用來檢查用于隔離開關(guān)的控制信號的裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種檢查裝置，該檢查裝置用于檢查由來自電網(wǎng)（S2）的遠(yuǎn)程控制裝置（6）產(chǎn)生的并被用來控制隔離開關(guān)（5）的、至少一個交流或直流的模擬控制信號（Vil、Vo、Vf、Vdco、Vdcf），所述裝置包括用于以下的設(shè)備：分析由電網(wǎng)產(chǎn)生的模擬參考信號；存儲用來控制隔離開關(guān)的至少一個命令的至少一個參數(shù)特性，所述參數(shù)包括至少一個幅度值；以及基于所述參數(shù)和模擬參考信號，以和所述模擬參考信號相同類型的數(shù)字參考信號的形式，生成代表控制命令的模板；把所述模擬控制信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字控制信號；將所述數(shù)字控制信號和所述模板進(jìn)行比較；以及，當(dāng)所述數(shù)字控制信號和所述模板一致時，生成表示相應(yīng)的控制命令的有效性的指示符。
【專利說明】用來檢查用于隔離開關(guān)的控制信號的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用來檢查高電壓隔離開關(guān)或平均電壓隔離開關(guān)的裝置的領(lǐng)域，并且更具體地涉及用來檢查用于隔離開關(guān)的并代表控制命令(比如斷開和閉合隔離開關(guān))的控制信號的方法和裝置。
[0002]摶術(shù)現(xiàn)狀
[0003]隔離開關(guān)是配備了一個或多個活動部件的裝置，當(dāng)其被置于斷開位置時，能夠電氣隔離電網(wǎng)的線路段，例如，為了在這個隔離的線路段上實施安全的人工干預(yù)。
[0004]通常，隔離開關(guān)被連接到能夠根據(jù)接收到的控制命令驅(qū)動活動部件的控制裝置。更具體地，活動部件的運動方向由用來向被控制單元驅(qū)動的發(fā)動機(jī)供電的電路的配置確定?？刂蒲b置的例子在 申請人:的文件FR2931995和FR2904469中被詳細(xì)描述。
[0005]控制命令，也就是隔離開關(guān)的閉合命令和斷開命令，通常源自控制面板，或更通常地源自用來管理隔離開關(guān)操作的系統(tǒng)。這些控制命令通常由來自交流或直流類型的電壓源(例如，從電網(wǎng)拉取的電壓源)的控制面板產(chǎn)生。
[0006]因此，給發(fā)動機(jī)供電足夠長的時間能夠保證活動部件的運動引起隔離開關(guān)的斷開或閉合。此外，因為隔離開關(guān)沒有切斷能力，也就是，它不能自動中斷，在規(guī)定的條件下，電網(wǎng)的電流、下游的電子設(shè)備必須在控制隔離開關(guān)之前被強(qiáng)制停止，以避免欠載下斷開隔離開關(guān)，因為欠載斷開產(chǎn)生的電弧可能會造成損害。類似地，出于明顯的安全原因，隔離開關(guān)不會被意外閉合是絕對必要的。
[0007]在本文中，本發(fā)明提供了成本低的解決方案，該方案在考慮了這些控制命令時能夠加強(qiáng)安全性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此本發(fā)明針對用來檢查由電網(wǎng)產(chǎn)生的并用于控制隔離開關(guān)的至少一個交流或直流類型的模擬控制信號的裝置。控制信號可以主要來自通過電網(wǎng)供電的控制面板(或遠(yuǎn)程控制裝置)。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，檢查裝置至少包括:
[0010]-第一模塊，其能夠:
[0011].分析由電網(wǎng)產(chǎn)生的模擬參考信號；
[0012].存儲用來控制隔離開關(guān)的至少一個命令的至少一個參數(shù)特性，所述參數(shù)包括至少一個幅度值；以及
