專利名稱：一種開關柜控制單元及開關柜的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電氣設備的技術領域，具體地，涉及一種開關柜控制單元及開關柜。
背景技術：
開關柜是一種接高壓或低壓線纜的設備，用于電力系統(tǒng)在發(fā)電、輸電、配電、電能轉換和消耗過程中起通斷、控制或保護等作用，開關柜在整個電力工業(yè)中占有非常重要的地位。開關柜通常包括電源部分、斷路器、接地刀、環(huán)境參數(shù)檢測設備和加熱設備等。斷路器用于關合、承載和開斷正?；芈窏l件下的電流，并能關合、在規(guī)定的時間內(nèi)承載和開斷異?；芈窏l件下的電流的開關裝置；接地刀主要是用來在線路和設備檢修時，為確保工作人員安全進行接地用的；環(huán)境參數(shù)檢測設備用于檢測開關柜中的溫度和濕度等，并利用加熱設備來調(diào)控開關柜中的溫度和濕度等環(huán)境參數(shù)。為確保開關柜的安全運行，可以通過開關柜操控裝置對電源部分、斷路器、接地刀、環(huán)境參數(shù)檢測設備和加熱設備等部件自動控制，其中，開關柜操控裝置中還包括閉鎖電路，在開關柜中的高壓母線帶電時閉鎖電路啟動閉鎖，以保護工作人員的安全。然而，在實際運行中，由于閉鎖電路性能存在缺陷或者發(fā)生故障的情況下，在高壓母線帶電時無法啟動閉鎖，工作人員可能無法實時觀測到閉鎖電路模塊的閉鎖狀態(tài)而開啟開關柜，導致誤入帶電間隔，從而危及開關柜以及對開關柜進行操作的工作人員的安全。

實用新型內(nèi)容為解決上述問題，本實用新型提供一種開關柜控制單元及開關柜，用于解決現(xiàn)有技術中在高壓母線帶電時，工作人員由于無法實時觀測閉鎖電路模塊的閉鎖狀態(tài)而開啟開關柜的問題。為此，本實用新型提供一種開關柜控制單元，包括中央處理器；電學參數(shù)采集模塊，用于采集高壓母線的電學參數(shù)；閉鎖電路模塊，用于實現(xiàn)閉鎖功能；斷路器模塊，用于檢測斷路器的通斷信號；接地刀模塊，用于檢測接地刀的通斷信號；儲能模塊，用于采集所述斷路器中彈簧的儲能狀態(tài)信號；環(huán)境模塊，用于檢測開關柜內(nèi)的環(huán)境相關信號；顯示模塊，用于顯示高壓母線的帶電狀態(tài)、所述閉鎖電路模塊的閉鎖狀態(tài)；所述中央處理器分別與所述電學參數(shù)采集模塊、閉鎖電路模塊、斷路器模塊、接地刀模塊、儲能模塊、環(huán)境模塊和顯示模塊連接，以控制上述各個模塊的運行狀態(tài)。其中，所述斷路器模塊、接地刀模塊和/或儲能模塊連接指示燈，所述指示燈按照預設的發(fā)光參數(shù)指示所述斷路器的工作狀態(tài)和工作位置、接地刀和/或斷路器中彈簧的工作狀態(tài)。其中，所述顯示模塊還用于顯示所述斷路器的工作狀態(tài)和工作位置、接地刀的工作狀態(tài)和/或斷路器中彈簧的工作狀態(tài)。其中，所述環(huán)境模塊連接有加熱設備，所述環(huán)境模塊通過控制所述加熱設備的加熱時間來控制所述開關柜中的環(huán)境相關信號，所述環(huán)境相關信號包括溫度信號和濕度信號。