专利名称：装有双稳态双线圈永磁机构的真空馈电开关的智能控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种智能控制系统，尤其是一种装有双稳态双线圈永磁机构的真 空馈电开关的智能控制系统。
背景技术：
真空馈电开关主体安装于隔爆型壳体内，构成隔爆型真空馈电断路器，在矿井下 可作配电系统总开关、分支开关、大容量电机不频繁起动之用。真空馈电开关主体作为隔爆 型真空馈电断路器的核心部分，其真空管的寿命、性能，智能系统的功能稳定性，操动机构 的寿命、可靠性一直是技改重点。装有双稳态双线圈永磁机构的真空馈电开关具有脱扣调 整难度小，零件较少，结构简单等优点，真空馈电开关通过双线圈的永磁机构实现真空管的 分闸与合闸的动作，但永磁机构及真空馈电开关的控制性能是决定真空馈电开关安全可靠 的关键。
发明内容本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种装有双稳态双线圈永 磁机构的真空馈电开关的智能控制系统，其能够提高隔爆型真空馈电开关断路器的使用寿 命，实现断路器的智能化控制与保护，保证供电系统可靠运行。按照本实用新型提供的技术方案，所述装有双稳态双线圈永磁机构的真空馈电开 关的智能控制系统，包括永磁机构，所述永磁机构包括分闸线圈与合闸线圈；所述合闸线圈 得电动作时，真空馈电开关合闸，所述分闸线圈得电动作时，真空馈电开关分闸；所述永磁 机构与开关动作控制模块的输出端连接，所述开关动作控制模块提供永磁机构的合闸与分 闸信号；所述开关动作控制模块与智能控制器连接，所述智能控制器的输入端与漏电组件 连接；所述漏电组件检测主回路的漏电信号，并将所述漏电信号传输到智能控制器；智能 控制器接收并分析漏电信号，输出漏电闭锁信号到开关动作控制模块，所述开关动作控制 模块根据漏电闭锁信号，向永磁机构输出分闸信号，并关闭向永磁机构输出合闸信号。所述智能控制器的输入端还接有瓦斯传感器，所述瓦斯传感器检测瓦斯浓度，并 将所述瓦斯浓度传输到智能控制器；智能控制器接收并分析瓦斯浓度信号；所述瓦斯浓度 高于允许范围时，智能控制器输出分闸控制信号到开关动作控制模块，开关动作控制模块 根据分闸控制信号，向永磁机构输出分闸信号，使永磁机构的分闸线圈得电动作。所述智能 控制器的输入端与电流检测模块相连，所述电流检测模块检测主回路的对应于的过载、短 路或断相信号，并将对应的信号传输到智能控制器；所述智能控制器接收并分析过载、短路 或断相信号，输出分闸控制信号到开关动作控制模块，开关动作控制模块根据分闸控制信 号，向永磁机构输出分闸信号，使永磁机构的分闸线圈得电动作。所述智能控制器的输入端与三相电抗器及电压检测模块相连，所述电压检测模块 检测三相电抗器的电压信号，得到主回路相对应的欠压、过压或三相不平衡信号，并将对应的信号传输到智能控制器；所述智能控制器接收并分析对应的欠压、过压或三相不平衡信 号，输出分闸控制信号到开关动作控制模块，开关动作控制模块根据分闸控制信号，向永磁 机构输出分闸信号，使永磁机构的分闸线圈得电动作。所述智能控制器上设有通讯模块，所 述通讯模块包括RS485通讯接口或电力线载波通信接口。所述智能控制器的输入端还与温度传感器连接，所述温度传感器将检测的温度信 号传输到智能控制器；智能控制器接收并分析温度信号，输出分闸控制信号到开关动作控 制模块，开关动作控制模块根据分闸控制信号，向永磁机构输出分闸信号，使永磁机构的分 闸线圈得电动作。