CN219247530U - 可识别直流绝缘故障的双电源自动切换电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种可识别直流绝缘故障的双电源自动切换电路，涉及双电源自动控制回路技术领域。其中，主路直流电源输入开关和备路直流电源输入开关并联，且均与直流双电源切换装置串联。直流接触器包括直流接触器电源、直流接触器本体和直流接触器主路触点，主路直流电源输入开关和第一继电器分别与直流接触器主路触点和直流双电源切换装置依次串联。第二继电器包括第二继电器本体和第二继电器辅助触点，直流双电源切换装置和第二继电器本体串联；第二继电器辅助触点、第一继电器、直流接触器本体和直流接触器电源依次串联形成回路，保护电路的安全稳定运行。

Description

可识别直流绝缘故障的双电源自动切换电路

技术领域

本实用新型涉及双电源自动控制回路技术领域，具体而言，涉及一种可识别直流绝缘故障的双电源自动切换电路。

背景技术

电力系统中，由于直流系统运行可靠性更高，大部分重要的设备电源与控制回路电源均使用直流回路，电源等级为110VDC或220VDC。以直流220V系统为例，对于特别重要的设备还需要配置自动双电源切换装置，即当主路直流电源失电后，自动切换至备路直流电源，保证其供电的可靠性。正常情况下，合上主路直流电源开关与备路直流电源开关，由主路对直流负载供电；当直流双电源切换装置检测到主路失电后，自动快速切换至备路电源向负载供电；当直流双电源切换装置检测到主路恢复供电后，自动切换回主路电源向负载供电。

但是经过发明人长期研究发现，直流系统运行过程中经常出现的故障为单极接地故障，即直流电源正极或负极接地，造成直流系统正、负电压之间不平衡，若此时直流系统中再发生另外一点接地故障，则会影响整套直流系统运行，对重要负载供电造成风险。目前此种双电源切换回路，当主路电源出现单极接地后未构成失电条件，无法自动切换至备用回路，同时本直流负载若出现单极接地的故障，无法向运维人员提供准确的报警信号，不利于缺陷的发现与处理。

鉴于此，特提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可识别直流绝缘故障的双电源自动切换电路，其能够识别直流双电源自动切换回路中负载端和电源端的绝缘故障问题，保护电路的安全稳定运行。

本实用新型的实施例是这样实现的：

第一方面，本实用新型提供一种可识别直流绝缘故障的双电源自动切换电路，包括主路直流电源输入开关、备路直流电源输入开关、直流双电源切换装置、直流接触器、第一继电器和第二继电器。

主路直流电源输入开关和备路直流电源输入开关均与直流双电源切换装置串联，且主路直流电源输入开关和备路直流电源输入开关并联。

直流接触器包括直流接触器电源、直流接触器本体和直流接触器主路触点，主路直流电源输入开关、直流接触器主路触点和直流双电源切换装置依次串联，第一继电器、直流接触器主路触点和直流双电源切换装置依次串联。

第二继电器包括第二继电器本体和第二继电器辅助触点，直流双电源切换装置和第二继电器本体串联；第二继电器辅助触点、第一继电器、直流接触器本体和直流接触器电源依次串联形成回路。

