專利名稱：帶模塊式控制板的保護(hù)性繼電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對配電系統(tǒng)提供保護(hù)性控制的保護(hù)性繼電器裝置。更具體地說，本發(fā)明涉及一種具有模塊式控制和顯示板的保護(hù)性繼電器裝置。
背景技術(shù)：
保護(hù)性繼電器裝置是電力分配系統(tǒng)一個必需的單元，因為它能提供各種保護(hù)和控制功能。保護(hù)性繼電器對配電系統(tǒng)的情況進(jìn)行監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)有害情況時就會讓線路自動斷路器動作，從而保護(hù)配電系統(tǒng)各區(qū)段和元件免受損壞。
老式保護(hù)性繼電器是模擬式裝置，大多已被數(shù)字式保護(hù)性繼電器所替代。數(shù)字式保護(hù)性繼電器包含數(shù)字處理電路，可以編程，能提供比模擬式繼電器裝置更為廣泛的保護(hù)和控制功能。
數(shù)字式保護(hù)性繼電器通常有一塊前面板，提供顯示和控制功能。這種面板一般以牢固和比較永久性的方式固定到保護(hù)性繼電器電路上。由于它們是固定在繼電器電路上，普通的控制和顯示板就不大合用。例如，考慮到小配電站地方小，有時希望把保護(hù)性繼電器按水平或垂直方向安裝。普通保護(hù)性繼電器僅限于朝一個方向，因為控制板在安裝時是固定在保護(hù)性繼電器裝置上。另外，由于控制板是固定在普通保護(hù)性繼電器上，繼電器的監(jiān)測和控制必須由技術(shù)員在保護(hù)性繼電器裝置處進(jìn)行，而不能在離保護(hù)性繼電器裝置一定距離的地方完成。
頒發(fā)給Conrad的美國專利4,742,428提出了一種含有一個操作單元的保護(hù)性繼電器，它能從一個絕緣外殼前面的孔中取出。將保護(hù)性繼電器電路取出后，就可以對繼電器內(nèi)部電路進(jìn)行例行測試，維修及更換，而基本上不影響配電系統(tǒng)的正常運行。不過Conrad保護(hù)性繼電器的控制板是固定在繼電器處理電路上，而沒有顯示或是說可拆卸的，能朝著多個方向的，或者可以從遠(yuǎn)處安裝的。
因此，人們希望保護(hù)性繼電器具有一個更多功能的控制板，以減少普通固定式控制板的局限性，并增強保護(hù)性繼電器的功能。
發(fā)明概要本發(fā)明解決了上述問題，而且還兼有其它一些優(yōu)點。它提供了一種保護(hù)性繼電器，具有一個模塊式控制板，后者包括一個帶可拆卸支柱的框架，一塊顯示板，和一個后蓋。控制板牢固地安裝在保護(hù)性繼電器殼體內(nèi)，同時由支柱分隔出一些模塊空間，以可拆卸地安裝控制板模塊。控制板模塊可以單獨拆卸并被代用模塊替換，以便容易對它進(jìn)行修改和升級改造?？刂瓢蹇砂磶讉€方向安裝，只要改變支柱的方向因而也就是模塊空間的方向就能做到，這樣可使控制板為保護(hù)性繼電器裝置重新配置成水平或垂直方向。另外，控制板是用鉸鏈連接的，便于接近數(shù)字繼電器處理電路，同時控制板是可拆卸并能從遠(yuǎn)處安裝的，這使得我們能對保護(hù)性繼電器進(jìn)行遙控和監(jiān)測?？刂瓢迥K可包含任意一個或幾個指示器和電表，一個顯示板，一個小鍵盤，以及接收數(shù)據(jù)式電源的外部連接口。下面將要更詳細(xì)地談到，按本發(fā)明的模塊式控制板將大大改善和增強保護(hù)性繼電器裝置的功能。
附圖簡介為了更完整地了解本發(fā)明，下面將參照附圖詳細(xì)討論本發(fā)明的示范實例，附圖中相同的標(biāo)號表示相同的元件，其中

