一种直流系统联络开关两端接线极性指示装置的制作方法

本实用新型涉及变电测试技术领域，更具体地，涉及一种直流系统联络开关两端接线极性指示装置。

背景技术：

如图4所示，目前110kV及以上变电站的直流系统通常采用两段直流系统，两段直流系统在正常运行时互为备用，两段直流系统之间除了总的分段联络开关外，在一些直流馈线回路上也会安装一些直流分段开关。在退出某一段直流系统的充电机或蓄电池组前会先将直流系统的分段联络开关合上，使两段直流系统短暂并列运行，然后在退出一段直流系统的充电机和蓄电池组输出。

如图5所示，如果分段联络开关两端的正负极接反，将会造成两段的直流系统都短路，会产生很大的短路电流烧断充电机和蓄电池组的输出保险，大电流甚至会毁坏联络开关、充电机和蓄电池组。

因此两段直流系统之间的联络开关两端正负极性的一致是非常重要的，目前检查变电站内所用的直流系统联络开关两端正负极性是否一致的方法是通过人工使用万用表进行测量核对。

技术实现要素：

本实用新型为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种直流系统联络开关两端接线极性指示装置，能够避免由于直流系统联络开关两端所接的正、负极性不一致而造成的直流系统短路隐患。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种直流系统联络开关两端接线极性指示装置，包括双色发光二极管、直流电压采集装置、直流电压变换模块和驱动电路，所述的直流电压采集装置、直流电压变换模块、驱动电路和双色发光二极管以及电连接。

本装置通过直流电压采集装置可以采集联络开关一端的电压量，经过直流电压变换模块的变换，将采集到的直流电压变换为适合双色发光二极管驱动使用的电压，驱动电路利用直流电压采集装置所接入的直流电压正负极性不同来驱动双色发光二极管两种不同颜色的灯光显示，不同颜色灯光显示来指示联络开关两端所接的正、负极性是否一致，避免直流系统联络开关两端由于所接的正、负极性不一致时合闸造成两段直流系统的短路，烧毁直流系统中的设备，影响两段直流系统的正常运行。

进一步的，还包括盒体，所述的直流电压采集装置、直流电压变换模块和驱动电路均设于盒体内部，所述的双色发光二极管设于盒体上。

进一步的，所述的盒体上设有接线端子，所述的接线端子与直流电压采集装置电连接。

进一步的，所述的盒体上设有固定元件。

进一步的，所述的直流电压采集装置包括电源电路、信号采集电路、控制器和通信电路，

所述电源电路包括EMC防护电路和隔离模块，所述EMC防护电路连接电源接入端和所述隔离模块，所述隔离模块连接所述控制器；所述EMC防护电路接收外部电源从所述电源接入端输入的电源电压并输出至所述隔离模块，所述EMC防护电路用于对流经的电源电压进行电磁兼容防护，所述隔离模块接收所述电源电压，并输出供电电压至所述控制器；

所述信号采集电路包括分压采样电路和隔离式模数转换器，所述分压采样电路连接直流电压接入端和所述隔离式模数转换器，所述隔离式模数转换器连接所述控制器；所述分压采样电路用于对所述直流电压接入端输入的直流电压进行分压采样，得到采样电压并输出至所述隔离式模数转换器，所述隔离式模数转换器用于对所述采样电压进行隔离式模数转换得到电压数据，并将所述电压数据发送至所述控制器；

所述通信电路包括连接所述控制器的隔离通信器，所述控制器通过所述隔离通信器输出所述电压数据。

进一步的，所述的EMC防护电路包括压敏电阻、第一共模电感、第二共模电感、第一瞬态二极管、极性电容和非极性电容，

所述压敏电阻一端连接所述电源接入端的正极，另一端连接所述电源接入端的负极；所述第一共模电感和所述第二共模电感串联，所述第一共模电感另一端连接所述电源接入端的正极，所述第二共模电感的另一端连接所述隔离模块；所述第一瞬态二极管、所述极性电容和所述非极性电容并联后一端连接所述第一共模电感和所述第二共模电感的公共端，另一端连接所述电源接入端的负极。

进一步的，所述的隔离模块为DC/DC隔离模块。

进一步的，所述的电源电路还包括开关组件，所述EMC防护电路通过所述开关组件连接所述电源接入端，所述开关组件连接所述控制器；所述控制器在检测到所述外部电源的正负极反接时控制所述开关组件断开。

进一步的，所述的开关组件包括第一开关管和第二开关管，所述第一开关管和所述第二开关管的控制端均连接所述控制器，所述第一开关管的第一端连接所述电源接入端的正极，所述第一开关管的第二端连接所述EMC防护电路；所述第二开关管的第一端连接所述电源接入端的负极，所述第二开关管的第二端连接所述EMC防护电路。