在可选的实施方式中，第二继电器本体还包括报警回路触点，报警回路触点与报警装置串联。

在可选的实施方式中，第二继电器本体的一端接地。

在可选的实施方式中，还包括继电器检测回路开关，直流双电源切换装置和第二继电器本体通过继电器检测回路开关串联。

在可选的实施方式中，还包括直流负载输出开关，直流双电源切换装置、直流负载输出开关、电器检测回路开关和第二继电器本体依次串联。

在可选的实施方式中，第一继电器和第二继电器本体均包括常闭辅助接点。

在可选的实施方式中，第一继电器的一端接地。

在可选的实施方式中，直流接触器电源还包括直流接触器电源开关，直流接触器电源开关、第二继电器辅助触点、第一继电器和直流接触器本体依次串联形成回路。

在可选的实施方式中，第一继电器和第二继电器本体所连接的接点或触点均设置有延时开闭，且第二继电器的延时开闭时间大于第一继电器的延时开闭时间。

较佳地，延时开闭时间可设置0.1～20s中的任一数值。例如，第一继电器所连接的接点或触点的延时开闭时间为5s，第二继电器所连接的接点或触点的延时开闭时间为8s。

本实用新型提供的一种可识别直流绝缘故障的双电源自动切换电路，其工作原理如下：

1)当主路和备路均正常工作时，主路直流电源输入开关和备路直流电源输入开关均闭合，负载端首先由备路供电，当负载端回路带电后，第二继电器本体检测电压正常，第二继电器复归，常闭辅助接点保持闭合，则第二继电器辅助触点闭合，当主路带电时，第一继电器检测电压正常，第一继电器复归，常闭辅助接点保持闭合，直流接触器主路触点闭合，直流双电源切换装置检测到主路电压送入装置，切换至主路供电运行。

2)当主路出现单极接地故障，此时直流负载回路的正、负极对地电压不平衡。若出现负极接地故障，则正极对地电压上升，超过过压定值；若出现正极接地故障，则正极对地电压下降，低于欠压定值。无论是过压或欠压条件满足后，第一继电器经过延时动作，第一继电器的常闭辅助接点延时断开直流接触器本体中的线圈失电，则直流接触器主路触点断开，直流双电源切换装置检测主路失电，自动切换至备路运行。切换至备路运行后，负载端电压恢复正常。当主路接地故障点消除后，主路的直流母线电压恢复正常，第一继电器延时复归，直流切换装置重新检测到主路电源，恢复主路运行。

3)当负载端出现单极接地故障时，检测到电压异常，第一继电器经过延时动作，第一继电器的常闭辅助接点延时断开直流接触器本体中的线圈失电，则直流接触器主路触点断开，直流双电源切换装置检测主路失电，自动切换至备路运行。切换到备路后电压仍然保持异常，因此，第二继电器延时动作，报警回路触点闭合，接通报警装置，发出报警信号。第二继电器的常闭辅助接点断开，则第二继电器辅助触点断开，直流接触器主路触点断开。第一继电器检测电压正常后延时复归，由于第二继电器辅助触点未接通，则直流接触器本体中的线圈无法恢复供电，主路电源无法送至直流双电源切换装置，仍保持备路供电方式。当负载端的故障消除后，直流电压恢复正常，第二继电器延时复归，第二继电器辅助触点闭合直流接触器本体中的线圈带电，直流接触器主路触点闭合，直流双电源切换装置恢复到主路供电方式。

本实用新型实施例的有益效果是：

本实用新型提供了一种可识别直流绝缘故障的双电源自动切换电路，通过增加了两个继电器，可检测主路直流电源与直流负载回路的绝缘状态，根据直流接地故障点不同的位置，实现不同的功能。例如，当故障点位于主路电源回路上，可切换至备路，保证负载供电安全；当故障点位于负载回路上，可避免负载切回主路，保证主路电力输出安全，使得直流双电源自动切换电路的运行过程更安全可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型第一实施例提供的一种可识别直流绝缘故障的双电源自动切换电路的结构示意图。

图标:1-主路直流电源输入开关；2-备路直流电源输入开关；3-直流双电源切换装置；9-直流接触器本体；10-直流接触器主路触点；8-直流接触器电源开关；6-第一继电器；7-第二继电器本体；11-第二继电器辅助触点；5-继电器检测回路开关；4-直流负载输出开关。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

第一实施例

请参照图1，本实施例提供一种可识别直流绝缘故障的双电源自动切换电路，其包括主路直流电源输入开关1、备路直流电源输入开关2、直流双电源切换装置3、直流接触器、第一继电器6和第二继电器。