其中，所述開關柜控制單元還包括斷線報警模塊，用于檢測加熱設備的工作狀態(tài)；當所述加熱設備發(fā)生斷線故障時，所述斷線報警模塊向用戶發(fā)出斷線報警信號；所述斷線報警模塊與所述環(huán)境模塊、加熱設備連接。 其中，所述斷線報警模塊包括電流互感器。其中，所述開關柜控制單元還包括語音報警模塊，用于在所述斷路器和/或接地刀誤操作時向用戶輸出語音報警信號；所述語音報警模塊與所述中央處理器連接。其中，所述開關柜控制單元還包括通信模塊，采用485通信方式與外部終端進行信息連通；所述通信模塊與所述中央處理器連接。其中，所述電學參數(shù)采集模塊中設置有顯示單元，用于顯示所述高壓母線的電學參數(shù)。本實用新型還提供一種開關柜，其中包括上述的任意一種開關柜控制單元。本實用新型具有下述有益效果本實用新型提供的開關柜控制單元實施例中，通過顯示模塊顯示高壓母線的帶電狀態(tài)和閉鎖電路模塊的閉鎖狀態(tài)，在高壓母線帶電而閉鎖電路模塊沒有啟動閉鎖時，工作人員可以通過顯示模塊實時觀測到高壓母線帶電而閉鎖電路模塊閉鎖，避免誤入開關柜帶電間隔，提高了開關柜防誤的可靠性，確保了開關柜以及工作人員的安全性。

圖1為本實施例開關柜控制單元第一實施例的結構示意圖；圖2本實用新型開關柜控制單元第二實施例的結構示意圖；圖3為本實施例中閉鎖電路模塊結構示意圖；圖4為本實施例中斷路器模塊的結構示意圖；圖5為本實施例中接地刀模塊的結構示意圖；圖6為本實施例中儲能模塊的結構示意圖；圖7為本實施例中環(huán)境模塊的溫度采集模塊的結構示意圖；圖8為本實施例中環(huán)境模塊的加熱控制模塊的結構示意圖。
具體實施方式
為使本領域的技術人員更好地理解本實用新型的技術方案，
以下結合附圖對本實用新型提供的開關柜控制單元及開關柜進行詳細描述。圖1為本實施例開關柜控制單元第一實施例的結構示意圖。如圖1所示，本實施例開關柜控制單元包括中央處理器101、電學參數(shù)采集模塊102、閉鎖電路模塊103、斷路器模塊104、接地刀模塊105、儲能模塊106、環(huán)境模塊107和顯示模塊108 ;其中，電學參數(shù)采集模塊102用于采集高壓母線的電學參數(shù)，閉鎖電路模塊103用于實現(xiàn)閉鎖功能，斷路器模塊104用于檢測斷路器的通斷信號，接地刀模塊105用于檢測接地刀的通斷信號，儲能模塊106用于采集所述斷路器中彈簧的儲能狀態(tài)信號，環(huán)境模塊107用于檢測開關柜內(nèi)的環(huán)境相關信號，顯示模塊108用于顯示高壓母線的帶電狀態(tài)、閉鎖狀態(tài)，以及顯示斷路器模塊104、接地刀模塊105、儲能模塊106和環(huán)境模塊107中的信號。中央處理器101分別與電學參數(shù)采集模塊102、閉鎖電路模塊103、斷路器模塊104、接地刀模塊105、儲能模塊106、環(huán)境模塊107和顯示模塊108連接，中央處理器101用于控制上述各個模塊的運行狀態(tài)。在實際應用中，當高壓母線不帶電時，閉鎖電路模塊103解除閉鎖，這時，顯示模塊108顯示出高壓母線不帶電以及閉鎖電路模塊103處于閉鎖解除狀態(tài)；當高壓母線帶電時，閉鎖電路模塊103啟動閉鎖，這時，顯示模塊108顯示高壓母線帶電和閉鎖電路模塊103處于閉鎖狀態(tài)。