一種變級式大電容放電的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種變級式大電容放電機，包括柜體骨架、柜體面板、散熱風機組、可變電阻單元、控制盒，柜體骨架為整體框架式組焊結構，并設置兩個便于起吊運輸的吊耳，上部裝有可變電阻單元，中部設有負極接線端子、正極接線端子和航空插頭，下部懸掛安裝散熱風機組，可變電阻單元為六組電阻元件；控制盒焊接在柜體骨架上，其外部表面為操作顯示界面，內部布設由主電路和控制電路組成的控制單元。本發(fā)明低噪音、防水、放電時間短，且具備變級、高壓滅弧、電壓顯示、過流保護、短路保護、工作狀態(tài)監(jiān)控、報警、急停等多種功能。
【專利說明】—種變級式大電容放電機

【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電容放電【技術領域】，尤其適用于一種儲能式電力機車大電容放電機。

【背景技術】
[0002]大電容是儲能式電力機車的關鍵部件，當對儲能式電力機車進行檢修時，需將大電容電壓從900V放至IV?0V，以確保檢修人員的作業(yè)安全。
[0003]大電容放電機應用于檢修基地，且使用較頻繁，鑒于檢修人員舒適度的要求，風機噪聲值須控制在75dB (A級)以下,否則會對人體健康造成危害；另外，放電機在露天環(huán)境下運行，所以要承受強風、暴雨、暴曬等惡劣天氣影響，同時應具有防止小動物出入等情況，柜體防護等級為IP20，電氣設備防護等級> IP65 ;當放電機在大電容放電工作時，配套警示燈、警示音需開啟，當放電機停止工作時，警示燈、警示音需熄滅；放電機需配置相應大電容電壓值顯示接口 ；采用具有滅弧作用的接觸器，能滿足DC900V電壓的正常斷開、閉合，必須在一定時間內將大電容電放至IV?0V，且放電過程中需有過電流保護及短路保護環(huán)節(jié)，以防電流過高或短路；當放電過程中遇到緊急情況時需要能夠立即切斷電源，考慮到作業(yè)人員的安全，風機冷卻風出風口要避免正面出風。
[0004]現有的大電容放電機一般安裝在室內，其防水、防曬能力差，且配置比較簡單，不具備降噪、防水、高壓滅弧、電壓顯示、過流保護、短路保護、工作狀態(tài)監(jiān)控、報警、急停等多種功能。因此，須研發(fā)低噪音、防水、放電時間短，且具有高壓滅弧、電壓顯示、過流保護、短路保護、工作狀態(tài)監(jiān)控、報警、急停等多功能的變級式大容量放電機。


【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，提供一種低噪音、防水、放電時間短，且具備變級、高壓滅弧、電壓顯示、過流保護、短路保護、工作狀態(tài)監(jiān)控、報警、急停等多種功能的變級式大容量放電機。
[0006]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案:一種變級式大電容放電機，包括柜體骨架1、柜體面板2、散熱風機組3、可變電阻單元4、控制盒5，柜體骨架1為整體框架式組焊結構，并設置兩個便于起吊運輸的吊耳6，上部裝有可變電阻單元4，中部設有負極接線端子10、正極接線端子11和航空插頭12，下部懸掛安裝散熱風機組3，柜體骨架1上還設有圓孔或焊接帶螺紋的螺母座；柜體面板2包括左側板21、右側板22、正面上方板23、正面下方板24、背面板25、頂板26、底板27，其中，左側板21、右側板22、后背板25、頂板26、底板27均帶有通風柵格，左側板21、右側板22、后背板25下方沖缺，各柜體面板上均設有與柜體骨架2相對應的圓孔，各面板搭接于柜體骨架2上，通過螺栓將其與柜體骨架2相互緊固形成一個整體，頂板26上安裝出風網罩8和報警器9，出風網罩8除正面板和頂板封閉外，其余左側、右側和后背三方面板均帶有通風柵格，正面下方板24與左側板21鉸鏈連接，需要拆裝連接電纜線時，正面下方板24可呈90度打開狀態(tài)；可變電阻單元4為六組電阻元件；控制盒5焊接在柜體骨架1上，其外部表面為操作顯示界面，操作顯示界面上設有智能數顯表16、啟動開關17、提示燈18和急停開關19，在正面上方板23上也設有一塊與該操作顯示界面相對應的、由透明玻璃14和金屬邊框15組成的玻璃罩7，其內部布設控制單元，控制單元包括主電路和控制電路。
