断路器发生合闸故障或分闸故障后，报警回路接通，声光报警装置发出声光报警信号。试验人员根据报警回路发出的报警信号，及时切断待测断路器的供电回路，避免引发机构内部火灾。

参见图2，为本实施例提供的一种断路器分合故障检测电路的具体电路图。控制回路包括启动支路和循环支路。启动支路包括串联的顺序启动按钮SB1、顺序停止按钮SB2和启动继电器KM1的线圈。启动支路的一端(即顺序启动按钮SB1的一端)与电源的一端连接，启动支路的另一端(即启动继电器KM1的线圈)与电源的另一端连接。电源可以为接入的外部交流电源。顺序启动按钮SB1为常开状态，手动按一次顺序启动按钮SB1，则顺序启动按钮SB1的状态由常开状态转换为闭合状态，再转换为常开状态。顺序停止按钮SB2为常闭状态，手动按一次顺序停止按钮SB2，则顺序停止按钮SB2的状态由常闭状态转换为打开状态，再转换为闭合状态。

循环支路包括：合闸控制继电器KM2的线圈、启动继电器KM1的第一常开触点和顺序时间继电器KT3的第一触点串联组成的第一支路，顺序时间继电器KT3的线圈和启动继电器KM1的第二常开触点串联组成的第二支路，分闸控制继电器KM4的线圈、启动继电器KM1的第三常开触点和顺序时间继电器KT3的第二触点串联组成的第三支路，合闸过时时间继电器KT1的线圈、待测断路器的第一转换开关Ka、合闸控制继电器KM2的第一常开触点和合闸控制继电器KM2的第二常开触点KT11串联组成的第四支路，以及分闸过时时间继电器KT2的线圈、待测断路器的第二转换开关Kb、分闸控制继电器KM4的第一常开触点和分闸控制继电器KM4的第二常开触点KT12串联组成的四五支路。

第一支路、第三支路、第四支路、第五支路均与串联的顺序停止按钮SB2和启动继电器KM1的线圈并联；第二支路与启动支路并联。

报警回路，包括：串联的报警复位按钮SB4、故障报警继电器KM3的第一常开触点和故障报警继电器KM3的线圈，与故障报警继电器KM3的常开触点并联的合闸过时时间继电器KT1的常开触点，与故障报警继电器KM3的常开触点并联的分闸过时时间继电器KT2的常开触点，以及串联的报警灯L和故障报警继电器KM3的第二常开触点。报警复位按钮SB4为常闭状态，手动按一次报警复位按钮SB4，则报警复位按钮SB4的状态由常闭状态转换为打开状态，再转换为闭合状态。

串联的报警复位按钮SB4、故障报警继电器KM3的第一常开触点和故障报警继电器KM3的线圈，和串联的报警灯L和故障报警继电器KM3的第二常开触点，均与启动支路并联。

主回路，包括：合闸控制继电器KM2的第三常开触点和分闸控制继电器KM4的第三常开触点；合闸控制继电器KM2的第三常开触点的一端连接电源，另一端连接待测断路器的控制器21；分闸控制继电器KM4的第三常开触点的一端连接电源，另一端连接待测断路器的控制器21。

断路器分合故障检测的具体过程为：参见图2，按一次顺序启动按钮SB1后，启动继电器KM1的线圈带电，启动继电器KM1的所有常开触点闭合，顺序时间继电器KT3的线圈带电。顺序时间继电器KT3的线圈带电后，顺序时间继电器KT3的第一触点和第二触点会周期性开闭。每个周期分为第一时间段和第二时间段。在第一时间段内，第一触点闭合，第二触点断开；在第二时间段内，第一触点断开，第二触点闭合。示例性的，顺序时间继电器KT3可以采用型号为DH48S-S的时间继电器。预先设置好第一时间段的时长和第二时间段的时长。

在第一时间段内时，合闸控制继电器KM2的线圈带电，合闸控制继电器KM2的第一常开触点、第二常开触点KT11和第三常开触点闭合；待测断路器的控制器控制合闸机构进行合闸动作，若合闸成功，则第一转换开关Ka的状态为断开；若出现合闸故障，则第一转换开关Ka的状态为闭合，这时若合闸过时时间继电器KT1的线圈带电时间超过预设第一延迟值，则合闸过时时间继电器KT1的常开触点闭合，故障报警继电器KM3的线圈带电，故障报警继电器KM3的第一常开触点和第二常开触点均闭合，报警灯L亮。示例性的，合闸过时时间继电器KT1，也可以采用型号为DH48S-S的时间继电器，预先设置第一延迟值，通常设置为1秒。