當高壓母線帶電時，如果閉鎖電路模塊103出現(xiàn)失誤而沒有進入閉鎖狀態(tài)，工作人員也可以通過顯示模塊108觀測到閉鎖電路模塊103，從而防止工作人員發(fā)生觸電事故，確保工作人員的安全。本實施例中，通過顯示模塊顯示高壓母線的帶電狀態(tài)和閉鎖電路模塊的閉鎖狀態(tài)，在高壓母線帶電而閉鎖電路模塊沒有啟動閉鎖時，工作人員可以通過顯示模塊實時觀測到高壓母線帶電而閉鎖電路模塊閉鎖，避免誤入開關柜帶電間隔，提高了開關柜防誤的可靠性，確保了開關柜以及工作人員的安全性。圖2為本實用新型開關柜控制單元第二實施例的結構示意圖。如圖2所示，在本實施例中，斷路器模塊104、接地刀模塊105和/或儲能模塊106連接指示燈，指示燈按照預設的發(fā)光參數(shù)指示開關柜中的斷路器、接地刀的工作狀態(tài)和/或斷路器中彈簧的工作狀態(tài)。指示燈包括紅色指示燈和綠色指示燈；指示燈按照預設的發(fā)光參數(shù)指示所述斷路器、接地刀的工作狀態(tài)和/或斷路器中彈簧的工作狀態(tài)信號。例如，斷路器模塊分為狀態(tài)信號和位置信號，與標識斷路器模塊104狀態(tài)信號連接的紅色指示燈亮，標識斷路器合閘，連接的綠色指示燈亮，標識斷路器分閘；與標識斷路器模塊104位置信號連接的紅色指示燈亮，標識斷路器處于工作位置，連接的綠色指示燈亮，標識斷路器處于試驗位置；與接地刀模塊105連接的紅色指示燈亮,標識接地刀接地，當與接地刀模塊105連接的綠色指示燈亮,標識接地刀斷開；與儲能模塊106連接的紅色指示燈亮，標識斷路器中的彈簧未儲能，當與儲能模塊106連接的綠色指示燈亮，標識斷路器中的彈簧未儲能。進一步的，顯示模塊108還用于顯示開關柜中的斷路器的工作狀態(tài)和工作位置、接地刀的工作狀態(tài)和/或斷路器中彈簧的工作狀態(tài)，包括顯示斷路器中彈簧的儲能量與預設儲能量之間的比值等，通過顯示模塊108來顯示開關柜中的斷路器、接地刀和斷路器中彈簧的工作狀態(tài)，可以使工作人員更明確地觀測以上各個部件的工作狀態(tài)，確保開關柜的安全，避免發(fā)生安全事故。進一步的，進一步的，本實施例開關柜操控裝置還包括斷線報警模塊109，斷線報警模塊109與加熱設備、環(huán)境模塊107連接，斷線報警模塊109用于檢測加熱設備的工作狀態(tài)，當加熱設備由于斷線等原因不能正常工作時，斷線報警模塊109將發(fā)出斷線報警信號，防止由于開關柜的溫度長期不處于預設溫度范圍或者開關柜中的濕度長期不處于預設濕度范圍而損害開關柜，以確保開關柜的正常使用。其中，斷線報警模塊109可以采用電流互感器，采用電流互感器的優(yōu)點是體積小、抗干擾能力強，可靠性高，而且成本比較低。圖3為本實施例中閉鎖電路模塊結構示意圖。如圖3所示，本實施例開關柜控制單元中的閉鎖電路模塊包括三相電路，每相電路之間相互獨立，高壓母線的電學信號經(jīng)壓敏電阻RT1、RT2、RT3，再經(jīng)分壓電路后被整流成直流電并分別連接到LED指示燈上，整流橋前接TVS管VD1、VD2、VD3保護后端電路；上述的三路電學信號通過整流橋整流后合并為一路并經(jīng)過光電隔離單元，使得閉鎖電路模塊103的閉鎖功能啟動，同時驅動光電隔離單元T3、T4利T5控制側的發(fā)光二極管導通，使得光電隔離單元T3、T4和T5受控側的光敏三極管導通，后接閉鎖電路模塊103。