CN218456272U - 一二次融合成套环网箱 - Google Patents

Abstract

一二次融合成套环网箱，包括箱体和设置于箱体内的柜体，柜体上设有前柜门，柜体内设有接地开关，还包括电流采集模块、前柜门检测模块、处理器和声光报警模块；接地开关包括开关闸刀，闸刀通过导线连接接地点；电流采集模块设置于导线上；前柜门检测模块设置于前柜门上；电流采集模块和前柜门检测模块均连接处理器的信号输入端，处理器的信号输出端连接声光报警模块。本实用新型可以在前柜门开启后，对接地开关的合闸状态进行检测，防止维护人员在接地开关没有闭合的情况下，误操作负荷侧，引发触电事故；同时，能够根据需要进行手动复位，避免系统一直判断接地开关处于分闸状态。

Description

一二次融合成套环网箱

技术领域

本实用新型属于一二次融合配电技术领域，尤其涉及一种一二次融合成套环网箱。

背景技术

一二次融合成套环网箱是将12/24KV开关柜、断路器、负荷开关、电流电压互感器、12/24KV电压PT、开闭所FTU、通信控制终端、12/24KV计量及自动抄表、USP电源及指示仪表等安装调试好装入一个可移动、密封防潮的不锈钢箱体内，从而实现了城市配电网中一、二次系统的集成化、装配的模块化、缩短了建设周期、大大提高了城市电网运行的可靠性。

环网柜根据气箱结构分为共箱式与单元式；根据整体结构分为美式与欧式；根据绝缘材料分为固体绝缘式、空气绝缘式与SF6气体绝缘式；根据户内外分户内环网和户外环网。

环网柜由一般由开关室、熔断器室、操动机构室和电缆室（底架）四部分组成。

开关室由密封在金属壳体内的各个功能回路（包括接地开关和负荷开关）及其回路间的母线等组成。壳体由3㎜冷轧钢板（或不绣钢板）焊接而成。每一个功能回路包括一台负荷开关和接地开关。负荷开关是由垂直运动的动触头系统和位于下端的静触头组成，开关合闸时，动触头向下运动，负荷开关接通。接地开关由动触刀和静触刀组成，在弹簧运动过程中，接地开关快速接通。开关室上部和后部开有4个长方形装配工艺孔，环网柜的正面装有观察窗，可看到接地开关的“分”、“合”位置。在环网柜的后部装有防爆装置。

负荷开关采用压气内吹式结构，灭弧能力强，且不影响相间及对地绝缘，动、静触头均带有弧触头，大大提高了开断次数。

在环网柜中，为了保证安全，正常运行时，负荷开关应在合闸位置，接地开关处于分闸位置，前门板处理闭合状态。

当电缆出线故障时，应先分闸该柜内的负荷开关，此时，可以打开前门板入内检修，当需要对负荷侧进行检修时，比如：紧固螺栓或者拆装电缆就需要对接地开关进行操作，使得接地开关合上，这样可以防止触电事故，同时，对于柜体内的储能元件可以放电，有利于维护安全。

在实际实施的过程中，打开前门板后，如果仅仅是查看是不需要接地开关闭合的，但是在查看的过程中，如果维护人员发现问题，对负荷侧进行检修时，很容易遗忘闭合接地开关这个操作，极易引发触电事故，此类事故也是目前环网柜在维护过程中，发生率比较高的事故。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种结构简单、使用效果好的一二次融合成套环网箱。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：一二次融合成套环网箱，包括箱体和设置于箱体内的柜体，柜体上设有前柜门，柜体内设有接地开关，还包括电流采集模块、前柜门检测模块、处理器和声光报警模块；接地开关包括开关闸刀，闸刀通过导线连接接地点；电流采集模块设置于导线上；前柜门检测模块设置于前柜门上；电流采集模块和前柜门检测模块均连接处理器的信号输入端，处理器的信号输出端连接声光报警模块。

电流采集模块包括电流采集组件和电流电压转换组件，电流采集组件将采集到的电流信号传输到电流电压转换组件，电流电压转换组件的信号输出端连接处理器。

电流电压转换组件与处理器之间连接有光电隔离器。

电流采集组件为电流互感器。

电流电压转换组件包括采样电阻、场效应管和运算放大电路，电流互感器的初级线圈采集导线上电流，电流互感器的次级线圈连接场效应管的漏极；场效应管的栅极连接采样电阻的第一端，采样电阻的第二端接地；采样电阻的第一端连接运算放大器的同相输入端，运算放大器的反相输入端通过接地电阻接地，运算放大器的反相输入端通过反馈电阻连接运算放大器的输出端，运算放大器的输出端通过光耦连接处理器的输入端。

