專(zhuān)利名稱(chēng)：斷路器合閘線圈的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力系統(tǒng)中的斷路器的合閘線圏。具體地，涉及ー種用于電カ系統(tǒng)中的斷路器的合閘線圈的控制裝置。
背景技術(shù)：
在電カ配電系統(tǒng)中，通常使用諸如空氣斷路器之類(lèi)的開(kāi)關(guān)，這是一種比較復(fù)雜的控制電器?？諝鈹嗦菲骶哂卸搪?、過(guò)載、失壓、觸電和漏電保護(hù)等多種保護(hù)功能。空氣斷路器的閉合和斷開(kāi)依賴(lài)于其外部的輔助部件-合閘線圈、分閘線圈以及二者的相應(yīng)控制裝置。合閘線圈是用于使用外部電壓源從遠(yuǎn)程位置控制斷路器閉合的輔助部件。斷路器對(duì)于分合閘線圈的動(dòng)作時(shí)間是有一定的時(shí)間要求的，這也是斷路器參數(shù)考核的ー個(gè)重要指標(biāo)，一般合閘時(shí)間< IOOms，而分閘時(shí)間< 60ms。通常合閘線圈包括兩部分電子部分和機(jī)械部分。外部電壓源的電壓通過(guò)整流、延遲電路輸入到電子部分中以控制機(jī)械部分閉合斷路器。對(duì)合閘線圈部件的要求最好是能夠在寬電壓范圍下連續(xù)工作且功耗要低。也即，當(dāng)斷路器的合閘動(dòng)作完成之后，合閘線圈上的電流越小越好。傳統(tǒng)的合閘線圈由電磁線圈制成，當(dāng)其上持續(xù)加電完成斷路器的合閘動(dòng)作之后，如果由于遠(yuǎn)程合閘按鈕故障鎖死或合閘信號(hào)持續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，合閘線圈會(huì)持續(xù)流過(guò)大電流，這極大地?fù)p傷了合閘線圈的使用壽命，以及直接燒毀合閘線圏。傳統(tǒng)的合閘線圈的通常滿足0.85Un(Un表示額定電壓)的工作電壓需求，在I. IUn的過(guò)壓情況下容易損壞。工作電壓范圍較窄。。因此，需要一種用于電カ系統(tǒng)中的斷路器的合閘線圈的控制裝置，使得該合閘線圈能夠在AC或DC寬電壓范圍內(nèi)完成正常的斷路器合閘動(dòng)作井能夠長(zhǎng)期處于該工作電壓之下，而不耗費(fèi)過(guò)多的功率，延長(zhǎng)了合閘線圈的使用壽命。同時(shí)保持控制裝置的成本低廉和體積較小。

實(shí)用新型內(nèi)容該實(shí)用新型的目的是為了提供一種用于電カ系統(tǒng)中的斷路器的合閘線圈的控制裝置。使得該合閘線圈能夠在AC或DC寬電壓范圍內(nèi)完成正常的斷路器合閘動(dòng)作井能夠長(zhǎng)期處于該工作電壓之下，而不耗費(fèi)過(guò)多的功率，延長(zhǎng)了合閘線圈的使用壽命。同時(shí)保持控制裝置的成本低廉和體積較小。具有抗干擾能力，在各種復(fù)雜的エ業(yè)環(huán)境中可靠運(yùn)行。根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，提供一種用于電カ系統(tǒng)中的斷路器的合閘線圈的控制裝置，外部電壓源的電壓經(jīng)由輸入端輸入到該控制裝置，之后經(jīng)過(guò)濾波、整流形成正、負(fù)電壓，負(fù)電壓接地，其特征在干在整流之后正、負(fù)電壓之間并聯(lián)有三個(gè)回路第一回路包括依次串聯(lián)連接的電阻器、ニ極管、第一穩(wěn)壓管，與第一穩(wěn)壓管并聯(lián)有第一電容器；ニ極管、第一穩(wěn)壓管之間的節(jié)點(diǎn)處形成第一電壓；[0011]第二回路包括依次串聯(lián)連接的第一電阻器、第二電阻器以及第ニ晶體管，第一晶體管的基極連接到第二晶體管的發(fā)射極和第二電阻器的連接節(jié)點(diǎn)上，第一晶體管的發(fā)射極連接到第二電阻器的另ー個(gè)連接節(jié)點(diǎn)上，第一晶體管的集電極極連接到第二晶體管的基極，第一電壓經(jīng)由電阻器的分壓輸入到第二晶體管的基極，第二晶體管的基極處的節(jié)點(diǎn)稱(chēng)為節(jié)點(diǎn)A，第一電阻器、第二電阻器間的節(jié)點(diǎn)稱(chēng)為節(jié)點(diǎn)B ；第三回路包括串聯(lián)連接的合閘線圈和第三晶體管，合閘線圈兩端并聯(lián)有吸收ニ極管，節(jié)點(diǎn)B連接到MOSFET晶體管的基板，并且節(jié)點(diǎn)B經(jīng)由并聯(lián)的第二穩(wěn)壓管、第二電容器接地端。