圖1a-b分別為水平方向定位的保護(hù)性繼電器和垂直方向定位的保護(hù)性繼電器的例子，各包含本發(fā)明一個實施例的模塊式保護(hù)性繼電器控制板；圖2a-b分別為用鉸鏈和保護(hù)性繼電器相連的一個模塊式保護(hù)性繼電器控制板實例(處于部分開啟狀態(tài))，以及從保護(hù)性繼電器取下的控制板的實例；圖3是本發(fā)明一種樣式的控制板示意圖；圖4是圖3控制板的顯示板元件框圖；圖5a-5c是本發(fā)明的控制板模塊示例示意圖。
詳細(xì)說明圖1a是一個水平方向設(shè)置的保護(hù)性繼電器裝置正視圖，它包含一塊按本發(fā)明的模塊式保護(hù)性繼電器控制板?？刂瓢?0包含許多模塊，有指示器模塊12a，顯示模塊12b，小鍵盤模塊12c，和幾個閑置的模塊12d。最好將控制板以可拆卸方式連到保護(hù)性繼電器殼體上，在控制板的一端至少用一個鉸鏈14，而在另一端用一個適當(dāng)?shù)牟邃N16。采用與保護(hù)性繼電器以可拆卸連接的方式，可以將控制板打開，以便接近裝在保護(hù)性繼電器殼體內(nèi)的控制繼電器處理電路。當(dāng)然也可以不用鉸鏈14，而同另一個插銷式其它可以使控制板打開的合適的裝置代替。下面我們會更詳細(xì)地談到，每個模塊是單獨可拆卸的，并可用具有同樣或者不同功能的模塊替換。另外，繼電器也可以做成圖1b所示的垂直配置型，其中的模塊是沿垂直方向排列。
圖2a所示為一具有部分開啟控制板的保護(hù)性繼電器，這有利于接近保護(hù)性繼電器裝置的繼電器處理電路。本發(fā)明的控制板對于模塊式保護(hù)性繼電器裝置(其中繼電器處理裝置裝在一些可替換的模塊20內(nèi))特別有用，因為鉸鏈或其它可拆卸連接裝置可以讓繼電器處理模塊容易拆卸和更換。
圖2b是一個已經(jīng)從保護(hù)性繼電器裝置取下的本發(fā)明的控制板10，拆卸時只要將控制板從鉸鏈14處提起，或從插銷16處分開。取下的控制板可與保護(hù)性繼電器裝置可操作地連起來，這種連接在本例中是通過一條電纜22，它適于在控制板和保護(hù)性繼電器處理電路之間進(jìn)行電源和通訊信號的交換。在本發(fā)明的一個實施例中，電纜22是一條8芯雙鉸屏蔽電纜，兩端裝有RJ45接頭，在保護(hù)性繼電器某個適當(dāng)?shù)奈恢门c控制板后蓋上的RJ45插孔相連。這種拆卸的板可以和其它拆卸板一道垂直或水平地裝在一塊遙控板(圖中未示)上，使用戶能從遠(yuǎn)處監(jiān)控保護(hù)性繼電器裝置。
圖3是本發(fā)明的一例控制板的分解圖。圖3的控制板包括一個主體塑料框架30，幾根支柱32，一個后蓋34，和一塊顯示板36。顯示板36處于主體塑料框架30和壓蓋34之間。在本例中框架30基本上是矩形。支柱32橫跨框架30的寬度，且支柱32和框架30兩邊都開有凹槽38。凹槽38能接納可拆卸式支柱，由后者確定控制模塊的空間。由于在支柱32上和框架30邊緣都有凹槽，可將可拆卸式支柱沿不同的方向插進(jìn)去。改變可拆卸式支柱的方向，就能改變所限定的空間的方向。每個限定空間都可以接納一個控制板模塊，因此，改變限定空間的方向，就能改變控制板模塊的方向，從而改變保護(hù)性繼電器裝置的方向。例如，若把可拆卸支柱插入凹槽38內(nèi)使之與支柱32平行，控制板就沿著如圖1b所示例子中8個垂直安置的模塊空間的一個垂直方向。如果可拆卸支柱插入凹槽38時是垂直于支柱32，則控制板構(gòu)型用來如圖1a所示例子中兩行四個水平安置的模塊空間的一個水平方向。
圖4是控制板顯示板36的方框圖。顯示板36包括一個連接器40，與繼電器處理電路相連，一個控制控制板上各種顯示和指示器功能的控制器42，一個與繼電器外接的裝置交換電源和數(shù)據(jù)信號的串行連接器44，一個將控制信號經(jīng)過控制器42輸入保護(hù)性繼電器處理電路的小鍵盤45，一個模塊式指示器陣列46，它可以由發(fā)光二極管等組成并在控制器42的控制下有選擇性地發(fā)光，以及將不同的信息向用戶顯示的顯示電路48。