所述智能控制器与开关动作控制模块的电源端均勻电源处理模块相连； 所述电源处理模块将电网电压转换成智能控制器、开关动作控制模块需要的电压；所述电 源处理模块包括变压器。所述开关动作控制模块的输入端与开关位置检测模块连接，所述开关位置检测模 块检测辅助开关的状态，并传输到开关动作控制模块；所述开关动作控制模块分析辅助开 关的状态信号，控制永磁机构的分闸与合闸。所述智能控制器、开关动作控制模块的输出 端均与液晶显示模块连接；智能控制器与开关动作控制模块通过液晶显示模块输出当前时 间、三相电流值、电网电压、有功功率、功率因数、绝缘电阻值、温度值、瓦斯浓度值、风电闭 锁、真空馈电开关的运行状态及对应的故障信号；所述智能控制器能够接收并存储对应功 能参数及故障信号；当启动或复位时，智能控制器能够读取启动或复位前的功能参数。所述 智能控制器的输入端还接有开关量输入模块与风电闭锁模块。本实用新型的优点采用模块化结构设计，操作、安装及使用方便。通过漏电组件 检测主回路的漏电信号，智能控制器输出漏电闭锁信号开关动作控制模块，使永磁机构的 分闸线圈与合闸线圈均不带电，确保了真空馈电开关的使用安全。所述智能控制器还分别 与瓦斯传感器、温度传感器、三相电抗器、电流检测模块及电压检测模块连接，通过分析对 应的信号，智能控制器输出分闸信号，使永磁机构进行分闸，确保真空馈电开关工作的安全 可靠。智能控制器还与开关量输入模块、风电闭锁模块连接，拓宽了真空馈电开关的使用范 围。智能控制器通过通讯模块与监控设备相连，实现真空馈电开关的远程监测。优化的软 硬件抗干扰处理，通过液晶显示模块进行相关参数显示及设置，具有友好的人机界面，使安 装、使用、维护更加简单，使用寿命大为增加。整个智能控制系统，保护范围广，功能齐全。
图1为本实用新型的结构框图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。如图1所示真空馈电开关包括真空管及永磁机构，所述永磁机构包括分闸线圈 与合闸线圈。当永磁机构的合闸线圈带电时，真空馈电开关的真空管的动静触头闭合，主回 路实现闭合；当永磁机构的分闸线圈带电时，真空馈电开关的真空管的动静触头分离，实现 主回路的断开。所述永磁机构的线圈由永磁机构电容组进行供电；永磁机构与开关动作控 制模块相连，所述开关动作控制模块提供永磁机构的合闸与分闸信号；当开关动作控制模 块输出合闸信号时，永磁机构的合闸线圈得电动作；当开关动作控制模块输出分闸信号时，永磁机构的分闸线圈得电动作。通过永磁机构控制真空管动静触头的闭合与分离，可靠性 好。所述开关动作控制模块的输入端与开关位置检测模块相连，所述开关位置检测模 块检测真空馈电开关中相应辅助开关的状态，并将对应的辅助开关的状态传输到开关动作 控制模块；开关动作控制模块分析对应的辅助开关的状态，向永磁机构输出分闸信号或合 闸信号，使永磁机构的分闸线圈得电动作或合闸线圈得电动作。开关动作控制模块的电源 端与电源处理模块连接，电源处理模块将电网电压转换为开关动作控制模块需要的电源电 压。电源处理模块包括变压器，通过变压器与380V、660V或1140V电压等级相匹配，可以实 现真空馈电开关在含有爆炸性气体(甲烷)和煤尘的矿井、矿山等特殊环境下供电。所述电源处理模块的输出端还与智能控制器的电源端连接，为智能控制器提供电 源，智能控制器为DSP (数字信号处理器)。