专利名称：开关状态指示器的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种电力电路保护件，特别是涉及一种开关状态指示器。
背景技术：
目前电力行业所使用的开关柜的开关状态指示器功能日趋完善，可以快捷、直观、准确的显示出开关柜的各种状态，集一次回路动态模拟图、开关状态指示、断路器位置指示、手车位置指示、接地刀闸位置指示、弹簧储能状态指示、高压带电指示、电磁闭锁、温湿度控制、语音防误提示等多项功能于一体。这些指示功能可分可合，其中高压带电指示功能需要从开关柜的高压传感器引出A、B、C三相的电信号。大多数高压传感器制成支柱绝缘子式，其内部埋设用高强介电功能性材料制成电容芯棒。电容的一端与高压一次回路相连接，另一端从内部与传感器的二次接线端相连接。由于开关状态指示器面板上的高压带电LED指示灯，其驱动电流是通过高压传感器的输出端来提供的，高压传感器的电容量越大，其提供的驱动电流也较大，带电与否的显示也比较明显。所以为保证高压带电LED指示灯正常发光，目前高压传感器的电容量一般都大于80pF，但是当电路发生故障或出现意外时，通过该容值的高压传感器输出的驱动电流为毫安级，有可能导致人体触电，存在一定的安全隐患。[0003]中国专利公开号:CN202206064U，
公开日2012年4月25日，公开了一种开关柜智能显控装置，其包括处理模块、动态模拟图显示模块、预分预合闪光指示模块、分合闸回路完好指示模块、带电显示与锁闭模块、温湿度数字显示与控制模块、智能语音防误提示模块、以及报警功能模块，该动态模拟图显示模块、该预分预合闪光指示模块、该分合闸回路完好指示模块、该带电显示与锁闭模块、该温湿度数字显示与控制模块、该智能语音防误提示模块以及该报警功能模块分别与该处理模块连接。此技术方案中驱动电流也为毫安级，仍然有可能导致人体触电，存在一定的安全隐患。
发明内容本实用新型的目的是为解决目前的现有技术存在当电路发生故障或出现意外时高压传感器输出的驱动电流为毫安级，有可能导致人体触电，存在一定的安全隐患的问题，提供一种由在人体安全电流值范围内的微小电流值驱动指示，能更加完善安全性能的开关状态指示器。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种开关状态指示器，用于监测高压电路中高压开关柜的电气状态，由电源电路供电，包括微处理器、闭锁电路、光电隔离输入电路、开关量模拟条显示电路、高压带电指示电路和开关量输入信号电路，所述高压带电指示电路的输入端与高压电路中的高压传感器的二次端电连接，高压带电指示电路的输出端与光电隔离输入电路输入端电连接，开关量输入信号电路的输入端与高压开关柜中断路器的辅助触点连接，开关量输入信号电路的输出端也与光电隔离输入电路输入端电连接，光电隔离输入电路与开关量模拟条显示电路的输入端连接，光电隔离输入电路还与微处理器电连接，所述的微处理器通过闭锁电路与高压开关柜中的开关元件电连接。开关量输入信号电路的开关量输入信号取自开关柜中断路器的辅助触点。经开关量输入信号电路、光电隔离电路，一方面直接驱动开关量模拟条显示电路显示各开关量的分、合状态，另一方面将信号传送给微处理器进行智能逻辑控制处理。开关量输入信号包括断路器合闸状态、断路器分闸状态、手车实验位置、手车工作位置、弹簧未储能/已储能状态、接地刀分闸/合闸状态，高压带电指示电路的输入信号取自与母线相连的高压传感器。当任一相带电时，高压传感器的二次端输出的微小电流经过高压带电指示电路的处理后直接驱动该相的LED指示灯发光，另一方面高压三相带电信号经过光电隔离电路传送给微处理器，经过微处理器运算处理后输出高压带电闭锁信号。作为优选，所述的高压带电指示电路包括整流电路、间歇式触发电路、晶闸管Q3、电感L1、二极管D1、LED指示灯和光耦，所述的整流电路的输入端与高压电路中的高压传感器的二次端电连接，整流电路的正输出端与间歇式触发电路的输入端连接，间歇式触发电路的负输入端与整流电路的负输出端连接，间歇式触发电路的输出端与晶闸管Q3的控制端连接，电感LI的第一导通端与整流电路的正输出端连接，电感LI的第二导通端通过LED指不灯与光稱一次侧的正输入端连接，光稱一次侧的负输出端与二极管Dl的阳极连接,光耦的二次侧与光电隔离输入电路的输入端连接，二极管Dl的阴极与间歇式触发电路的正输入端连接，晶闸管Q3的阳极与二极管Dl的阳极连接，晶闸管Q3的阴极与整流电路的负输出端连接。