手车式开关柜智能防误闭锁系统的制作方法
【专利摘要】一种手车式开关柜智能防误闭锁系统，包括若干断路器、检测器、闭锁器和显示器，还包括DOP工业人机、智能控制器、集控箱和供电电源，其中供电电源与DOP工业人机和集控箱分别相连，DOP工业人机、集控箱中的通讯口与智能控制器依次相连，断路器、检测器、闭锁器和显示器分别与智能控制器相连。其优点在于：采用了DOP工业人机、智能控制器和集控箱，实现了对各闭锁器的智能控制，使手车式开关柜真正达到本质安全，有效防止运行人员、检修人员和其他的人员因为操作不当而引起不必要的事故，正确操作时自动解锁，错误操作时自动闭锁，使手车式开关柜真正达到本质安全，不给操作人员带来任何负担，保证了电力安全生产，保护了操作人员和维修人员安全。
【专利说明】手车式开关柜智能防误闭锁系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电气防护技术，特别涉及一种手车式开关柜智能防误闭锁系统。【背景技术】
[0002]电力系统的电气操作都需要一定的操作程序，每一个操作步骤都是固定的而且不可跳跃的，因此为了防止运行人员、检修人员和其他的人员因为操作不当而引起不必要的事故，提出所谓的“五防”概念。“五防”的具体内容:1、防止误分、合断路器。2、防止带负荷分、合隔离开关。3、防止带电挂(合)接地线(接地开关)。4、防止带地线送电。5、防止误入带电间隔。防误闭锁装置是防止运行人员的误操作事故而采取的一种积极措施，防误功能的实现成了电力安全生产的重要措施之一。
[0003]目前，国内高压开关柜大部分采用手车式开关柜，按断路器安装方式分为落地式和中置式。大多数开关柜在出厂时已具备一定的“五防”功能，但在一些新电气条件和运行方式下中置柜的部分“五防”功能已不能满足要求，须改进“五防”功能。具体表现为:
[0004]I手车柜母线室，负荷侧间隔均无闭锁，单纯采用螺丝紧固，存在误入带电间隔危险。
[0005]2下进线的电源开关，PT柜等没有地刀的开关柜无法闭锁后门，开后门后门不关上可把手车开关推进工作位置，存在误入带电间隔危险。
[0006]3母线室间隔门在开状态或没有接地刀的负荷侧间隔门在开门状态时，所有手车全部能推进“工作”位置，这就存在着误送电或误入带电间隔的可能性。
[0007]4检修时母线将装设接地线，但此地线与本段的所有手车柜间均无任何联锁。既不能防止带电装地线，又不能闭锁所有手车进入间隔，随时可能发生带地线推手车的误操作。
[0008]5每个高压母线段里都有电源性质柜，如工作电源柜、备用电源柜、变压器柜、PT柜等，这些手车柜内无论任一个手车在“工作”位置，都有可能使母线带电。如果在检修期间发生这种情况，那将是十分危险的。
[0009]6低压变压器均远离手车柜，近的几十米，远的一、二百米，如果在变压器“本体”遗留有接地线、则带地线送电的误操作将无法避免。
[0010]为了适应电力生产现代化、自动化、集控化,解放劳动力，提高工作效率,保证电力安全生产，设计安装一种无空程序，操作不带钥匙的全自动防误闭锁装置是一个重要课题。
实用新型内容
[0011]本实用新型的目的是克服现有手车式开关柜防误缺陷，可以实现对各闭锁器的智能控制，有效地防止运行人员、检修人员和其他的人员因为操作不当而引起事故，正确操作时自动解锁，错误操作时自动闭锁，使手车式开关柜真正达到本质安全，不给操作人员带来任何负担，保证了电力安全生产，保护了操作人员和维修人员安全。
[0012]为达到上述目的，本实用新型提供的手车式开关柜智能防误闭锁系统，包括若干断路器、检测器、闭锁器和显示器，还包括DOP工业人机、智能控制器、集控箱和供电电源，其中所述供电电源与所述DOP工业人机和集控箱分别相连，所述DOP工业人机、集控箱中的485通讯口与所述智能控制器依次相连，所述断路器、检测器、闭锁器和显示器分别与所述智能控制器相连。
[0013]本实用新型手车式开关柜智能防误闭锁系统其中所述检测器至少包括地线检测器或远方变压器接地检测器，所述闭锁器至少包括手车闭锁器和柜门闭锁器，所述显示器至少包括地线显示器。
[0014]本实用新型手车式开关柜智能防误闭锁系统其中所述智能控制器设有:
[0015]开关状态信号端口，连接到所述断路器；
[0016]地线状态信号端口，连接到所述地线检测器或者所述远方变压器接地检测器；
