本實用新型涉及開關柜二次控制設備技術領域，特別涉及一種智能開關控制裝置。

背景技術：

隨著城市配電網(wǎng)電纜化改造的深入開展和用戶對供電可靠性要求的不斷提高，充氣柜因其強大的性能優(yōu)勢得到了大量的應用。同時隨著國家大力倡導堅強智能電網(wǎng)建設和配電自動化技術的提高，目前，國內(nèi)許多城市配電網(wǎng)使用的充氣柜均要求實現(xiàn)配電自動化功能或者預留配電自動化接口，這就要求充氣柜必須具備電動操作功能。目前，配網(wǎng)開關設備的應用越來越多，特別是應用在沿海地區(qū)潮濕凝露現(xiàn)象很嚴重，傳統(tǒng)的開關控制器大多采用接觸器或者裸露繼電器線路板的控制方式，接觸器或者繼電器經(jīng)過多次開斷電流后，觸點受損容易粘接，且接觸器和繼電器的觸點開距很小，在潮濕地區(qū)，容易引起觸點短接，進而引起開關的誤分、誤合，導致嚴重的電力安全事故，威脅人員安全。

技術實現(xiàn)要素：

為此，需要提供一種采用無觸點開斷負載、密封性能好、具有電機保護和合、分閘線圈延時保護功能的智能開關控制裝置，用于防止開關柜的危險問題。

為實現(xiàn)上述目的，發(fā)明人提供了一種智能開關控制裝置，包括殼體以及設置在殼體內(nèi)的電壓轉換模塊、信號輸入轉換模塊、邏輯運算處理器、電流采樣電路、第一MOS管模塊、第二MOS管模塊以及MOS功率驅動電路；

所述電壓轉換模塊與外部電源相連接，并分別供電給信號輸入轉換模塊以及邏輯運算處理器，所述信號輸入轉換模塊與邏輯運算處理器電連接，所述邏輯運算處理器分別與第一MOS管模塊以及MOS功率驅動電路電連接，所述第一MOS管模塊與第二MOS管模塊電連接，所述第二MOS管模塊包括第一MOS管、第二MOS管以及第三MOS管，所述MOS功率驅動電路分別與第一MOS管、第二MOS管以及第三MOS管電連接；

所述第二MOS管模塊通過電流采樣電路將信號反饋給邏輯運算處理器。

作為本實用新型的一種優(yōu)選結構，所述電壓轉換模塊包括電源過濾及防止反接電路以及電壓轉換電路；

所述電源過濾及防止反接電路與外部電源相連接，電源過濾及防止反接電路與電壓轉換電路電連接，所述電壓轉換電路分別與信號輸入轉換模塊、邏輯運算處理器相連接。

作為本實用新型的一種優(yōu)選結構，所述殼體上設有合位指示燈、分位指示燈、故障指示燈以及復位按鈕，所述合位指示燈、分位指示燈、故障指示燈以及復位按鈕分別與邏輯運算處理器相連接。

作為本實用新型的一種優(yōu)選結構，所述殼體為全密封結構鋁合金殼，所述第一MOS管模塊、第二MOS管模塊以及MOS功率驅動電路通過灌膠處理密封在鋁合金殼內(nèi)。

作為本實用新型的一種優(yōu)選結構，所述殼體上設有插拔式接線端子，所述插拔式接線端子與電壓轉換模塊電連接。

區(qū)別于現(xiàn)有技術，上述技術方案采用無觸點MOS管開斷負載解決了傳統(tǒng)繼電器和接觸器觸點粘接問題，并且具備了對電機和合分閘線圈的故障保護，杜絕因機構不順暢而導致電機和線圈燒毀的問題，減少開關設備的維護成本；采用印刷電路板，省去了許多二次接線，不僅節(jié)約成本，提高工作效率、而且提高了產(chǎn)品可靠性；采用罐注環(huán)氧樹脂的密封技術，使電氣控制裝置具備了抗凝露、防腐蝕等性能，大大提高了產(chǎn)品可靠性；采用插拔式接線端子，不僅接線簡單，而且安裝、更換非常方便；同時整套可采用標準化、模塊化生產(chǎn)，有利于產(chǎn)品批量化生產(chǎn)，提高了生產(chǎn)效率，并使產(chǎn)品具有高度的一致性，可有效的保證產(chǎn)品質(zhì)量。本實用新型相比現(xiàn)有技術具有許多優(yōu)點，對提高免維護的充氣柜的可靠性起到了關鍵性的作用，并可保證配電自動化的可靠實施，大大提高了城市配電網(wǎng)的供電可靠性。