[0013].根據(jù)所述參數(shù)和所述模擬參考信號，以和所述模擬參考信號相同類型的數(shù)字參考信號的形式，生成代表控制命令的模板；
[0014]-第二模塊，其能夠:
[0015].將模擬控制信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字控制信號；
[0016].將數(shù)字控制信號和模板進(jìn)行比較；以及
[0017].當(dāng)數(shù)字控制信號和模板一致時，生成表示相應(yīng)的控制命令的有效性的指示符。[0018]換句話說，由來自電源(比如用戶可用的電網(wǎng))的遠(yuǎn)程控制裝置以模擬信號的形式產(chǎn)生的控制命令，被數(shù)字化并隨后與期望的模板進(jìn)行比較。當(dāng)數(shù)字化的信號和期望的模板一致時，相應(yīng)的控制命令生效，例如，通過有效指示符的設(shè)置。此外，模板是通過考慮由電源產(chǎn)生的電信號的特征，以及考慮以前存儲的特定于相應(yīng)的控制命令的參數(shù)而創(chuàng)建的。例如，這些特征是形狀、頻率，并且這些參數(shù)可以是幅度、持續(xù)時間。
[0019]將數(shù)字信號和期望的模板進(jìn)行比較，這樣能夠檢查控制命令的真實性和檢測特別是由于線路上的干擾引起的錯誤的控制信號。因此，避免了對控制命令的錯誤解釋并且增強(qiáng)了安全性。
[0020]例如，在電源傳送直流模擬信號的情況下，代表斷開命令的期望模板可以是以預(yù)定持續(xù)時間的非零幅度、接著是另一個預(yù)定持續(xù)時間的零幅度為特征的方型信號。由遠(yuǎn)程控制裝置產(chǎn)生的模擬控制信號可以被專門用來接收斷開命令的裝置的輸入端上接收。這個模擬控制信號被事先如上面描述的進(jìn)行處理，并且隨后和期望的模板進(jìn)行比較。如果控制信號和期望的模板一致，檢查裝置產(chǎn)生表示斷開命令有效的指示符，否則，檢查裝置會產(chǎn)生錯誤指示符。
[0021]例如，在電源傳送交流模擬信號的情況下，代表斷開命令的期望模板可以是以峰值幅度和周期數(shù)目為特征的交流類型信號。
[0022]優(yōu)選地，所述裝置對于每種控制命令類別包括一個輸入端，命令類別包括:
[0023]-斷開
[0024]-閉合
[0025]-聯(lián)鎖
[0026]-雙斷斷開
[0027]-雙斷閉合
[0028]此外，控制命令的每種類型優(yōu)選具有相應(yīng)的期望模板。
[0029]模板可以是代表控制命令的具有例如幅度值、持續(xù)時間的共同期望特征的一組信號，這些共同期望特征是上升斜率和下降斜率的特性?？刂菩盘柡湍０宓囊恢滦钥梢灾饕憩F(xiàn)為信號特性的相似性，具有預(yù)定的容差。
[0030]模板參數(shù)因此可以包括容差值。例如，正容差值和負(fù)容差值可以和對應(yīng)幅度的參數(shù)有關(guān)，而時間容差值可以和持續(xù)時間有關(guān)。
[0031]在這種特定的情況下，模板因此優(yōu)選地表現(xiàn)為以這些容差定界的包絡(luò)形式。那么一致性可以表現(xiàn)為控制信號被包含在這個包絡(luò)中的事實情況。
[0032]因此，檢查裝置還可以包括和每個參數(shù)相關(guān)的容差值。在這種情況下，模擬控制信號被采樣和數(shù)字化，并且隨后和相應(yīng)的期望模板進(jìn)行比較，同時考慮相對于這個期望模板的容差間隔。
[0033]根據(jù)一實施方式，模擬參考信號是交流類型。在這個實施方式中，檢查裝置還可以包括能夠?qū)⒛M控制信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字控制信號的單極模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
[0034]單極模數(shù)轉(zhuǎn)換器(或ADC)的使用尤其能夠降低檢查裝置的制造成本，同時保證控制信號檢查的很好的可靠性。