进一步的，所述的分压采样电路包括第一功率电阻和第二功率电阻，所述第一功率电阻和所述第二功率电阻串联且公共端连接所述隔离式模数转换器，所述第一功率电阻的另一端连接所述直流电压接入端的正极，所述第 二功率电阻的另一端连接所述直流电压接入端的负极。

上述直流电压采集装置，EMC防护电路对流经的电源电压进行电磁兼容防护，隔离模块接收电源电压，并输出供电电压至控制器。分压采样电路对直流电压接入端输入的直流电压进行分压采样，得到采样电压并输出至隔离式模数转换器，隔离式模数转换器对采样电压进行隔离式模数转换得到电压数据发送至控制器，控制器通过隔离通信器输出电压数据。通过对接入的电源电压进行电磁兼容防护，且电源电路、信号采集电路以及通信电路均采用隔离设计，以使电源电压输入、直流电压的采集和输出相互隔离，减少环境对电压采集的干扰，以确保直流电压采集装置在恶劣环境下仍能可靠运行，电压采集可靠性高。

与现有技术相比，有益效果是：

1、本装置利用分别代表直流系统联络开关两端正、负极性接线情况的两个双色发光二极管的不同颜色灯光显示来指示联络开关两端所接的正、负极性是否一致，避免直流系统联络开关两端由于所接的正、负极性不一致时合闸造成两段直流系统的短路，烧毁直流系统中的设备，影响两段直流系统的正常运行；

2、本装置所采用的直流电压采集装置能够减少环境对电压采 集的干扰，以确保直流电压采集装置在恶劣环境下仍能可靠运行，电压采集可靠性高。

附图说明

图1是本实用新型内部结构示意图；

图2是本实用新型整体外形结构示意图；

图3是本实用新型中直流电压采集装置的结构示意图；

图4是两段直流系统的简易接线图；

图5是分段联络开关两端正负极性接反的示意图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，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；对于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。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

如图1所示，一种直流系统联络开关两端接线极性指示装置，包括双色发光二极管4、直流电压采集装置1、直流电压变换模块2和驱动电路3，所述的直流电压采集装置1、直流电压变换模块2、驱动电路3和双色发光二极管4以及电连接。

本装置通过直流电压采集装置1可以采集联络开关一端的电压量，经过直流电压变换模块2的变换，将采集到的直流电压变换为适合双色发光二极管4驱动使用的电压，驱动电路3利用直流电压采集装置1所接入的直流电压正负极性不同来驱动双色发光二极管4两种不同颜色的灯光显示，不同颜色灯光显示来指示联络开关两端所接的正、负极性是否一致，避免直流系统联络开关两端由于所接的正、负极性不一致时合闸造成两段直流系统的短路，烧毁直流系统中的设备，影响两段直流系统的正常运行。

如图2所示，直流电压采集装置1、直流电压变换模块2和驱动电路3均设于盒体6内部，所述的双色发光二极管4设于盒体6上。在盒体6上设有接线端子5，所述的接线端子5与直流电压采集装置1电连接。所述的盒体6上设有固定元件7，可以用来将盒体6安装在槽钢上。

如图3所示，本装置所采用的直流电压采集装置1包括电源电路100、信号采集电路200、控制器300和通信电路400。

电源电路100包括EMC(ElectroMagneticCompatibility，电磁兼容)防护电路110和隔离模块120，EMC防护电路110连接电源接入端和隔离模块120，隔离模块120连接控制器300。EMC防护电路110接收外部电源从电源接入端输入的电源电压并输出至隔离模块120，EMC防护电路110用于对流经的电源电压进行电磁兼容防护，隔离模块120接收电源电压，并输出供电电压至控制器。具体地，隔离模块120可为DC/DC隔离模块，对接收的电源电压进行隔离转换得到供电电压。本实施例中，DC/DC隔离模块输出正5伏的供电电压至控制器300。

信号采集电路200包括分压采样电路210和隔离式模数转换器220，分压采样电路210连接直流电压接入端和隔离式模数转换器220，隔离式模数转换器220连接控制器300。分压采样电路110用于对直流电压接入端输入的直流电压进行分压采样，得到采样电压并输出至隔离式模数转换器220，隔离式模数转换器220用于对采样电压进行隔离式模数转换得到电压数据，并将电压数据发送至控制器300。隔离式模数转换器220的具体类型并不唯一，本实施例中，隔离式模数转换器220为AD7402芯片。

通信电路400包括连接控制器300的隔离通信器410，控制器300通过隔离通信器410输出电压数据。隔离通信器410的具体类型也不唯一，本实施例中隔离通信器410为隔离RS485通信器，传输速率高、通信距离远。具体地，隔离RS485通信器可采用ADM2483芯片。隔离通信器410具体可连接配电自动化系统的主处理器，隔离通信器410将电压数据发送至配电自动化系统的主处理器，以便进行数据集中采集控制。

