專利名稱：高壓帶電無源指示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種帶電狀態(tài)的指示裝置，特別是涉及一種高壓帶電無源指示 器，應(yīng)用于輸變電線路及配電裝置中。
背景技術(shù)：
高壓帶電指示器是一種用于監(jiān)測輸變電線路以及配電裝置中的導(dǎo)體是否為高電 壓帶電狀態(tài)的指示裝置。通常情況下，高電壓帶電指示裝置采用市電供其工作，也有采用直 流電源使其工作。高電壓帶電指示裝置能滿足帶電閉鎖功能，即提供可通斷功能的無源觸 點以便傳輸裝置狀態(tài)信息。目前，現(xiàn)有技術(shù)高壓帶電指示器一般分為兩種一種具有高壓驗電和指示功能，無閉鎖輸出功能。這種帶電指示器一般為無源，不 需要裝置電源，帶電指示器是由高壓傳感器直接供電。另一種具有高壓驗電、帶電指示以及 閉鎖輸出功能，這種帶電指示器一般為有源，需要裝置電源。帶電指示器由高壓傳感器提供 感應(yīng)電壓，閉鎖輸出回路必須由外部提供裝置電源的情況下才能工作。雖然以上兩種帶電指示器基本能夠滿足驗電的要求，但有一種情況以上兩種指示 器都沒辦法滿足在不提供裝置電源的情況下，要求帶電指示器具有高壓帶電指示并同時 提供閉鎖輸出功能。例如環(huán)網(wǎng)柜上的驗電測試則同時需要有這兩種功能。可見，上述的高電壓帶電指示裝置在應(yīng)用現(xiàn)場不能夠提供電源的情況下是不能完 成帶電閉鎖功能。因為閉鎖功能通常要求提供無源常開常閉接點，所以上述的高電壓帶電 指示裝置必須要求外部供電。目前由于場地和環(huán)境條件的限制采用其他方式供電實現(xiàn)比較 困難，如從高壓線路獲取電源在技術(shù)上實現(xiàn)成本較高。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于改進(jìn)以上現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種高壓帶電無源指示 器，通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)高壓帶電無源指示器，其特征在于，所述指示器包括檢測單元，控制開關(guān)，儲能電 容，電磁結(jié)構(gòu)單元，所述的電磁結(jié)構(gòu)單元通過控制開關(guān)與所述的檢測單元與儲能電容相 連；所述的電磁結(jié)構(gòu)單元為繼電器線圈Jl-I的Windlb引腳通過晶閘管驅(qū)動電路 Q1、濾波電路C2、C3、C4、整流二極管D5、觸點開關(guān)Close 2，com2連接繼電器線圈Jl-I的 Windla引腳，所述觸點開關(guān)Close2，com2與電阻R5、二極管D3和D4串接構(gòu)成晶閘管Ql的 觸發(fā)電路；繼電器線圈J1-2的Winc^a引腳通過MOS管Q2、整流二極管D8、電容器C6、觸點 開關(guān)0pen2，com2連接繼電器線圈Jl_2的Winc^b引腳，所述MOS管Q2的源極連接電阻R6， 二極管D8、D5和電阻R3、R4以構(gòu)成MOS管Q2的驅(qū)動回路。進(jìn)一步，所述的MOS管Q2的柵G2、源S2之間并聯(lián)一個電阻R6，源極串聯(lián)一個二極管D8。進(jìn)一步，所述的晶閘管觸發(fā)電路的門極G1、陰極Kl之間分別并聯(lián)一個電阻R5和電 容C4，且電阻R5的支路通過反向串聯(lián)的二極管D4連接有穩(wěn)壓二極管D3。進(jìn)一步，所述繼電器線圈Jl-I兩端反并聯(lián)二極管D7，并且并聯(lián)電容C7和C8。