[0035]在這個實施方式中，檢查裝置還可以包括:
[0036]-能夠由對模擬參考信號的正半波整流生成同步信號的同步模塊；[0037]-用來適配模擬控制信號的模塊，該模塊能夠由對模擬控制信號的正全波整流生成適配的控制信號；
[0038]-計算單元，其集成了單極模數(shù)轉(zhuǎn)換器，并且能夠:
[0039]-檢測同步信號的過零時刻；
[0040]-為每個適配的模擬控制信號，生成代表相應(yīng)模擬控制信號的幅度的變化的數(shù)字控制信號；
[0041 ]-將每個數(shù)字控制信號和模板進(jìn)行比較；以及
[0042]-當(dāng)數(shù)字控制信號和模板一致時，生成表示相應(yīng)的控制命令的有效性的指示符。
[0043]換句話說，檢查裝置通過整流負(fù)半波使控制信號的格式適配于集成在計算單元中的單極模數(shù)轉(zhuǎn)換器，因此適配的信號只包含正半波。然后控制信號在通過單極轉(zhuǎn)換器之后被重構(gòu)，正半波和負(fù)半波的重構(gòu)通過與同步信號的同步來完成。實際上，同步信號產(chǎn)生于半波整流，過零時刻很容易被確定。信號因此被數(shù)字化重構(gòu)，將每個信號和模板進(jìn)行比較是可能的。
[0044]例如，檢查裝置還可以包括:
[0045]-能夠由對聯(lián)鎖信號的正全波整流來生成適配的聯(lián)鎖信號的第一適配模塊；
[0046]-能夠由對斷開信號的正全波整流來生成適配的斷開信號的第二適配模塊；以及
[0047]-能夠由對閉合信號的正全波整流來生成適配的閉合信號的第三適配模塊。
[0048]例如，控制裝置還可以包括:
[0049]-能夠由對雙斷斷開信號(doublecoupure ouverture)的正全波整流來生成適配的斷開有效信號的第四適配模塊；以及，
[0050]-能夠由對雙斷閉合信號的正全波整流來生成適配的閉合有效信號的第五適配模塊。
[0051]本發(fā)明還針對用來檢查由電網(wǎng)產(chǎn)生的并用于控制隔離開關(guān)的至少一個交流或直流類型的模擬控制信號的方法。所述方法至少包括:
[0052]-分析由電網(wǎng)產(chǎn)生的模擬參考信號；
[0053]-存儲用于隔離開關(guān)的至少一個控制命令的至少一個參數(shù)特性，所述參數(shù)包括至少一個幅度值；以及
[0054]-根據(jù)所述參數(shù)和所述模擬參考信號，以和所述模擬參考信號相同類型的數(shù)字參考信號的形式，生成代表控制命令的模板；
[0055]-把模擬控制信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字控制信號；
[0056]-把數(shù)字控制信號和模板進(jìn)行比較；以及
[0057]-當(dāng)數(shù)字控制信號和模板一致時，生成表示相應(yīng)的控制命令的有效性的指示符。
[0058]檢查方法還可以包括:
[0059]-生成產(chǎn)生于模擬參考信號的正半波整流的同步信號；
[0060]-生成產(chǎn)生于模擬控制信號的正全波整流的適配的控制信號；
[0061]-檢測同步信號的過零時刻；
[0062]-為每個適配的模擬控制信號生成代表相應(yīng)的模擬控制信號的數(shù)字控制信號；
[0063]-將數(shù)字控制信號和期望的模板進(jìn)行比較；以及
[0064]-當(dāng)在數(shù)字控制信號中檢測到模板時生成有效指示符。[0065]所述檢查方法還可以包括根據(jù)生成的有效指示符的組合，為用于控制隔離開關(guān)的電力供應(yīng)的單元生成控制命令信號。
[0066]附圖簡沭
[0067]本發(fā)明的前述特征和優(yōu)點以及本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在下面的非限制性描述中結(jié)合附圖被詳細(xì)地討論，在所述附圖中:
[0068]-圖1是本發(fā)明的連接到隔離開關(guān)的檢查裝置的實施方式的示意圖；
