１０ＫＶ环网柜接地开关防误电磁锁制造技术

本发明专利技术涉及一种１０ＫＶ环网柜接地开关防误电磁锁，在电气工程学，电子学和新能源技术应用的基础上，使用高压电流互感器在１０ＫＶ网络输电网络中汲取能量为系统蓄电池充电或利用太阳能硅光板为蓄电池充电，蓄电池作为该设备控制部分和执行机构的工作电源，解决了无电源环境下运行的１０ＫＶ环网柜的接地开关闭锁；另外，与环网开关柜的带电显示器相连接，通过一个不小于１ＭΩ高阻态的测量电路，将电缆的带电与否状态转换成控制１０ＫＶ环网柜接地开关防误电磁锁的开关量，对于带电显示器而言，相当于并联了一个高阻态电路。解决了无输出结点的带电显示器环网柜接地开关防误问题。廉价可靠，安装方便，节能环保。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种IOKV环网开关柜，特别是涉及一种用于无市电环境中运行且检 测带电显示器无结点输出电缆是否带电情况的IOKV环网柜接地开关防误电磁锁。
技术介绍
目前，主流的合资品牌环网开关柜如施耐德ABB西门子公司的产品均不具有接地 开关防止电缆误合功能，由于习惯性违章或误操作每年都会发生电缆带电误合接地开关事 故，造成上级开关因发生三相接地短路故障使上级开关跳闸，从而引发大面积停电，给人民 生活和社会生产造成不必要的损失；还有一种带有防止IOKV环网柜接地开关误合的电磁 闭锁产品，但都是依靠市电(稳定的AC220V)供电，连接交流电源十分不便，而且，一旦市电 失电，或者在无法提供市电的环境中，已有的防误电磁闭锁装置将不能使用；另外，已有的 防止环网开关柜接地开关误合的装置都是基于有结点输出的带电指示器，通过指示器结点 来控制电磁闭锁装置，如果带电显示器无结点输出，将无法控制电磁闭锁装置，由于目前主 流环网柜使用的带电显示器均不带结点输出，原因是电容分压式带电显示器输出功率非常 小，无法驱动任何输出结点，故传统的电磁锁无法解决正确判断电缆带电与否的情况。
技术实现思路
本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种用于无市电环境中运行且 带电显示器无结点输出电缆是否带电情况的IOKV环网柜接地开关防误电磁锁。 本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是它包括电源部 分、控制部分和执行机构电磁锁，其特征是 (1).电源市电电源直接给蓄电池充电的电源、在无市电场合时，采用高电压电 流互感器给铅酸蓄电池充电的电源和采用太阳能硅片光板给铅酸蓄电池充电的电源 (2).控制部分控制电路使用超低功耗的器件 I.电源充电的控制将包括市电电源、高压电流互感器或太阳能硅片光板这些充 电机构的输出转换成铅酸蓄电池充电的电源，在控制电路中采用超低功耗的线性降压电 路，可以满足铅酸电池充放电工作范围的同时将系统电源损耗降至微安级别，并在电源电 路前端综合使用热敏电阻、TVS管和稳压二极管以保证高压电流互感器对铅酸电池充放电 的工作点以及中压电网特征形式的浪涌和短路的电磁隔离和防护； II.电磁锁控制部分的控制它包括控制电压信号检测部分和电磁锁执行机构的 控制部分， ①.电压信号检测部分的控制通过电压信号检测部分与IOKV环网开关柜带电 指示器的驱动发光氖管的节点相连接，检测电路的输入阻抗大于1MQ ，且综合使用N沟道 MOSFET配合热敏电阻和TVS管作为检测电路的前端，既保证了该电路的输入阻抗，和恰当 的灵敏度，还保证了对中压电网特征形式的浪涌和短路的电磁隔离和防护； ②.电磁锁执行机构的控制部分在控制电路中使用MSP430单片机； (3).执行机构10KV环网柜接地开关防误电磁锁的执行机构为一只双稳态的电 磁线圈，其参数为外形尺寸为30X20X 13mm重量为20g，工作率为双稳态，额定电压为 士DC3-24V，功耗为〈3. 6W±10%， pulse < 0. lsec，行程/吸力:4mm/0mm > 300g，其电压 =OV保持力，耐压为500V AC 50/60Hzlmin，环境温度为_40°C —65°C ，相对湿度为< 95% ， 通过该电磁线圈行程来控制10KV环网开关柜接地开关操作孔是否可以将操作手柄插入。 本专利技术还可以采用如下技术措施所述的双稳态的电磁线圈的参数为外形 尺寸为30X20X 13mm重量为20g，工作率为双稳态，额定电压为±DC3_24V，功耗为 < 3. 6W±10%， pulse < 0. lsec，行程/吸力4mm/0mm > 300g，其电压二 OV保持力，耐压 为500V AC 50/60Hz lmin，环境温度为_40°C—65°C，相对湿度为< 95%，通过该电磁线圈 行程来控制10KV环网开关柜接地开关操作孔是否可以将操作手柄插入。 本专利技术具有的优点和积极效果是在无市电运行环境下电磁闭锁装置仍能得到可 靠电源，且廉价可靠，安装方便，不需要对开关柜做任何改装调整，而且节能环保；解决了 IOKV环网柜中带电显示器无结点输出环境下的应用问题，可对IOKV环网柜电缆带电情况 进行检测。附图说明 图1是本专利技术整体结构框图示意图； 图2是高电压电流互感器给铅酸蓄电池充电的电路示意图； 图3是超低功耗稳压电路示意图； 图4是执行机构控制电路示意图； 图5是A相检测调理电路示意图； 图6是B相检测调理电路示意图； 图7是C相检测调理电路示意图。具体实施例方式为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