在第二时间段内时，分闸控制继电器KM4的线圈得电，分闸控制继电器KM4的第一常开触点、第二常开触点KT12和第三常开触点闭合；待测断路器的控制器控制分闸机构进行分闸动作，若分闸成功，则第二转换开关Kb的状态为断开；若出现分闸故障，则第二转换开关Kb的状态为闭合，这时若分闸过时时间继电器KT2带电时间超过预设第二延迟值，则分闸过时时间继电器KT2的常开触点闭合，故障报警继电器KM3的线圈带电，故障报警继电器KM3的第一常开触点和第二常开触点均闭合，报警灯L亮。示例性的，分闸过时时间继电器KT2，也可以采用型号为DH48S-S的时间继电器，预先设置第二延迟值，通常设置为1秒。

报警灯L亮后，按一次报警复位按钮SB4，故障报警继电器KM3的线圈失电，故障报警继电器KM3的第一常开触点和第二常开触点均打开，报警灯L灭。报警灯L亮后，按一次顺序停止按钮SB2，启动继电器KM1的线圈失电，启动继电器KM1的所有常开触点均打开，这时合闸控制继电器KM2的线圈、分闸控制继电器KM4的线圈和顺序时间继电器KT3的线圈均失电，停止待测断路器的分合操作和检测。

参见图3，为本实施例提供的另一种断路器分合故障检测电路的具体电路图。相比图2公开的电路，还包括：串联在第二支路中的故障报警继电器KM3的常闭触点和计数器开关KJ，以及计数器。当故障报警继电器KM3的线圈得电后，故障报警继电器KM3的常闭触点打开，顺序时间继电器KT3的线圈失电，停止待测断路器的分合操作和检测。示例性的，计数器具体可以采用型号为DH48J的计数器。

计数器与合闸控制继电器KM2的线圈连接，合闸控制继电器KM2的线圈通电一次，计数器的计数一次，当计数器的累计数值大于预设次数阈值后，控制计数器开关KJ断开，启动继电器KM1的线圈失电，启动继电器KM1的所有常开触点均打开，这时合闸控制继电器KM2的线圈、分闸控制继电器KM4的线圈和顺序时间继电器KT3的线圈均失电，停止待测断路器的分合操作和检测。

参见图4，断路器分合故障检测电路，还可以设置与第一转换开关Ka并联的位置开关Q。待测断路器正常合闸后，位置开关Q为断开状态，待测断路器正常分闸后，位置开关Q为闭合状态。待测断路器出现合闸故障后，位置开关Q为闭合状态。根据位置开关Q的状态也可以检测待测断路器是否存在合闸故障。合闸故障为由合闸不到位引起的。

参见图5，为本实施例提供的一种主回路的电路图，相比图2中的主回路，还包括交直流转换开关QKK和整流器ZL1。外部输入的电源为0～300V的交流电。当待测断路器的控制器需要交流电压时，启动交直流转换开关QKK，交直流转换开关QKK的常开接点3-4和7-8闭合，常闭接点1-2、5-6、9-10和13-14断开。在合闸控制继电器KM2的第三常开触点闭合后，或在分闸控制继电器KM4的第三常开触点闭合后，为待测断路器的控制器提供0～300V的交流电。

当待测断路器的控制器需要直流电压时，交直流转换开关QKK复位，交直流转换开关QKK的常开接点3-4和7-8断开，常闭接点1-2、5-6、9-10和13-14闭合。在合闸控制继电器KM2的第三常开触点闭合后，或在分闸控制继电器KM4的第三常开触点闭合后，整流器ZL1将外部输入的交流电转换为直流电提供给待测断路器的控制器。整流器ZL1可转换为的直流电的范围为0～300V。可在整流器ZL1的输出端接电压表，检测整流器ZL1输出的电压。

可选的，本实施例提供的断路器分合故障检测电路，还可以包括：电机回路，用于为待测断路器的电机供电，并在待测断路器发生合闸故障或分闸故障后，停止向电机供电。参见图6，电机回路可以包括交直流转换开关QZZ和整流器ZL2。当待测断路器的电机需要200V直流电时，交直流转换开关QZZ的常开接点3-4和7-8断开，常闭接点1-2和5-6闭合，整流器ZL2将外部输入的交流电转换为220V直流电提供给待测断路器的电机。当待测断路器的电机需要110V直流电时，交直流转换开关QZZ的常开接点3-4和7-8闭合，常闭接点1-2和5-6断开，整流器ZL1将外部输入的交流电转换为110V直流电提供给待测断路器的电机。