当永磁机构带动真空管的动静触头闭合时，主回 路接通；主回路接通后，智能控制器接收并分析外部的检测保护信号，并根据对应的保护信 号，向开关动作控制模块输出分闸控制信号；开关动作控制模块根据分闸控制信号，向永磁 机构输出分闸信号，使永磁机构带动真空管动静触头分开，达到断开主回路的目的，保证真 空馈电开关的使用安全。智能控制器上的输入端与漏电组件相连接，漏电组件串接在主回 路中；当主回路中漏电时，漏电组件向智能控制器输出漏电信号；智能控制器根据漏电信 号，向开关动作控制模块输出漏电闭锁信号，使开关动作控制模块向永磁机构输出分闸信 号，并关闭向永磁机构输出合闸信号，同时能够达到漏电保护及选择性漏电保护的功能。所 述开关动作控制模块向永磁机构输出漏电闭锁信号后，开关动作控制模块不能进行输出合 闸信号；通过解锁后，才能通过开关动作控制模块进行合间或分间信号。智能控制器的输入端还接收瓦斯传感器的信号，瓦斯传感器检测真空馈电开关使 用环境中的瓦斯浓度。瓦斯传感器检测瓦斯浓度，输出200 1000Hz的频率信号，智能控 制器根据瓦斯传感器的瓦斯浓度，得到0 4%的瓦斯浓度。当智能传感器采集瓦斯传感器 的瓦斯浓度超过中允许的瓦斯浓度范围时，智能控制器会向开关动作控制模块输出分闸控 制信号，使永磁机构的分闸线圈得电，断开主回路，实现了对瓦斯的检测与保护，确保了真 空馈电开关连接主回路的安全。智能控制器的输入端还与电流互感器、零序互感器连接，电流互感器与零序互感 器能够检测主回路的电流，所述电流互感器与零序互感器构成电流检测模块，并将检测的 电流信号传输到智能控制器。智能控制器采集并分析所述电流信号，智能控制器根据所述 电流信号向开关动作控制模块输出分闸控制信号；开关动作控制模块根据分闸控制信号， 向永磁机构输出分闸信号，使永磁机构的分闸线圈带电，从而断开主回路；实现了主回路过 载、短路或断相的检测，再次确保了真空馈电开关连接主回路的安全可靠。智能控制器的输入端还与三相电抗器连接，所述三相电抗器串接在主回路中，并 通过电压检测模块检测三相电抗器上的电压，完成主回路中欠压、过压或三相不平衡的检 测。所述电压检测模块将检测的三相电抗器电压信号传输到智能控制器，智能控制器采集 并分析所述电压信号，根据所述电压信号值向开关动作控制模块输出分闸控制信号。开关 动作控制模块根据分闸控制信号，向永磁机构输出分闸信号，使永磁机构的分闸线圈带电， 从而断开主回路；实现了主回路欠压、过压或三相不平衡的检测，确保了真空馈电开关连接 主回路的安全可靠。[0018]智能控制器还可以通过通讯模块与外部监视或上位机系统通讯。所述通讯模块包 括RS485接口或电力线载波通信接口 ；智能控制器通过RS485接口与上位机通讯。通过上 位机可以查询真空馈电开关的各种运行方式与参数、开关运行状态、发生故障后的故障信 息，实现对真空馈电开关的远方分励。智能控制器的输入端还接有开关量输入模块与风电 闭锁模块，当智能控制器与风电闭锁模块相配合时，可以保证真空馈电开关在矿山、矿井等 环境下使用。智能控制器与开关动作控制模块的输出端均与液晶显示模块相连；液晶显示模块 为4X8汉字字符液晶显示器。智能控制器通过液晶显示模块与菜单式人机交互界面，操作 直观方便。智能控制器通过液晶显示器能够显示当前时间、三相电流、电网电压、有功功率、 功率因数、绝缘电阻(主回路断开时)、温度值、瓦斯浓度、风电闭锁、真空馈电开关的运行 状态(分间或合间)及对应的故障信息。智能控制器采集外部检测模块及对外部检测信号 的分析处理均可以通过菜单选择调整，使用范围广，操作简单，保护精度高。