CN214703810U - 一种模拟断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及断路器技术领域，具体公开了一种模拟断路器，其中，包括：壳体，用于容纳控制电路板；控制电路板，位于所述壳体内，包括电源回路、遥控回路和线圈控制回路，所述电源回路和所述遥控回路均与所述线圈控制回路电连接，所述电源回路与所述线圈控制回路之间能够在外部触发信号的触发下实现连接或断开，且所述线圈控制回路能够在与所述电源回路连接时实现合闸，向所述遥控回路输出合闸信号，在与所述电源回路断开时实现分闸，向所述遥控回路输出分闸信号。本实用新型提供的模拟断路器，通过设置电源回路、遥控回路以及线圈控制回路，可以满足自动化的控制动作功能，且无需复杂接线，结构简单，便于携带。

Description

一种模拟断路器

技术领域

本实用新型涉及断路器技术领域，尤其涉及一种模拟断路器。

背景技术

断路器是一种开关设备，用来分断、闭合高压大电流的电气回路，适用于电力系统中不同电压等级的电气回路开断作用。由于自动化系统的发展，电力系统已经走向综合自动化的阶段。自动化系统内的保护装置和测控装置，控制的对象之一就是断路器。

由于断路器是一次设备，体积大，重量大，且独立于自动化系统，为了对自动化系统的一些控制保护功能进行试验，一些设备厂家自制了一些不同类型的模拟断路器，用于模拟实际断路器的一些控制功能。大致有以下几种类型：一是完全模拟断路器的动作回路，具备分闸合闸输入回路，回路具备一定的电阻，可以模拟实际断路器的动作电流，具备电源电压切换回路，可以手动适应DC220V以及DC110V 这两种常规的电力系统直流电压等级，还可以输出带负电的位置信号接点。

这其中又分为三相合一的模拟断路器装置和三相分相的模拟断路器，即三个分合闸线圈回路。这种模拟断路器往往不具备时间控制功能，动作时间依赖于固有回路的动作时间。另外一种是电子控制式模拟断路器，除了具备回路动作电流调节功能以外，还可以控制模拟线圈的分合闸动作时间。这两种模拟断路器往往体积比较大，适合于放置在试验室内，用于保护合测控装置的配套测试，价格也相对比较高。另外还有一种简易的模拟断路器，简单的用一个电压型的双位置继电器，安装于U型导轨配合若干端子排接线，来模拟断路器的动作并返回相对应的分闸、合闸位置空节点。这种设备接线比较多，虽然可以满足自动化的控制动作功能，但是不能模拟现场断路器的实际动作电流，不能用于带操作回路的保护装置的操作回路功能校验，本身接线也较繁琐。

发明内容

本实用新型提供了一种模拟断路器，解决相关技术中存在的断路器接线复杂等问题。

作为本实用新型的一个方面，提供一种模拟断路器，其中，包括：

壳体，用于容纳控制电路板；

控制电路板，位于所述壳体内，包括电源回路、遥控回路和线圈控制回路，所述电源回路和所述遥控回路均与所述线圈控制回路电连接，

所述电源回路与所述线圈控制回路之间能够在外部触发信号的触发下实现连接或断开，且所述线圈控制回路能够在与所述电源回路连接时实现合闸，向所述遥控回路输出合闸信号，在与所述电源回路断开时实现分闸，向所述遥控回路输出分闸信号。

进一步地，所述电源回路包括输入端子、整流滤波电路和稳压输出电路，所述输入端子与所述整流滤波电路的输入端连接，所述整流滤波电路的输出端与所述稳压输出电路的输入端连接，所述稳压输出电路的输出端连接所述线圈控制回路，所述整流滤波回路能够实现对输入电压的整流滤波，所述稳压输出电路能够将所述整流滤波电路输出的电压进行稳压输出。

进一步地，所述线圈控制回路包括：第一触发开关、第二触发开关、双位置继电器和指示灯，所述第一触发开关和所述第二触发开关的一端均与所述稳压输出电路的输出端连接，所述第一触发开关的另一端连接所述双位置继电器的第一线圈，所述第二触发开关的另一端连接所述双位置继电器的第二线圈，所述指示灯连接所述双位置继电器的输出端，所述双位置继电器的输出端还连接所述遥控回路；