前柜门检测模块为行程开关，行程开关连接处理器的信号输入端。

声光报警模块包括三极管、二极管和继电器；处理器的输出端连接三极管的基极，三极管的集电极连接二极管的正极，二极管的负极连接直流电源；三极管的集电极还通过继电器的线圈连接直流电源，继电器的常开触点连接在发光二极管的电源电路中。

声光报警模块还包括语音芯片和喇叭，处理器通过串口与语音芯片通信，语音芯片驱动喇叭的工作。

处理器上连接有手动复位按键。

箱体内设有蓄电池，蓄电池上连接电源模块，电源模块为处理器提供电源。

通过以上技术方案，本实用新型的有益效果为：1、通过设置电流采集模块和前柜门检测模块，可以在前柜门开启后，接地开关中是否有电流通过判断接地开关是否接地，进而在接地开关没有闭合时，及时给与闭合，保证维修安全；2、设置的手动复位按键可以在接地开关已经闭合的情况下，进行手动复位；3、设置的光电隔离器可以对处理器的输入信号进行隔离，保证处理器的运行稳定。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型原理框体；

图3为本实用新型电路原理图。

具体实施方式

一二次融合成套环网箱，如图1~3所示，包括箱体1和设置于箱体1内的柜体2，配电设备安装于柜体2内。在柜体2上设有前柜门3，通过前柜门3可以将柜体2打开，从而对其中的配电设备进行维护，在柜体2内设有接地开关，通过接地开关将电流引入到大地，在打开前柜门3，保证了维护人员的安全。

本实施例的重点在于前柜门3打开后，接地开关是否合闸的提醒，防止在接地开关没有闭合的情况下操作了负荷侧，引发不可逆的事故。

本实施例还包括电流采集模块、前柜门检测模块4、处理器和声光报警模块。接地开关包括闸刀，闸刀通过导线连接接地点；闸刀合上后，在导线上会有电流流过，最终进入到接地点，在检测的时候，主要通过检测导线上是否会有电流通过即可，由于在柜体2中，往往有电容模块，即使与电源断开了，其中的电容器依然要放电，如果导线没有接通，那么电容器就无法放电，导线接通后，电容器可以通过导线进入到接地点进行放电，这样只需检测导线上是否有电流流入即可。

即使停电状态，电容器中的电也是需要通过接地开关向接地点放电的，依然会有放电现象，导线中依然会有电流通过。

电流采集模块采集导线上的电流，并将采集到的信号传输到处理器；前柜门检测模块4检测前柜门3是否开启，并将检测到的信号传输到处理器，处理器根据接收到的信号，判断前柜门3开启状态下，接地开关是否闭合；处理器的信号输出端连接声光报警模块，当前柜门3处于开启状态下，接地开关没有闭合，则处理器输出信号到声光报警模块，使得声光报警模块发出光提醒和声提醒。

其中，处理器包括单片机U2（型号为STM32F103VCT6），单片机U2上连接有最小系统，最小系统为成熟的现有技术，本实施例不再赘述。

电流采集模块设置于导线上，用于采集导线上是否有电流通过。电流采集模块包括电流采集组件和电流电压转换组件，电流采集组件将采集到的电流信号传输到电流电压转换组件，电流电压转换组件的信号输出端通过光电隔离器连接单片机U2的信号输入端。

电流采集组件为电流互感器，电流互感器的初级线圈连接导线，电流互感器的次级线圈连接电流电压转换组件。

电流电压转换组件包括采样电阻、场效应管Q1和运算放大电路，电流互感器的初级线圈采集导线上电流，电流互感器的次级线圈连接场效应管Q1的漏极；场效应管Q1的栅极连接采样电阻的第一端，采样电阻的第二端接地；采样电阻的第一端连接运算放大器AR1的同相输入端，运算放大器AR1的反相输入端通过接地电阻R2接地，运算放大器AR1的反相输入端通过反馈电阻R1连接运算放大器AR1的输出端，运算放大器AR1的输出端通过光耦U1连接单片机U2的输入端。

前柜门检测模块4设置于前柜门3上，用于检测前柜门3是否开启。前柜门检测模块4包括行程开关K2，行程开关K2连接在前柜门3上，当前柜门3关闭后，前柜门3与柜体2发生碰撞，会使得行程开关K2闭合。当前柜门3打开后，前柜门3与柜体2失去碰撞，会使得行程开关K2打开。

行程开关K2一端连接5V直流电，行程开关K2另外一端通过分压电阻连接单片机U2的信号输入端。

声光报警模块用于前柜门3打开后，且导线上没有电流通过时发出声光报警，对维护人员进行警示。

其中，声光报警模块包括三极管Q2、二极管D1和继电器K1；处理器的输出端连接三极管Q2的基极，三极管Q2的集电极连接二极管D1的正极，二极管D1的负极连接直流电源；三极管Q2的集电极还通过继电器K1的线圈连接直流电源，继电器K1的常开触点连接在发光二极管D1D2的电源电路中。