主路直流电源输入开关1和备路直流电源输入开关2均与直流双电源切换装置3串联，且主路直流电源输入开关1和备路直流电源输入开关2并联。

直流接触器包括直流接触器电源、直流接触器本体9和直流接触器主路触点10，主路直流电源输入开关1、直流接触器主路触点10和直流双电源切换装置3依次串联，第一继电器6、直流接触器主路触点10和直流双电源切换装置3依次串联。

第二继电器包括第二继电器本体7和第二继电器辅助触点11，直流双电源切换装置3和第二继电器本体7串联；第二继电器辅助触点11、第一继电器6、直流接触器本体9和直流接触器电源依次串联形成回路。

在本实施例中，第二继电器本体7还包括报警回路触点，报警回路触点与报警装置串联。

在本实施例中，第二继电器本体7的一端接地。

在本实施例中，还包括继电器检测回路开关5，直流双电源切换装置3和第二继电器本体7通过继电器检测回路开关5串联。

在本实施例中，还包括直流负载输出开关4，直流双电源切换装置3、直流负载输出开关4、电器检测回路开关和第二继电器本体7依次串联。

在本实施例中，第一继电器6和第二继电器本体7均包括常闭辅助接点。

在本实施例中，第一继电器6的一端接地。

在本实施例中，直流接触器电源还包括直流接触器电源开关8，直流接触器电源开关8、第二继电器辅助触点11、第一继电器6和直流接触器本体9依次串联形成回路。

在本实施例中，第一继电器6和第二继电器本体7所连接的接点或触点均设置有延时开闭，且第二继电器的延时开闭时间大于第一继电器6的延时开闭时间。

具体的，第一继电器6所连接的接点或触点的延时开闭时间为5s，第二继电器所连接的接点或触点的延时开闭时间为8s。

本实施例的电路以直流220V系统为例，直流电源输入开关、备路直流电源输入开关2和直流接触器电源开关8所连接的正负极均为110VDC。

具体地，第一继电器6和第二继电器均为直流电继电器，且均具有检测过压与欠压的功能，过压与欠压的定值可调节，例如本实施例中设置过压定值为130V，欠压定值为90V，当继电器检测到负载正极母线对地电压高于130V或低于90V时，继电器动作，然后继电器的接点或触点延时动作。

第一继电器6和第二继电器的触点容量为240VDC、5A。直流接触器本体9中的线圈额定电压为220VDC；接触器主回路额定电流10A，额定电压220VDC。

正常工作方式下，闭合主路直流电源输入开关1、备路直流电源输入开关2、直流负载输出开关4、继电器检测回路开关5与直流接触器电源开关8。

本实用新型实施例提供的一种可识别直流绝缘故障的双电源自动切换电路，其工作原理如下：

1)当主路和备路均正常工作时，主路直流电源输入开关1和备路直流电源输入开关2均闭合，负载端首先由备路供电，当负载端回路带电后，第二继电器本体7检测电压正常，第二继电器复归，常闭辅助接点保持闭合，则第二继电器辅助触点11闭合，当主路带电时，第一继电器6检测电压正常，第一继电器6复归，常闭辅助接点保持闭合，直流接触器主路触点10闭合，直流双电源切换装置3检测到主路电压送入装置，切换至主路供电运行。

2)当主路出现单极接地故障，此时直流负载回路的正、负极对地电压不平衡。若出现负极接地故障，则正极对地电压上升，超过过压定值；若出现正极接地故障，则正极对地电压下降，低于欠压定值。无论是过压或欠压条件满足后，第一继电器6经过延时动作，第一继电器6的常闭辅助接点延时断开直流接触器本体9中的线圈失电，则直流接触器主路触点10断开，直流双电源切换装置3检测主路失电，自动切换至备路运行。切换至备路运行后，负载端电压恢复正常。当主路接地故障点消除后，主路的直流母线电压恢复正常，第一继电器6延时复归，直流切换装置重新检测到主路电源，恢复主路运行。