当故障报警继电器KM3的线圈得电后，串联在电机回路中的故障报警继电器KM3的常闭触点断开，自动断开了待测断路器的电机的电源。可有效避免电机长时间带电发热烧损事故。

当待测断路器的电机需要交流电时，直接接入220V的交流电提供给待测断路器的电机。

在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对实用新型所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种断路器分合故障检测电路，其特征在于，包括：

主回路，用于向待测断路器的控制器发送合闸信号和分闸信号；

控制回路分别与所述待测断路器的第一转换开关和第二转换开关连接，用于根据所述第一转换开关的状态确定所述待测断路器的合闸故障，并根据所述第二转换开关的状态确定所述待测断路器的分闸故障；

报警回路，用于在所述待测断路器发生合闸故障或分闸故障后，输出报警信号。

2.根据权利要求1所述的断路器分合故障检测电路，其特征在于，所述控制回路，包括：启动支路和循环支路；

所述启动支路包括串联的顺序启动按钮、顺序停止按钮和启动继电器的线圈，所述启动支路的一端与电源的一端连接，所述启动支路的另一端与所述电源的另一端连接；

所述循环支路包括合闸控制继电器的线圈、启动继电器的第一常开触点和顺序时间继电器的第一触点串联组成的第一支路，顺序时间继电器的线圈和启动继电器的第二常开触点串联组成的第二支路，分闸控制继电器的线圈、启动继电器的第三常开触点和顺序时间继电器的第二触点串联组成的第三支路，合闸过时时间继电器的线圈、所述待测断路器的第一转换开关、合闸控制继电器的第一常开触点和合闸控制继电器的第二常开触点串联组成的第四支路，以及分闸过时时间继电器的线圈、所述待测断路器的第二转换开关、分闸控制继电器的第一常开触点和分闸控制继电器的第二常开触点串联组成的四五支路；

所述第一支路、所述第三支路、所述第四支路、所述第五支路均与串联的所述顺序停止按钮和所述启动继电器的线圈并联；

所述第二支路与所述启动支路并联。

3.根据权利要求2所述的断路器分合故障检测电路，其特征在于，所述报警回路，包括：

串联的报警复位按钮、故障报警继电器的第一常开触点和所述故障报警继电器的线圈，与所述故障报警继电器的常开触点并联的合闸过时时间继电器的常开触点，与所述故障报警继电器的常开触点并联的分闸过时时间继电器的常开触点，以及串联的报警灯和所述故障报警继电器的第二常开触点；

串联的报警复位按钮、故障报警继电器的第一常开触点和所述故障报警继电器的线圈，和串联的报警灯和所述故障报警继电器的第二常开触点，均与所述启动支路并联。

4.根据权利要求3所述的断路器分合故障检测电路，其特征在于，所述循环支路，还包括：

串联在所述第二支路中的所述故障报警继电器的常闭触点。

5.根据权利要求2所述的断路器分合故障检测电路，其特征在于，所述主回路，包括：

所述合闸控制继电器的第三常开触点和所述分闸控制继电器的第三常开触点；

所述合闸控制继电器的第三常开触点的一端连接电源，另一端连接所述待测断路器的控制器；

所述分闸控制继电器的第三常开触点的一端连接电源，另一端连接所述待测断路器的控制器。

6.根据权利要求5所述的断路器分合故障检测电路，其特征在于，所述主回路，还包括：

交直流转换开关和整流器；

所述交直流转换开关用于将所述整流器接入到所述合闸控制继电器的第三常开触点与电源之间，且接入到所述分闸控制继电器的第三常开触点与电源之间；

所述交直流转换开关还用于将所述整流器从所述合闸控制继电器的第三常开触点与电源之间，且从所述分闸控制继电器的第三常开触点与电源之间移出。

7.根据权利要求2所述的断路器分合故障检测电路，其特征在于，所述第四支路，还包括：

与所述第一转换开关并联的位置开关。

8.根据权利要求1所述的断路器分合故障检测电路，其特征在于，还包括：

电机回路，用于为所述待测断路器的电机供电，并在所述待测断路器发生合闸故障或分闸故障后，停止向所述电机供电。

9.根据权利要求1～8任意一项所述的断路器分合故障检测电路，其特征在于，还包括：

计数器和串联在所述第二支路中的计数器开关；

所述计数器，用于记录所述合闸控制继电器的线圈或所述分闸控制继电器的线圈的通电次数，并在记录的通电次数大于预设次数阈值后，控制所述计数器开关断开。

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