隔離開關(guān)智能控制器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種隔離開關(guān)智能控制器，包括輸入設(shè)備、控制器、交流電機(jī)驅(qū)動器以及故障檢測器?？刂破麟娦赃B接輸入設(shè)備，接收輸入設(shè)備的輸入信息，并根據(jù)該輸入信息輸出相應(yīng)的控制信號至交流電機(jī)驅(qū)動器。交流電機(jī)驅(qū)動器電性連接控制器，接收控制器輸出的控制信號來改變輸出至交流電機(jī)的電流方向，驅(qū)動電機(jī)實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。故障檢測器被配置為檢測交流電機(jī)的故障信號，包括電流互感器、半波整流器、濾波器、比較器以及基準(zhǔn)信號源。電流互感器采集交流電機(jī)的輸出電流，經(jīng)半波整流器以及濾波器處理后輸出至比較器的正向輸入端，比較器的反相輸入端電性連接基準(zhǔn)信號源，比較器輸出比較結(jié)果至控制器。
【專利說明】隔離開關(guān)智能控制器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及開關(guān)控制領(lǐng)域，且特別涉及一種隔離開關(guān)智能控制器。

【背景技術(shù)】
[0002]隔離開關(guān)是高壓開關(guān)電器中使用最多的一種電器，顧名思義，是在電路中起隔離作用的。它本身的工作原理及結(jié)構(gòu)比較簡單，但是由于使用量大，工作可靠性要求高，對變電所、電廠的設(shè)計、建立和安全運行的影響均較大。刀閘的主要特點是無滅弧能力，只能在沒有負(fù)荷電流的情況下分、合電路。傳統(tǒng)的隔離開關(guān)都是靠人工用開關(guān)分合閘手柄來實現(xiàn)。由于隔離開關(guān)容量大，使用分合閘操作手柄人工需要很大的力氣。傳統(tǒng)的隔離開關(guān)控制存在的缺點是自動化程度低，人工費力，操作不方便，無隔離開關(guān)的狀態(tài)指示。
[0003]此外，現(xiàn)有的隔離開關(guān)控制還存在不能在開關(guān)柜外部識隔離開關(guān)狀態(tài)的問題。隔離開關(guān)狀態(tài)的不清楚很容易導(dǎo)致重復(fù)操作或誤操作，使用存在安全隱患。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種隔離開關(guān)智能控制器。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種隔離開關(guān)智能控制器，包括輸入設(shè)備、控制器、交流電機(jī)驅(qū)動器以及故障檢測器。輸入設(shè)備包括合閘按鍵和分閘按鍵。控制器電性連接輸入設(shè)備，接收輸入設(shè)備的輸入信息，并根據(jù)該輸入信息輸出相應(yīng)的控制信號至交流電機(jī)驅(qū)動器。交流電機(jī)驅(qū)動器電性連接控制器，包括第一繼電器、第二繼電器以及為交流電機(jī)供電的交流電源。第一繼電器和第二繼電器的控制端分別電性連接控制器，接收控制器輸出的控制信號來改變輸出至交流電機(jī)的電流方向，驅(qū)動交流電機(jī)實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。故障檢測器被配置為檢測交流電機(jī)的故障信號，包括電流互感器、半波整流器、濾波器、比較器以及基準(zhǔn)信號源。電流互感器采集交流電機(jī)的輸出電流，經(jīng)半波整流器以及濾波器處理后輸出至比較器的正向輸入端，比較器的反相輸入端電性連接基準(zhǔn)信號源，比較器輸出比較結(jié)果至控制器。
[0006]于本實用新型一實施例中，隔離開關(guān)智能控制器包括狀態(tài)檢測器。狀態(tài)檢測器包括第一光電稱合器和直流電源，第一光電稱合器中二極管的陰極為檢測信號輸入端，陽極接直流電源，三極管的發(fā)射極接地，集電極接高電平，且集電極輸出信號至控制器。
[0007]于本實用新型一實施例中，隔離開關(guān)智能控制器還包括顯示器，被配置為顯示狀態(tài)檢測器檢測到的隔離開關(guān)的狀態(tài)信號。
[0008]于本實用新型一實施例中，控制器包括單片機(jī)以及基極與單片機(jī)相連接的第一三極管和第二三極管，第一三極管和第二三極管的集電極分別輸出至交流電機(jī)驅(qū)動器。
[0009]于本實用新型一實施例中，基準(zhǔn)信號源為可調(diào)基準(zhǔn)信號源。