[0007]作為優(yōu)選方案之一，主電路包括接線端子R+和R-、短路保護環(huán)節(jié)、過流保護環(huán)節(jié)、智能數顯表16、六組電阻元件、直流接觸器KM1、直流接觸器KM3，接線端子R+、R-接待放電電容的正負極。
[0008]作為優(yōu)選方案之一，控制電路由散熱風機控制、電源轉換、過流保護、短路保護、警示報警、電壓顯示、信號監(jiān)控等電氣元件集成，外部三相四線制AC380V交流電U、V、W、N連接至航空插頭12上，外界信號線X1、X2也通過該航空插頭12引入，在散熱風機組接線端處，U、V、W三相通過風機交流接觸器KM2與風機電機連接，N極與W相形成AC220V開關電源，一路為風機交流接觸器KM2、停止按鈕S0提供工作電源，另一路為一級放電啟動按鈕S1、直流接觸器KM1、直流接觸器KM3提供110V電源。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:
1、柜體面板采用搭接方式，結構分為內、外兩大部分，內部為整體焊接骨架，其上部安裝六組電阻元件，下部懸掛風機；外部全為面板，面板上開有一些圓孔，各面板搭接于骨架上后利用骨架上配套的圓孔和帶螺紋的螺母座，通過螺栓緊固與骨架形成一個整體。此結構具有很好的穩(wěn)定性，且易于拆卸維護。
[0010]2、柜體下方三面沖缺，底部用網板，正面封閉、有利于風機進風，且降低正面方向風機噪音。柜體頂部出風網罩，三面出風，正面封閉，從而避免操作人員被熱氣燙傷。操作界面設置于柜體正面上方，便于操作人員正面操作。
[0011]3、放電機采用二級可變電阻式控制。電阻柜共六組電阻元件，當超級電容電壓為900疒250V時，六組電阻元件同時工作，消耗大量的熱。當電壓低至250V時，電阻元件由六組自動切換為兩組，此時電阻元件電壓增大，功率增大，可有效降低放電時間。
[0012]4、控制單元由多種電氣元件集成，具有變電阻、電源轉換、過流保護，短路保護，警示報警、電壓顯示、信號監(jiān)控等多種功能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的整體結組成構示意圖。
[0014]圖2為本發(fā)明柜體面板之正面下方板及玻璃罩打開后示意圖。
[0015]圖3為控制盒的操作顯示界面示意圖。
[0016]圖4為本發(fā)明控制單元主電路接線原理圖。
[0017]圖5為本發(fā)明控制單元控制電路接線原理圖。
[0018]圖中:1_柜體骨架，2-柜體面板，3-散熱風機組，4-可變電阻單元，5-控制盒，6-吊耳，7-玻璃罩，8-出風網罩，9-報警器，10-負極接線端子，11-正極接線端子，12-航空插頭，13-電阻元件，14-透明玻璃，15-金屬邊框，16-智能數顯表，17-啟動開關，18-提示燈，19-急停開關，20-負極接線端子，21-左側板，22-右側板，23-正面上方板，24-正面下方板,25-背面板,26-頂板,27-底板。
【具體實施方式】
[0019]如圖1?3所示，變級式大電容放電機包括柜體骨架1、柜體面板2、散熱風機組3、可變電阻單元4、控制盒5，柜體骨架1為整體式框架焊接結構，并設置兩個便于起吊運輸的吊耳6。上部裝有可變電阻單元4，中部設有負極接線端子10、正極接線端子11和航空插頭12，下部懸掛安裝散熱風機組3。柜體骨架1上還設有圓孔或焊接帶螺紋的螺母座。柜體面板2包括左側板21、右側板22、正面上方板23、正面下方板24、背面板25、頂板26、底板27，其中，左側板21、右側板22、后背板25、頂板26、底板27均帶有通風柵格，左側板21、右側板22、后背板25下方沖缺,各柜體面板上均設有與柜體骨架2相對應的圓孔，各面板搭接于柜體骨架2上，通過螺栓將其與柜體骨架2相互緊固形成一個整體，頂板26上安裝出風網罩8和報警器9，出風網罩8除正面板和頂板封閉外，其余左側、右側和后背三方面板均帶有通風柵格，正面下方板24與左側板21鉸鏈連接，需要拆裝連接電纜線時，正面下方板24可呈90度打開狀態(tài)?？勺冸娮鑶卧?為六組電阻元件?？刂坪?焊接在柜體骨架1上，其外部表面為操作顯示界面，操作顯示界面上設有智能數顯表16、啟動開關17、提示燈18和急停開關19，在正面上方板23上也設有一塊與該操作顯示界面相對應的、由透明玻璃14和金屬邊框15組成的玻璃罩7 ;其內部布設控制單元，控制單元包括主電路和控制電路。