当所述第一触发开关被触发时，所述双位置继电器的第一线圈导通，所述指示灯显示第一颜色，所述双位置继电器向所述遥控回路输出合闸信号；

当所述第二触发开关被触发时，所述双位置继电器的第二线圈导通，所述指示灯显示第二颜色，所述双位置继电器向所述遥控回路输出分闸信号。

进一步地，所述指示灯包括第一指示灯和第二指示灯，所述第一指示灯用于显示第一颜色，所述第二指示灯用于显示第二颜色。

进一步地，所述第一触发开关和所述第二触发开关与所述输入端子连接，所述第一触发开关和所述第二触发开关能够被外部设备的输出信号触发。

进一步地，所述壳体上设置第一触发按钮和第二触发按钮，所述第一触发按钮与所述第一触发开关连接，所述第二触发按钮与所述第二触发开关连接。

进一步地，所述壳体上设置引出线固定接口，所述引出线固定接口上连接引出导线的一端，所述引出导线的另一端连接航插接口，所述航插接口用于连接外部自动化设备。

本实用新型提供的模拟断路器，通过设置电源回路、遥控回路以及线圈控制回路，可以满足自动化的控制动作功能，且无需复杂接线，结构简单，便于携带。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。

图1为本实用新型提供的模拟断路器的外形结构示意图。

图2为本实用新型提供的控制电路板的布局示意图。

图3为本实用新型提供的控制电路板的电路原理图。

图4为本实用新型提供的用于FTU航插的模拟断路器回路图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型方案，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的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包括，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本实施例中提供了一种模拟断路器，图1是根据本实用新型实施例提供的外部结构示意图，图2为控制电路板的布局示意图，图3为本实用新型实施例提供的控制电路板的电路原理图，如图1和图2所示，包括：

壳体100，用于容纳控制电路板200；

控制电路板200，位于所述壳体100，包括电源回路210、遥控回路220和线圈控制回路230，所述电源回路210和所述遥控回路220均与所述线圈控制回路230电连接，

所述电源回路210与所述线圈控制回路230之间能够在外部触发信号的触发下实现连接或断开，且所述线圈控制回路230能够在与所述电源回路210连接时实现合闸，向所述遥控回路220输出合闸信号，在与所述电源回路210断开时实现分闸，向所述遥控回路220输出分闸信号。

本实用新型实施例提供的模拟断路器，通过设置电源回路、遥控回路以及线圈控制回路，可以满足自动化的控制动作功能，且无需复杂接线，结构简单，便于携带。

如图1所示，为壳体100的外观结构示意图，具体包括电源按钮1，该电源按钮兼弹簧未储能信号按钮，还包括第一触发按钮3和第二触发按钮2，所述第一触发按钮3具体为合闸置位按钮，第二触发按钮2具体为分闸置位按钮，相应的还设置有第一指示灯5和第二指示灯4，所述第一指示灯5为合闸位置指示灯，可以显示红色，第二指示灯4为分闸位置指示灯，可以显示绿色。其上还设置有上盖板固螺丝6，上盖板固定螺丝6用于实现上壳体9与下壳体8的连接固定，在壳体100的侧面还设置引出线安装固定接口7，所述引出线固定接口7上连接引出导线10的一端，所述引出导线的10另一端连接航插接口11，所述航插接口11用于连接外部自动化设备，例如可以连接FTU（Feeder Terminal Unit，馈线终端装置）等自动化设备，如图4所示。

具体地，如图3所示，所述电源回路包括输入端子、整流滤波电路和稳压输出电路，所述输入端子与所述整流滤波电路的输入端连接，所述整流滤波电路的输出端与所述稳压输出电路的输入端连接，所述稳压输出电路的输出端连接所述线圈控制回路，所述整流滤波回路能够实现对输入电压的整流滤波，所述稳压输出电路能够将所述整流滤波电路输出的电压进行稳压输出。

当电源自航插引入模拟断路器后，通过一个整流桥，进行初步隔离，再经过电阻和稳压管的串并联稳压降压，之后经过2个电容滤波，最终形成带有一定储能能量的DC12V电压等级的供电电源。

