高压开关柜感知闭锁系统的控制电路技术方案

本实用新型专利技术公开了一种高压开关柜感知闭锁系统的控制电路，设于监控从机及监控从机外围设备内，监控从机包括中央控制模块、与中央控制模块相连的电压信号采集模块、电源模块、人体靠近检测模块、声光报警模块；监控从机外围设备包括高压传感器、LED显示单元、智能锁单元；监控从机用于监测高压线路及母线带电信息、监控智能锁开关状态、完成LED屏幕显示、人体靠近检测、声光报警。通过上述方式，本实用新型专利技术能够自动检测高压开关柜的带电情况，并提供语音告警提示，采用模块化及模拟电路设计，检测精确度和自动化程度高，运营成本低，检测结果准确可靠。

【技术实现步骤摘要】
高压开关柜感知闭锁系统的控制电路
本技术涉及高压开关柜领域，特别是涉及一种高压开关柜感知闭锁系统的控制电路。
技术介绍
高压开关柜是指用于电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等作用的电气产品。高压开关柜是全封闭设备，检修人员无法观察停电设备的断开点。近年来，电力系统内高压开关柜事故频发，主要原因是由于作业人员对开关柜带电部位不清楚，误入带电间隔发生人身触电事故，给社会、企业、家庭带来不可估量的损失。经过调查统计发现，高压开关柜事故多是由于作业人员误入带电间隔，究其原因主要是：1)作业人员对开关柜内带电部位不清楚检修作业阻止措施是在运行开关柜上悬挂“运行设备，禁止触动！”红布幔，在带电开关柜前后设置安全围栏，悬挂“止步，高压危险！”标示牌等。红布幔、安全围栏、标示牌等安全措施，存在掉落损坏或人为挪动的可能，不能完全起到警示作用。2)带电开关柜柜门不能可靠闭锁开关柜柜门依靠五防锁或开关柜门固定螺丝进行闭锁，不能完全可靠闭锁开关柜柜门，存在人为解除闭锁、误入带电间隔的可能性。3)开关柜隔离活门不能有效闭锁开关柜隔板活门在手车开关拉出后可靠封闭，但无法有效闭锁，存在人为误碰传动连杆导致活门开启的可能性。高压开关柜的“闭锁”功能是保证电力设备和系统安全运行、确保设备和人身安全、防止误操作的重要技术措施。传统的开关柜闭锁方法是五防锁结合固定螺丝的方式，该方式存在以下隐患：(1)无法自动检测设备带电情况，对检修人员的警示不够直观醒目；(2)检修工作中，工作班成员为方便工作，能够擅自拧开固定螺丝，打开柜门，导致触电；(3)当作业人员强行打开柜门时，运维人员无法及时发现并制止该不安全行为。因此亟需提供一种新型的高压开关柜感知闭锁系统的控制电路来解决上述问题。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种高压开关柜感知闭锁系统的控制电路，能够自动检测并显示高压开关柜的带电情况。为解决上述技术问题，本技术采用的一个技术方案是：提供一种高压开关柜感知闭锁系统的控制电路，设于监控从机及监控从机外围设备内，监控从机包括中央控制模块、与中央控制模块相连的电压信号采集模块、电源模块、人体靠近检测模块、声光报警模块；监控从机外围设备包括高压传感器、LED显示单元、智能锁单元；监控从机用于监测高压线路及母线带电信息、监控智能锁开关状态、完成LED屏幕显示、人体靠近检测、声光报警。在本技术一个较佳实施例中，中央控制模块的CPU采用STM32F103RCT6，与CPU相连的电路包括时钟电路、寻址电路、复位电路。该芯片为32位嵌入式-微控制器的集成电路，体积小，功能强大，其外围设备包括晶振、温度传感器等，输入电压位3.3V。在本技术一个较佳实施例中，高压传感器内设芯棒式电容，芯棒式电容的一端通过上法兰与高压母线或线路相连、另一端与高压传感器二次输出端相连，二次输出端与电压信号采集模块相连。该高压传感器为环氧树脂浇注支柱绝缘子式产品，可作为隔离开关、接地开关、母线、出线等设备的支柱绝缘子使用，具有高强度、耐电弧能力强、局部放电量小等特点。在本技术一个较佳实施例中，电压信号采集模块用于采集高压传感器实时采集的高压线路及母线带电情况，其包括母线高压传感器二次侧电路、线路高压传感器二次侧电路。进一步的，母线高压传感器二次侧电路由三相相同电路组成，其包括压敏电阻R68、R38、R52、限流电阻R86、R51、R88、电阻R48、R50、R87、R37、R49、R70、三极管Q5—Q7、二极管D7—D9、整流芯片U14、U10、U16、光电耦合器U8、U9、U15，在其中一相电路中，电阻R68的两端分别连接在整流芯片U14的引脚1与引脚2之间，电阻R47的两端分别连接在U14的引脚3与引脚4之间，电阻R86的一端与U14的引脚3相连、另一端与三极管Q5的基极相连，三极管Q5的发射极与U14的引脚4相连，电阻R48的一端与U8的引脚2相连、另一端与发光二极管D7的正极相连，发光二极管D7的负极与三极管Q5的集电极相连，电阻R37的一端与U8的引脚3相连、另一端接地。在本技术一个较佳实施例中，智能锁单元的电路包括锁开关状态检测电路、锁开关控制电路，锁开关状态检测电路的输出端输出锁开关状态信号至中央控制模块，中央控制模块输出锁开关控制信号至锁开关控制电路的输入端。进一步的，锁开关状态检测电路由母线仓锁开关状态检测电路、出线仓锁开关状态检测电路、开关仓锁开关状态检测电路组成，在母线仓锁开关状态检测电路中，输入端为L1_NC，输出端为LOCK1_IN，输入端与输出端之间通过电阻R75连接，在R75的一端通过上拉电阻R74与VCC5V相连，R76与电容C25构成RC滤波电路与R75的另一端相连。进一步的，锁开关控制电路由母线仓锁开关控制电路、出线仓锁开关控制电路、开关仓锁开关控制电路组成，在母线仓锁开关控制电路中，包括电阻R59、R60、R65，三极管Q2、继电器K1、续流二极管D14，三极管Q2的基极与电阻R60相连、发射极与电阻R59相连、集电极与继电器K1的线圈相连，续流二极管D14并联在继电器K1的线圈两端，K1的常开触点3与电阻R65相连。在本技术一个较佳实施例中，电源模块包括非隔离型电源、隔离型电源，非隔离型电源模块提供的电压等级包括12V、5V、3.3V，12V电压为智能锁单元、LED显示单元供电，5V电压为人体靠近检测模块、声光报警模块供电，3.3V电压为中央控制模块供电；隔离型电源模块提供的电压为5V，为电压信号采集模块供电。本技术的有益效果是：本技术能够自动检测高压开关柜的带电情况，并提供语音告警提示，采用模块化及模拟电路设计，检测精确度和自动化程度高，运营成本低，检测结果准确可靠；高压开关柜出线仓及母线仓柜门仅在线路(线路和母线)三相均不带电以及输入正确的开锁口令的情况下才能解锁开启，减少了人为解除闭锁的可能性，从而有效避免因误入带电间隔而造成的人员伤亡事故，提高变电站安全管理水平。附图说明图1是本技术高压开关柜感知闭锁系统一较佳实施例的结构框图；图2是所述高压传感器的结构示意图；图3是所述非隔离型电源模块中5V电源电路图；图4是所述非隔离型电源模块中12V电源电路图；图5是所述非隔离型电源模块中3V电源电路图；图6是所述隔离型电源模块中5V电源电路图；图7是所述中央控制模块中CPU的结构图；图8是所述中央控制模块中时钟电路原理图；图9是所述中央控制模块中寻址电路原理图；图10是所述中央控制模块中复位电路原理图；图11是所述数据存储模块的电路原理图；图12是所述母线高压传感器二次侧电路原理图；图13是所述线路高压传感器二次侧电路原理图；图14是所述锁开关状态检测电路原理图；图15是所述锁开关控制电路原理图；图16是所述人体靠近检测模块的电路原理图；图17是所述通信模块的电路原理图；图18是所述RS232通信电路原理图；图19是所述蜂鸣器电路原理图；图20是所述语音提示模块的电路原理图。具体实施方式下面结合附图对本技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。请参阅图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压开关柜感知闭锁系统的控制电路，设于监控从机及监控从机外围设备内，其特征在于，监控从机包括中央控制模块、与中央控制模块相连的电压信号采集模块、电源模块、人体靠近检测模块、声光报警模块；监控从机外围设备包括高压传感器、LED显示单元、智能锁单元；监控从机用于监测高压线路及母线带电信息、监控智能锁开关状态、完成LED屏幕显示、人体靠近检测、声光报警。