这样设置，即使高压传感器只有很小的电容值，其提供的微小电流无法直接使LED指示灯发光，但是该微小电流通过间歇式触发电路处理后进行蓄能，就能间歇获得比较大的驱动电流，使得LED指示灯能够闪烁发光进行高压带电指示。又由于人的肉眼并不能很容易地觉察到光源的闪烁，当光强以大于50Hz的频率变化时，大多数人就分辨不出光源是否在闪烁了，此时人眼感受到的光源就发出稳定连续的光。本实用新型运用该原理实现高压带电LED指示灯的正常发光显示。作为优选，所述的间歇式触发电路包括电容Cl、电容C2、二极管D2、三极管Q1、三极管Q2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7和电阻R8，电容Cl的第一导通端和电阻R3的第一导通端均与整流电路的正输出端连接，电容Cl的第二导通端和电阻R3的第二导通端均与电容C2的第一导通端连接，电容C2的第二导通端与整流电路的负输出端连接，二极管D2的阴极与电阻R3的第二导通端连接，二极管D2的阳极与电容C2的第二导通端连接，三极管Ql的集电极与二极管D2的阴极连接，三极管Ql的发射极与三极管Q2的基极连接，三极管Ql的基极与三极管Q2的发射极连接，三极管Q2的集电极通过电阻R7与晶闸管Q3的控制极连接，电阻R4的一端与三极管Ql的集电极连接，电阻R4的另一端与三极管Ql的基极连接，电阻R5的一端与三极管Ql的基极连接，电阻R5的另一端与三极管Ql的发射极连接，电阻R6的一端与三极管Q2的基极连接，电阻R6的另一端与电阻R7的第一端连接，电阻R8的第一端与晶闸管Q3的控制端连接，电阻R8的第二端与二极管D2的阳极连接。间歇式触发电路进行间歇式的触发，辅助电感LI进行蓄能，就能间歇获得比较大的驱动电流，使得LED指示灯能够闪烁发光进行高压带电指示。作为优选，所述的开关状态指示器还包括温湿度传感器、温湿度控制电路和温湿度显示电路，温湿度传感器、温湿度控制电路和温湿度显示电路均与微处理器电连接。配用两路温湿度传感器，将温湿度数值以数字信号的形式采集到微处理器，经过微处理器运算处理逻辑判断，自动控制加热器或风机进行工作，确保开关柜内的温湿度指标符合工作标准，并防止凝露的产生。同时开关状态指示器的面板上设有数码管用于实时显示当前的温湿度值，显示直观清晰。作为优选，所述的开关状态指示器还包括人体感应模块和语音防误提示电路，人体感应模块和语音防误提示电路均与所述的微处理器电连接。语音防误提示部分通过微处理器分别接收人体感应模块信号、开关量状态信号和高压三相带电信号，再经过智能逻辑控制处理后进行语音报警提示，更好地保障操作人员的人身安全。作为优选，所述的开关状态指示器还包括有RS485通讯模块，RS485通讯模块与所述的微处理器电连接。RS485总线与后台监控计算机进行组网通信，能够方便的实现一台或多台开关柜组成的电气一次系统的实时动态运行模拟与远程环境监控。本实用新型的实质性效果是:本装置的高压带电指示部分采用了低容值的高压传感器，高压传感器的电容量小，其提供的驱动电流值远远小于人体安全电流值，能更加完善开关状态指示器的安全性能。
图1为本实用新型的一种电路原理方框图；图2为本实用新型中一相高压带电指示部分的电路原理示意图；图3为本实用新型中间歇式触发电路的一种电路原理示意图。图中:1、微处理器，2、光电隔离输入电路，3、高压带电指示电路，4、高压传感器，5、开关量输入信号电路，6、断路器辅助触点，7、开关量模拟条显示电路，8、人体感应模块，9、温湿度传感器，10、RS485通讯模块，11、语音防误提示电路，12、温湿度控制电路，13、温湿度显示电路，14、闭锁电路，15、电源电路。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的具体说明。