一种开关柜进线带电闭锁装置的制作方法

1.本实用新型属于防误闭锁技术领域，具体涉及一种开关柜进线带电闭锁装置。


背景技术：

2.环网柜、户外开关箱是电缆线路上常见且重要的配电设备，早期环网柜、户外开关箱内的开关柜由于成本或配网应用局限性，五防功能并不完善，通常开关与接地刀闸之间有机械闭锁，但开关分闸时便可操作接地刀闸。开关柜通常都配有二次核相孔和带电指示器，集成在一个模块上，通过二次线引至电缆双通接线柱，通过电容虽每个开关柜电缆间隔都配置有带电指示器，用以指示电缆带电状态。
3.开关柜的二次核相孔使用的发光二极管或氖灯珠寿命普遍较短，损坏情况较为普遍，不能可靠指示电缆带电状态。且仅仅依靠灯光指示并不能满足五防要求。早期环网柜进出线均未配置带电闭锁装置，存在带电误合接地刀闸的误操作风险。同时随着配电网的发展，电缆线路应用于城市至少为环网双电源供电，因此环网柜进出线柜均可能作为电源进线，开关在分闸位置时，即使电缆带电亦可操作合上接地刀闸，带电误合接地刀闸的误操作风险进一步增加。具体可描述为以下几点：
4.一是带电指示器状态指示灯容易损坏，不能正确指示电缆带电状态，当指示灯损坏时，会误导运行操作人员致使其以为电缆侧不带电，发生带电合接地刀闸的恶性误操作事件。
5.二是带电指示器在白天强光环境下辨识度低，给操作人员操作核实亮灯状态带来不便。
6.三是配电网现已逐步完善五防要求，带电指示器仅起到提示作用，不能满足设备五防要求，不具备强制闭锁功能的开关柜已被列入设备固有风险清单亟需整改。
7.因此如何克服现有技术的不足是目前防误闭锁技术领域亟需解决的问题。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种开关柜进线带电闭锁装置，来改造早期未配置进出线柜带电闭锁功能的环网柜，从而避免误操作，降低操作风险；能实现针对老旧环网柜进行防误闭锁功能升级，不用更换环网柜，在安全要求日益提高的配电网，实现不停电改造，完成安全性升级的同时不影响供电可靠性。
9.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
10.一种开关柜进线带电闭锁装置，其特征在于，包括：信号采集单元、信号处理单元、执行单元和装置电源；
11.所述信号采集单元用于从二次核相孔采集电缆带电信号，包括活动导轨、活动插线头和采集导线；
12.活动插线头安装于所述活动导轨上，活动插线头能在活动导轨上左右滑动，以调节其位置；
13.采集导线连接于所述活动插线头，活动插线头与二次核相孔连接，采集导线与信号处理单元中的信号转换模块相连；
14.所述信号处理单元分别与信号采集单元、执行单元相连，用于接收并处理所述信号采集单元传递来的信号，处理后的的信号作为所述执行单元的输入信号；信号处理单元包括信号转换模块、电压比较模块和电源输出模块；
15.所述执行单元包括信号线、电磁铁、电磁铁活动杆、滑销、行程挡片和操作孔挡板；信号线与电源输出模块的输出端相连；
16.电磁铁活动杆设置在电磁铁的正下方，且电磁铁活动杆的轴向与水平面垂直；
17.在电磁铁的正下方固定安装有滑销；
18.滑销滑杆的尾端固定连接有操作孔挡板；滑销滑杆的的中部固定连接有行程挡片；
19.执行单元内电磁铁为通电吸合型电磁铁，由信号线供电；信号线失电，所述电磁铁去磁，所述电磁铁活动杆在重力作用下自然下降；信号线通电，则所述电磁铁励磁，向上吸附电磁铁活动杆；
20.电磁铁活动杆的底端自然下降至滑销的滑杆相接触时，通过电磁铁活动杆和行程挡片之间形成的阻挡，使得滑销的滑杆无法从头部方向拉出，并使得操作孔挡板处于遮挡接地刀闸操作孔的位置；
21.装置电源与电源输出模块相连，用于供电。
22.进一步，优选的是，所述信号采集单元外壳为长方体箱体，所述活动导轨及所述活动插线头位于箱体内。