[0017]高压带电信号端口，连接到所述高压带电检测器的信号输出端；
[0018]AC220V输出端口，连接到所述高压带电检测器的电源输入端；
[0019]AC220V输入端口，连接到所述集控箱的电源输出接口 ；
[0020]手车闭锁器端口，连接到所述手车闭锁器；
[0021 ] 柜门闭锁器端口，连接到所述柜门闭锁器；
[0022]备用端口，备用；
[0023]地线显示器端口，连接到所述地线显示器；
[0024]DC12V闭锁器电源输入端口，连接到所述集控箱的闭锁器电源输出接口 ；
[0025]485通讯端口，连接到所述集控箱的485通讯接口。
[0026]本实用新型手车式开关柜智能防误闭锁系统，其中所述智能控制器内核采用台达DVP20EC系列可编程控制器。
[0027]本实用新型手车式开关柜智能防误闭锁系统的优点在于:由于采用了智能控制器和DOP工业人机，由触摸屏操作，设置了手动、自动两种工作方式，实现了对各闭锁器的智能控制，使手车式开关柜真正达到本质安全，有效地防止运行人员、检修人员和其他的人员因为操作不当而引起事故，正确操作时自动解锁，错误操作时自动闭锁，使手车式开关柜真正达到本质安全，不给操作人员带来任何负担，保证了电力安全生产，保护了操作人员和维修人员安全。
[0028]下面结合实施例详细描述本实用新型手车式开关柜智能防误闭锁系统的技术方案。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1为本实用新型手车式开关柜智能防误闭锁系统的方框图；
[0030]图2为智能控制器的接线图。
【具体实施方式】
[0031]参照图1，本实用新型提供的手车式开关柜智能防误闭锁系统，包括DOP工业人机40、智能控制器1、集控箱8、供电电源9及若干断路器、检测器、闭锁器和显示器。检测器至少包括地线检测器4或远方变压器接地检测器5，闭锁器至少包括手车闭锁器2和柜门闭锁器3，显示器至少包括地线显示器6。其中，供电电源9与DOP工业人机40和集控箱8分别相连，DOP工业人机40、485通讯口 41和智能控制器I依次相连，断路器、检测器、闭锁器和显示器分别与智能控制器I相连。
[0032]智能控制器I用于接收柜内高压带电状态、柜门位置状态、手车位置状态、地线状态、断路器开关状态，并根据内置控制程序对柜门闭锁器3及手车闭锁器2发出解闭锁指令和对地线显示器6发出是否显示提示内容指令，同时具备485通讯功能，将所有输入输出状态发送给集控箱8的485通讯口 41。
[0033]手车闭锁器2用于采集手车位置状态信号实时发送到智能控制器I对应接口，接收智能控制器I发送来的解闭锁指令实时解闭锁。
[0034]柜门闭锁器3用于采集柜门位置状态信号实时发送到智能控制器I对应接口，接收所述智能控制器I发送来的解闭锁指令实时解闭锁。
[0035]地线检测器4用于采集检测地线是否装设，同时将其状态信号实时发送到智能控制器I对应接口。
[0036]远方变压器接地检测器5用于检测远方变压器地线是否装设，同时将其状态信号实时发送到智能控制器I对应接口。
[0037]地线显示器6用于接收智能控制器I发送的显示与否指令，并在有地线的时候，显示“地线未拆除，禁止合闸”字样。
[0038]高压带电检测器7用于检测柜体内高压带电状况，并将带电状态实时发送到智能控制器I的相关接口。
[0039]集控箱8设有开关电源，为智能控制器I提供工作电源，并为柜门闭锁器3、手车闭锁器2提供解闭锁电源。
[0040]DOP工业人机40接收智能控制器I通过485通讯口 41发送来的输入输出状态信号，同时在显示界面上实时显示对于高压开关柜间隔之间的连锁，彼此之间的输入输出接点状态的采集也通过DOP人机来实现。
[0041 ] 供电电源9采用AC220V，建议使用AC220V本安电源。
[0042]在本实用新型手车式开关柜智能防误闭锁系统的实施例中，智能控制器I内核采用台达DVP20EC系列可编程控制器。它模块化设计，无排风扇结构，易于实现各种要求的配置。其使用高品质电子元件，硬件体积小，重量轻，易维护，适用性强，可靠性高。