附圖說明

圖1為本實施例殼體的正視圖；

圖2為本實施例的電路控制模塊圖；

圖3為本實施例的電路控制原理圖。

附圖標記說明：

10、殼體；

11、合位指示燈；

12、分位指示燈；

13、故障指示燈；

14、復位按鈕；

15、插拔式接線端子；

20、電壓轉換模塊；

201、電源過濾及防止反接電路；

202、電壓轉換電路；

21、信號輸入轉換模塊；

22、邏輯運算處理器；

23、電流采樣電路；

24、第一MOS管模塊；

25、第二MOS管模塊；

251、第一MOS管；

252、第二MOS管；

253、第三MOS管；

26、MOS功率驅動電路。

具體實施方式

為詳細說明本實用新型的技術內(nèi)容、構造特征、所實現(xiàn)目的及效果，以下結合實施方式并配合附圖詳予說明。

請參閱圖1、圖2以及圖3，本實用新型一種智能開關控制裝置，包括殼體10以及設置在殼體內(nèi)的電壓轉換模塊20、信號輸入轉換模塊21、邏輯運算處理器22、電流采樣電路23、第一MOS管模塊24、第二MOS管模塊25以及MOS功率驅動電路26；所述電壓轉換模塊與外部電源相連接，并分別供電給信號輸入轉換模塊以及邏輯運算處理器，所述信號輸入轉換模塊與邏輯運算處理器電連接，所述邏輯運算處理器分別與第一MOS管模塊以及MOS功率驅動電路電連接，所述第一MOS管模塊與第二MOS管模塊電連接，所述第二MOS管模塊包括第一MOS管251、第二MOS管252以及第三MOS管253，所述MOS功率驅動電路分別與第一MOS管、第二MOS管以及第三MOS管電連接；所述第二MOS管模塊通過電流采樣電路將信號反饋給邏輯運算處理器。本實施例采用工業(yè)級MOS管開斷負載，可靠開斷負載，使用壽命至少20000次以上。

本實施例中，所述電壓轉換模塊包括電源過濾及防止反接電路以及電壓轉換電路；所述電源過濾及防止反接電路與外部電源相連接，電源過濾及防止反接電路與電壓轉換電路電連接，所述電壓轉換電路分別與信號輸入轉換模塊、邏輯運算處理器相連接。

如圖1所示，所述殼體上設有合位指示燈11、分位指示燈12、故障指示燈13以及復位按鈕14，所述合位指示燈、分位指示燈、故障指示燈以及復位按鈕分別與邏輯運算處理器相連接。本實施例具有合、分指示、及故障報警指示，通過故障指示動作信息，可判斷故障原因及范圍，最快速度解決問題。

本實施例中，所述殼體為全密封結構鋁合金殼，所述第一MOS管模塊、第二MOS管模塊以及MOS功率驅動電路通過灌膠處理密封在鋁合金殼內(nèi)。所述殼體上設有插拔式接線端子15，所述插拔式接線端子與電壓轉換模塊電連接。本實施例采用全密封結構，免維護設計，內(nèi)部灌膠處理，能適用于各種潮濕、凝露環(huán)境。能在惡劣的環(huán)境中可靠正常工作；控制回路部分均采用灌膠處理密封在鋁合金殼內(nèi)，可達到防水功能，防護等級可達到IP54,滿足國網(wǎng)環(huán)網(wǎng)柜一二次融合控制線路板采用密封，要求達到的防水要求。

本實施例通過集成電路的硬件設計，經(jīng)過單片機一定邏輯關系判斷編程對MOS管導通關斷的控制，從而實現(xiàn)對配電開關柜上的電機、合分閘線圈的啟動和停止。利用MOS管無觸點關斷功能，提高設備的壽命。在硬件設計中通過專用的壓敏電阻采集故障電流信號，并經(jīng)模擬信號與數(shù)字信號的轉換，單片機編程設定故障電流大小，用于判斷對電機和線圈啟動保護的定值。此定值可根據(jù)客戶不同的結構參數(shù)靈活設定不同的定值。通過硬件設計和軟件程序編程可實現(xiàn)對電機的軟啟動，能夠很好的解決電機傳統(tǒng)控制器方案控制帶來的電流沖擊容易造成損壞的現(xiàn)象。