[0010]于本實用新型一實施例中，可調(diào)基準(zhǔn)信號源為由固定電阻和可變電阻所組成的分壓網(wǎng)絡(luò)。
[0011]于本實用新型一實施例中，第一繼電器和第二繼電器的兩端并聯(lián)有起保護(hù)作用的第一二極管和第二二極管。
[0012]于本實用新型一實施例中，隔離開關(guān)智能控制器還包括報警模塊，包括第三三極管以及報警器，第三三極管電性連接控制器，當(dāng)故障檢測器檢測到故障信號后，控制器輸出報警信號至報警模塊。
[0013]綜上所述，本實用新型提供的隔離開關(guān)智能控制器與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)占-
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[0014]控制器根據(jù)輸入設(shè)備輸入的信號輸出相應(yīng)的控制信號至驅(qū)動交流電機(jī)的第一繼電器或第二繼電器。第一繼電器或第二繼電器的閉合將使得交流電源為交流電機(jī)供電，交流電機(jī)驅(qū)動齒輪帶動隔離開關(guān)，實現(xiàn)隔離開關(guān)的分位動作和合位動作。進(jìn)一步的，為有效防止交流電機(jī)發(fā)生故障，設(shè)置故障檢測器實時檢測交流電機(jī)的輸出電流，一旦交流電機(jī)出現(xiàn)故障而使得輸出電流過大，控制器立即輸出控制信號，關(guān)閉第一繼電器和第二繼電器，交流電機(jī)停止工作。通過電信號控制來實現(xiàn)隔離開關(guān)狀態(tài)的改變，與傳統(tǒng)的手動控制相比，具有自動化程度高，更加的省時省力以及控制安全性強(qiáng)等優(yōu)點。
[0015]進(jìn)一步的，為了能更加方便直觀的顯示隔離開關(guān)的狀態(tài)，防止重復(fù)操作，設(shè)置用于檢測隔離開關(guān)以及聯(lián)鎖開關(guān)狀態(tài)的狀態(tài)檢測器。狀態(tài)檢測器將隔離開關(guān)以及聯(lián)鎖開關(guān)的狀態(tài)反饋至控制器?？刂破鲗⒃摲答佇盘柡洼斎朐O(shè)備的輸入信號進(jìn)行比較后再輸出控制信號至交流電機(jī)驅(qū)動器，避免出現(xiàn)重復(fù)操作。且隔離開關(guān)狀態(tài)的顯示使得用戶在開關(guān)柜外即可觀察到隔離開關(guān)的狀態(tài)，使用更加方便。
[0016]為讓本實用新型的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1所示為本實用新型一實施例提供的隔離開關(guān)智能控制器的電路原理框圖。
[0018]圖2所示為本實用新型一實施例提供的隔離開關(guān)智能控制器中控制器的電路原理圖。
[0019]圖3所示為本實用新型一實施例提供的隔離開關(guān)智能控制器中狀態(tài)檢測器的電路原理圖。
[0020]圖4所示為本實用新型一實施例提供的隔離開關(guān)智能控制器中交流電機(jī)驅(qū)動器的電路原理圖。
[0021]圖5所示為本實用新型一實施例提供的隔離開關(guān)智能控制器中故障檢測器的電路原理圖。

【具體實施方式】
[0022]圖1所示為本實用新型一實施例提供的隔離開關(guān)智能控制器的電路原理框圖。圖2所示為本實用新型一實施例提供的隔離開關(guān)智能控制器中控制器的電路原理圖。圖3所示為本實用新型一實施例提供的隔離開關(guān)智能控制器中狀態(tài)檢測器的電路原理圖。圖4所示為本實用新型一實施例提供的隔離開關(guān)智能控制器中交流電機(jī)驅(qū)動器的電路原理圖。圖5所示為本實用新型一實施例提供的隔離開關(guān)智能控制器中故障檢測器的電路原理圖。請一并參閱圖1至圖5。
[0023]本實施例提供的隔離開關(guān)智能控制器，包括輸入設(shè)備、控制器1、交流電機(jī)驅(qū)動器2以及故障檢測器3。輸入設(shè)備包括合閘按鍵和分閘按鍵?？刂破鱅電性連接輸入設(shè)備，接收輸入設(shè)備的輸入信息，并根據(jù)該輸入信息輸出相應(yīng)的控制信號至交流電機(jī)驅(qū)動器2。交流電機(jī)驅(qū)動器2電性連接控制器1，包括第一繼電器K1、第二繼電器K2以及為交流電機(jī)供電的交流電源SI。第一繼電器Kl和第二繼電器K2的控制端分別電性連接控制器1，接收控制器I輸出的控制信號來改變輸出至交流電機(jī)的電流方向，驅(qū)動交流電機(jī)實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。故障檢測器3被配置為檢測交流電機(jī)的故障信號，包括電流互感器CT、半波整流器、濾波器、比較器A以及基準(zhǔn)信號源。電流互感器采集交流電機(jī)的輸出電流，經(jīng)半波整流器以及濾波器處理后輸出至比較器A的正向輸入端，比較器A的反相輸入端電性連接基準(zhǔn)信號源，比較器A輸出比較結(jié)果至控制器I。