[0043]智能控制器I设有I路开关状态信号端口 11连接到断路器10，I路地线状态信号端口 12使用专用电缆连接到地线检测器4或者远方变压器接地检测器5，I路高压带电信号端口 13使用专用电缆连接到高压带电检测器7，I路AC220V输出端口 14使用专用电缆连接到高压带电检测器7的电源输入端，I路AC220V输入端口 15连接到防误闭锁装置集控箱8的电源输出接口 36，I路手车闭锁器端口 23使用专用电缆连接到手车闭锁器2，I路柜门闭锁器端口 22使用专用电缆连接到柜门闭锁器3，I路备用端口 21用于功能扩展，I路地线显示器端口 20使用专用电缆连接到地线显示器6，I路DC12V闭锁器电源输入端口 19连接到集控箱8的闭锁器电源输出接口 39，I路485通讯端口 17连接到集控箱8的485通讯接口 41。供电电源9与集控箱8的供电电源接口 35连接。
[0044]参照图2，智能控制器I的状态信号输入包括:
[0045]XO为手车位置在试验位或试验以外接点，与手车闭锁器2连接；
[0046]Xl为柜门状态为打开状态接点，与柜门闭锁器3连接；
[0047]X2为断路器跳闸接点，与断路器10连接；[0048]X3为开关柜接地接点，与地线检测器4连接；
[0049]X4为高压带电信号接点，与高压带电检测器7连接。
[0050]智能控制器I的闭锁器控制信号输入包括:
[0051]YO为手车闭锁器解锁控制接点，与手车闭锁器2连接；
[0052]Yl为手车闭锁器闭锁控制接点，与手车闭锁器2连接；
[0053]Y2为柜门闭锁器得电控制接点，与柜门闭锁器3连接。
[0054]智能控制器I的逻辑控制原理如下:
[0055]若手车位置在试验位或试验以外，即手车位置在试验位或试验以外接点X0=1，同时高压带电信号检测为不带电，即高压带电信号接点X4=l，此时柜门闭锁器得电即柜门闭锁器得电控制接点Y2=l，可以解锁。只要XO或Χ4任意一个不是上述状态，则柜门闭锁器失电，即柜门闭锁器得电控制接点Υ2=0，柜门闭锁。逻辑公式为:Υ2=Χ0*Χ4。
[0056]若断路器开关处于跳闸状态，即断路器开关跳闸接点X2=l ;同时柜门为闭合状态，即柜门状态为打开状态接点Xl=I ；同时开关柜未接地，即开关柜接地接点X3=l,该3个条件同时满足时手车闭锁器解锁，即手车闭锁器解锁控制接点Υ0=1。逻辑公式为:Υ0=Χ1*Χ2*Χ3。
[0057]若上述3个条件任意一个不满足时手车闭锁器闭锁锁，即手车闭锁器闭锁控制接点Yl=l。逻辑公式为:Υ1=Χ1+Χ2+Χ3。
[0058]在本实用新型手车式开关柜智能防误闭锁系统的实施例中，DOP工业人机40设有触摸屏，实时采集智能控制器I传送来的各个闭锁装置运行状态并显示界面上。DOP工业人机界面也称作智慧型操作面板，取代了传统的操作面板，能够在触摸屏触摸设定各类参数，实现各式按扭开关功能，数字设定及显示各种信息，中文字幕，图形显示，操作方便简单。
[0059]在本实用新型手车式开关柜智能防误闭锁系统的实施例中，集控箱8通过DOP工业人机40具有2种工作模式设定；手动和自动，可以根据用户需要任意选择设定，描述如下:
[0060]手动模式:该模式下各状态显示功能正常，但智能防误闭锁装置的手车闭锁器和柜门闭锁器处于待命状态，智能防误闭锁装置不会自动解闭锁，在有管理者授权密码后，控制由操作人员强制操作，无逻辑保护。该模式适用于测试线路故障，通讯功能及手动解闭锁。
[0061]自动模式:该模式下智能控制I采集到的各个输入状态，经过内置逻辑控制程序判断后输出对应的输出状态，控制手车闭锁器2与柜门闭锁器3的解闭锁。该过程不给操作人员带来任何负担，操作顺序正确自动解锁，操作顺序错误自动闭锁。
[0062]DOP工业人机40的主要菜单功能及操作如下:
[0063]1、登录界面:开机画面(人机得电后首先显示的画面)，触摸“用户登录”，进入“主画面”。
[0064]2、主画面:综合显示安装闭锁装置间隔的解闭锁状态。在此界面下，点击各间隔的对应位置区域可进入“分画面”。
[0065]3、分画面:在此界面，可以实时监测对应间隔的闭锁器解闭锁状况。
[0066]柜门闭锁器、手车闭锁器的动作延时时间设置:点击时间框，会出现时间设置，用于更改柜门闭锁器与手车闭锁器在收到动作命令后的延时时间，默认为3秒。[0067]“自动/手动”按钮:设置智能防误闭锁装置的运行模式。
[0068]切换为“自动”模式时，手车闭锁器和柜门闭锁器根据内部程序自动解闭锁。
[0069]切换为“手动”模式时，该界面及其下级界面(手车解锁、手车闭锁、门锁得电)均需根据相关规定，得到上级管理者授权密码后才可进行，每次点击会弹出密码输入框，密码正确方可操作。