23.进一步，优选的是，所述活动插线头为3个，所述采集导线为3条，分别连接于3个活动插线头。设置3个活动插线头的目的是对应插入二次核相孔abc三相。
24.进一步，优选的是，所述信号处理单元接收信号采集单元传递来的交流信号，使用滤波整流元件将接收的电信号稳定为直流信号，输出至电压比较模块，所述电压比较模块将整流后的直流信号与设定的基准电压比较，输出高或低（1或0）两态电平信号；然后输出信号至电源输出模块控制执行单元的电源通断状态；具体地，由于装置电源与电源输出模块相连，当电压比较模块输出为高电平，电源输出模块关断输出，装置电源无法供电至电磁铁；当电压比较模块输出为低电平，电源输出模块通电输出，装置电源供电至电磁铁。
25.进一步，优选的是，所述的装置电源为太阳能电池板和/或蓄电池。
26.进一步，优选的是，执行单元采用打孔固定或使用3m胶固定在操作孔位置。
27.本实用新型活动插线头安装于所述活动导轨上，活动插线头能在活动导轨上左右滑动，可调节间距及位置；
28.所述滑销中部有行程挡片，当所述电磁铁活动杆落下可阻挡所述行程挡片拉出之路径，电磁铁活动杆向上吸合时可解除阻挡；
29.所述操作孔挡板根据不同操作孔形状大小定制；
30.本实用新型电源可以采用太阳能电池板加蓄电池，但不限于此。
31.本实用新型开关柜进线带电闭锁装置之信号采集单元直接插入二次核相孔位置；执行单元根据不同环网柜操作孔位置大小，采用打孔固定或使用3m胶固定在操作孔位置。本装置在不进行操作时，操作孔挡板遮挡操作孔为常态，即操作孔挡板在操作孔位置；
32.本实用新型与现有技术相比，其有益效果为：
33.1.解决固有风险，避免误操作，提高设备、人身安全水平；
34.2.采用本装置可不停电实现防误功能改造升级，无需整台更换开关柜，延长原设备使用期限，满足安全要求的前提下降低了资本投入，同时避免了停电改造的电费损失；
35.3.无带电闭锁接地开关功能的设备在全网范围大量存在，具有推广价值。
附图说明
36.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
37.图1为本实用新型开关柜进线带电闭锁装置的信号采集单元的主视结构示意图；
38.图2为本实用新型开关柜进线带电闭锁装置的信号采集单元的左视结构示意图；
39.图3为本实用新型开关柜进线带电闭锁装置的信号处理单元的执行逻辑图；
40.图4为本实用新型开关柜进线带电闭锁装置的执行单元的主视结构示意图；
41.图5为本实用新型开关柜进线带电闭锁装置的执行单元的俯视结构示意图；
42.图6为本实用新型开关柜进线带电闭锁装置的结构示意图；
43.其中，1、信号采集单元外壳；2、活动导轨；3、可活动插线头；4、采集导线；5、信号线；6、电磁铁；7、电磁铁活动杆；8、滑销；9、行程挡片；10、操作孔挡板；11、装置电源。
具体实施方式
44.下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细描述。
45.本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本实用新型，而不应视为限定本实用新型的范围。实施例中未注明具体技术、连接关系或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术、连接关系、条件或者按照产品说明书进行。所用材料、仪器或设备未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。
46.本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
47.在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“内”、“上”、“下”等指示的方位或状态关系为基于附图所示的方位或状态关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