進(jìn)一步，所述繼電器線圈J1-2兩端反并聯(lián)有二極管D10。進(jìn)一步，所述的電容C6、二極管D5構(gòu)成充電回路，晶閘管Ql和MOS管Q2分別與電 容C6構(gòu)成放電回路。本實用新型的優(yōu)點在于具有高壓帶電指示器采用電容式高壓傳感器進(jìn)行驗電，通過本實用新型的無源指 示器能夠準(zhǔn)確、醒目地指示配電裝置內(nèi)各相回路的帶電狀況，并根據(jù)需要可對接地刀、開關(guān) 柜門、網(wǎng)門進(jìn)行閉鎖，且無須附加提供帶電指示器的工作電源，可更方便和有效地防止運行 人員誤入帶電間隔，杜絕可能發(fā)生的設(shè)備和人員重大傷害事故。

圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)框圖；圖2為分別保持通斷狀態(tài)的電磁結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型電路原理圖；圖4為本實用新型電磁結(jié)構(gòu)單元中繼電器的引腳圖。
具體實施方式
如圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)框圖，本裝置包括檢測單元，控制開關(guān)，儲能電容，電磁 結(jié)構(gòu)單元，所述的電磁結(jié)構(gòu)單元通過控制開關(guān)與所述的檢測單元與儲能電容相連；高壓帶 電指示器接入帶有傳感器的檢測單元，當(dāng)高壓線路帶電后，傳感器感應(yīng)到具有微小能量的 傳感信號送到高壓帶電指示器并通過儲能電容積聚電能，后經(jīng)檢測單元和晶間管驅(qū)動電路 產(chǎn)生微小的脈沖信號使得電磁結(jié)構(gòu)單元中的繼電器Jl的線圈Jl-I得電，產(chǎn)生常開常閉接 點閉合動作。由于電磁結(jié)構(gòu)單元動作后，此時不再需要任何能量，所以本實用新型的高壓帶 電指示器在檢測到帶電導(dǎo)體帶電后一直保持閉合狀態(tài)，并提供干接點的閉合狀態(tài)，既電磁 結(jié)構(gòu)單元能夠使動作后的狀態(tài)保持不變。另一種情況，當(dāng)高壓線路無電時，傳感器信號的微小能量通過儲能電容積聚的電 能一直存儲在儲能電容中，此時經(jīng)檢測單元和MOS管驅(qū)動電路產(chǎn)生另一路微小的脈沖信號 使得電磁結(jié)構(gòu)單元中的繼電器Jl的線圈J1-2得電，再次產(chǎn)生常開常閉接點斷開動作。同 樣電磁結(jié)構(gòu)單元能夠使動作后的狀態(tài)保持不變，且不再需要任何能量。本實用新型的繼電器線圈能夠分別保持常開常閉接點的閉合和斷開兩種狀態(tài)，如 圖2所示。當(dāng)OPEN端被觸發(fā)后，電磁結(jié)構(gòu)單元的常開常閉接點由閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)為斷開狀態(tài)， 并保持該狀態(tài)而不需要能量。同理，當(dāng)CLOSE端被觸發(fā)后，電磁結(jié)構(gòu)單元的常開常閉接點由 斷開狀態(tài)轉(zhuǎn)為閉合狀態(tài)，并保持該狀態(tài)不需要能量。電磁結(jié)構(gòu)單元的常開常閉接點是具有一定載流能力的常開常閉接點從而達(dá)到輸 變電線路及配電裝置帶電狀態(tài)傳送的目的。如圖3為本實用新型電路原理圖，圖4為本實用新型中的電磁結(jié)構(gòu)單元中繼電器的引腳圖。