圖5a-c為各種模塊的例子，它們可以單獨地插入或從框架30所限定的模塊空間拆卸。每個模塊可以執(zhí)行一種特定功能或一組功能。圖5a是一個發(fā)光二極管指示器模塊12a，它在動作上與模塊式指示器陣列46相連，且包括狀態(tài)和事件發(fā)光二極管指示器等。狀態(tài)指示器可包含一個“使用中”指示器，表明保護(hù)性繼電器工作正常；一個“出錯”指示的，表示保護(hù)性繼電器自身測試操作發(fā)現(xiàn)有問題；一個“測試模式”指示器，表示繼電器現(xiàn)處在測試模式；一個“脫開”指示器，表示保護(hù)性繼電器發(fā)出了一個脫開(TRIP)指令；一個“報警”指示器，表明出現(xiàn)了報警的情況；以及一個“恢復(fù)”指示器，表明保護(hù)性繼電器檢測到恢復(fù)(PICKUP)狀態(tài)。
事件指示器可用來指示配電系統(tǒng)檢測到的情況的原因或來源。事件指示器可包括一個“電流”指示器，表示事件是由電流問題引起的；一個“電壓”指示器，表示事件是由電壓問題引起的；一個“頻率”或“其它”指示器，表示與頻率有關(guān)的或其它的情況；相位指示器“相位A”，“相位B”，“相位C”和“中線/地線”表示所檢測到的錯誤與哪一相或那幾相有關(guān)。當(dāng)然還可以通過指示器來指明其它適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)情況或事件。在本發(fā)明的一種實施例中，指示器通過光導(dǎo)管(未示出)接收從繼電器處理電路中的光源發(fā)出的光線，光導(dǎo)管是從位于指示器和模塊指示器陣列46之間的控制板模塊后面伸出來的。光導(dǎo)管可由透明塑料管，玻璃管或其它適當(dāng)材料制成。
圖5a的指示器模塊12a包括一個串行接口44。當(dāng)然串行接口44也可以放在一個單獨的模塊內(nèi)。串行接口最好能接收電源和數(shù)據(jù)信號，且可用作RS-232串行接口。串行接口44能將用戶與外部裝置(如個人計算機)連起來，以便下載設(shè)置情況，監(jiān)測數(shù)據(jù)，安排事件報告順序，提供波形圖，或執(zhí)行其它與保護(hù)性繼電器的監(jiān)測，編程及控制有關(guān)的功能。
圖5a的指示器模塊還包括一個復(fù)位按鈕和其它功能按鈕。這些按鈕動作上與保護(hù)性繼電器裝置的處理電路相連(例如可通過圖4的控制器42)，同時可用來使裝置復(fù)位和清除狀態(tài)和事件指示器。
圖5b表示一個顯示模塊12b，包括一個操作上與保護(hù)性繼電器處理電路相連的顯示板48。建議顯示板48采用真空熒光顯示板或其它適當(dāng)?shù)娘@示板，要能在比較暗淡的光線下從寬范圍的觀察角度看得見。顯示板48能提供更詳細(xì)的信息(包括文字說明式數(shù)字表的信息)給用戶以監(jiān)測保護(hù)性繼電器，還可將信息反饋給用戶以給保護(hù)性繼電器裝置編排程序。為了延長真空熒光顯示板的壽命并避免熒光屏被灼傷，最好給繼電器處理電路配上熒光屏保護(hù)通過它使信息在顯示屏上滾動，或使顯示屏在經(jīng)過一預(yù)定時間段后變黑。
圖5c是一個小鍵盤模塊12c，包括一個與保護(hù)性繼電器處理電路操作上相連(例如通過控制器42)的小鍵盤45。小鍵盤可包含數(shù)字鍵和(或)命令鍵，可讓用戶給保護(hù)性繼電器編程。用戶可從如圖5b所示的顯示模塊接收反饋信息。
圖5a-c的控制板模塊只是一些例子，顯然業(yè)內(nèi)人士可以想出其它適當(dāng)?shù)哪K。例如，一個或幾個模塊可以包含液晶顯示表。此外，在不需要模塊時可在模塊空間裝上閑置模塊。
雖然上面的敘述包含很多細(xì)節(jié)和特性，但它們只是為了示例說明目的，并非將本發(fā)明限于此。對上面描述的實施例可以作很多修改而不超出如下面的權(quán)利要求書及其法律等同物所界定的本發(fā)明的思想和范圍。
權(quán)利要求