其中，外部電壓源是AC或DC電壓源。其中，上電后，第二穩(wěn)壓管上先產(chǎn)生IOV的電壓，在延遲一段時(shí)間后，被拉低到0. 7V。其中，所述延遲時(shí)間大于斷路器的合閘時(shí)間，并由第一回路的電阻器、電容器的電阻值、電容值確定。 其中，所述延遲時(shí)間為80mS。其中，上電后第一穩(wěn)壓管穩(wěn)壓在5V電壓，節(jié)點(diǎn)A處從電壓OV逐漸上升直至0. 7V。其中，第一晶體管是PNP型晶體管，第二晶體管是NPN型晶體管，第三晶體管是NPN型MOSFET晶體管。

通過(guò)
以下結(jié)合附圖對(duì)示例實(shí)施例的詳細(xì)描述，將更好地理解本實(shí)用新型。應(yīng)當(dāng)清楚地理解，所描述的示例實(shí)施例僅僅是作為說(shuō)明和示例，而本實(shí)用新型不限于此。本實(shí)用新型的精神和范圍由所附權(quán)利要求書(shū)的具體內(nèi)容限定。下面描述附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明，其中圖I示出了根據(jù)本實(shí)用新型的用于電カ系統(tǒng)中的斷路器的合閘線圈的控制裝置的原理圖；圖2是圖I的根據(jù)本實(shí)用新型的用于電カ系統(tǒng)中的斷路器的合閘線圈的控制裝置的原理圖中A點(diǎn)的電壓波形；圖3是圖I的根據(jù)本實(shí)用新型的用于電カ系統(tǒng)中的斷路器的合閘線圈的控制裝置的原理圖中B點(diǎn)的電壓波形；圖4是圖I的根據(jù)本實(shí)用新型的用于電カ系統(tǒng)中的斷路器的合閘線圈的控制裝置的原理圖中合閘線圈C節(jié)點(diǎn)處的電壓波形。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在參照附圖I來(lái)詳細(xì)介紹根據(jù)本實(shí)用新型的用于電カ系統(tǒng)中的斷路器的合閘線圈的控制裝置的原理圖。圖I中，外部AC或DC電壓源的電壓經(jīng)由輸入端INl、IN2輸入到該控制裝置。輸入端IN1、IN2之間并聯(lián)有壓敏電阻器RV1，之后經(jīng)過(guò)由R1、R2、C4、C5組成的濾波器濾波，然后被整流橋BRl整流。在整流之后正、負(fù)電壓之間并聯(lián)有三個(gè)回路回路I、回路2、回路3。整流之后的負(fù)電壓接地?；芈稩包括依次串聯(lián)連接的電阻器R3、穩(wěn)壓管D1、電阻器R4、電阻器R5、ニ極管D2、穩(wěn)壓管D4，與穩(wěn)壓管D4并聯(lián)有電容器Cl以濾除ニ極管D2、穩(wěn)壓管D4之間的節(jié)點(diǎn)處的紋波。回路2包括依次串聯(lián)連接的電阻器R8、R9、R10以及NPN型晶體管T2，PNP型晶體管Tl的基極連接到晶體管T2的發(fā)射極和電阻器RlO的連接節(jié)點(diǎn)上，晶體管Tl的發(fā)射極連接到電阻器RlO的另ー個(gè)連接節(jié)點(diǎn)上。晶體管Tl的集電極極連接到晶體管T2的基板。ニ極管D2、穩(wěn)壓管D4之間的節(jié)點(diǎn)的電壓經(jīng)由電阻器R6、R7的分壓輸入到晶體管T2的基板。電容器C2以及電阻器R7組成延時(shí)控制電路，用于控制流過(guò)線圈C的電流時(shí)間。NPN型晶體管的基極處的節(jié)點(diǎn)稱(chēng)為節(jié)點(diǎn)A。電阻器R9、RlO之間的節(jié)點(diǎn)稱(chēng)為節(jié)點(diǎn)B。回路3包括串聯(lián)連接的合閘線圈C和NPN型MOSFET晶體管T3，合閘線圈兩端并聯(lián)有吸收ニ極管D6，晶體管T3的源漏極之間并聯(lián)有用于保護(hù)的串聯(lián)的穩(wěn)壓管Z1、Z4。