該繼電器分成兩部分，其中引腳6 10為第一部分，為(上電)動作線圈(繼 電器線圈J1-1)及相關(guān)輸入輸出端；引腳1 5為第二部分，為(斷電)復(fù)位線圈(繼電器 線圈J1-2)及相關(guān)輸入輸出端。兩個線圈的引出點分別為Windla(引腳10，表示線圈正)，Windlb (引腳6，表示線圈負(fù))；Wind2a (引腳1，表示線圈正)，Wind2b (引腳5，表示線圈負(fù))。常閉常開接點為用Openl，Closel, 0pen2, Close2表示，公共端為coml，com2。兩 線圈之間電路上不連通，但任一線圈得電時，常閉常開接點均會動作。假設(shè)當(dāng)前繼電器Jl在斷開狀態(tài)，引腳Closel、coml閉合，coml、Openl斷開，引腳 COm2、ClOSe2閉合，0pen2、COm2斷開，此時，繼電器線圈Jl-I得電，常閉常開接點同時動作， 使得引腳 Closel、coml 斷開，coml、Openl 合，引腳 com2、Close2 斷開，0pen2、com2 閉合， 繼電器Jl進(jìn)入閉合狀態(tài)；當(dāng)繼電器線圈J1-2得電時，此時繼電器線圈Jl-I處于失電狀態(tài)， 常閉常開接點同時動作，使得引腳Closel、coml斷開，coml、0penl閉合，引腳com2、Close2 斷開，0pen2、com2閉合。繼電器Jl恢復(fù)為斷開狀態(tài)。為了滿足電磁結(jié)構(gòu)單元動作所需能量的要求，需要給電磁結(jié)構(gòu)單元中的線圈一個 能量信號。該能量信號以脈沖信號形式實現(xiàn)。脈沖信號的產(chǎn)生的工作原理分兩個部分描 述一是繼電器線圈Jl-I的引腳Windlb連接著一晶閘管驅(qū)動電路。如圖3中所示，D3為 1N4733，即5. IV穩(wěn)壓二極管。在系統(tǒng)上電充電過程中，電解電容C3兩端電壓未超過5. IV， 晶閘管QlC門極電壓、電流很小，仍有一部分漏電流，當(dāng)電解電容C3兩端電壓未超過5. IV 時，D3便反向?qū)?，使得QlC門極電壓電流達(dá)到觸發(fā)值，導(dǎo)通。使得繼電器線圈Jl-I得電， 系統(tǒng)動作。由于穩(wěn)壓二極管D3的作用，也使得電容C6端所蓄積的電荷達(dá)到一定量，保證了 繼電器線圈的準(zhǔn)確動作。與晶閘管Ql連接的電容C2，C3，C4則是用來濾波，防止過多的噪聲，引起晶閘管誤動。如圖3所示，繼電器線圈Jl-I兩端反并聯(lián)的二極管D7，是防止繼電器線圈Jl-I得 電動作后，Ql陰極串聯(lián)的常閉結(jié)點Close2和com2瞬間斷開，起續(xù)流作用；電容C7則是濾 波，C8則是用來防止線圈2抖動。第二部分是繼電器線圈J1-2的Winc^a引腳連接的MOS管驅(qū)動電路。所述的MOS 管Q2為P溝道MOS管，當(dāng)源柵極之間的電壓大于1. OV(VS-VG)，MOS管導(dǎo)通。當(dāng)本裝置輸入上電時(1)繼電器線圈Jl-I得電動作之后，電容C6處于充電飽和狀態(tài)，兩端電壓大于 5V，同時整流電路D5有輸出，整流電路的直流電壓作為電荷源，電荷經(jīng)過D5在C6上不斷積 累，C6上的電壓也不斷抬高；D5防止電荷源瞬間電壓跌落引起電荷泄漏。當(dāng)系統(tǒng)斷電時， 由于D5的阻斷，R4上端，即FND302柵極騎過IM電阻，通過0pen2、Com2閉合端連接到電容 C6負(fù)端，VSG大于IV，MOS管導(dǎo)通，復(fù)位線圈J1-2得電，系統(tǒng)復(fù)位。(2)穩(wěn)壓二極管D3的擊穿電壓是5. 1伏，當(dāng)電荷源的電壓達(dá)不到5. 