在實際應用中，閉鎖電路模塊103可以串聯(lián)電磁鎖，在高壓母線不帶電時，光電隔離單元T3、T4和T5受控側的光敏三極管不導通，而三極管Q3、Q4導通，繼電器JD6線圈導通帶動觸點BS1、BS2導通，電磁鎖經(jīng)過通過繼電器觸點BS1、BS2構成回路，電磁鎖正常工作，與帶電顯示和閉鎖電路模塊103連接的閉鎖解除指示燈亮，閉鎖解除；在高壓母線帶電時，光電隔離單元T3、T4和Τ5受控側的光敏三極管導通，三極管Q3、Q4關閉，繼電器線圈斷開，從而繼電器觸點BS1、BS2斷開，電磁鎖通過繼電器觸點BS1、BS2構成的回路斷開，從而電磁鎖斷開，閉鎖解除指示燈滅。通過帶電顯示和閉鎖電路模塊103的閉鎖和電磁鎖對開關柜實現(xiàn)雙重閉鎖保護，提高了防誤的可靠性。圖4為本實施例中斷路器模塊的結構示意圖。如圖4所示，當手車處于試驗位置時，斷路器模塊中的光電隔離單元Tl控制側發(fā)光二極管導通，使得光電隔離單元Tl受控側的光敏三極管導通，三極管Ql導通，相應的綠色指示燈亮；當手車處于工作位置時，光電隔離單元Τ2控制側發(fā)光二極管導通，使得光電隔離單元受控側的光敏三極管導通，三極管Q2導通，相應的紅色指示燈亮。當斷路器合閘時，繼電器JDl線圈導通，繼電器觸點DLR導通，相應的紅色指示燈亮；斷路器分閘時，繼電器JDl線圈不導通，繼電器觸點DLG導通，相應的綠色模擬條亮。同時從工作位置指示燈、試驗位置指示燈、斷路器指示燈旁引出一旁路，將信號傳輸給中央控制器進行操作。在本實施例中，藍色指示燈和紅色指示燈也可以采用模擬條的形式實現(xiàn)。圖5為本實施例中接地刀模塊的結構示意圖。如圖5所示，當開關柜中的接地刀接通時，接地刀模塊中的繼電器JD2線圈導通，繼電器觸點JDR導通，相應的紅色模擬條亮；當接地刀斷開時，繼電器JD2線圈斷開，繼電器觸點JDG導通，相應的綠色模擬條亮。接地刀模塊連接有接地指示燈，用于標識接地刀是否接地，接地指示燈中的紅色指示燈亮，標識接地刀接地，接地指示燈中的綠色指示燈亮，則標識接地刀斷開；接地指示燈旁引出一旁路，當接地指示燈燈亮時，接地刀模塊傳輸高電平信號給中央控制器。圖6為本實施例中儲能模塊的結構示意圖。如圖6所示，當與儲能模塊連接的彈性線圈儲能達到預設儲能值時，繼電器JD3線圈導通，繼電器觸點CNR導通，相應的紅色模擬條亮；當彈性線圈儲能未達到預設儲能值時，繼電器JD3線圈不導通，繼電器觸點CNG導通，相應的綠色模擬條亮。儲能模塊連接有儲能指示燈，用于標識彈簧儲能狀態(tài)，儲能指示燈中的紅色指示燈亮，標識彈簧已儲能，儲能指示燈中的綠色指示燈亮，則標識彈簧未儲能；儲能指示燈旁引出一旁路，儲能指示燈亮時，儲能模塊傳輸高電平信號給中央控制器。[0050]在本實施例中，儲能指示燈、接地指示燈、紅色模擬條、綠色模擬條均可以采用LED燈來實現(xiàn)。 在本實施例中，環(huán)境模塊包括溫度采集模塊和加熱控制模塊，其中，溫度采集模塊用于采集開關柜中的溫度，加熱控制模塊用于控制加熱設備的通斷狀態(tài)。