实施例:一种开关状态指示器(参见附图1)，用于监测高压电路中高压开关柜的电气状态，由电源电路15供电，其特征在于:包括微处理器1、闭锁电路14、光电隔离输入电路2、开关量模拟条显示电路7、高压带电指示电路3和开关量输入信号电路5，高压带电指示电路3的输入端与高压电路中的高压传感器的二次端电连接，高压带电指示电路3的输出端与光电隔尚输入电路2输入端电连接，开关量输入信号电路5的输入端与闻压开关柜中断路器辅助触点6连接，开关量输入信号电路5的输出端也与光电隔离输入电路2输入端电连接，光电隔离输入电路2与开关量模拟条显示电路7的输入端连接，光电隔离输入电路2还与微处理器I电连接，微处理器I通过闭锁电路14与高压开关柜中的开关元件电连接。高压带电指示电路3 (参见附图2)包括整流电路、间歇式触发电路、晶闸管Q3、电感L1、二极管Dl、LED指示灯和光耦，整流电路的输入端与高压电路中的高压传感器的二次端电连接，整流电路的正输出端与间歇式触发电路的输入端连接，间歇式触发电路的负输入端与整流电路的负输出端连接，间歇式触发电路的输出端与晶闸管Q3的控制端连接，电感LI的第一导通端与整流电路的正输出端连接，电感LI的第二导通端通过LED指示灯与光耦一次侧的正输入端连接，光稱一次侧的负输出端与二极管Dl的阳极连接,光稱的二次侧与光电隔离输入电路2的输入端连接，二极管Dl的阴极与间歇式触发电路的正输入端连接，晶闸管Q3的阳极与二极管Dl的阳极连接，晶闸管Q3的阴极与整流电路的负输出端连接。间歇式触发电路(参见附图3)包括电容Cl、电容C2、二极管D2、三极管Ql、三极管Q2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7和电阻R8，电容Cl的第一导通端和电阻R3的第一导通端均与整流电路的正输出端连接，电容Cl的第二导通端和电阻R3的第二导通端均与电容C2的第一导通端连接，电容C2的第二导通端与整流电路的负输出端连接，二极管D2的阴极与电阻R3的第二导通端连接，二极管D2的阳极与电容C2的第二导通端连接，三极管Ql的集电极与二极管D2的阴极连接，三极管Ql的发射极与三极管Q2的基极连接，三极管Ql的基极与三极管Q2的发射极连接，三极管Q2的集电极通过电阻R7与晶闸管Q3的控制极连接，电阻R4的一端与三极管Ql的集电极连接，电阻R4的另一端与三极管Ql的基极连接，电阻R5的一端与三极管Ql的基极连接，电阻R5的另一端与三极管Ql的发射极连接，电阻R6的一端与三极管Q2的基极连接，电阻R6的另一端与电阻R7的第一端连接，电阻R8的第一端与晶闸管Q3的控制端连接，电阻R8的第二端与二极管D2的阳极连接。开关状态指示器还包括温湿度传感器9、温湿度控制电路12和温湿度显示电路13，温湿度传感器9、温湿度控制电路12和温湿度显示电路13均与微处理器I电连接。开关状态指示器还包括人体感应模块8和语音防误提示电路11，人体感应模块8和语音防误提示电路11均与微处理器I电连接。开关状态指示器还包括有RS485通讯模块10，RS485通讯模块10与微处理器I电连接。开关量输入信号电路的开关量输入信号取自开关柜中断路器的辅助触点。经开关量输入信号电路、光电隔离电路，一方面直接驱动开关量模拟条显示电路显示各开关量的分、合状态，另一方面将信号传送给微处理器进行智能逻辑控制处理。开关量输入信号包括断路器合闸状态、断路器分闸状态、手车实验位置、手车工作位置、弹簧未储能/已储能状态、接地刀分闸/合闸状态，高压带电指示电路的输入信号取自与母线相连的高压传感器。当任一相带电时，高压传感器的二次端输出的微小电流经过高压带电指示电路的处理后直接驱动该相的LED指示灯发光，另一方面高压三相带电信号经过光电隔离电路传送给微处理器，经过微处理器运算处理后输出高压带电闭锁信号。本实施例使用时，即使高压传感器只有很小的电容值，其提供的微小电流无法直接使LED指示灯发光，但是该微小电流通过间歇式触发电路处理后进行蓄能，就能间歇获得比较大的驱动电流，使得LED指示灯能够闪烁发光进行高压带电指示。又由于人的肉眼并不能很容易地觉察到光源的闪烁，当光强以大于50Hz的频率变化时，大多数人就分辨不出光源是否在闪烁了，此时人眼感受到的光源就发出稳定连续的光。本实用新型运用该原理实现高压带电LED指示灯的正常发光显
/Jn ο以上所述的实施例只是本实用新型的一种较佳的方案，并非对本实用新型作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