[0020]風機懸掛于柜體下部，柜體面板下方三面沖缺，底部開網孔，利于風機抽風。放電機有六個電阻單元，采用二級可變電阻控制方式，可有效降低放電時間，變級式的切換采用自動切換的方式。放電電阻工作時，電阻元件接入電路給超級電容放電，同時散發(fā)大量熱量，冷卻空氣從風機進風口進入，通過電阻元件后從頂部三面吹出，帶走電阻放電產生的熱能，操作顯示界面可實現放電啟動，急停及顯示放電電壓監(jiān)控、放電狀態(tài)等。
[0021]如圖4所示，主電路包括接線端子R+和R-、短路保護環(huán)節(jié)、過流保護環(huán)節(jié)、智能數顯表16、六組電阻元件、直流接觸器KM1、直流接觸器KM3，接線端子R+、R-接待放電電容的正負極。電阻元件由電阻帶、云母管、絕緣子、不銹鋼結構件等組成，電阻帶由多個電阻片首尾焊接串聯而成，電阻片兩端開孔，穿過絕緣瓷件，瓷件中心穿過一根不銹鋼螺桿，螺桿外套一絕緣用云母管，構成一次絕緣。螺桿兩端裝配有絕緣子，絕緣子與外殼通過螺栓相連，構成二次絕緣。當電容電壓由900V逐漸下降時，直流接觸器KM1閉合，由短路保護環(huán)節(jié)、過流保護環(huán)節(jié)、智能數顯表16、六組電阻元件、直流接觸器KM1形成串聯回路，風機將風吹進發(fā)熱的電阻元件，對電阻元件進行強迫風冷；當電壓低至250V時，直流接觸器KM3閉合，由短路保護環(huán)節(jié)、過流保護環(huán)節(jié)、智能數顯表16、二組電阻元件、直流接觸器KM1、直流接觸器KM3形成串聯回路。
[0022]如圖5所示，控制電路由散熱風機控制、電源轉換、過流保護、短路保護、警示報警、電壓顯示、信號監(jiān)控等電氣元件集成，外部三相四線制AC380V交流電U、V、W、N連接至航空插頭12上，外界信號線X1、X2也通過該航空插頭12引入，在散熱風機組接線端處，U、V、W三相通過風機交流接觸器KM2與風機電機連接，N極與W相形成AC220V開關電源，一路為風機交流接觸器KM2、停止按鈕S0提供工作電源，另一路為一級放電啟動按鈕S1、直流接觸器KM1、直流接觸器KM3提供110V電源。
[0023]開關電源將輸入端AC220V轉換為DC110V、DC220V后提供給控制電路，直流接觸器KM1和KM3具有滅弧作用，主觸點常開，當線圈電壓接通DC110V后，主觸點關閉，實現放電狀態(tài)，且能為控制電路提供多組常開、常閉輔助觸點，其中一組常閉開關與外界形成回路，實現工作狀態(tài)信號的監(jiān)控。風機交流接觸器KM2，當線圈接通DC220V時主觸點閉合，可啟動風機，并能為控制電路提供多組常閉、常開輔助觸點。智能數顯表的工作電壓為DC220V，可顯示超級電容電壓值，當放電機工作電壓低于250V時，智能數顯表輔助觸點由常開轉為閉合，為控制電路變電阻提供常開開關；指示燈L1，放電狀態(tài)時常亮；報警器9帶紅色閃爍燈L2并帶警示音。KM1-1、KM1-2分別為直流接觸器KM1的常開觸點，KM1-3為直流接觸器KM1的常閉觸點。
[0024]當外界電源連線接好并通電后，放電機可開始工作，工作時急停開關處于閉合狀態(tài)。手動按下按鈕開關，開啟冷卻風機，接通放電電阻，開始放電，放電警示燈亮并發(fā)出警報音。起始輸入電壓900V，放電電阻使用6*R0進行放電；當放電持續(xù)至數顯電壓表顯示電壓在250V時，自動切換至2*R0進行放電；當數顯電壓表顯示放電電壓低于IV時按下按鈕開關，完成放電。
