一种断路器空气净化装置的制作方法

本实用新型属于电子测量和智能控制领域，涉及一种断路器空气净化装置。

背景技术：

目前，针对330kV变电站，LW23-363断路器的使用较为广泛，但是它采用的气动分闸，弹簧合闸的结构较为复杂，特别是气动分闸结构，设置了相当繁琐的空气净化系统，对于湿度较大的空气，净化效果存在一定的问题，常常需要变电运维人员定期对储气瓶中的水分手动排出，增大了工作量，因此有必要提出一种更加高效的空气净化流程；其次，对于压缩机和其他电气设备仍旧采用传统继电接触方式，导致布线多而复杂，长期使用会出现电缆绝缘老化，继电器控制不稳定的问题，因此有必要提出一种更加智能、稳定的控制电路；另外，对于维持储气瓶正常工作压力采用的截止阀和安全阀，对阀门的制造结构要求很高，长期在高压环境下工作，会出现截止阀漏气和安全阀门疏气精度不高的问题，必须通过更换才能继续维持正常空气压力，因此有必要提出一种不需要经常维护的电动阀门。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种断路器空气净化装置，该装置结构简单、精度较高、电路控制稳定。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种断路器空气净化装置，包括集气瓶、压缩机、净化器、储气瓶和单片机；集气瓶内部设有加热板一，所述集气瓶用管道与压缩机相连，所述压缩机与净化器相连，净化器内部设有过滤膜、加热板二和冷却板，净化器还设有疏水阀，所述净化器经进气阀与储气瓶相连；所述储气瓶下部安装有液位变送器和疏气阀，疏气阀与外部空气相通，储气瓶上还安装有压力传感器、压力表盘和三通出气阀；

所述加热板一、压缩机、加热板二、疏水阀、进气阀、疏气阀、液位变送器、压力传感器均与单片机相连。

进一步，所述储气瓶为上部空心圆筒、下部空心圆锥的结构，下部空心圆锥内安装液位变送器，下部空心圆锥底部有疏气阀，上部空心圆筒安装有压力传感器、压力表盘和三通出气阀。

进一步，所述管道两端设有法兰，集气瓶通过管道和法兰与压缩机相连。

进一步，所述压缩机为螺旋叶片式压缩机，压缩机内部设有电机和鼓风叶片。

进一步，采用35kV站用变低压侧380V母线电源和站用直流220V母线电源经整流滤波和BUCK降压电路的供电，其中压缩机、加热板一、加热板二由直流220V电源供电，疏水阀、进气阀、疏气阀由+12V电源供电，单片机、液位变送器和压力传感器由+5.0V电源供电。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1.在原有空气净化流程中，增加了集气瓶，集气瓶内部的加热板采用强制加热方式，能在空气进入压缩机前进行第一次加热处理，减轻了原有气水分离器的工作负荷，提高了空气净化质量。

2.对原有的电气设备采用的继电接触控制方式更换为集成电路，增加了以单片机作为控制核心的数据处理器，增加了模拟量采集的液位变送器和压力传感器，改变了传统装置只依靠储气瓶中的非电量采集的压力表，能更加精确地了解储气瓶中的水分含量和空气压力大小，并将数据传送给单片机按照预设程序进行处理。

3.对原有的截止阀和安全阀更换为高精度电磁阀，避免了在长期高压环境下工作出现漏气和维护费用高的问题。

【附图说明】

图1为本实用新型的结构示意图

图2为本实用新型的原理图

图3为本实用新型的电源一次接线图

图4为本实用新型的控制电路图

图中：1-集气瓶；101-加热板一；102-管道；103-法兰；2-压缩机；201-鼓风叶片；202-电机；3-净化器；301-过滤膜；302-加热板二；303-冷却板；304-疏水阀；4-储气瓶；401-进气阀；402-液位变送器；403-疏气阀；404-压力传感器；405-压力表盘；406-三通出气阀。

【具体实施方式】

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述，但不作为对本实用新型的限定。

参见图1和图2，本实用新型的结构示意图，包括集气瓶1，集气瓶内部的加热板一101，所述集气瓶1用管道102、法兰103与压缩机2相连，所述压缩机2为螺旋叶片式压缩机，内部有鼓风叶片201和电机202，所述压缩机2与净化器3相连，净化器3内部包括过滤膜301、加热板二302、冷却板303、疏水阀304，所述净化器3与进气阀401相连，进气阀401与储气瓶4相连所述储气瓶4为上部空心圆筒、下部空心圆锥的结构，下部空心圆锥内安装液位变送器402，下部空心圆锥底部有疏气阀403与外部空气相通，上部空心圆筒安装有压力传感器404、压力表盘405和三通出气阀406。所述加热板一101、电机202、加热板302二、疏水阀304、进气阀401和疏气阀403由单片机控制。所述液位变送器402、压力传感器404与单片机相连。

断路器空气净化装置，所使用电气设备的电源分为直流220V、+12V、+5.0V三种，采用35kV站用变低压侧380V母线电源和站用直流220V母线电源经整流滤波和BUCK降压电路的供电方式。其中，压缩机、加热板一、加热板二由直流220V电源供电，疏水阀、进气阀、疏气阀由+12V电源供电，单片机、液位变送器和压力传感器由+5.0V电源供电，所用电源先采用低压电缆。