節(jié)點(diǎn)B連接到晶體管T3的基板，并且節(jié)點(diǎn)B經(jīng)由并聯(lián)的穩(wěn)壓管D5、電容器C3接地端。在斷路器的合閘過(guò)程中，首先給該控制裝置上電，即接通外部電壓源，此時(shí)回路I、2同時(shí)供電。但是回路2的穩(wěn)壓管D5先產(chǎn)生IOV左右的電壓，晶體管T3的柵極節(jié)點(diǎn)B處的IOV使晶體管T3閉合。這樣有電流流過(guò)回路3，合閘線圈C通電。合閘線圈的機(jī)械部分動(dòng)作使斷路器進(jìn)行合閘動(dòng)作。此時(shí)，回路I由于有RC電路控制延時(shí)時(shí)間，上電后ニ極管D2、穩(wěn)壓管D4之間的節(jié)點(diǎn)處從電壓OV逐漸上升直至穩(wěn)壓管D4穩(wěn)壓在5V電壓為止。隨后ニ極管D2、穩(wěn)壓管D4之間的節(jié)點(diǎn)處的5V電壓經(jīng)由電阻器R6、R7的分壓并對(duì)電容器C2充電，大約經(jīng)過(guò)例如80mS的延遲后使得晶體管T2的基極達(dá)到約0. 7V左右(即，節(jié)點(diǎn)A處從電壓OV逐漸上升直至約0.7V左右。)，使晶體管T2閉合，同時(shí)使晶體管Tl閉合。其中SOmS的延遲只是舉例，一般只要略大于斷路器的合閘時(shí)間即可，可根據(jù)具體的斷路器參數(shù)來(lái)調(diào)整該延時(shí)時(shí)間。此時(shí)由于晶體管T1、T2的閉合，使得將節(jié)點(diǎn)B的電平拉低到0. 7V。這樣晶體管T3關(guān)斷。這時(shí)回路3沒(méi)有電流流過(guò)，合閘線圈C失電。斷路器的合閘動(dòng)作完成。此后合閘線圈及其控制裝置工作在穩(wěn)態(tài)狀態(tài)，在合閘控制回路的電源沒(méi)有切斷的情況下。即斷路器合閘動(dòng)作完成，但合閘線圈及其控制裝置的供電回路一直保持供電?；芈?、2 —直有微小電流流過(guò)，消耗在控制裝置的功率器件電阻上。本實(shí)用新型的控制裝置可用于控制用作電カ配電系統(tǒng)中的例如空氣斷路器(ABC)之類(lèi)的斷路器的輔助部件的合閘線圈的動(dòng)作。本實(shí)用新型的控制裝置使得該合閘線圈能夠在AC或DC寬電壓范圍內(nèi)完成正常的斷路器合閘動(dòng)作井能夠長(zhǎng)期處于該工作電壓之下，而不耗費(fèi)過(guò)多的功率，延長(zhǎng)了合閘線圈的使用壽命。同時(shí)保持控制裝置的成本低廉和體積較小。其中用于基于合閘線圈產(chǎn)生的“合閘力”只要足夠使斷路器合閘即可，其中用于基于合閘線圈產(chǎn)生的“合閘力”(即控制流過(guò)線圈C的電流)，只要足夠使斷路器合閘即可，此時(shí)施加在控制裝置上的AC或DC電壓是最小可用的電壓0. 85Un，可以配合線圈阻抗計(jì)算出合閘線圈所需要的最小電流。可通過(guò)試驗(yàn)確定。圖2-4示出了圖I的根據(jù)本實(shí)用新型的用于電カ系統(tǒng)中的斷路器的合閘線圈的控制裝置的原理圖中的節(jié)點(diǎn)A、B、合閘線圈C節(jié)點(diǎn)處的電壓波形圖。上述波形圖更加清晰地示出了的根據(jù)本實(shí)用新型的控制裝置的控制過(guò)程。其中圖2是圖I的根據(jù)本實(shí)用新型的用于電カ系統(tǒng)中的斷路器的合閘線圈的控制裝置的原理圖中節(jié)點(diǎn)A的電壓波形；圖3是圖I的根據(jù)本實(shí)用新型的用于電カ系統(tǒng)中的斷路器的合閘線圈的控制裝置的原理圖中節(jié)點(diǎn)B的電壓波形；圖4是圖I的根據(jù)本實(shí)用新型的用于電カ系統(tǒng)中的斷路器的合閘線圈的控制裝置的原理圖中合閘線圈C節(jié)點(diǎn)處的電壓波形。雖然已經(jīng)圖示和描述了所考慮的本實(shí)用新型的示例實(shí)施例，但是 本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，隨著技術(shù)的進(jìn)步，可以作出各種變更和修改并可以用等價(jià)物替換其元素而不背離本實(shí)用新型的真實(shí)范圍。