48.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“设有”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地
连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
49.本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
50.实施例1
51.如图1~6所示，一种开关柜进线带电闭锁装置，包括：信号采集单元、信号处理单元、执行单元和装置电源；
52.所述信号采集单元用于从二次核相孔采集电缆带电信号，包括活动导轨2、活动插线头3和采集导线4；
53.活动插线头3安装于所述活动导轨2上，活动插线头3能在活动导轨上2左右滑动，以调节其位置；
54.采集导线4连接于所述活动插线头3，活动插线头3与二次核相孔连接，采集导线4与信号处理单元中的信号转换模块相连；
55.所述信号处理单元分别与信号采集单元、执行单元相连，用于接收并处理所述信号采集单元传递来的信号，处理后的的信号作为所述执行单元的输入信号；信号处理单元包括信号转换模块、电压比较模块和电源输出模块；
56.所述执行单元包括信号线5、电磁铁6、电磁铁活动杆7、滑销8、行程挡片9和操作孔挡板10；信号线5与电源输出模块的输出端相连；
57.电磁铁活动杆7设置在电磁铁6的正下方，且电磁铁活动杆7的轴向与水平面垂直；
58.在电磁铁6的正下方固定安装有滑销8；
59.滑销8滑杆的尾端固定连接有操作孔挡板10；滑销8滑杆的的中部固定连接有行程挡片9；
60.执行单元内电磁铁6为通电吸合型电磁铁，由信号线5供电；信号线5失电，所述电磁铁6去磁，所述电磁铁活动杆7在重力作用下自然下降；信号线5通电，则所述电磁铁6励磁，向上吸附电磁铁活动杆7；
61.电磁铁活动杆7的底端自然下降至滑销8的滑杆相接触时，通过电磁铁活动杆7和行程挡片9之间形成的阻挡，使得滑销8的滑杆无法从头部方向拉出，并使得操作孔挡板10处于遮挡接地刀闸操作孔的位置；
62.装置电源11与电源输出模块相连，用于供电。
63.实施例2
64.如图1~6所示，一种开关柜进线带电闭锁装置，包括：信号采集单元、信号处理单元、执行单元和装置电源；
65.所述信号采集单元用于从二次核相孔采集电缆带电信号，包括活动导轨2、活动插线头3和采集导线4；
66.活动插线头3安装于所述活动导轨2上，活动插线头3能在活动导轨上2左右滑动，以调节其位置；
67.采集导线4连接于所述活动插线头3，活动插线头3与二次核相孔连接，采集导线4与信号处理单元中的信号转换模块相连；
68.所述信号处理单元分别与信号采集单元、执行单元相连，用于接收并处理所述信号采集单元传递来的信号，处理后的的信号作为所述执行单元的输入信号；信号处理单元包括信号转换模块、电压比较模块和电源输出模块；
69.所述执行单元包括信号线5、电磁铁6、电磁铁活动杆7、滑销8、行程挡片9和操作孔挡板10；信号线5与电源输出模块的输出端相连；
70.电磁铁活动杆7设置在电磁铁6的正下方，且电磁铁活动杆7的轴向与水平面垂直；
71.在电磁铁6的正下方固定安装有滑销8；
72.滑销8滑杆的尾端固定连接有操作孔挡板10；滑销8滑杆的的中部固定连接有行程挡片9；
73.执行单元内电磁铁6为通电吸合型电磁铁，由信号线5供电；信号线5失电，所述电磁铁6去磁，所述电磁铁活动杆7在重力作用下自然下降；信号线5通电，则所述电磁铁6励磁，向上吸附电磁铁活动杆7；
74.电磁铁活动杆7的底端自然下降至滑销8的滑杆相接触时，通过电磁铁活动杆7和行程挡片9之间形成的阻挡，使得滑销8的滑杆无法从头部方向拉出，并使得操作孔挡板10处于遮挡接地刀闸操作孔的位置；