参见图3，本实用新型的电源一次接线图，所有电气设备的供电电源分为直流220V、+12V、+5.0V三种，具体接线方式为如下所述：35kV站用变压器低压侧380V母线的一回出线A相与N相组成一路电源出线，经全波整流滤波电路模块，输出直流220V电压，与站用直流蓄电池系统220V母线相并联，构成直流220V双电源供电系统。站用直流系统220V母线与BUCK电路模块相连，输出+12V和+5.0V双电压。直流220V电源给压缩机、加热板一、加热板二供电。+12V电源给疏水阀、进气阀和疏气阀供电。+5.0V电源给单片机、液位变送器、压力传感器供电。单片机利用控制信号线分别控制压缩机、加热板一、加热板二、疏水阀、进气阀和疏气阀，所述电源供电线采用低压电缆，所述控制信号线采用通讯专用电缆。

控制核心为STC89C52RC单片机，共有40个引脚，按照相应设置分别与+5.0V电源、液位变送器、压力传感器、模数转换芯片TLC2543、光电耦合器TLP250-1、光电耦合器TLP250-2、光电耦合器TLP250-3、功率开关管IRF740、按键K1、按键K2、按键K3和时钟电路相连；所述的光电耦合器TLP250-1、光电耦合器TLP250-2、光电耦合器TLP250-3采用12V电源供电，输出分别与疏水阀、进气阀和疏气阀相连；所述的功率开关管IRF740采用直流220V电源供电，与压缩机相连。

参见图4，本实用新型的控制电路图，所述控制电路集成在绝缘强度高、屏蔽性能好的PCB板上，接线方式如下所述：PCB板上包括5.0V、地端、12V、220V、0V五根电源线，STC89C52RC单片机作为控制核心的数据处理芯片，共有40个引脚，其中VCC脚接电源线+5.0V，GND脚接电源线地端；VCC脚、GND脚分别与0.1uF的陶瓷电容C1的两端相连；XTAL1脚、XTAL2脚分别与12M晶振两端相连，12M晶振两端分别接0.1uF陶瓷电容C2和0.1uF陶瓷电容C3的一端，0.1uF陶瓷电容C2和0.1uF陶瓷电容C3另一端相连，并与电源线地端相连；P1.0脚、P1.1脚、P1.2脚分别与按钮K1、按钮K2、按钮K3一端相连，按钮K1、按钮K2、按钮K3另一端分别与电源线地端相连；P0.0-P0.7脚分别与1K欧排阻的非公共端相连，1K排阻的公共端与电源线5.0V相连；P0.0脚、P0.1脚、P0.2脚、P0.3脚、P0.4脚分别与模数转换芯片TLC2543的EOC脚、CLK脚、Din脚、Dout脚、CS脚相连；P0.5脚、P0.6脚、P0.7脚、P2.0脚分别与4个1K欧电阻相连，4个1K欧电阻的另一端分别与光电耦合器TLP250-1、TLP250-2、TLP250-3的A+引脚，功率开关管IRF740的柵极输入端相连；模数转换芯片TLC2543的VCC脚、R+脚与电源线5.0V相连，模数转换芯片TLC2543的GND脚、R-脚与电源线地端相连，模数转换芯片TLC2543的VCC脚、GND脚分别与0.1uF陶瓷电容C4两端相连；压力传感器和液位变送器的VCC脚、GND脚分别与电源线5.0V、地端相连，压力传感器和液位变送器的输出端OUT脚分别与模数转换芯片TLC2543的A0脚、A1脚相连，压力传感器留有外部探头通讯电缆接入端X1，液位变送器留有外部探头通讯电缆接入端X2；3个光电耦合器的C-脚与电源线地端相连，功率开关管IRF740的源极端与电源线地端相连；3个光电耦合器的VCC脚、GND脚分别电源线12V和0V相连，光电耦合器TLP250-1的输出脚V0、光电耦合器TLP250-2的输出脚V0、光电耦合器TLP250-3的输出脚V0分别与疏水阀、进气阀、疏气阀的电源正极相连，疏水阀、进气阀、疏气阀的电源负极与电源线0V相连；功率开关管IRF740的漏极端与压缩机的电源正极相连，压缩机的电源负极与电源线0V相连；电源线220v与电源线0V分别与450V1000uF的电解电容C5正极、负极相连；电源线12V和电源线0V分别与16V1000uF的电解电容C6正极、负极相连；电源线0V与电源线地端相连。

本实用新型使用时，接通直流220V母线电源，12V、5V电源线带电，单片机启动，液位变送器和压力传感器开始采集储气瓶中空气的水分湿度和压力大小，模数转换芯片将该模拟电压信号转换为数字信号，并传送给单片机进行逻辑分析，做出以下五种应答：

空气压力小于标准范围，水分含量小于标准范围。压缩机和加热板一启动，进气阀打开，压缩机将干燥的空气送入净化器和储气瓶，压力表盘指针读数变大。

空气压力小于标准单位，水分含量大于标准范围。压缩机和加热板一启动，进气阀打开，疏水阀打开，疏气阀打开，空气经过强制加热和自动加热后，由压缩机将其送入储气瓶，疏水阀刚在流水，疏气阀将储气瓶中得气水混合物快速排出，压力表盘指针读数变大。

空气压力大于标准范围，水分含量大于标准范围。疏气阀打开，并开始向外排出气水混合物，压力表盘指针读数变小。

空气压力大于标准范围，水分含量小于标准范围。疏气阀打开，并开始向外排出气体，压力表盘指针读数变小。

空气压力在标准范围，水分含量在标准范围。压力表盘指针读数正常。

特别说明，单片机严禁处于掉电状态。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例并非对本实用新型做任何限制，凡是根据本使用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改变更以及等效结钩变化，均仍属于本使用新型技术方案的保护范围。