權(quán)利要求1.一種用于電力系統(tǒng)中的斷路器的合閘線圈的控制裝置，外部電壓源的電壓經(jīng)由輸入端(INI、IN2)輸入到該控制裝置，之后經(jīng)過(guò)濾波、整流形成正、負(fù)電壓，負(fù)電壓接地，其特征在于 在整流之后正、負(fù)電壓之間并聯(lián)有三個(gè)回路 第一回路(I)包括依次串聯(lián)連接的電阻器、二極管、第一穩(wěn)壓管，與第一穩(wěn)壓管并聯(lián)有第一電容器；二極管、第一穩(wěn)壓管之間的節(jié)點(diǎn)處形成第一電壓； 第二回路(2)包括依次串聯(lián)連接的第一電阻器、第二電阻器以及第二晶體管(T2)，第一晶體管(Tl)的基極連接到第二晶體管的發(fā)射極和第二電阻器的連接節(jié)點(diǎn)上，第一晶體管的發(fā)射極連接到第二電阻器的另一個(gè)連接節(jié)點(diǎn)上，第一晶體管(Tl)的集電極極連接到第二晶體管的基極，第一電壓經(jīng)由電阻器的分壓輸入到第二晶體管的基極，第二晶體管的基極處的節(jié)點(diǎn)稱(chēng)為節(jié)點(diǎn)A，第一電阻器、第二電阻器間的節(jié)點(diǎn)稱(chēng)為節(jié)點(diǎn)B ； 第三回路(3)包括串聯(lián)連接的合閘線圈和第三晶體管，合閘線圈兩端并聯(lián)有吸收二極管，節(jié)點(diǎn)B連接到第三晶體管的基極，并且節(jié)點(diǎn)B經(jīng)由并聯(lián)的第二穩(wěn)壓管、第二電容器接地端。
2.如權(quán)利要求I所述的控制裝置，其特征在于外部電壓源是AC或DC電壓源。
3.如權(quán)利要求I所述的控制裝置，其特征在于上電后，第二穩(wěn)壓管上先產(chǎn)生IOV的電壓，在延遲一段時(shí)間后，被拉低到0. 7V。
4.如權(quán)利要求3所述的控制裝置，其特征在于所述延遲時(shí)間大于斷路器的合閘時(shí)間，并由第一回路的電阻器、電容器的電阻值、電容值確定。
5.如權(quán)利要求3所述的控制裝置，其特征在于所述延遲時(shí)間為80mS。
6.如權(quán)利要求I所述的控制裝置，其特征在于上電后第一穩(wěn)壓管穩(wěn)壓在5V電壓，節(jié)點(diǎn)A處從電壓OV逐漸上升直至0. 7V。
7.如權(quán)利要求I所述的控制裝置，其特征在于第一晶體管是PNP型晶體管，第二晶體管是NPN型晶體管，第三晶體管是NPN型MOSFET晶體管。
專(zhuān)利摘要用于電力系統(tǒng)的斷路器的合閘線圈控制裝置，外部電壓源輸入到控制裝置，經(jīng)濾波整流形成正負(fù)電壓，負(fù)電壓接地，正負(fù)電壓間并聯(lián)有第一回路包括串聯(lián)連接的電阻器、二極管、第一穩(wěn)壓管，與第一穩(wěn)壓管并聯(lián)有第一電容器，二極管、第一穩(wěn)壓管間的節(jié)點(diǎn)處形成第一電壓；第二回路包括串聯(lián)連接的第一、二電阻器及第二晶體管，第一晶體管基極連接到第二晶體管發(fā)射極和第二電阻器的連接節(jié)點(diǎn)，第一晶體管發(fā)射極連接到第二電阻器的另一連接節(jié)點(diǎn)，第一晶體管集電極連接到第二晶體管基極，第一電壓經(jīng)分壓輸入到第二晶體管基極，第一、二電阻器間的節(jié)點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)B；第三回路包括串聯(lián)連接的合閘線圈和第三晶體管，節(jié)點(diǎn)B連接到第三晶體管基極，節(jié)點(diǎn)B經(jīng)并聯(lián)的第二穩(wěn)壓管、第二電容器接地。
文檔編號(hào)H01H71/68GK202423180SQ201220015190
公開(kāi)日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2012年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月13日
發(fā)明者吳蔚 申請(qǐng)人:施耐德電器工業(yè)公司