1伏時，D3截 止，此時由D3，D4，R5組成的支路上的電流為零，R5上的端電壓也為零。故晶閘管Ql截止。 由于穩(wěn)壓二極管D3的作用，也使得電容C6兩端所蓄積的電荷達(dá)到一定量，保證了繼電器線 圈的準(zhǔn)確動作。[0039](3)當(dāng)電荷源的電壓上升到D3擊穿電壓且大于D3擊穿電壓時，D3擊穿，D3，D4，R5 以及引腳Close2與引腳com2的閉合端組成的支路上的電流急增，R5的端電壓上升，觸發(fā)晶 閘管Ql導(dǎo)通。電容C6上的電荷經(jīng)過繼電器線圈Jl-I和觸發(fā)晶閘管Ql形成放電回路，產(chǎn) 生放電電流，驅(qū)動繼電器線圈Jl-I動作，使引腳Close2和引腳com2之間斷開，引腳0pen2 和引腳com2之間閉合。原先引腳Close2、com2呈閉合態(tài)，引腳0pen2、com2呈斷開態(tài)。此 時繼電器線圈Jl-I呈閉合狀態(tài)。即引腳Openl和引腳coml之間閉合。(4)繼電器線圈Jl-I處于閉合狀態(tài)時，繼電器線圈Jl-I撤出電路，而繼電器線圈 J1-2投入電路。稱引腳Close2和引腳com2之間斷開狀態(tài)為引腳Close2與引腳com2的斷 開端。引腳0pen2和引腳com2之間閉合狀態(tài)為引腳0pen2與引腳com2的閉合端。電荷源 經(jīng)過D5繼續(xù)對C6充電。D6的作用是限制C6充電電壓，防止過壓損壞電子器件。當(dāng)本裝置輸入失電時(I)MOS管Q2的控制柵極電壓由R3，R4分壓得到。由于引腳0pen2與引腳com2 的閉合端的接入，其大小由整流電路的直流電壓決定。因為此時裝置輸入得電，故電壓大于 MOS管截止電壓，MOS管Q2截止，繼電器線圈J1-2兩端電壓為零，繼電器Jl保持閉合狀態(tài)。(2)整流電路的直流電壓為零，Cl經(jīng)過R4放電，使R4上的電壓為零，即MOS管Q2 的控制柵極電壓為零，MOS管Q2導(dǎo)通。C6，D8，Q2以及Jl_2構(gòu)成放電回路，產(chǎn)生的放電電流 驅(qū)動繼電器線圈J1-2動作。使引腳com2和引腳Close2之間閉合，引腳0pen2和引腳com2 之間斷開。此時，線圈Jl恢復(fù)斷開狀態(tài)，即引腳Openl和引腳coml之間斷開。稱線圈Jl 呈斷開狀態(tài)。Cl的作用是防止裝置輸入電壓瞬時跌落引起誤動作。MOS管柵源漏三極間并聯(lián)的三個IM的電阻，是為了防止MOS管被靜電擊穿，而 D9 (1N4734, 5. 6V穩(wěn)壓管)，作用是防止系統(tǒng)故障，電容C6C兩端電壓過高，可防止MOS管被 大電壓擊穿。1N4734可換成1N4739等穩(wěn)壓二極管，但其電壓等級應(yīng)在5. 6V 15V之間。D8為1N4007，是為發(fā)防止電流由其它相竄入本相，導(dǎo)致帶電指示燈發(fā)光。此管不 可用1N4148等開關(guān)二極管替代。Cl起濾波作用，電路中雖有圓橋整流，電容穩(wěn)壓，但仍有負(fù)脈沖，此電容可使MOS 管柵極電壓穩(wěn)定，不致于誤動。繼電器線圈J1-2兩端的二極管DlO和電容C9則與圖3中的D7、C7作用相同。由上述可見，利用電磁結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)原理和電路設(shè)計，特別是當(dāng)繼電器Jl呈閉 合狀態(tài)或繼電器Jl呈斷開狀兩種情況時，利用Close2與引腳com2的斷開端和引腳0pen2 與引腳com2的閉合端的變化以及晶閘管Ql和MOS管Q2的導(dǎo)通與截止的配合使用，實現(xiàn)電 磁結(jié)構(gòu)單元的動作，并能夠使動作后的狀態(tài)保持不變，且不再需要任何能量的目的。