1.一種配電系統(tǒng)保護(hù)性繼電器的模塊式控制板，包括一個框架，它固定在一個包含保護(hù)性繼電器處理電路的外殼上，該框架確定若干模塊空間；若干模塊，它們提供控制和顯示功能；其中每一模塊都固定在模塊空間內(nèi)，且都能單獨拆卸，并可用一代用模塊替換。
2.如權(quán)利要求1的控制板，其特征在于，該控制板通過位于控制板一端的至少一個鉸鏈和位于控制板另一端的插銷，可拆卸地安裝在保護(hù)性繼電器的殼體上。
3.如權(quán)利要求1的控制板，其特征在于，該控制板可從保護(hù)性繼電器殼體上拆卸，并通過通信電纜和保護(hù)性繼電器的元件相連。
4.如權(quán)利要求3的控制板，其特征在于，通信電纜是一根8芯雙鉸屏蔽電纜，兩端裝有RJ45接頭。
5.如權(quán)利要求1的控制板，其特征在于，所述模塊可按相對于殼體的至少兩個方向中的一個方向安裝在模塊空間內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1的控制板，其特征在于，至少有一個模塊包含一個真空熒光顯示板。
7.如權(quán)利要求6的控制板，其特征在于，真空熒光顯示板配有熒光屏保護(hù)。
8.如權(quán)利要求7的控制板，其特征在于，熒光屏保護(hù)使屏上信息周期性地顯示，以避免屏被灼傷。
9.如權(quán)利要求7的控制板，其特征在于，熒光屏保護(hù)經(jīng)過一預(yù)定時間段后使屏變黑，以免屏被灼傷。
10.如權(quán)利要求1的控制板，其特征在于，至少有一個模塊包含一個小鍵盤。
11.如權(quán)利要求1的控制板，其特征在于，至少有一個模塊包含一個或多個狀態(tài)指示器。
12.如權(quán)利要求11的控制板，其特征在于，狀態(tài)指示器包含一些光導(dǎo)管，它們與裝在繼電器殼體內(nèi)的光源相對準(zhǔn)。
13.如權(quán)利要求1的控制板，其特征在于，至少有一個模塊包含至少一個接收電源和數(shù)據(jù)信號的串行接口。
14.如權(quán)利要求13的控制板，其特征在于，串行接口是RS-232接口。
15.如權(quán)利要求13的控制板，其特征在于，數(shù)據(jù)信號是在繼電器處理電路和一個遙控監(jiān)控裝置之間傳輸?shù)摹?br> 16.如權(quán)利要求1的控制板，其特征在于，至少有一個模板包含一個液晶顯示表。
17.一個保護(hù)性繼電器，包括一個包含繼電器處理電路的繼電器殼體；以及一個控制板，它具有一個框架，由它形成一些可單獨拆卸和替換的控制板模塊。
18.如權(quán)利要求17的保護(hù)性繼電器，其特征在于，控制板是可拆卸地連到繼電器殼體上。
19.如權(quán)利要求18的保護(hù)性繼電器，其特征在于，控制板由至少一個鉸鏈作可拆卸連接。
20.如權(quán)利要求18的保護(hù)性繼電器，其特征在于，控制板由至少一個插銷作可拆卸連接。
21.如權(quán)利要求18的保護(hù)性繼電器，其特征在于，控制板通過一條通信電纜與繼電器處理電路可操作地相連。
22.如權(quán)利要求17的保護(hù)性繼電器，其特征在于，控制板框架的形狀作成可在相對于繼電器殼體在一個以上的方向上接收控制板模塊。
23.如權(quán)利要求17的保護(hù)性繼電器，其特征在于，控制板模塊至少包含下列各種元件中的一個指示器陣列，顯示板，小鍵盤，電表。
全文摘要
一種用于保護(hù)性繼電器的模塊式控制板(10)。該板(10)與殼體作可拆卸式連接,且有一個框架以安裝可單獨更換的控制板模塊(12a－d)。
文檔編號H02H3/04GK1272971SQ99800919
公開日2000年11月8日 申請日期1999年6月4日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月5日
發(fā)明者C·迪爾斯 申請人:通用電氣公司