[0070]“手车解锁”按钮用于手动解锁手车。
[0071]“手车闭锁”按钮用于手动闭锁手车。
[0072]“门锁得电”按钮用于手动解锁门锁。
[0073]“返回”按钮:用于由“分画面”到“主画面”的切换。
[0074]综上所述，本实用新型手车式开关柜智能防误闭锁系统的主要功能和特点如下:
[0075](I)弥补了现有开关柜防误缺陷，全方位保护操作者、维修人员及设备的安全。
[0076](2)由触摸式人机界面操作显示，通过智能控制器控制。系统设置了两种工作方式:手动、自动。
[0077](3)在手动模式时，智能防误闭锁装置的手车闭锁器和柜门闭锁器处于待命状态，各状态采集正常运行，在有管理者授权密码后，控制由操作人员强制操作，无逻辑保护。正常运行时不建议采用，可用于测试线路故障、系统故障、通讯功能及手动解闭锁。
[0078](4)在自动模式时，手车闭锁器和柜门闭锁器根据内部程序自动解闭锁，操作不带钥匙。
[0079](5)采用逻辑控制，能根据手车式高压开关柜的设备运行状态，按规程要求发送解锁信号和闭锁信号，并将设备的运行状态在智能控制器和防误闭锁装置集控箱的人机界面上显示出来，是一种软硬件相结合的防误闭锁装置。
[0080](6)若系统软件出现故障，可切换至“手动模式”，手动解闭锁，若闭锁器出现故障，使用强制解锁钥匙解锁。
[0081](7)该实用新型手车式开关柜防误闭锁装置，在高压开关柜本体固定安装，实现一对一服务，使手车式开关柜真正达到本质安全。
[0082](8)该实用新型手车式开关柜防误闭锁装置，安装后操作人员不需要进行复杂的培训，只需按照规程规定的操作程序操作，该设备即会自动解闭锁。
[0083](9)该实用新型手车式开关柜防误闭锁装置，采用模块化设计，维修人员仅需知道各设备功能即可对设备故障进行判断，维护。
[0084]上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计方案前提下，本领域中普通工程技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
【权利要求】
1.一种手车式开关柜智能防误闭锁系统，包括若干断路器、检测器、闭锁器和显示器，其特征在于:还包括DOP工业人机(40)、智能控制器(I)、集控箱(8)和供电电源(9)，其中所述供电电源(9)与所述DOP工业人机(40)和集控箱(8)分别相连，所述DOP工业人机(40)、集控箱(8)中的485通讯口(41)与所述智能控制器(I)依次相连，所述断路器、检测器、闭锁器和显示器分别与所述智能控制器(I)相连。
2.根据权利要求1所述的手车式开关柜智能防误闭锁系统，其特征在于:其中所述检测器至少包括地线检测器(4)或远方变压器接地检测器(5)，所述闭锁器至少包括手车闭锁器(2)和柜门闭锁器(3)，所述显示器至少包括地线显示器(6)。
3.根据权利要求2所述的手车式开关柜智能防误闭锁系统，其特征在于:其中所述智能控制器(I)设有: 开关状态信号端口(11)，连接到所述断路器(10)； 地线状态信号端口(12)，连接到所述地线检测器(4)或者所述远方变压器接地检测器(5): 高压带电信号端口(13)，连接到所述高压带电检测器(7)； AC220V输出端口(14)，连接到所述高压带电检测器(7)的电源输入端； AC220V输入端口(15)，连接到所述集控箱⑶的电源输出接口(36)； 手车闭锁器端口(23)，连接到所述手车闭锁器(2); 柜门闭锁器端口(22)，连接到所述柜门闭锁器(3)； 备用端口(21)，备用； 地线显示器端口(20)，连接到所述地线显示器(6)； DC12V闭锁器电源输入端口(19)，连接到所述集控箱(8)的闭锁器电源输出接口(39)； 485通讯端口(17)，连接到所述集控箱(8)的485通讯接口(41)。
4.根据权利要求3所述的手车式开关柜智能防误闭锁系统，其特征在于:其中所述智能控制器(I)内核采用台达DVP20EC系列可编程控制器。
【文档编号】H02J13/00GK203589848SQ201320825032
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年12月16日 优先权日:2013年12月16日
【发明者】宋业峰, 武世攀, 冯宝泉 申请人:北京九凌联合科技发展有限公司