具体地，如图3所示，所述线圈控制回路包括：第一触发开关S1、第二触发开关S2、双位置继电器和指示灯，所述第一触发开关S1和所述第二触发开关S2的一端均与所述稳压输出电路的输出端连接，所述第一触发开关S1的另一端连接所述双位置继电器的第一线圈（即1端），所述第二触发开关S2的另一端连接所述双位置继电器的第二线圈（即2端），所述指示灯连接所述双位置继电器的输出端，所述双位置继电器的输出端还连接所述遥控回路P1；

当所述第一触发开关S1被触发时，所述双位置继电器的第一线圈（1和16导通）导通，所述指示灯显示第一颜色，所述双位置继电器向所述遥控回路输出合闸信号；

当所述第二触发开关S2被触发时，所述双位置继电器的第二线圈导通（2和16导通），所述指示灯显示第二颜色，所述双位置继电器向所述遥控回路输出分闸信号。

具体地，所述指示灯包括第一指示灯D4和第二指示灯D5，所述第一指示灯D4用于显示第一颜色，所述第二指示灯D5用于显示第二颜色。

在本实用新型实施例中，所述第一指示灯显示红色，所述第二指示灯显示绿色，即当输出分闸信号时，双位置继电器的4和6导通，且14和11导通，此时第二指示灯显示绿色，当输出合闸信号时，双位置继电器的4和8导通，且14和9导通，此时第一指示灯显示红色。

具体地，所述第一触发开关S1和所述第二触发开关S2与所述输入端子P2连接，所述第一触发开关S1和所述第二触发开关S2能够被外部设备的输出信号触发。

具体地，所述壳体100上设置第一触发按钮3和第二触发按钮2，所述第一触发按钮3与所述第一触发开关S1连接，所述第二触发按钮2与所述第二触发开关S2连接。

在本实用新型实施例中，壳体100上设置2个按钮，用于给之后的双位置继电器进行位置置位。用以实现在就地设置模拟断路器为分闸位置或者合闸位置。电源取自整流后的DC12V 正端。同时，外部空节点的控制命令，并联于这两个按钮，用以实现远方空节点对模拟断路器的控制命令。

如果外部控制命令的公共端已经与外部输入的DC24V正电源短接了，形成了有源的命令接点，那么内部的遥控公共端可以在航插的对应端子上不连接。由于双位置继电器有一定电压过载能力，外部命令接点也是短时间加电于双位置继电器的线圈上，并不会造成线圈损坏。 当然，为了避免长时间的加电可能导致的设备损害，在线圈上并联了保护电阻。

双位置继电器动作后，其辅助接点各有2付，一付用于点亮装置面板上的指示灯，一付空节点，接到航插相应端子上，用于位置信号的反馈。同时，装置设置了电源按钮，可以模拟断路器的弹簧未储能信号，在电源按钮按下后，内部电源接通，指示灯亮，同时其常闭接点打开，在电源按钮复位弹起后，内部电源断开，其常闭接点接通，发出弹簧未储能的信号，即使远方有分闸或者合闸命令，模拟断路器也不会动作。

为适应现场便携式的要求，模拟断路器设计为本体采用塑料外壳制作，为上下开合，螺丝固定方式。与设备接口的外接部件采用江苏国网标准FTU设备 10芯/14芯控制回路接口及定义。随着未来发展，可跟随新标准采用不同的接口及定义方式，内部主回路一般不需要更改。由于全是控制及信号回路，对连接导线载流要求不高，因此采用0.75平方毫米导线。本体内部安装PCB板件及相应的控制按钮及指示灯。

另外，本实用新型模拟断路器采用了一只双位置磁保持继电器为核心功能原件，用以实现位置的控制及位置信号的自保持。在电源前端部分，采用了4组二极管模块的整流原件，将输入的DC24V或DC48V两个电源电压等级的整流之后，采用电阻分压，稳压模块降压，充电电容储能的方式，获得最后的双位置继电器驱动电源电压，大约为DC12V等级。从而实现DC24V到DC60V左右的外部电源电压自适应功能。