权利要求1.一种开关状态指示器，用于监测高压电路中高压开关柜的电气状态，由电源电路供电，其特征在于:包括微处理器、闭锁电路、光电隔离输入电路、开关量模拟条显示电路、高压带电指示电路和开关量输入信号电路，所述高压带电指示电路的输入端与高压电路中的高压传感器的二次端电连接，高压带电指示电路的输出端与光电隔离输入电路输入端电连接，开关量输入信号电路的输入端与高压开关柜中断路器的辅助触点连接，开关量输入信号电路的输出端也与光电隔离输入电路输入端电连接，光电隔离输入电路与开关量模拟条显示电路的输入端连接，光电隔离输入电路还与微处理器电连接，所述的微处理器通过闭锁电路与高压开关柜中的开关元件电连接。
2.根据权利要求1所述的开关状态指示器，其特征在于:所述的高压带电指示电路包括整流电路、间歇式触发电路、晶闸管Q3、电感L1、二极管Dl、LED指示灯和光耦，所述的整流电路的输入端与高压电路中的高压传感器的二次端电连接，整流电路的正输出端与间歇式触发电路的输入端连接，间歇式触发电路的负输入端与整流电路的负输出端连接，间歇式触发电路的输出端与晶闸管Q3的控制端连接，电感LI的第一导通端与整流电路的正输出端连接，电感LI的第二导通端通过LED指示灯与光耦一次侧的正输入端连接，光耦一次侧的负输出端与二极管Dl的阳极连接，光耦的二次侧与光电隔离输入电路的输入端连接，二极管Dl的阴极与间歇式触发电路的正输入端连接，晶闸管Q3的阳极与二极管Dl的阳极连接，晶闸管Q3的阴极与整流电路的负输出端连接。
3.根据权利要求2所述的开关状态指示器，其特征在于:所述的间歇式触发电路包括电容Cl、电容C2、二极管D2、三极管Q1、三极管Q2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7和电阻R8，电容Cl的第一导通端和电阻R3的第一导通端均与整流电路的正输出端连接，电容Cl的第二导通端和电阻R3的第二导通端均与电容C2的第一导通端连接，电容C2的第二导通端与整流电路的负输出端连接，二极管D2的阴极与电阻R3的第二导通端连接，二极管D2的阳极与电容C2的第二导通端连接，三极管Ql的集电极与二极管D2的阴极连接，三极管Ql的发射极与三极管Q2的基极连接，三极管Ql的基极与三极管Q2的发射极连接，三极管Q2的集电极通过电阻R7与晶闸管Q3的控制极连接，电阻R4的一端与三极管Ql的集电极连接，电阻R4的另一端与三极管Ql的基极连接，电阻R5的一端与三极管Ql的基极连接，电阻R5的另一端与三极管Ql的发射极连接，电阻R6的一端与三极管Q2的基极连接，电阻R6的另一端与电阻R7的第一端连接，电阻R8的第一端与晶闸管Q3的控制端连接，电阻R8的第二端与二极管D2的阳极连接。
4.根据权利要求1或2所述的开关状态指示器，其特征在于:所述的开关状态指示器还包括温湿度传感器、温湿度控制电路和温湿度显示电路，温湿度传感器、温湿度控制电路和温湿度显示电路均与微处理器电连接。
5.根据权利要求1或2所述的开关状态指示器，其特征在于:所述的开关状态指示器还包括人体感应模块和语音防误提示电路，人体感应模块和语音防误提示电路均与所述的微处理器电连接。
6.根据权利要求1或2所述的开关状态指示器，其特征在于:所述的开关状态指示器还包括有RS485通讯模块，RS485通讯模块与所述的微处理器电连接。
专利摘要本实用涉及一种开关状态指示器。本实用可以解决现有技术存在安全隐患的问题，其技术方案要点是包括微处理器、闭锁电路、光电隔离输入电路、开关量模拟条显示电路、高压带电指示电路和开关量输入信号电路，高压带电指示电路的输入端与高压电路中的高压传感器的二次端电连接，高压带电指示电路的输出端与光电隔离输入电路输入端电连接，开关量输入信号电路的输入端与高压开关柜中断路器的辅助触点连接，开关量输入信号电路的输出端也与光电隔离输入电路输入端电连接，光电隔离输入电路与开关量模拟条显示电路的输入端连接，光电隔离输入电路还与微处理器电连接，微处理器通过闭锁电路与高压开关柜中的开关元件电连接。本装置安全性能好。
文档编号H02B15/00GK203014260SQ20122071306
公开日2013年6月19日 申请日期2012年12月21日 优先权日2012年12月21日
发明者陈志平, 蒋宝雨, 沈金春 申请人:杭州宇诺电子科技有限公司