特点及功效兹举例以下实施例，并配合附图详 细说明如下，请参阅图l-图7。 本专利技术是在电气工程学，电子学和新能源技术的基础上，解决了很多地区无法提 供交流220V电源环境下运行的IOKV环网柜的接地开关闭锁和无结点输出带电显示器电缆 带电情况检测环网柜接地开关正确闭锁的问题。 (1).电源如图l所示有三种来源即市电电源直接给蓄电池充电的电源、在无市 电场合时，采用高电压电流互感器或太阳能硅片光板给铅酸蓄电池充电的电源；本系统可 以接受三种途径的能量来源以保持正常工作状态，以及为备用蓄电池充电。它们分别是专 用高电压电流互感器、硅光电池和市电。使用高压电流互感器时，高压电流互感器在10KV 网络输电网络中汲取能量，为系统蓄电池充电。10KV电缆中通过电流时，电流互感器中将会 产生感应电流，此感应电流通过整流滤波降压，作为蓄电池的充电电源。蓄电池直接作为该 设备控制部分和执行机构的工作电源。高电压电流互感器的电源调理电路较为特殊，需要 考虑高电压防护和电磁兼容特性的加强，同时，使用专用高电压电流互感器为铅酸电池充 电还需要考虑浪涌电流抑制。如图2所示可将高电压电流互感器视为输出峰峰值2A的交流电流源，电网短路时浪涌电流不超过20A/10mS，接入JP_CT。 JP_CT通过可控充电管理开 关后连接6V/5A免维护铅酸电池。其优点是廉价可靠，安装方便，不需要对开关柜做任何改 装调整就可以完成； 使用太阳能硅光板作为蓄电池充电电源，当太阳光照射在硅光电池板上时，硅光 电池板产生电流给蓄电池充电，蓄电池作为该设备控制部分和执行机构的工作电源。为保 证能源供应的可靠性，该专利技术中使用的双稳态低功耗电磁锁和低功耗控制部分，1Ah/16V的 铅酸蓄电池可以保证整个系统正常工作500小时，在连续20天太阳能硅光电池板无法充 电情况下，该装置仍可正常工作，在硅光电池板连续受到太阳直射，对铅酸电池充电5小时 后，电池充电饱和，优点是节能环保，使用新型能源作为装置电源。 MCU可以通过充放电管理电路控制铅酸电池充电，以防止过冲，从而大幅度提高 铅酸电池的维护周期和使用寿命。如图3所示为了确保系统在外部电源供电失效的情况 下，依靠电池工作时间超过2年。要求待机状态下整机电流消耗小于5Ah/(2*24*366)h = 284uA。考虑电池老化等原因，要求整机电流调号小于200uA，特别选择的超低功耗稳压电路 芯片实现，这样做有两个好处 a.选择6V铅酸电池的输出电压范围在7.2—5.5v。为了保证电池里的能量 尽量多的被使用，要求电池电压到5V的稳压电路可以在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种１０ＫＶ环网柜接地开关防误电磁锁，它包括电源部分、控制部分和执行机构电磁锁，其特征是：　　　　（１）．电源：有三种来源：即市电电源直接给蓄电池充电的电源、在无市电场合时，采用高电压电流互感器给铅酸蓄电池充电的电源和采用太阳能硅片光板给铅酸蓄电池充电的电源。　　　　（２）．控制部分：控制电路使用超低功耗的器件　　　　Ⅰ．电源充电的控制：将包括市电电源、高压电流互感器或太阳能硅片光板这些充电机构的输出转换成铅酸蓄电池充电的电源，在控制电路中采用超低功耗的线性降压电路，可以满足铅酸电池充放电工作范围的同时将系统电源损耗降至微安级别，并在电源电路前端综合使用热敏电阻、ＴＶＳ管和稳压二极管以保证高压电流互感器对铅酸电池充放电的工作点以及中压电网特征形式的浪涌和短路的电磁隔离和防护；　　　　　Ⅱ．电磁锁控制部分的控制：它包括控制电压信号检测部分和电磁锁执行机构的控制部分，　　　　　①．电压信号检测部分的控制：通过电压信号检测部分与１０ＫＶ环网开关柜带电指示器的驱动发光氖管的节点相连接，检测电路的输入阻抗大于１ＭΩ，且综合使用Ｎ沟道ＭＯＳＦＥＴ配合热敏电阻和ＴＶＳ管作为检测电路的前端，既保证了该电路的输入阻抗，和恰当的灵敏度，还保证了对中压电网特征形式的浪涌和短路的电磁隔离和防护；　　　　②．电磁锁执行机构的控制部分：在控制电路中采用ＭＳＰ４３０单片机；　　　　（３）．执行机构：１０ＫＶ环网柜接地开关防误电磁锁的执行机构为一只双稳态的电磁线圈；。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭一欣，王铮，杨伟光，邵俊辉，
申请(专利权)人：天津欣宇明辉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]