本实用新型模拟断路器的外部控制接点设计要求为空节点形式，控制命令空节点来自于FTU设备。控制公共端电压可以取自整流稳压降压后的电压。也可直接取自整流前的直流电源电压正极。本体上也设置有就地控制按钮，可以通过就地的按钮实现模拟断路器的位置置位。由于控制命令的瞬时特性，及时短时间的高电压启动双位置继电器，也不会导致其线圈的烧毁，当然，在某种特殊的情况下，施加过于长时间的过电压，仍然会导致双位置线圈的损毁。

特别的，专用于电源电压等级固定为DC24V的FTU设备上，通过选择DC24V的双位置继电器及相应的稳压管，可以直接采用整流前直流正电，以达到较为完善的匹配。若出于通用性及兼容性的考虑选择固定的设备参数，也能满足现场应用，只是会降低设备的鲁棒性。

模拟断路器的位置，也是通过双位置继电器的位置空节点返回给FTU等自动化设备，面板的按钮可以模拟远方接点信号或弹簧未储能信号。用以配合现场的测试需求。

通过采用匹配的航空插头，只需通过拔插航插即可实现现场一次断路器的隔离，避免了在现场拆接FTU内部端子电缆的问题，使得操作简便，避免了人为拆解回路并恢复的过程，避免了人为失误带来的问题。

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 (7)

1.一种模拟断路器，其特征在于，包括：

壳体，用于容纳控制电路板；

控制电路板，位于所述壳体内，包括电源回路、遥控回路和线圈控制回路，所述电源回路和所述遥控回路均与所述线圈控制回路电连接，

所述电源回路与所述线圈控制回路之间能够在外部触发信号的触发下实现连接或断开，且所述线圈控制回路能够在与所述电源回路连接时实现合闸，向所述遥控回路输出合闸信号，在与所述电源回路断开时实现分闸，向所述遥控回路输出分闸信号。

2.根据权利要求1所述的模拟断路器，其特征在于，所述电源回路包括输入端子、整流滤波电路和稳压输出电路，所述输入端子与所述整流滤波电路的输入端连接，所述整流滤波电路的输出端与所述稳压输出电路的输入端连接，所述稳压输出电路的输出端连接所述线圈控制回路，所述整流滤波回路能够实现对输入电压的整流滤波，所述稳压输出电路能够将所述整流滤波电路输出的电压进行稳压输出。

3.根据权利要求2所述的模拟断路器，其特征在于，所述线圈控制回路包括：第一触发开关、第二触发开关、双位置继电器和指示灯，所述第一触发开关和所述第二触发开关的一端均与所述稳压输出电路的输出端连接，所述第一触发开关的另一端连接所述双位置继电器的第一线圈，所述第二触发开关的另一端连接所述双位置继电器的第二线圈，所述指示灯连接所述双位置继电器的输出端，所述双位置继电器的输出端还连接所述遥控回路；

当所述第一触发开关被触发时，所述双位置继电器的第一线圈导通，所述指示灯显示第一颜色，所述双位置继电器向所述遥控回路输出合闸信号；

当所述第二触发开关被触发时，所述双位置继电器的第二线圈导通，所述指示灯显示第二颜色，所述双位置继电器向所述遥控回路输出分闸信号。

4.根据权利要求3所述的模拟断路器，其特征在于，所述指示灯包括第一指示灯和第二指示灯，所述第一指示灯用于显示第一颜色，所述第二指示灯用于显示第二颜色。

5.根据权利要求3所述的模拟断路器，其特征在于，所述第一触发开关和所述第二触发开关与所述输入端子连接，所述第一触发开关和所述第二触发开关能够被外部设备的输出信号触发。

6.根据权利要求3所述的模拟断路器，其特征在于，所述壳体上设置第一触发按钮和第二触发按钮，所述第一触发按钮与所述第一触发开关连接，所述第二触发按钮与所述第二触发开关连接。

7.根据权利要求1所述的模拟断路器，其特征在于，所述壳体上设置引出线固定接口，所述引出线固定接口上连接引出导线的一端，所述引出导线的另一端连接航插接口，所述航插接口用于连接外部自动化设备。

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