[0069]-圖2a是在電網(wǎng)傳送直流類型信號的情況下模板的實施例的示意圖；
[0070]-圖2b是與圖2a中的模板一致的控制信號的實施例的示意圖；
[0071]-圖2c是與圖2a中的模板不同的控制信號的實施例的示意圖；
[0072]-圖3a是在電網(wǎng)傳送交流類型信號的情況下模板的實施例的示意圖；
[0073]-圖3b是與圖3a中的模板一致的控制信號的實施例的示意圖；
[0074]-圖3c是與圖3a中的模板不同的控制信號的實施例的示意圖；
[0075]-圖4是本發(fā)明的根據(jù)使用單極模數(shù)轉(zhuǎn)換器的實施方式的檢查裝置的方框圖；
[0076]-圖5是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的檢查裝置的詳細(xì)的示意圖；
[0077]-圖6是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的同步模塊的詳細(xì)的示意圖；
[0078]-圖7是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的聯(lián)鎖信號適配模塊的詳細(xì)的示意圖；
[0079]-圖8是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的斷開信號適配模塊的詳細(xì)的示意圖；
[0080]-圖9是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的閉合信號適配模塊的詳細(xì)的示意圖；
[0081]-圖10是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的雙斷斷開信號適配模塊的詳細(xì)的示意圖；
[0082]-圖11是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的雙斷閉合信號適配模塊的詳細(xì)的示意圖。_3] 【具體實施方式】的詳細(xì)描述
[0084]參照圖1，用來控制隔離開關(guān)I以使其斷開或閉合的系統(tǒng)主要包括:
[0085]-遠(yuǎn)程控制裝置6或控制面板，在圖2中被示出為一組開關(guān)11、12、13、14、15，并且被用來產(chǎn)生來自電源S2 (比如例如用戶可用的電網(wǎng))的代表控制命令的模擬控制信號Vn、
V。、Vf、Vdco、Vdcf ?
[0086]-裝置7，其用來檢查這些控制信號；以及
[0087]-控制單元5，其用來根據(jù)由檢查裝置7產(chǎn)生的控制命令信號4，管理隔離開關(guān)的來自另一個電源SI的電力供應(yīng)5，該電源SI用于斷開或閉合隔離開關(guān)。
[0088]例如，模擬控制信號包括:
[0089]-代表斷開隔離開關(guān)的命令的斷開信號V。；
[0090]-代表閉合隔離開關(guān)的命令的閉合信號Vf；
[0091]-代表使斷開或閉合命令有效的命令的聯(lián)鎖信號Vil；
[0092]-代表用來使斷開命令有效的命令的雙斷斷開信號Vd。。；以及
[0093]-代表用來使閉合命令有效的命令的雙斷閉合信號Vdci。
[0094]例如，這些模擬控制信號中的每一個都被發(fā)送到檢查裝置7的特定輸入端。這些輸入端中的每一個因此具有相關(guān)的期望模板，該相關(guān)的期望模板代表對應(yīng)于期望的控制信號的控制命令。
[0095]每個模板實際上是具有明確定義特性的信號。每個模板的特性優(yōu)選地用參數(shù)的形式事先存儲在檢查裝置上。此外，模板是由實際的檢查裝置從電源S2產(chǎn)生的參考信號并且主要根據(jù)所存儲的參數(shù)創(chuàng)建的。這個參考信號和被遠(yuǎn)程控制裝置使用的用來產(chǎn)生控制信號的信號相同。