[0024]進(jìn)一步的，隔離開關(guān)智能控制器還包括狀態(tài)檢測器4。狀態(tài)檢測器4包括第一光電耦合器Ul和直流電源，第一光電耦合器Ul中二極管的陰極為檢測信號輸入端，陽極接直流電源，三極管的發(fā)射極接地，集電極接高電平，且集電極輸出信號至控制器I。于本實施例中，狀態(tài)檢測器4的數(shù)量有三個，其中第一狀態(tài)檢測器41用于檢測隔離開關(guān)的分位信號，第二狀態(tài)檢測器42用于檢測隔離開關(guān)的合位信號，第三狀態(tài)檢測器43用于檢測聯(lián)鎖開關(guān)的合位信號。且為方便用戶從開關(guān)外觀察到隔離開關(guān)的狀態(tài)，設(shè)置顯示器來指示隔離開關(guān)的狀態(tài)。
[0025]于本實施例中，控制器I包括單片機(jī)U2以及基極與單片機(jī)相連接的第一三極管Ql和第二三極管Q2，第一三極管Ql和第二三極管Q2的集電極分別輸出至交流電機(jī)驅(qū)動器2。于本實施例中，單片機(jī)的型號為ATMEGA8，共有32個引腳。其中單片機(jī)U2的第10引腳與分閘按鍵電性連接，而單片機(jī)的11引腳與合閘按鍵電性連接。
[0026]具體而言:若隔離開關(guān)處于閉合狀態(tài)，則第二狀態(tài)檢測器42中第一光電耦合器Ul的二極管的陰極輸入低電平，二極管導(dǎo)通，第二光電耦合器Ul處于工作狀態(tài)，第二狀態(tài)檢測器42輸出低電平至控制器I。相應(yīng)的，第一狀態(tài)檢測器41則輸出高電平至控制器I。此時，控制器I將根據(jù)外部輸入信號來實現(xiàn)控制。
[0027]具體情況如下:若用戶按下合閘按鍵，控制器I的第10引腳(檢測分閘按鍵)檢測到高電平信號，與第一狀態(tài)檢測器41輸出的電信號一致。而單片機(jī)U2的第11引腳(檢測合閘按鍵)將檢測到低電平信號，與第二狀態(tài)檢測器42輸出至單片機(jī)的信號狀態(tài)一致。因此，單片機(jī)U3不輸出任何信號至交流電機(jī)驅(qū)動器2。
[0028]若用戶按下分閘按鍵，則此時單片機(jī)的第10引腳將檢測到低電平信號，與第一狀態(tài)檢測器41輸出的電信號相反。而第11引腳檢測到的是高電平信號，與第二狀態(tài)檢測器42輸出的電信號相反。此時，單片機(jī)U2輸出高電平信號至第一三極管Ql,Ql導(dǎo)通，交流電機(jī)驅(qū)動器2中的第一繼電器Kl導(dǎo)通，交流電機(jī)轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)分閘。
[0029]相同的，當(dāng)隔離開關(guān)處于開啟狀態(tài)時，第一狀態(tài)檢測器41輸出低電平至單片機(jī)U2，而第二狀態(tài)檢測器42輸出高電平至單片機(jī)U2。當(dāng)合閘按鍵按下時，單片機(jī)U2的第10引腳(檢測分閘按鍵)將檢測到高電平信號，與第一狀態(tài)檢測器41輸出至單片機(jī)U2的信號相反。而第11引腳(檢測合閘按鍵)檢測到的是低電平信號，與第二狀態(tài)檢測器42輸出至單片機(jī)U2的信號相反?？刂破鱅輸出高電平至第二三極管Q2，Q2導(dǎo)通，交流電機(jī)驅(qū)動器2中的第二繼電器K2導(dǎo)通，交流電機(jī)反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)合閘。
[0030]于本實施例中，為防止隔離開關(guān)因故障而出現(xiàn)無狀態(tài)信號的現(xiàn)象發(fā)生(如隔離開關(guān)停在中途)，設(shè)置輸入設(shè)備包括復(fù)位按鍵來進(jìn)一步提高隔離開關(guān)的穩(wěn)定性。于本實施例中復(fù)位按鍵與單片機(jī)U2的24腳相連。一旦復(fù)位按鍵被按下，單片機(jī)U2的24腳輸出復(fù)位信號至交流電機(jī)驅(qū)動器2。交流電機(jī)驅(qū)動器2驅(qū)動交流電機(jī)轉(zhuǎn)動，從而使得停在中途的隔離開關(guān)恢復(fù)到分閘狀態(tài)。
