一种真空断路器的控制装置的制作方法

1.本实用新型一种真空断路器的控制装置，属于真空断路器的控制装置技术领域。


背景技术：

2.bvac.n99型真空断路器是机车的总保护开关，对于机车具有重要的作用，是现在国内机车上使用最多的机车主断路器，受技术限制，原bvac.n99型真空断路器的110v控制单元板故障率高，动态故障较多，经常因110v控制单元板障造成真空主断合闸异常或无法合闸，导致机车运行不稳定，甚至机破。由于110v控制单元板没有状态指示灯，当真空断路器发生异常时，无法快速识别故障，导致真空断路器维护操作繁琐。


技术实现要素：

3.本实用新型为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种真空断路器的控制装置硬件结构的改进。
4.为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种真空断路器的控制装置，包括壳体，所述壳体的正面设置有两组指示灯，所述壳体的内部设置有控制电路板，所述控制电路板上集成有主控电路，所述主控电路包括emc防护电路、两套相互冗余的控制电路，每一套控制电路对应一组指示灯，其中每一组指示灯包括电源指示灯、风压指示灯、保持指示灯、电磁阀工作指示灯；
5.所述emc防护电路包括敏感电阻rv1、电容c1、电容c2、共模电感l1；
6.两套控制电路均包括数字定时电路、开关控制电路、led电路和输出二极管，所述数字定时电路包括辅助电源电路、数字延时电路、振荡电路，辅助电源电路给各元器件供电，数字延时电路的定时器与振荡电路的可编程振荡器结合产生控制信号，控制信号实现对主断路器的合闸。
7.所述壳体固定在铝板上，所述铝板上还固定有接口端子和计数器。
8.所述定时器具体采用型号为gal16v8d。
9.本实用新型相对于现有技术具备的有益效果为：本实用新型提供的真空断路器的控制装置具有以下优点。
10.数字化设计，增强一致性：控制单元采用数字化技术，用数字电路实现精准的定时控制，它具有精度高、低温系数、工作功耗电流小和对振动不敏感等特点，使控制电路在-40℃～85℃的环境下也能正常可靠工作。采用数字延时电路，控制信号精度高，能极大提高产品的性能一致性。
11.冗余化设计，增强稳定性：在不改变对外接口及安装方式的情况下，对控制单元电路结构、原理、布局进行新型设计。关键的控制电路进行热备份冗余设计，可以极大提高产品的可靠性和稳定性，从而能有效保障真空断路器长期稳定工作。
12.工作状态可视化设计，增强维护性：控制单元通过两组状态指示灯，能有效直观的显示真空断路器的合闸气压回路、合闸线圈回路、保持线圈回路及控制单元电路的工作状
态，极大的提高了真空断路器的维护操作方便性，有效降低真空断路器的维护时间。
附图说明
13.下面结合附图对本实用新型做进一步说明：
14.图1为本实用新型的电路原理图；
15.图2为本实用新型安装在铝板上的结构示意图；
16.图中：1为铝板、2为壳体、3为接口端子、4为计数器。
具体实施方式
17.如图1和图2所示，本实用新型一种真空断路器的控制装置，包括壳体2，所述壳体2的正面设置有两组指示灯，所述壳体2的内部设置有控制电路板，所述控制电路板上集成有主控电路，所述主控电路包括emc防护电路、两套相互冗余的控制电路，每一套控制电路对应一组指示灯，其中每一组指示灯包括电源指示灯、风压指示灯、保持指示灯、电磁阀工作指示灯；
18.所述emc防护电路包括敏感电阻rv1、电容c1、电容c2、共模电感l1；
19.两套控制电路均包括数字定时电路、开关控制电路、led电路和输出二极管，所述数字定时电路包括辅助电源电路、数字延时电路、振荡电路，辅助电源电路给各元器件供电，数字延时电路的定时器与振荡电路的可编程振荡器结合产生控制信号，控制信号实现对主断路器的合闸。
20.所述壳体2固定在铝板1上，所述铝板上1还固定有接口端子3和计数器4。
21.所述定时器具体采用型号为gal16v8d。
22.本实用新型的主电路由emc防护电路、控制电路1和控制电路2组成，两套控制电路集成在同一pcb板，提高集成度，结构更为紧凑、合理。
23.控制电路1由数字定时电路（辅助电源电路、数字延时电路、振荡电路）、开关控制电路、led电路和输出二极管构成；同样，控制电路2由数字定时电路（辅助电源电路、数字延时电路、振荡电路）、开关控制电路、led电路和输出二极管构成。电路原理图如图1所示。