[0096]例如，參照圖2a，對于直流類型的參考信號，代表斷開隔離開關(guān)的命令的期望模板可以是方波信號。在這個實例中，參數(shù)于是可以是:第一幅度值及其相應(yīng)的持續(xù)時間，以及第二幅度值及其相應(yīng)的持續(xù)時間。圖2a中指定為Cldc的理想模板是基于參考信號和存儲的參數(shù)定義的。此外，每一個參數(shù)可以具有相應(yīng)的容差值。例如，正容差值和負(fù)容差值可以和對應(yīng)幅度的參數(shù)有關(guān)，而時間容差值可以和持續(xù)時間有關(guān)。在這種特定情況下，模板于是表現(xiàn)為由圖2a至圖2c中的曲線C2dc和曲線C3dc形成的并且由這些容差定界的包絡(luò)。例如，在圖2b中被稱為C4dc的控制信號被包含在這個包絡(luò)之內(nèi)，并且因此被認(rèn)為和模板是一致的。相反地，在圖2c中指定為C5dc的控制信號被認(rèn)為和期望的模板是不同的。
[0097]類似地，參照圖3a，對于交流類型的參考信號，代表斷開隔離開關(guān)的命令的模板可以表現(xiàn)為具有給定數(shù)值的峰值幅度和多個連續(xù)周期的交流信號的形式。在這個實例中，參數(shù)于是可以包括:峰值幅度值和周期數(shù)目。圖3a中指定為Clac的理想模板是基于參考信號和根據(jù)存儲的參數(shù)定義的。類似地，這些參數(shù)中的每一個都可以具有相應(yīng)的容差值。在這種特定情況下，模板于是表現(xiàn)為由圖3a至圖3c中的曲線C2ac和曲線C3ac形成的并且由這些容差定界的包絡(luò)。例如，在圖3b中被稱為C4ac的控制信號被包含在這個包絡(luò)之內(nèi)，并且因此被認(rèn)為和模板是一致的。相反地，在圖3c中指定為C5ac的控制信號被認(rèn)為和期望的模板是不同的。
[0098]因此，對于由遠(yuǎn)程控制裝置6產(chǎn)生的每個控制信號，檢查裝置7主要檢查這個信號和對應(yīng)于控制命令的期望模板是否一致。如果一致，檢查裝置設(shè)置或產(chǎn)生有效指示符。
[0099]根據(jù)每個輸入獲得的有效指示符，檢查裝置產(chǎn)生代表將被執(zhí)行的控制命令的控制命令信號或產(chǎn)生錯誤信號。
[0100]下面的表給出了根據(jù)有效指示符之間的不同組合需要執(zhí)行的操作的列表。
[0101]X:表示相應(yīng)的控制信號不是由遠(yuǎn)程控制裝置產(chǎn)生的；
[0102]O:表不控制信號無效,也就是,和模板不一致；以及
[0103]1:表不控制信號有效,也就是,和模板一致。
【權(quán)利要求】
1.一種檢查裝置，用來檢查由電網(wǎng)(S2)產(chǎn)生的并用于隔離開關(guān)的控制的至少一個交流類型或直流類型的模擬控制信號(vn、V。、Vf、Vdco, Vdcf), 其特征在于，所述檢查裝置至少包括: -第一模塊，所述第一模塊能夠: ?分析由所述電網(wǎng)產(chǎn)生的模擬參考信號； ?存儲用來控制所述隔離開關(guān)的至少一個命令的至少一個參數(shù)特性，所述參數(shù)包括至少一個幅度值；以及 ?根據(jù)所述參數(shù)和所述模擬參考信號，以和所述模擬參考信號相同類型的數(shù)字參考信號的形式，生成代表控制命令的模板； -第二模塊，所述第二模塊能夠: ?將所述模擬控制信號(νη、V。、Vf、Vdco, Vdcf)轉(zhuǎn)換成數(shù)字控制信號； ?將所述數(shù)字控制信號與所述模板進(jìn)行比較；以及 ?當(dāng)所述數(shù)字控制信號和所述模板一致時，生成表示相應(yīng)的控制命令的有效性的指示符。
2.如權(quán)利要求1所述的檢查裝置，其特征在于，所述參數(shù)還包括正容差值和負(fù)容差值。
3.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2中的任一項所述的檢查裝置，其特征在于，所述模擬參考信號是交流類型的，并且其特征在于，所述檢查裝置中還包括能夠?qū)⑺瞿M控制信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字控制信號的單極模 數(shù)轉(zhuǎn)換器。
