一种新型接触网隔离开关的制作方法

文档序号:16014496发布日期:2018-11-20 21:17阅读:505来源:国知局

本实用新型属于电气设备技术领域,具体涉及一种新型接触网隔离开关。



背景技术:

接触网隔离开关是电气化牵引供电系统中的关键设备,它连通或断开接触网中各分段电路的供电,能提高供电灵活性、稳定性和可靠性。但是由于其数量多、分布广、安装分散,对检修和操作都带来了不便,一般都配置接触网开关监控装置,主要用于监视接触网开关的位置以及控制接触网开关的分、合闸。行业中一般采用RTU(Remote Terminal Units,中文全称为远程终端控制器)控制操动机构(所谓操动机构就是通过控制电机,驱动接触网开关闭合或者开断,并完成控制过程和结果信息采集的电路系统。

现有技术存在以下问题:

(1)由于接触网开关工作环境的电磁干扰、触头的行程差异、传动连杆扭曲变形等都有可能造成远程终端控制器RTU对开关位置状态的误判或误动作,这就会给行车和维护人员造成安全隐患,特别是分相处的接触网开关,没有安全导向和闭锁功能,存在巨大的安全隐患;

(2)现有技术采用人工方式对隔离开关进行检测,这种方式检测速度慢,步骤复杂,人力投入大,并且由于人为疏忽容易造成误检测,准确性低;

(3)在进行隔离开关检测时,其是否带电无法直观观察,容易造成触电事故,安全性低;

(4)现有技术实现的功能单一,缺乏自诊断功能和故障状态报警功能,实用性低。



技术实现要素:

针对现有技术中的上述不足,本实用新型提供了一种具有远程监控功能、闭锁控制功能和自诊断功能,节约人力投入,并且实用性和安全性高的新型接触网隔离开关,解决现有技术存在的没有安全导向和闭锁功能、存在巨大的安全隐患、人力投入大、检测准确性低、功能单一和实用性低的问题。

为了达到上述实用新型目的,本实用新型采用的技术方案为:

一种新型接触网隔离开关,包括远程终端控制器、隔离开关控制单元、高压传感器、电源和旋转编码器,远程终端控制器分别与隔离开关控制单元、高压传感器和旋转编码器通信连接,电源与远程终端控制器电连接,隔离开关控制单元与旋转编码器通信连接;

远程终端控制器包括微控制器、带电检测单元、通讯单元、电机驱动控制器、编码检测单元和诊断检测单元,微控制器分别与带电检测单元、通讯单元、电机驱动控制器、编码检测单元和诊断检测单元通信连接,电机驱动控制器与诊断检测单元通信连接;

高压传感器与带电检测单元通信连接,隔离开关控制单元与电机驱动控制器通信连接,编码检测单元与旋转编码器通信连接。

本方案的有益效果为:

远程终端控制的微控制器通过带电检测单元与高压传感器连接,实现接触网隔离开关进出线带电状态的检测,用于安全导向控制和开关位置的判断,避免对开关位置状态的误判或误动作造成安全隐患,提高了安全性;电机驱动控制器控制隔离开关控制单元,实现对隔离开关的控制,提高了实用性;电机驱动控制器构成的控制电路代替原有接触器构成的二次控制电路,实现了闭锁控制功能;诊断检测单元采集电机电压参数、电流参数、开关机械特性参数和环境参数的检测信息,实现了自检测功能;远程终端控制器的微控制器通过通讯单元与上位机进行数据的传输,将开关位置状态、诊断信息和其它遥信上送,同时接收遥控命令,实现远程监控功能,节约了人力投入,并提高了实用性。

进一步地,电机驱动控制器包括IGBT、分闸驱动继电器和合闸驱动继电器,IGBT的控制端与微控制器通信连接,且与电源电连接;分闸驱动继电器和合闸驱动继电器的输入端与IGBT通信连接,且分闸驱动继电器和合闸驱动继电器的输出端与电机的控制端通信连接。

上述进一步方案的有益效果为:

电机驱动控制器包括IGBT、分闸驱动继电器和合闸驱动继电器,其构成的控制电路代替原有接触器构成的二次控制电路,实现了闭锁控制功能。

进一步地,高压传感器包括高压绝缘子和电容,电容位于高压绝缘子内部,带电检测单元包括EMC保护模块、信号调理模块和显示继电器,电容、EMC保护模块、信号调理模块和显示继电器依次通信连接,显示继电器与微控制器通信连接。

上述进一步方案的有益效果为:

高压传感器由高压绝缘子内浇筑一个电容构成,既能作为带电传感器,也作为隔离开关支撑绝缘子,通过显示继电器接点的分合状态,判断带电状态,提高了实用性和安全性。

隔离开关控制单元包括电机、传动部件和隔离开关,电机驱动控制器的输出端与电机的控制端通信连接,电机的转轴端、传动部件和隔离开关依次固定连接,传动部件与旋转编码器通信连接。

上述进一步方案的有益效果为:

电机驱动控制器控制电机带动传动部件,实现对隔离开关的控制,提高了实用性。

进一步地,通讯单元包括无线通讯模块和有线通讯模块,无线通讯模块和有线通讯模块均与微控制器通信连接。

进一步地,无线通讯模块为无线传输模块,有线通讯模块为通信接口和I/O接口,无线传输模块、通信接口和I/O接口均与微控制器通信连接。

上述进一步方案的有益效果为:

提供光纤、以太网和无线通信的多种方式,并支持多种电力规约协议,将开关位置状态、诊断信息和其它遥信上送,同时接收遥控命令,实现远程监控功能,进一步提高了实用性。

进一步地,远程终端控制器还包括存储器,存储器与微控制器通信连接。

上述进一步方案的有益效果为:

存储检测信息或遥信信息,提高了实用性。

进一步地,微控制器的具体型号为LPC1768。

进一步地,旋转编码器的具体型号为SE58T20181RGBMG。

进一步地,无线传输模块的具体型号为YJ-43L。

附图说明

图1为一种新型接触网隔离开关结构框图;

图2为远程终端控制器部分接线图;

图3为电机驱动控制器电路接线图;

图4为高压传感器电路接线图;

图5为传统隔离开关结构示意图;

图6为新型隔离开关结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。其中,附图仅用于示例性说明,表示的仅是示意图,而非实物图,不能理解为对本专利的限制;为了更好地说明本实用新型的实施例,附图某些部件会有省略、放大或缩小,并不代表实际产品的尺寸;对本领域技术人员来说,附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实用新型实施例中,一种新型接触网隔离开关,如图1所示,包括远程终端控制器、隔离开关控制单元、高压传感器、为所需设备供电的电源和型号为SE58T20181RGBMG的旋转编码器,远程终端控制器分别与隔离开关控制单元、高压传感器和旋转编码器通信连接,电源与远程终端控制器电连接,为所需设备提供电压,隔离开关控制单元与旋转编码器通信连接;

如图2所示的远程终端控制器包括型号为LPC1768的微控制器、带电检测单元、通讯单元、电机驱动控制器、编码检测单元和诊断检测单元,微控制器分别与带电检测单元、通讯单元、电机驱动控制器、编码检测单元和诊断检测单元通信连接,电机驱动控制器与诊断检测单元通信连接;诊断检测单元采集电机电压参数、电流参数、开关机械特性参数和环境参数;

带电检测单元检测到的进线带电状态信号,通过远程终端控制器的YXM端口和YX1端口传输微控制器;旋转编码器的开关转动角度信息以RS232串口通讯的方式,通过远程终端控制器的串口COM1端传输到微控制器,诊断检测单元检测到的开关机械特性参数以RS232串口通讯的方式,通过远程终端控制器的串口COM2端传输到微控制器,电机回路电压电流信号以RS232串口通讯的方式,通过远程终端控制器的串口COM3端传输到微控制器;

高压传感器与带电检测单元通信连接,隔离开关控制单元与电机驱动控制器通信连接,编码检测单元与旋转编码器通信连接。

本实施例中,如图3所示,电机驱动控制器包括型号为SCL160N60UDF的IGBT、两个型号为G2RL-1A-E的分闸驱动继电器JR3和JR4,和两个型号为G2RL-1A-E的合闸驱动继电器JR1和JR2,IGBT的控制端与微控制器通信连接,且与电源电连接;分闸驱动继电器和合闸驱动继电器的输入端与IGBT通信连接,且分闸驱动继电器和合闸驱动继电器的输出端与电机的控制端通信连接,其构成的控制电路代替原有接触器构成的二次控制电路,IGBT的集电极C端与电源相连,门极G端与微控制器的输出端相连,发射极E端分别与JR1的控制端和JR4的控制端相连,电源分别与JR2的控制端和JR3的控制端相连,JR1的输出端和JR3的输出端均与电机的正极相连,JR1的输出端和JR3的输出端均与电机的负极相连。

本实施例中,如图4所示,高压传感器包括高压绝缘子和电容,电容位于高压绝缘子内部,带电检测单元包括EMC保护模块、信号调理模块和显示继电器,电容、EMC保护模块、信号调理模块和显示继电器依次通信连接,显示继电器与微控制器通信连接;

高压传感器由高压绝缘子内浇筑电容构成,既能作为带电传感器,也作为隔离开关支撑绝缘子,实现一次高压和二次隔离,防止高压侵入,电容为电容器传感器C1串联分压电容C2,电容一端接高压27.5KV,另一端接地,从分压电容C2引出电压,通过EMC保护电路和信号调理模块,然后驱动显示继电器的线圈,通过显示继电器接点的分合,判断带电状态,高压传感器型号为WJZD-01,显示继电器型号为G2RL-1A-E。

本实施例中,隔离开关控制单元包括电机、传动部件和隔离开关,电机驱动控制器的输出端与电机的控制端通信连接,电机的转轴端、传动部件和隔离开关依次固定连接,传动部件与旋转编码器通信连接;传统隔离开关如图5所示和新型隔离开关如图6所示。

本实施例中,通讯单元包括无线通讯模块和有线通讯模块,无线通讯模块为型号YJ-43L的无线传输模块,有线通讯模块为通信接口和I/O接口,无线传输模块、通信接口和I/O接口均与微控制器通信连接,通信接口为RS232接口;远程终端控制器还包括型号为HE24C64的存储器,存储器与微控制器通信连接。

本实用新型实施例中,远程终端控制器的微控制器通过带电检测单元与高压传感器连接,实现接触网隔离开关进出线带电状态的检测,进行安全导向控制和开关位置的判断,提高安全性,微控制器通过具有闭锁功能的电机驱动控制器与电机连接,电机转动带动传动部件运动,驱动隔离开关进行分合闸动作,同时旋转编码器随着传动部件运动,通过连接编码采集单元检测转动位置信号,进行微处理器对接触网开关分合的控制和位置信号的检测,并通过通讯单元将开关位置状态、诊断信息和其它遥信传输到上位机,实现监控功能。

本实用新型提供了一种具有远程监控功能、闭锁控制功能和自诊断功能,节约人力投入,并且实用性和安全性高的新型接触网隔离开关,解决现有技术存在的没有安全导向和闭锁功能、存在巨大的安全隐患、人力投入大、检测准确性低、功能单一和实用性低的问题。

以上所述仅为本实用新型的实施例,实施例用于理解实用新型的结构、功能和效果,并不用于限制本实用新型的保护范围。本实用新型可以有各种更改和变化,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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