上述直流电压采集装置1，通过对接入的电源电压进行电磁兼容防护，且电源电路100、信号采集电路200以及通信电路400均采用隔离设计，以使电源电压输入、直流电压的采集和输出相互隔离，以确直流电压采集装置1在恶劣环境下仍能可靠运行，采集可靠性高。

在一个实施例中，EMC防护电路110包括压敏电阻、第一共模电感、第二共模电感、第一瞬态二极管、极性电容和非极性电容。

压敏电阻一端连接电源接入端的正极DC+，另一端连接电源接入端的负极DC-。第一共模电感和第二共模电感串联，第一共模电感另一端连接电源接入端的正极DC+，第二共模电感的另一端连接隔离模块120。第一瞬态二极管、极性电容和非极性电容并联后一端连接第一共模电感和第二共模电感的公共端，另一端连接电源接入端的负极DC-。

具体地，压敏电阻为额定电压68V的电阻，第一共模电感为47uH电感，第二共模电感为4.7uH电感。第一瞬态二极管为额定电压50V的瞬态二极管，极性电容为220μF/50V的电容，非极性电容为1μF/50V的电容。

在一个实施例中，电源电路100还包括开关组件130，EMC防护电路110通过开关组件130连接电源接入端，开关组件130连接控制器300。控制器300在检测到外部电源的正负极反接时控制开关组件130断开。在外部电源正负反接时开关组件130断开，后续电路处于断电状态，从而保证装置不受损坏，提高了直流电压采集装置1的使用安全性。

具体地，在一个实施例中，开关组件130包括第一开关管Q1和第二开关管Q2，第一开关管Q1和第二开关管Q2的控制端均连接控制器300，第一开关管Q1的第一端连接电源接入端的正极DC+，第一开关管Q1的第二端连接EMC防护电路110。第二开关管Q2的第一端连接电源接入端的负极DC-，第二开关管Q2的第二端连接EMC防护电路110。具体地，第一开关管Q1的第一端和第二开关管Q2的第二端分别连接EMC防护电路11中压敏电阻的两端。

第一开关管Q1和第二开关管Q2具体可以是三极管或MOS(metaloxidesemiconductor，金属绝缘体半导体)管，本实施例中第一开关管Q1和第二开关管Q2均为MOS管，以第一开关管Q1为例，MOS管的栅极作为第一开关管Q1的控制端，可以是将MOS管的源极作为第一开关管Q1的第一端，MOS管的漏极作为第一开关管Q1的第二端；也可以是MOS管的漏极作为第一开关管Q1的第一端，MOS管的源极作为第一开关管Q1的第二端。

在一个实施例中，继续参照图1，分压采样电210包括第一功率电阻R1和第二功率电阻R2，第一功率电阻R1和第二功率电阻R2串联且公共端连接隔离式模数转换器220，第一功率电阻R1的另一端连接直流电压接入端的正极，第二功率电阻R2的另一端连接直流电压接入端的负极。通过第一功率电阻R1和第二功率电阻R2对直流电压接入端输入的直流电压进行采样得到采样电压并输送至离式模数转换器220。

本实施例中，第一功率电阻R1的功率电阻值大于第二功率电阻R2的率电阻值，采用大功率电阻+小功率电阻分压方案进行分压采样。具体地，第一功率电阻R1为56KΩ/2W的电阻，第二功率电阻R2为560Ω/0.5W的电阻。

在一个实施例中，信号采集电路200还包括限流保护器件230，分压采样电路210通过限流保护器件230连接隔离式模数转换器220。通过限流保护器件230进行限压保护，避免电压过高损坏隔离式模数转换器220，提高了直流电压采集装置1的使用安全性。

限流保护器件230的具体类型并不唯一，本实施例中，限流保护器件230为稳压二极管，具体可采用1N4148稳压二极管。稳压二极管的阴极连接分压采样电路210和隔离式模数转换器220的公共端，稳压二极管的阳极连接直流电压接入端的负极。

在一个实施例中，通信电路400还包括连接隔离通信器410的安规保护电路420，安规保护电路420接收隔离通信器410输出的电压数据并输出，安规保护电路420用于对流经的电压数据进行串口电磁兼容防护。通过对隔离通信器410输出的电压数据进行串口电磁兼容防护，进一步提高了直流电压采集装置1的电压采集可靠性。

具体地，在一个实施例中，安规保护电路420包括连接隔离通信器410的第二瞬态二极管和瞬态二极管阵列。瞬态二极管阵列可采用标准电容瞬态二极管阵列，本实施例中，第二瞬态二极管为SMBJ6.8CA瞬态二极管，瞬态二极管阵列为SLVU2.8-4瞬态二极管阵列。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。