4.如權(quán)利要求3所述的檢查裝置，其特征在于，所述檢查裝置還包括: -同步模塊(10)，其能夠由對所述模擬參考信號的正半波整流來生成同步信號(Vsyn。)；以及 -用來適配所述模擬控制信號(Vn、V。、Vf、Vdco, Vdcf)的模塊(11、12、13、14、15)，其能夠由對所述模擬控制信號的正全波整流來生成適配的控制信號(Vail、Va。、Vaf, Vadco, Vadcf)； -計算單元(2 )，其集成了所述單極模數(shù)轉(zhuǎn)換器，并且能夠: ?檢測所述同步信號(Vsyn。)的過零時刻； ?為每個適配的模擬控制信號，生成代表相應(yīng)模擬控制信號的幅度的變化的所述數(shù)字控制信號； ?將每個數(shù)字控制信號與模板進(jìn)行比較；以及 ?當(dāng)所述數(shù)字控制信號和所述模板一致時，生成表示相應(yīng)的控制命令的有效性的指示符。
5.如權(quán)利要求3或權(quán)利要求4中的任一項所述的檢查裝置，其特征在于，所述檢查裝置還包括: -第一適配模塊(11)，其能夠由對聯(lián)鎖信號(Vil)的正全波整流來生成適配的聯(lián)鎖信號(Vail)； -第二適配模塊(12)，其能夠由對斷開信號(V。)的正全波整流來生成適配的斷開信號(Va。)；以及 -第三適配模塊(13)，其能夠由對閉合信號(Vf)的正全波整流來生成適配的閉合信號(Vaf)。
6.如權(quán)利要求3至權(quán)利要求5中的任一項所述的檢查裝置，其特征在于，所述檢查裝置還包括: -第四適配模塊(14)，其能夠由對雙斷斷開信號(Vd。。)的正全波整流來生成適配的斷開有效信號(Vad。。)；以及 -第五適配模塊(15)，其能夠由對雙斷閉合信號(Vdci)的正全波整流來生成適配的閉合有效信號(vadrf)。
7.—種檢查方法，用來檢查由電網(wǎng)產(chǎn)生的并用于控制隔離開關(guān)的至少一個交流類型或直流類型的模擬控制信號， 其特征在于，所述檢查方法至少包括: -分析由所述電網(wǎng)產(chǎn)生的模擬參考信號； -存儲用來控制隔離開關(guān)的至少一個命令的至少一個參數(shù)特性，所述參數(shù)包括至少一個幅度值； -根據(jù)所述參數(shù)和所述模擬參考信號，以和所述模擬參考信號相同類型的數(shù)字參考信號的形式，生成代表控制命令的模板； -將所述模擬控制信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字控制信號； -將所述數(shù)字控制信號與所述模板進(jìn)行比較；以及 -當(dāng)所述數(shù)字控制信號和所述模板一致時，生成表示相應(yīng)控制命令的有效性的指示符。
8.如權(quán)利要求7所述的檢查方法，其特征在于，所述檢查方法還包括: -由對所述模擬參考信號的正半波整流來生成同步信號； -由對所述模擬控制信號的正全波整流來生成適配的控制信號； -檢測所述同步信號的過零時刻； -為每個適配的模擬控制信號生成代表相應(yīng)的模擬控制信號的數(shù)字控制信號； -將所述數(shù)字控制信號和期望的模板進(jìn)行比較；以及 -當(dāng)在所述數(shù)字控制信號中檢測到所述模板時生成有效指示符。
9.如權(quán)利要求7或權(quán)利要求8中的任一項所述的檢查方法，其特征在于，所述檢查方法還包括:根據(jù)生成的有效指示符的組合，為用于控制所述隔離開關(guān)的電力供應(yīng)的單元生成控制命令信號。
【文檔編號】H01H3/22GK103430266SQ201280009460
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2012年2月6日 優(yōu)先權(quán)日:2011年2月23日
【發(fā)明者】弗蘭克·古伊龍 申請人:多菲諾斯電子機(jī)械制造公司