智能控制器还 具有“记忆”功能，对智能控制器的参数设定，智能控制器能够存储设置参数，当智能控制器 在启动或复位时，智能控制器均能够读取启动或复位前存储的设置参数。智能控制器还能 够存储故障信息，可记录最多50次详细故障(所述故障信息包括故障类型、故障线电压、故 障电流、故障时间、故障电阻等)，及最多9999次的累计故障跳闸次数，最多9999小时的累 计合间时间，最多9999999999度的电度。所述故障信息能够通过液晶显示模块进行查询， 操作方便。当智能保护器与真空馈电开关装入隔爆型电开关器后，除可以通过窗口观察到 显示屏上的各种信息外，通过开关本体上的按钮也可以在现场打不开开关外壳的情况下， 完成对智能控制器各种参数的整定及试验，具有真正的智能控制化。本实用新型采用模块化结构设计，操作、安装及使用方便，能够同时完成漏电闭 锁、漏电保护、选择性漏电保护、欠压、过压、三相不平衡、过载、短路、断相、远方分励、温度 保护、瓦斯保护、风电闭锁、分合闸动作控制极电压检测等功能。通过漏电组件检测主回路 的漏电信号，智能控制器输出漏电闭锁信号开关动作控制模块，使永磁机构的分闸线圈与 合闸线圈均不带电，确保了真空馈电开关的使用安全。所述智能控制器还分别与瓦斯传感 器、温度传感器、三相电抗器、电流检测模块及电压检测模块连接，通过分析对应的信号，智 能控制器输出分闸信号，使永磁机构进行分闸，确保真空馈电开关工作的安全可靠。智能控 制器还与开关量输入模块、风电闭锁模块连接，拓宽了真空馈电开关的使用范围。智能控制 器通过通讯模块与监控设备相连，实现真空馈电开关的远程监测。优化的软硬件抗干扰处 理，通过液晶显示模块进行相关参数显示及设置，具有友好的人机界面，使安装、使用、维护 更加简单，使用寿命大为增加。整个智能控制系统，保护范围广，功能齐全。
权利要求一种装有双稳态双线圈永磁机构的真空馈电开关的智能控制系统，包括永磁机构，所述永磁机构包括分闸线圈与合闸线圈；所述合闸线圈得电动作时，真空馈电开关合闸，所述分闸线圈得电动作时，真空馈电开关分闸；其特征是所述永磁机构与开关动作控制模块的输出端连接，所述开关动作控制模块提供永磁机构的合闸与分闸信号；所述开关动作控制模块与智能控制器连接，所述智能控制器的输入端与漏电组件连接；所述漏电组件检测主回路的漏电信号，并将所述漏电信号传输到智能控制器；智能控制器接收并分析漏电信号，输出漏电闭锁信号到开关动作控制模块，所述开关动作控制模块根据漏电闭锁信号，向永磁机构输出分闸信号，并关闭向永磁机构输出合闸信号。
2.根据权利要求1所述装有双稳态双线圈永磁机构的真空馈电开关的智能控制系统， 其特征是所述智能控制器的输入端还接有瓦斯传感器，所述瓦斯传感器检测瓦斯浓度，并 将所述瓦斯浓度传输到智能控制器；智能控制器接收并分析瓦斯浓度信号；所述瓦斯浓度 高于允许范围时，智能控制器输出分闸控制信号到开关动作控制模块，开关动作控制模块 根据分闸控制信号，向永磁机构输出分闸信号，使永磁机构的分闸线圈得电动作。
3.根据权利要求1所述装有双稳态双线圈永磁机构的真空馈电开关的智能控制系统， 其特征是所述智能控制器的输入端与电流检测模块相连，所述电流检测模块检测主回路 的对应于的过载、短路或断相信号，并将对应的信号传输到智能控制器；所述智能控制器接 收并分析过载、短路或断相信号，输出分闸控制信号到开关动作控制模块，开关动作控制模 块根据分闸控制信号，向永磁机构输出分闸信号，使永磁机构的分闸线圈得电动作。