75.装置电源11与电源输出模块相连，用于供电。
76.所述信号采集单元外壳1为长方体箱体，所述活动导轨2及所述活动插线头3位于箱体内。
77.所述活动插线头3为3个，所述采集导线4为3条，分别连接于3个活动插线头3。
78.所述信号处理单元接收信号采集单元传递来的交流信号，使用滤波整流元件将接收的电信号稳定为直流信号，输出至电压比较模块，所述电压比较模块将整流后的直流信号与设定的基准电压比较，输出高或低两态电平信号；然后将输出信号至电源输出模块控制执行单元的电源通断状态。输出信号至电源输出模块控制执行单元的电源通断状态。
79.实施例3
80.如图1~6所示，一种开关柜进线带电闭锁装置，包括：信号采集单元、信号处理单元、执行单元和装置电源；
81.如图1和图2所示，在信号采集单元外壳1内设有活动导轨2；
82.在活动导轨2上设有三个可活动插线头3；
83.在可活动插线头3上连接有采集导线4，引至所述信号采集单元外壳1之外，接入信号处理单元；
84.如图3所示，所述信号处理单元内部设有信号转换模块、电压比较模块、电源输出模块；
85.所述信号转换模块接收来自信号采集单元传递的信号，使用滤波整流元件将接收的电信号稳定为直流信号，输出至电压比较模块；
86.所述电压比较模块通过运算，输出信号至电源输出模块控制执行单元的电源通断状态；所述的运算为将整流后的直流信号与设定的基准电压比较，输出高或低（1或0）两态电平信号；
87.装置电源11与电源输出模块相连，用于供电。
88.如图4和图5所示，所述执行单元包括信号线5、电磁铁6、电磁铁活动杆7、滑销8、行程挡片9、操作孔挡板10；
89.信号线5与电源输出模块的输出端相连；
90.电磁铁活动杆7设置在电磁铁6的正下方，且电磁铁活动杆7的轴向与水平面垂直；
91.在电磁铁6的正下方固定安装有滑销8；
92.滑销8滑杆的尾端固定连接有操作孔挡板10；滑销8滑杆的的中部固定连接有行程挡片9；
93.执行单元内电磁铁6为通电吸合型电磁铁，由信号线5供电；信号线5失电，所述电磁铁6去磁，所述电磁铁活动杆7在重力作用下自然下降；信号线5通电，则所述电磁铁6励磁，向上吸附电磁铁活动杆7；
94.电磁铁活动杆7的底端自然下降至滑销8的滑杆相接触时，通过电磁铁活动杆7和行程挡片9之间形成的阻挡，使得滑销8的滑杆无法从头部方向拉出，并使得操作孔挡板10处于遮挡接地刀闸操作孔的位置；
95.所述信号线5即信号处理单元中电源输出模块引出信号线；
96.所述电磁铁6采用通电吸合型电磁铁，其构件电磁铁活动杆7竖直方向安装，受重力自然下落；
97.所述滑销8中部设有行程挡片9，当所述电磁铁活动杆7落下可阻挡所述行程挡片9拉出之路径，电磁铁活动杆7向上吸合时可解除阻挡；
98.所述操作孔挡板10根据不同操作孔形状大小定制，连接于滑销8一侧，滑销8推入时操作孔挡板10阻挡接地刀闸操作孔，滑销8拉出时接地刀闸操作孔正常露出方可操作；为增强适用性，本实用新型装置安装在操作面板外面，通过机械机构操作孔挡板遮挡操作孔，可适用各种型号。
99.实施例4
100.如图1~6所示，一种开关柜进线带电闭锁装置，包括：信号采集单元、信号处理单元、执行单元和装置电源；
101.所述信号采集单元用于从二次核相孔采集电缆带电信号，包括活动导轨2、活动插线头3和采集导线4；
102.活动插线头3安装于所述活动导轨2上，活动插线头3能在活动导轨上2左右滑动，以调节其位置；
103.采集导线4连接于所述活动插线头3，活动插线头3与二次核相孔连接，采集导线4与信号处理单元中的信号转换模块相连；
104.所述信号处理单元分别与信号采集单元、执行单元相连，用于接收并处理所述信号采集单元传递来的信号，处理后的的信号作为所述执行单元的输入信号；信号处理单元包括信号转换模块、电压比较模块和电源输出模块；
105.所述执行单元包括信号线5、电磁铁6、电磁铁活动杆7、滑销8、行程挡片9和操作孔挡板10；信号线5与电源输出模块的输出端相连；