【技术特征摘要】
1.一种高压开关柜感知闭锁系统的控制电路，设于监控从机及监控从机外围设备内，其特征在于，监控从机包括中央控制模块、与中央控制模块相连的电压信号采集模块、电源模块、人体靠近检测模块、声光报警模块；监控从机外围设备包括高压传感器、LED显示单元、智能锁单元；监控从机用于监测高压线路及母线带电信息、监控智能锁开关状态、完成LED屏幕显示、人体靠近检测、声光报警。2.根据权利要求1所述的高压开关柜感知闭锁系统的控制电路，其特征在于，中央控制模块的CPU采用STM32F103RCT6，与CPU相连的电路包括时钟电路、寻址电路、复位电路。3.根据权利要求1所述的高压开关柜感知闭锁系统的控制电路，其特征在于，高压传感器内设芯棒式电容，芯棒式电容的一端通过上法兰与高压母线或线路相连、另一端与高压传感器二次输出端相连，二次输出端与电压信号采集模块相连。4.根据权利要求1或3所述的高压开关柜感知闭锁系统的控制电路，其特征在于，电压信号采集模块包括母线高压传感器二次侧电路、线路高压传感器二次侧电路。5.根据权利要求4所述的高压开关柜感知闭锁系统的控制电路，其特征在于，母线高压传感器二次侧电路由三相相同电路组成，其包括压敏电阻R68、R38、R52、限流电阻R86、R51、R88、电阻R48、R50、R87、R37、R49、R70、三极管Q5—Q7、二极管D7—D9、整流芯片U14、U10、U16、光电耦合器U8、U9、U15，在其中一相电路中，电阻R68的两端分别连接在整流芯片U14的引脚1与引脚2之间，电阻R47的两端分别连接在U14的引脚3与引脚4之间，电阻R86的一端与U14的引脚3相连、另一端与三极管Q5的基极相连，三极管Q5的发射极与U14的引脚4相连，电阻R48的一端与U8的引脚2相连、另一端与发光...

【专利技术属性】
技术研发人员：张震，陈冠彪，常辉，翁东波，唐旭明，樊荣，
申请(专利权)人：国网安徽省电力公司淮南供电公司，国家电网公司，
类型：新型
国别省市：安徽,34