[0031]此外，為防止誤操作等原因帶來的安全事故，設(shè)置第三狀態(tài)檢測器43來檢測聯(lián)鎖開關(guān)的狀態(tài)。只有聯(lián)鎖開關(guān)閉合，第三狀態(tài)檢測器43輸出低電平至單片機(jī)U2?？刂破鱅才會根據(jù)外部輸入信號來輸出相應(yīng)的控制信號至交流電機(jī)驅(qū)動器2。一旦聯(lián)鎖開關(guān)打開，即第三狀態(tài)檢測器43輸出高電平至單片機(jī)U2，控制器I不輸出任何信號至交流電機(jī)驅(qū)動器2，有效防止各種誤操作。
[0032]為防止交流電機(jī)在工作過程中出現(xiàn)故障，設(shè)置故障檢測器3實時檢測交流電機(jī)的輸出電流。電流互感器CT將交流電機(jī)輸出的大電流變比小電流會輸出至由兩個二極管所組成的半波整流器，整流后經(jīng)電容濾波后輸出至比較器A的反相輸入端，而比較器A的正向輸入端輸入由三個固定電阻R3、R4以及R6和一個可變電阻R5所組成的可調(diào)基準(zhǔn)信號源。該可調(diào)基準(zhǔn)信號源可改善齒輪等機(jī)械結(jié)構(gòu)對交流電機(jī)工作電流的影響。于本實施例中，比較器A的型號為LM358，電流互感器CT的型號為HKCT21EM。然而，本實用新型對此不作任何限定。
[0033]具體工作原理:一旦交流電機(jī)出現(xiàn)故障(如堵轉(zhuǎn))，使得交流電機(jī)的輸出電流增力口，經(jīng)電流互感器CT變比后的電流值仍處于安培級，其值將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于可調(diào)基準(zhǔn)信號源S3，此時比較器A輸出低電平信號至單片機(jī)U2。單片機(jī)U2根據(jù)該低電平信號輸出控制信號至第一三極管Ql和第二三極管Q2。第一三極管Ql和第二三極管Q2截止，第一繼電器Kl和第二繼電器K2處于斷開狀態(tài)，即交流電源SI與交流電機(jī)斷開，交流電機(jī)停止工作。有效防止因電機(jī)故障而引起的設(shè)備損壞。
[0034]于本實施例中，隔離開關(guān)智能控制器還包括報警模塊5，包括第三三極管Q3以及報警器H。第三二極管Q3的基極電性連接控制器1，當(dāng)故障檢測器3檢測到故障信號后，控制器I輸出報警信號至報警模塊5。提示用戶交流電機(jī)出現(xiàn)故障，提高設(shè)備的檢修效率。
[0035]于本實施例中，第一繼電器Kl和第二繼電器K2的兩端并聯(lián)有起保護(hù)作用的第一二極管Dl和第二二極管D2。當(dāng)?shù)谝焕^電器Kl和第二繼電器K2從吸合狀態(tài)轉(zhuǎn)換到斷開狀態(tài)時將產(chǎn)生電壓很高的電動勢。該電動勢很容易擊穿第一三極管Ql和第二三極管Q2。而增加第一二極管Dl和第二二極管D2可將該高壓電動勢轉(zhuǎn)換為電流的形式中和掉。于本實施例中第一二極管Dl和第二二極管D2為快恢復(fù)二極管。第一三極管Q1、第二三極管Q2以及第三三極管Q3的型號為S9013。然而，本實用新型對此不作任何限定。
[0036]于本實施例中為更好的顯示隔離開關(guān)的狀態(tài)，隔離開關(guān)智能控制器還包括顯示器。顯示器電性連接控制器2，狀態(tài)檢測器4檢測到的隔離開關(guān)以及電源等設(shè)備的工作狀態(tài)。
[0037]綜上所述，控制器I根據(jù)輸入設(shè)備輸入的信號輸出相應(yīng)的控制信號至驅(qū)動交流電機(jī)的第一繼電器Kl或第二繼電器K2。第一繼電器Kl或第二繼電器K2的閉合將使得交流電源為交流電機(jī)供電，交流電機(jī)驅(qū)動齒輪帶動隔離開關(guān)，實現(xiàn)隔離開關(guān)的分位動作和合位動作。進(jìn)一步的，為有效防止交流電機(jī)發(fā)生故障，設(shè)置故障檢測器3實時檢測交流電機(jī)的輸出電流，一旦交流電機(jī)出現(xiàn)故障而使得輸出電流過大，控制器I立即輸出控制信號，關(guān)閉第一繼電器Kl和第二繼電器K2，交流電機(jī)停止工作。通過電信號控制來實現(xiàn)隔離開關(guān)狀態(tài)的改變，與傳統(tǒng)的手動控制相比，具有自動化程度高，更加的省時省力以及控制安全性強(qiáng)等優(yōu)點。
[0038]進(jìn)一步的，為了能更加方便直觀的顯示隔離開關(guān)的狀態(tài)，防止重復(fù)操作，設(shè)置用于檢測隔離開關(guān)以及聯(lián)鎖開關(guān)狀態(tài)的狀態(tài)檢測器4。狀態(tài)檢測器4將隔離開關(guān)以及聯(lián)鎖開關(guān)的狀態(tài)反饋至控制器I。控制器I將該反饋信號和輸入設(shè)備的輸入信號進(jìn)行比較后再輸出控制信號至交流電機(jī)驅(qū)動器2，避免出現(xiàn)重復(fù)操作。且隔離開關(guān)狀態(tài)的顯示使得用戶在開關(guān)柜外即可觀察到隔離開關(guān)的狀態(tài)，使用更加方便。