根據(jù)圖3中電路控制原理圖，設計并制作印刷電路板，將MOS管、開關電源、插拔式接線端子底座等、經(jīng)過高精度的貼片機焊接在印刷電路板上，制成控制電路板，同時設計和生產(chǎn)一種大小合適的密封盒，然后將焊接好的電路板安裝在密封盒上，在密封盒上澆入環(huán)氧樹脂，待環(huán)氧樹脂完全凝固，此時控制電路板和密封盒連成一體，將插拔式接線端子插頭插入接線端子插座，然后外接上外部線路（輔助開關、按鈕、電機和電源線）。本實施例中采用集成化電路模塊，占用空間很小，安裝非常方便，最大限度簡化外部控制回路接線，有助于提高生產(chǎn)效率。本實施例是專門針對環(huán)網(wǎng)開關柜的具有電動合、分閘控制，具有就地合、分閘和遠方合、分閘控制功能。以單片機作為核心控制單元，集成電路模塊作為儲能電機和電磁鐵通斷控制元件，通過優(yōu)化的控制程序，實現(xiàn)對環(huán)網(wǎng)柜的智能化控制，相對傳統(tǒng)的繼電器控制回路優(yōu)勢顯著。

本實施例工作原理如下：

1、電機儲能-合閘邏輯

接通工作電源，當無聯(lián)鎖信號LS1、LS2、且接地開關LS3同時處于分閘位置時，按下合閘按鈕SB1時，可實現(xiàn)電機M的正轉，即儲能，檢測儲能輔助開關S1到位時，合閘線圈HQ通電，完成斷路器合閘過程。

2、分閘邏輯

接通工作電源，當開關處于合閘位置QF時，按下分閘按鈕SB2，分閘線圈TQ通電，完成斷路器分閘過程，斷路器分閘不受聯(lián)鎖信號控制。

3、聯(lián)鎖邏輯

接通工作電源，當有聯(lián)鎖輔助開關LS1、LS2、LS3信號時（即輸入量為斷開），此時閉鎖斷路器開關電動合閘操作。

4、保護動作邏輯

儲能告警時間設定15s，即當合閘按鈕SB1按下時，在15s未檢測到已儲能S1開入信號時，發(fā)出告警指示，并斷開電機M回路；

合閘告警時間設定5s，當儲能開關S1信號開入時，在5s內(nèi)未檢測到合閘開入信號QF時，發(fā)出告警指示，并切斷合閘線圈HQ回路；

分閘告警時間設定5s，當開關處于合閘位置QF并分閘按鈕按下時，在5s內(nèi)未檢測到分閘開入QF信號時，發(fā)出告警指示，并切斷分閘線圈TQ；

當裝置出現(xiàn)告警指示后，需手動復位后才能進行下一次的儲能、合或分閘操作。

軟件程序的實現(xiàn)方式：

該控制裝置采用單片機編寫?？刂破髟谏想姾髮ο到y(tǒng)串口、定時器、I/O端口進行初始化，在初始化后將進入主循環(huán)。主循環(huán)主要由開關位置檢測出來模塊、電動機進行控制模塊、A/D轉換模塊等組成。

區(qū)別現(xiàn)有技術，本實施例采用無觸點開斷負載、密封性能好、具有電機保護和合、分閘線圈延時保護功能的智能開關控制裝置。安裝后可使配電柜真正成為免維護、智能化的開關設備，可大大提高了供電可靠性和實現(xiàn)配電自動化。采用無觸點MOS管開斷負載解決了傳統(tǒng)繼電器和接觸器觸點粘接問題，并且具備了對電機和合分閘線圈的故障保護，杜絕因機構不順暢而導致電機和線圈燒毀的問題，減少開關設備的維護成本；采用印刷電路板，省去了許多二次接線，不僅節(jié)約成本，提高工作效率、而且提高了產(chǎn)品可靠性；采用罐注環(huán)氧樹脂的密封技術，使電氣控制裝置具備了抗凝露、防腐蝕等性能，大大提高了產(chǎn)品可靠性；采用插拔式接線端子，不僅接線簡單，而且安裝、更換非常方便；同時整套可采用標準化、模塊化生產(chǎn)，有利于產(chǎn)品批量化生產(chǎn)，提高了生產(chǎn)效率，并使產(chǎn)品具有高度的一致性，可有效的保證產(chǎn)品質(zhì)量。

以上所述僅為本實用新型的實施例，并非因此限制本實用新型的專利保護范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結構變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內(nèi)。