106.电磁铁活动杆7设置在电磁铁6的正下方，且电磁铁活动杆7的轴向与水平面垂直；
107.在电磁铁6的正下方固定安装有滑销8；
108.滑销8滑杆的尾端固定连接有操作孔挡板10；滑销8滑杆的的中部固定连接有行程挡片9；
109.执行单元内电磁铁6为通电吸合型电磁铁，由信号线5供电；信号线5失电，所述电磁铁6去磁，所述电磁铁活动杆7在重力作用下自然下降；信号线5通电，则所述电磁铁6励磁，向上吸附电磁铁活动杆7；
110.电磁铁活动杆7的底端自然下降至滑销8的滑杆相接触时，通过电磁铁活动杆7和行程挡片9之间形成的阻挡，使得滑销8的滑杆无法从头部方向拉出，并使得操作孔挡板10处于遮挡接地刀闸操作孔的位置；
111.装置电源11与电源输出模块相连，用于供电。
112.所述信号采集单元外壳1为长方体箱体，所述活动导轨2及所述活动插线头3位于箱体内。
113.所述活动插线头3为3个，所述采集导线4为3条，分别连接于3个活动插线头3。
114.所述信号处理单元接收信号采集单元传递来的交流信号，使用滤波整流元件将接收的电信号稳定为直流信号，输出至电压比较模块，所述电压比较模块将整流后的直流信号与设定的基准电压比较，输出高或低两态电平信号；然后将输出信号至电源输出模块控制执行单元的电源通断状态。输出信号至电源输出模块控制执行单元的电源通断状态。
115.所述的装置电源11为太阳能电池板和/或蓄电池。
116.执行单元采用打孔固定或使用3m胶固定在操作孔位置。
117.本实用新型各单元外壳优选具有较高强度且易加工的硬质材料，如铝合金、pc塑料类，但不限于此。
118.本领域技术人员应该知晓，本实用新型所述的信号处理单元内信号转换模块、电压比较模块、电源输出模块可采用ad/da电子元件、模拟电子电路、数字电子电路、嵌入式系统模块、可编程固件实现，但不限于此。本技术领域技术人员可以理解的是，本实用新型中涉及到的相关模块及其实现的功能是在改进后的硬件及其构成的装置、器件或系统上搭载现有技术中常规的计算机软件程序或有关协议就可实现，并非是对现有技术中的计算机软件程序或有关协议进行改进。例如，改进后的计算机硬件系统依然可以通过装载现有的软件操作系统来实现该硬件系统的特定功能。因此，可以理解的是，本实用新型的创新之处在于对现有技术中硬件模块的改进及其连接组合关系，而非仅仅是对硬件模块中为实现有关功能而搭载的软件或协议的改进。
119.本技术领域技术人员可以理解的是，本实用新型中提到的相关模块是用于执行本申请中所述操作、方法、流程中的步骤、措施、方案中的一项或多项的硬件设备。所述硬件设备可以为所需的目的而专门设计和制造，或者也可以采用通用计算机中的已知设备或已知的其他硬件设备。所述通用计算机有存储在其内的程序选择性地激活或重构。
120.本实用新型装置工作使用过程：
121.若开关柜进线本身不带电，则采集的二次核相孔电压应为0，若带电则二次核相孔输出一定幅值的交流电压。信号采集单元活动插线头3调整好间距，分别插入开关柜二次核相孔abc三相，信号处理单元通过采集导线接收信号采集单元的原始信号，使用信号转换模块将接收的电信号稳定为直流信号，与信号处理单元中电压比较器设定的电压阈值进行比较。电压比较器输出高电平或低电平，控制电源模块输出的通断状态。若进线带电，电压比
较器输出高电平，电源输出模块关断输出，电磁铁6释放，电磁铁活动杆7受重力作用落下，闭锁保持，由于电磁铁活动杆7阻挡行程挡片9，不可向左拉动滑动操作孔挡板10，操作孔挡板10遮住操作孔无法进行操作。若进线不带电，电压比较器输出低电平，电源输出模块通电输出，电磁铁活动杆7向上吸合，闭锁解除，可向左拉动滑动操作孔挡板10，操作孔挡板10向左移动露出操作孔方可进行操作。
122.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。