3)当负载端出现单极接地故障时，检测到电压异常，第一继电器6经过延时动作，第一继电器6的常闭辅助接点延时断开直流接触器本体9中的线圈失电，则直流接触器主路触点10断开，直流双电源切换装置3检测主路失电，自动切换至备路运行。切换到备路后电压仍然保持异常，因此，第二继电器延时动作，报警回路触点闭合，接通报警装置，发出报警信号。第二继电器的常闭辅助接点断开，则第二继电器辅助触点11断开，直流接触器主路触点10断开。第一继电器6检测电压正常后延时复归，由于第二继电器辅助触点11未接通，则直流接触器本体9中的线圈无法恢复供电，主路电源无法送至直流双电源切换装置3，仍保持备路供电方式。当负载端的故障消除后，直流电压恢复正常，第二继电器延时复归，第二继电器辅助触点11闭合直流接触器本体9中的线圈带电，直流接触器主路触点10闭合，直流双电源切换装置3恢复到主路供电方式。

本实用新型实施例的有益效果是：

本实用新型提供了一种可识别直流绝缘故障的双电源自动切换电路，通过增加了两个继电器，可检测主路直流电源与直流负载回路的绝缘状态，根据直流接地故障点不同的位置，实现不同的功能。例如，当故障点位于主路电源回路上，可切换至备路，保证负载供电安全；当故障点位于负载回路上，可避免负载切回主路，保证主路电力输出安全，使得直流双电源自动切换电路的运行过程更安全可靠。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种可识别直流绝缘故障的双电源自动切换电路，其特征在于，包括主路直流电源输入开关、备路直流电源输入开关、直流双电源切换装置、直流接触器、第一继电器和第二继电器；

所述主路直流电源输入开关和备路直流电源输入开关均与所述直流双电源切换装置串联，且所述主路直流电源输入开关和备路直流电源输入开关并联；

所述直流接触器包括直流接触器电源、直流接触器本体和直流接触器主路触点，所述主路直流电源输入开关、直流接触器主路触点和直流双电源切换装置依次串联，所述第一继电器、直流接触器主路触点和直流双电源切换装置依次串联；

所述第二继电器包括第二继电器本体和第二继电器辅助触点，所述直流双电源切换装置和第二继电器本体串联；所述第二继电器辅助触点、第一继电器、直流接触器本体和直流接触器电源依次串联形成回路。

2.根据权利要求1所述的可识别直流绝缘故障的双电源自动切换电路，其特征在于，所述第二继电器本体还包括报警回路触点，所述报警回路触点与报警装置串联。

3.根据权利要求2所述的可识别直流绝缘故障的双电源自动切换电路，其特征在于，所述第二继电器本体的一端接地。

4.根据权利要求1所述的可识别直流绝缘故障的双电源自动切换电路，其特征在于，还包括继电器检测回路开关，所述直流双电源切换装置和第二继电器本体通过所述继电器检测回路开关串联。

5.根据权利要求4所述的可识别直流绝缘故障的双电源自动切换电路，其特征在于，还包括直流负载输出开关，所述直流双电源切换装置、直流负载输出开关、电器检测回路开关和第二继电器本体依次串联。

6.根据权利要求1所述的可识别直流绝缘故障的双电源自动切换电路，其特征在于，所述第一继电器和第二继电器本体均包括常闭辅助接点。

7.根据权利要求6所述的可识别直流绝缘故障的双电源自动切换电路，其特征在于，所述第一继电器的一端接地。

8.根据权利要求1所述的可识别直流绝缘故障的双电源自动切换电路，其特征在于，所述直流接触器电源还包括直流接触器电源开关，所述直流接触器电源开关、第二继电器辅助触点、第一继电器和直流接触器本体依次串联形成回路。

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