[0025]電源開關將AC380V交流電源W、N兩級AC220V轉換為接觸器線圈及按鈕開關等所需的DC220V與DC110V。操作時先打開玻璃罩7(如圖2所示玻璃罩7可呈90度打開)。按下啟動開關，直流接觸器KM1線圈接通DC110V后主觸點閉合，六組電阻元件全部串聯于電路中，并發(fā)熱消耗超級電容電量，直流接觸器KM1常開觸點KM1-2閉合，交流接觸器KM2線圈接通AC220V后主觸點閉合，散熱風機組3開始工作，風機運行并由下往上吹風，流經電阻元件將電阻元件熱量帶走后從出風網罩8三面出風。當放電電壓低至250V時，智能電壓數顯表的ALM1開關閉合，直流接觸器KM3線圈接通DC110V后主觸點閉合，從而電阻由六組放電變?yōu)槎M放電，實現了放電機的自動變級。此時放電機電阻變小，放電功率增大，有效的縮短了放電時間。在整個放電過程中，智能數顯表16顯示大電容兩端電壓，警示燈L2閃爍并發(fā)出報警音。直流接觸器KM1常閉觸點KM1-3打開，從而向外界輸出低電頻，從而實現外界對放電狀態(tài)的監(jiān)控。當放電機出現異常情況時，可按下急停開關切斷整個放電機電路，實現放電狀態(tài)的急停。
[0026]本發(fā)明并不限于上述實施方式，在所屬【技術領域】普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。
【權利要求】
1.一種變級式大電容放電機，包括柜體骨架(I)、柜體面板(2)、散熱風機組(3)、可變電阻單元(4)、控制盒(5)，其特征在于: A、所述柜體骨架(I)為整體框架式組焊結構，并設置兩個便于起吊運輸的吊耳(6)，上部裝有可變電阻單元(4)，中部設有負極接線端子(10)、正極接線端子(11)和航空插頭(12)，下部懸掛安裝散熱風機組(3)，柜體骨架(I)上還設有圓孔或焊接帶螺紋的螺母座； B、所述柜體面板(2)包括左側板(21)、右側板(22)、正面上方板(23)、正面下方板(24)、背面板(25)、頂板(26)、底板(27)，其中，左側板(21)、右側板(22)、后背板(25)、頂板(26)、底板(27)均帶有通風柵格，左側板(21)、右側板(22)、后背板(25)下方沖缺，所述各柜體面板上均設有與柜體骨架(2)相對應的圓孔，各面板搭接于柜體骨架(2)上，通過螺栓將其與柜體骨架(2)相互緊固形成一個整體，所述頂板(26)上安裝出風網罩(8)和報警器(9)，出風網罩(8)除正面板和頂板封閉外，其余左側、右側和后背三方面板均帶有通風柵格，所述正面下方板(24)與左側板(21)鉸鏈連接，需要拆裝連接電纜線時，正面下方板(24)可呈90度打開狀態(tài)； C、所述可變電阻單元(4)為六組電阻元件； D、所述控制盒(5)焊接在柜體骨架(I)上，其外部表面為操作顯示界面，所述操作顯示界面上設有智能數顯表(16)、啟動開關(17)、提示燈(18)和急停開關(19)，在所述正面上方板(23)上也設有一塊與該操作顯示界面相對應的、由透明玻璃(14)和金屬邊框(15)組成的玻璃罩(7)，其內部布設控制單元，所述控制單元包括主電路和控制電路。
2.根據權利要求1所述的變級式大電容放電機，其特征在于:所述主電路包括接線端子R+和R-、短路保護環(huán)節(jié)、過流保護環(huán)節(jié)、智能數顯表(16)、六組電阻元件、直流接觸器KM1、直流接觸器KM3，接線端子R+、R-接待放電電容的正負極。
3.根據權利要求1所述的變級式大電容放電機，其特征在于:所述控制電路由散熱風機控制、電源轉換、過流保護、短路保護、警示報警、電壓顯示、信號監(jiān)控等電氣元件集成，外部三相四線制AC380V交流電1￥^連接至航空插頭(12)上，外界信號線乂132也通過該航空插頭(12)引入，在散熱風機組接線端處，U、V、W三相通過風機交流接觸器KM2與風機電機連接，N極與W相形成AC220V開關電源，一路為風機交流接觸器KM2、停止按鈕SO提供工作電源，另一路為一級放電啟動按鈕S1、直流接觸器KM1、直流接觸器KM3提供IlOV電源。
【文檔編號】H02J7/00GK104300616SQ201410546213
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月16日 優(yōu)先權日:2014年10月16日
【發(fā)明者】曹峰, 李友瑜, 眭鐵杰, 曾虎彪 申請人:株洲聯誠集團有限責任公司