權(quán)利要求1.高壓帶電無源指示器，其特征在于，所述指示器包括檢測單元，控制開關(guān)，儲能電容， 電磁結(jié)構(gòu)單元，所述的電磁結(jié)構(gòu)單元通過控制開關(guān)與所述的檢測單元與儲能電容相連；所述的電磁結(jié)構(gòu)單元為繼電器線圈Jl-I的Windlb引腳通過晶閘管驅(qū)動電路Q1、濾 波電路C2、濾波電路C3、濾波電路C4、整流二極管D5、觸點開關(guān)Close 2，com2連接繼電器 線圈Jl-I的Windla引腳，所述觸點開關(guān)Close2，com2與電阻R5、二極管D3和二極管D4串 接構(gòu)成晶閘管Ql的觸發(fā)電路；繼電器線圈J1-2的Winc^a引腳通過MOS管Q2、整流二極管 D8、電容器C6、觸點開關(guān)0pen2，com2連接繼電器線圈J1-2的Winc^b引腳，所述MOS管Q2 的源極連接電阻R6，二極管D8、二極管D5和電阻R3、電阻R4以構(gòu)成MOS管Q2的驅(qū)動回路。
2.如權(quán)利要求1所述的高壓帶電無源指示器，其特征在于，所述的MOS管Q2的柵、源之 間并聯(lián)一個電阻R6，源極串聯(lián)一個二極管D8。
3.如權(quán)利要求1所述的高壓帶電無源指示器，其特征在于，所述的晶閘管觸發(fā)電路的 門極、陰極之間分別并聯(lián)一個電阻R5和電容C4，且電阻R5的支路通過反向串聯(lián)的二極管 D4連接有穩(wěn)壓二極管D3。
4.如權(quán)利要求1所述的高壓帶電無源指示器，其特征在于，所述繼電器線圈Jl-I兩端 反并聯(lián)二極管D7，并且并聯(lián)電容C7和電容C8。
5.如權(quán)利要求1所述的高壓帶電無源指示器，其特征在于，所述繼電器線圈J1-2兩端 反并聯(lián)有二極管D10。
6.如權(quán)利要求1所述的高壓帶電無源指示器，其特征在于，所述的電容C6、二極管D5 構(gòu)成充電回路，晶閘管Ql和MOS管Q2分別與電容C6構(gòu)成放電回路。
專利摘要本實用新型涉及一種高壓帶電無源指示器，所述指示器包括檢測環(huán)節(jié)，控制開關(guān)，儲能電容，電磁結(jié)構(gòu)單元，所述的電磁結(jié)構(gòu)單元通過控制開關(guān)與所述的檢測環(huán)節(jié)與儲能電容相連；所述的電磁結(jié)構(gòu)單元為繼電器線圈(J1_1)的Wind1b引腳通過晶閘管驅(qū)動電路(Q1)、濾波電路(C2、C3、C4)、整流二極管(D5)、觸點Close 2和com2至繼電器線圈(J1_1)的Wind1a引腳，；繼電器線圈(J1_2)的Wind2a引腳通過MOS管(Q2)、整流二極管(D8)、電容器(C6)、觸點Open2和com2至繼電器線圈(J1_2)的Wind2b引腳。通過本實用新型的無源指示器能夠準(zhǔn)確、醒目地指示配電裝置內(nèi)各相回路的帶電狀況，并根據(jù)需要可對接地刀、開關(guān)柜門、網(wǎng)門進(jìn)行閉鎖，且無須附加提供帶電指示器的工作電源，方便地防止運行人員誤入帶電間隔。
文檔編號H01H47/00GK201917605SQ201020503849
公開日2011年8月3日 申請日期2010年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月25日
發(fā)明者陳光寧, 陳強(qiáng) 申請人:南京亞電電力設(shè)備有限公司