例如，開關柜中的溫度需要保持在5-20°C之間，當開關柜中的溫度低于5°C時開始加熱，而當開關柜中的高于15°C時停止加熱。圖7為本實施例中環(huán)境模塊的溫度采集模塊的結構示意圖，圖8為本實施例中環(huán)境模塊的加熱控制模塊的結構示意圖。如圖7、8所示，電壓經(jīng)三端穩(wěn)壓電源U2穩(wěn)定在10V，熱敏電阻上的電壓經(jīng)過比較器IClA和IClB的運放，再通過RS觸發(fā)器根據(jù)比較器IClA和IClB的輸出結果決定是否加熱，RS觸發(fā)器由與非門電路IC2C和IC2D相互反接得到，當需要加熱時，RS觸發(fā)器輸出加熱信號JRX。當圖8中的加熱控制模塊接收到加熱信號JRX后，溫度采集模塊中的三極管Q7導通，繼電器JD6線圈導通，繼電器觸點JRQ1、JRQ2導通，從而接通加熱設備開始加熱，同時用于標識加熱設備開關的加熱指示燈LED5點亮。加熱設備構成回路后，通過電流互感器TA傳入的加熱信號，可以使得三極管Q5導通，加熱信號通過三極管Q5構成回路，三極管Q6未導通，繼電器JD5線圈未導通，用于標識加熱設備是否斷線的斷線指示燈LED6沒有被點亮；當加熱設備有一路未導通時，接點JRl接地，從而使繼電器JD5線圈導通，繼電器觸點DX1、DX2導通，標識加熱設備是否斷線的斷線指示燈LED6點亮。本實施例中，將通過顯示模塊顯示高壓母線的帶電狀態(tài)和閉鎖電路模塊的閉鎖狀態(tài)，在高壓母線帶電而閉鎖電路模塊沒有啟動閉鎖時，工作人員可以通過顯示模塊實時觀測到高壓母線帶電而閉鎖電路模塊閉鎖，避免誤入開關柜帶電間隔，提高了開關柜防誤的可靠性，確保了開關柜以及工作人員的安全性；同時，斷線報警模塊采用電流互感器，體積小、抗干擾能力強，可靠性高，而且成本比較低，語音報警模塊確保用戶及時獲知斷路器和/或接地刀的工作狀態(tài)，通信模塊實現(xiàn)與外部終端的信息連通，有利于工作人員進行遠程控制，提高了工作人員的安全性。本實用新型還提供一種開關柜，包括上述的任意一種開關柜操控裝置，以確保開關柜以及對開關柜進行操作的工作人員的安全，本實施例中的開關柜可以為用于3 35KV電壓范圍內(nèi)的戶內(nèi)開關柜?？梢岳斫獾氖?，以上實施方式僅僅是為了說明本實用新型的原理而采用的示例性實施方式，然而本實用新型并不局限于此。對于本領域內(nèi)的普通技術人員而言，在不脫離本實用新型的精神和實質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種開關柜控制單元，其特征在于，包括 中央處理器； 電學參數(shù)采集模塊，用于采集高壓母線的電學參數(shù)； 閉鎖電路模塊，用于實現(xiàn)閉鎖功能； 斷路器模塊，用于檢測斷路器的通斷信號； 接地刀模塊，用于檢測接地刀的通斷信號； 儲能模塊，用于采集所述斷路器中彈簧的儲能狀態(tài)信號； 環(huán)境模塊，用于檢測開關柜內(nèi)的環(huán)境相關信號； 顯示模塊，用于顯示高壓母線的帶電狀態(tài)、所述閉鎖電路模塊的閉鎖狀態(tài)； 所述中央處理器分別與所述電學參數(shù)采集模塊、閉鎖電路模塊、斷路器模塊、接地刀模塊、儲能模塊、環(huán)境模塊和顯示模塊連接，以控制上述各個模塊的運行狀態(tài)。