24.本实用新型的emc防护电路由敏感电阻（rv1）、电容（c1、c2）、共模电感（l1）组成。敏感电阻，用于吸收机车上合闸控制信号的尖峰电压。电容及共模电感组成滤波器，对合闸控制信号进一步滤波，提高控制单元电路的抗干扰能力，提高控制单元工作可靠性。
25.本实用新型的数字定时电路由辅助电源电路、数字延时电路、振荡电路组成。辅助电源给各器件供电，数字延时电路的定时器（u1）与振荡电路的可编程振荡器（u2）结合产生600ms控制信号，该控制信号通过q1控制q3实现主断的合闸。数字定时电路它具有精度高、低温度系数、工作功耗电流小和对振动不敏感等特点，使控制单元在85℃的环境下也能正常可靠工作，以满足-40℃～+70℃的宽温范围要求。采用数字延时电路，控制信号精度高，使产品的电性能一致性非常好。
26.本实用新型的控制电路有共8个状态指示灯，分为两组，能实时显示合闸气压回路、合闸线圈回路、保持线圈回路及控制电路的工作状态。led1为电源指示灯：控制电路电源正常时灯亮，否则灯灭；led2为风压指示灯：压力开关或辅佐连锁闭合时灯亮，否则灯灭；led3为保持指示灯：保持线圈工作时灯亮，电阻盒或保持线圈开路时灯灭。led4为电磁阀工
作指示灯：电磁阀工作时闪亮600ms，控制单元故障时灯常亮，正常时灯灭。另一组led显示功能相同，通过指示灯的设置使断路器的工作状态的可视化，对真空断路器的维护操作方便性有极大的提高。
27.本实用新型的控制单元采用热备份冗余设计，其包含两套相同的控制电路，它们是同步工作，两套电路的控制输出通过输出二极管进行汇合后，送到对应的部件（d5与d25是保持线圈供电，d10与d26是合闸线圈供电）。两套控制电路的热备份冗余控制，可以极大提高产品的可靠性和稳定性，从而能有效保障真空断路器长期稳定工作。
28.本实用新型控制电路的工作原理为：合闸时，控制电源经过c1、l1、c2滤波后，通过f1、f21分别给控制电路1、控制电路2供电。控制电路1：通过防反极性二极管d3、d5分别给合闸电路和保持线圈供电。气压正常时，压力开关闭合，使q2导通；同时，数字定时电路得电工作，使q1导通。当q1和q2都导通时，q3导通，由d10给电磁阀供电。电磁阀得电工作，使真空断路器合闸，同时计数器计数一次。而保持线圈由d5供电，使真空断路器保持在合闸状态。
29.分闸时，控制电源断电，保持线圈失电，真空断路器失去保持力，由合闸变为分闸。真空断路器完成一次合闸-分闸控制周期。其中计数器具体采用633-2或876型电磁计数器4。
30.本实用新型的控制装置的接口采用pcb焊接方式的15芯amp端子插座，能有效防止装配过程中受力变形而导致退针的故障发生，提高产品连接的可靠性。把控制电路板安装在一个盒子里，并对整个电路进行了封胶处理，把器件完全密封，提高控制单元的防尘、防水、防振性能。
31.本实用新型的额定工作电压：dc 110v，电压波动范围：77v～138v，瞬时电压波动范围：66v～154v，电磁阀供电时间：575ms＜t＜650ms，控制单元无故障控制操作寿命：25万次，绝缘介电强度：控制接口电路对安装基板能承受2kv试验电压1分钟无击穿与闪络现象。工作温度：-40℃—70℃。
32.本实用新型为方便控制单元的维护和提高整体的可靠性，对控制单元采用模块化设计。结构上将主电路板和接口集成在一个模块中，再安装到铝板上，模块与外部接线采用插拔式的连接器。模块化设计可以保证现场作业人员安装维护、维修方便。
33.关于本实用新型具体结构需要说明的是，本实用新型采用的各部件模块相互之间的连接关系是确定的、可实现的，除实施例中特殊说明的以外，其特定的连接关系可以带来相应的技术效果，并基于不依赖相应软件程序执行的前提下，解决本实用新型提出的技术问题，本实用新型中出现的部件、模块、具体元器件的型号、连接方式除具体说明的以外，均属于本领域技术人员在申请日前可以获取到的已公开专利、已公开的期刊论文、或公知常识等现有技术，无需赘述，使得本案提供的技术方案是清楚、完整、可实现的，并能根据该技术手段重现或获得相应的实体产品。
34.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。