[0039]雖然本實用新型已由較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本實用新型，任何熟知此技藝者，在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，可作些許的更動與潤飾，因此本實用新型的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所要求保護(hù)的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種隔離開關(guān)智能控制器，其特征在于，包括: 輸入設(shè)備，包括合閘按鍵和分閘按鍵； 控制器，電性連接所述輸入設(shè)備，接收所述輸入設(shè)備的輸入信息，并根據(jù)該輸入信息輸出相應(yīng)的控制信號至交流電機(jī)驅(qū)動器； 交流電機(jī)驅(qū)動器，電性連接所述控制器，包括第一繼電器、第二繼電器以及為交流電機(jī)供電的交流電源，所述第一繼電器和第二繼電器的控制端分別電性連接所述控制器，接收控制器輸出的控制信號來改變輸出至交流電機(jī)的電流方向，驅(qū)動交流電機(jī)實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)； 故障檢測器，被配置為檢測交流電機(jī)的故障信號，包括電流互感器、半波整流器、濾波器、比較器以及基準(zhǔn)信號源，電流互感器采集交流電機(jī)的輸出電流，經(jīng)半波整流器以及濾波器處理后輸出至比較器的正向輸入端，比較器的反相輸入端電性連接基準(zhǔn)信號源，比較器輸出比較結(jié)果至所述控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔離開關(guān)智能控制器，其特征在于，所述隔離開關(guān)智能控制器包括狀態(tài)檢測器，所述狀態(tài)檢測器包括第一光電耦合器和直流電源，第一光電耦合器中二極管的陰極為檢測信號輸入端，陽極接直流電源，三極管的發(fā)射極接地，集電極接高電平，且集電極輸出信號至控制器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的隔離開關(guān)智能控制器，其特征在于，所述隔離開關(guān)智能控制器還包括顯示器，被配置為顯示狀態(tài)檢測器檢測到的隔離開關(guān)的狀態(tài)信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔離開關(guān)智能控制器，其特征在于，所述控制器包括單片機(jī)以及基極與所述單片機(jī)相連接的第一三極管和第二三極管，所述第一三極管和第二三極管的集電極分別輸出至交流電機(jī)驅(qū)動器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔離開關(guān)智能控制器，其特征在于，所述基準(zhǔn)信號源為可調(diào)基準(zhǔn)信號源。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的隔離開關(guān)智能控制器，其特征在于，所述可調(diào)基準(zhǔn)信號源為由固定電阻和可變電阻所組成的分壓網(wǎng)絡(luò)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔離開關(guān)智能控制器，其特征在于，所述第一繼電器和第二繼電器的兩端并聯(lián)有起保護(hù)作用的第一二極管和第二二極管。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔離開關(guān)智能控制器，其特征在于，所述隔離開關(guān)智能控制器還包括報警模塊，包括第三三極管以及報警器，第三三極管電性連接所述控制器，當(dāng)故障檢測器檢測到故障信號后，控制器輸出報警信號至報警模塊。
【文檔編號】H02J13/00GK204030561SQ201420267845
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月23日
【發(fā)明者】毛程亮 申請人:浙江紀(jì)元電力自動化科技有限公司