2.根據(jù)權利要求1所述的開關柜控制單元，其特征在于，所述斷路器模塊、接地刀模塊和/或儲能模塊連接指示燈，所述指示燈按照預設的發(fā)光參數(shù)指示所述斷路器的工作狀態(tài)和工作位置、接地刀和/或斷路器中彈簧的工作狀態(tài)。
3.根據(jù)權利要求1所述的開關柜控制單元，其特征在于，所述顯示模塊還用于顯示所述斷路器的工作狀態(tài)和工作位置、接地刀的工作狀態(tài)和/或斷路器中彈簧的工作狀態(tài)。
4.根據(jù)權利要求1所述的開關柜控制單元，其特征在于，所述環(huán)境模塊連接有加熱設備，所述環(huán)境模塊通過控制所述加熱設備的加熱時間來控制所述開關柜中的環(huán)境相關信號，所述環(huán)境相關信號包括溫度信號和濕度信號。
5.根據(jù)權利要求4所述的開關柜控制單元，其特征在于，該開關柜控制單元還包括斷線報警模塊，用于檢測加熱設備的工作狀態(tài)； 當所述加熱設備發(fā)生斷線故障時，所述斷線報警模塊向用戶發(fā)出斷線報警信號； 所述斷線報警模塊與所述環(huán)境模塊、加熱設備連接。
6.根據(jù)權利要求5所述的開關柜控制單元，其特征在于，所述斷線報警模塊包括電流互感器。
7.根據(jù)權利要求1所述的開關柜控制單元，其特征在于，該開關柜控制單元還包括語音報警模塊，用于在所述斷路器和/或接地刀誤操作時向用戶輸出語音報警信號； 所述語音報警模塊與所述中央處理器連接。
8.根據(jù)權利要求1所述的開關柜控制單元，其特征在于，該開關柜控制單元還包括通信模塊，采用485通信方式與外部終端進行信息連通； 所述通信模塊與所述中央處理器連接。
9.根據(jù)權利要求1所述的開關柜控制單元，其特征在于，所述電學參數(shù)采集模塊中設置有顯示單元，用于顯示所述高壓母線的電學參數(shù)。
10.一種開關柜，其特征在于包括權利要求1-9任一所述的開關柜控制單元。
專利摘要本實用新型提供一種開關柜控制單元及開關柜，所述開關柜包括中央處理器；電學參數(shù)采集模塊用于采集高壓母線的電學參數(shù)；閉鎖電路模塊，用于實現(xiàn)閉鎖功能；斷路器模塊用于檢測斷路器的通斷信號；接地刀用于檢測接地刀的通斷信號環(huán)境模塊用于檢測開關柜內(nèi)的環(huán)境相關信號；顯示模塊用于顯示高壓母線的帶電狀態(tài)、所述閉鎖電路模塊的閉鎖狀態(tài)。本實施例中，將通過顯示模塊顯示高壓母線的帶電狀態(tài)和閉鎖電路模塊的閉鎖狀態(tài)，在高壓母線帶電而閉鎖電路模塊沒有啟動閉鎖時，工作人員可以通過顯示模塊實時觀測到高壓母線帶電而閉鎖電路模塊閉鎖，避免誤入開關柜帶電間隔，提高了開關柜防誤的可靠性，確保了開關柜以及工作人員的安全性。
文檔編號H02B1/24GK202888715SQ20122042661
公開日2013年4月17日 申請日期2012年8月27日 優(yōu)先權日2012年8月27日
發(fā)明者賀愛存, 宋建慧, 曾瑞, 樊紅梅, 何緒文 申請人:新疆特變電工自控設備有限公司