4.根据权利要求1所述装有双稳态双线圈永磁机构的真空馈电开关的智能控制系统， 其特征是所述智能控制器的输入端与三相电抗器及电压检测模块相连，所述电压检测模 块检测三相电抗器的电压信号，得到主回路相对应的欠压、过压或三相不平衡信号，并将对 应的信号传输到智能控制器；所述智能控制器接收并分析对应的欠压、过压或三相不平衡 信号，输出分闸控制信号到开关动作控制模块，开关动作控制模块根据分闸控制信号，向永 磁机构输出分闸信号，使永磁机构的分闸线圈得电动作。
5.根据权利要求1所述装有双稳态双线圈永磁机构的真空馈电开关的智能控制系统， 其特征是所述智能控制器上设有通讯模块，所述通讯模块包括RS485通讯接口或电力线 载波通信接口。
6.根据权利要求1所述装有双稳态双线圈永磁机构的真空馈电开关的智能控制系统， 其特征是所述智能控制器的输入端还与温度传感器连接，所述温度传感器将检测的温度 信号传输到智能控制器；智能控制器接收并分析温度信号，输出分闸控制信号到开关动作 控制模块，开关动作控制模块根据分闸控制信号，向永磁机构输出分闸信号，使永磁机构的 分闸线圈得电动作。
7.根据权利要求1所述装有双稳态双线圈永磁机构的真空馈电开关的智能控制系统， 其特征是所述智能控制器与开关动作控制模块的电源端均勻电源处理模块相连；所述电 源处理模块将电网电压转换成智能控制器、开关动作控制模块需要的电压；所述电源处理 模块包括变压器。
8.根据权利要求1所述装有双稳态双线圈永磁机构的真空馈电开关的智能控制系统， 其特征是所述开关动作控制模块的输入端与开关位置检测模块连接，所述开关位置检测 模块检测辅助开关的状态，并传输到开关动作控制模块；所述开关动作控制模块分析辅助开关的状态信号，控制永磁机构的分闸与合闸。
9.根据权利要求1所述装有双稳态双线圈永磁机构的真空馈电开关的智能控制系统， 其特征是所述智能控制器、开关动作控制模块的输出端均与液晶显示模块连接；智能控 制器与开关动作控制模块通过液晶显示模块输出当前时间、三相电流值、电网电压、有功功 率、功率因数、绝缘电阻值、温度值、瓦斯浓度值、风电闭锁、真空馈电开关的运行状态及对 应的故障信号；所述智能控制器能够接收并存储对应功能参数及故障信号；当启动或复位 时，智能控制器能够读取启动或复位前的功能参数。
10.根据权利要求1所述装有双稳态双线圈永磁机构的真空馈电开关的智能控制系 统，其特征是所述智能控制器的输入端还接有开关量输入模块与风电闭锁模块。
专利摘要本实用新型涉及一种装有双稳态双线圈永磁机构的真空馈电开关的智能控制系统。其包括永磁机构，所述永磁机构包括分闸线圈与合闸线圈；所述永磁机构与开关动作控制模块的输出端连接，所述开关动作控制模块提供永磁机构的合闸与分闸信号；所述开关动作控制模块与智能控制器连接，所述智能控制器的输入端与漏电组件连接；所述漏电组件检测主回路的漏电信号，并将所述漏电信号传输到智能控制器；智能控制器接收并分析漏电信号，输出漏电闭锁信号到开关动作控制模块，所述开关动作控制模块根据漏电闭锁信号，关闭向永磁机构输出合闸与分闸信号。本实用新型能够提高隔爆型真空馈电开关断路器的使用寿命，实现断路器的智能化控制与保护，保证供电系统可靠运行。
文档编号H02H3/32GK201717604SQ201020236460
公开日2011年1月19日 申请日期2010年6月24日 优先权日2010年6月24日
发明者石寅旺 申请人:无锡市锡山湖光电器有限公司