当前柜门3开启，且接地开关有未闭合的嫌疑时，单片机U2输出信号到声光报警模块，使得三极管Q2导通，继电器K1的线圈得电，继电器K1的常开触点闭合，发光二极管D1D2发光。

另外，声光报警模块还包括语音芯片U3（型号为SYN6288）和喇叭LS，单片机U2通过串口与语音芯片U3通信，语音芯片U3驱动喇叭LS的工作。

从而在前柜门3开启，且接地开关有未闭合的嫌疑时，单片机U2输出信号驱动语音芯片U3工作，进而使得喇叭LS发出提示声。

为防止接地开关闭合后，导线上依然没有电流通过，进而防止声光报警模块一直处于工作状态，在单片机U2上连接有手动复位按键S1。

具体的：手动复位按键S1的第一端接地，手动复位按键S1的第二端通过上拉电阻R3连接直流电源，手动复位按键S1的第二端还连接单片机U2的信号输入端。

为了对本系统进行供电，在箱体1内设有蓄电池，蓄电池上连接电源模块，电源模块为单片机U2提供电源。

电源模块包括开关电源，蓄电池连接开关电源，通过开关电源将蓄电池的24V的直流电转换为5V直流电，以适用于单片机U2工作需要。

工作过程为：当打开柜门时，行程开关K2动作，并输出信号到单片机U2；同时，电流互感器采集导线上的电流，查看导线上是否有电流流过，并将采集到的电流转换为电压信号传输到单片机U2，如果没有电流信号通过，则单片机U2判断接地开关疑似没有闭合，单片机U2输出信号使得声光报警模块发出声光报警；此时，维护人员可以复核查看是否关闭，如果已经闭合，则利用手动复位按键S1，单片机U2输出信号使得声光报警模块停止报警。

本实用新型可以在前柜门开启后，对接地开关的合闸状态进行检测，防止维护人员在接地开关没有闭合的情况下，误操作负荷侧，引发触电事故；同时，能够根据需要进行手动复位，避免系统一直判断接地开关处于分闸状态。

Claims (10)

1.一二次融合成套环网箱，包括箱体和设置于箱体内的柜体，柜体上设有前柜门，柜体内设有接地开关，其特征在于：还包括电流采集模块、前柜门检测模块、处理器和声光报警模块；接地开关包括开关闸刀，闸刀通过导线连接接地点；电流采集模块设置于导线上；前柜门检测模块设置于前柜门上；电流采集模块和前柜门检测模块均连接处理器的信号输入端，处理器的信号输出端连接声光报警模块。

2.如权利要求1所述的一二次融合成套环网箱，其特征在于：电流采集模块包括电流采集组件和电流电压转换组件，电流采集组件将采集到的电流信号传输到电流电压转换组件，电流电压转换组件的信号输出端连接处理器。

3.如权利要求2所述的一二次融合成套环网箱，其特征在于：电流电压转换组件与处理器之间连接有光电隔离器。

4.如权利要求3所述的一二次融合成套环网箱，其特征在于：电流采集组件为电流互感器。

5.如权利要求1至4任意一项所述的一二次融合成套环网箱，其特征在于：电流电压转换组件包括采样电阻、场效应管和运算放大电路，电流互感器的初级线圈采集导线上电流，电流互感器的次级线圈连接场效应管的漏极；场效应管的栅极连接采样电阻的第一端，采样电阻的第二端接地；采样电阻的第一端连接运算放大器的同相输入端，运算放大器的反相输入端通过接地电阻接地，运算放大器的反相输入端通过反馈电阻连接运算放大器的输出端，运算放大器的输出端通过光耦连接处理器的输入端。

6.如权利要求5所述的一二次融合成套环网箱，其特征在于：前柜门检测模块为行程开关，行程开关连接处理器的信号输入端。

7.如权利要求6所述的一二次融合成套环网箱，其特征在于：声光报警模块包括三极管、二极管和继电器；处理器的输出端连接三极管的基极，三极管的集电极连接二极管的正极，二极管的负极连接直流电源；三极管的集电极还通过继电器的线圈连接直流电源，继电器的常开触点连接在发光二极管的电源电路中。

8.如权利要求7所述的一二次融合成套环网箱，其特征在于：声光报警模块还包括语音芯片和喇叭，处理器通过串口与语音芯片通信，语音芯片驱动喇叭的工作。

9.如权利要求8所述的一二次融合成套环网箱，其特征在于：处理器上连接有手动复位按键。

10.如权利要求1或9所述的一二次融合成套环网箱，其特征在于：箱体内设有蓄电池，蓄电池上连接电源模块，电源模块为处理器提供电源。

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