高压断路器线圈保护装置及保护系统的制作方法

本实用新型涉及断路器技术领域，尤其是涉及一种高压断路器线圈保护装置及保护系统。

背景技术：

电力系统中，通常使用断路器的自动分合闸来实现电网的正常运行，如图1所示，现有技术的断路器为了避免出口继电器接点断弧烧坏，在断路器分合闸控制回路中增加了分闸、合闸保持回路。在断路器分闸时，启动分闸保持继电器TBJI，分闸保持继电器的常开保持触点TBJI2自保持，使分闸回路一直导通，直至断路器合上。断路器分合闸后用断路器断弧能力较强的常开辅助触点QF1断开分闸回路，避免断弧能力较差的分闸继电器的常开触点如STJ1或TJ1提前返回而拉弧烧坏，并能保证正常分闸动作时可靠合上断路器。其中TBJV为防跳继电器，当分闸回路处于接通状态时，TBJV1触点打开，使合闸回路一直处于断开状态，防止断路器的跳跃。在断路器合闸时，启动合闸保持继电器HBJ，合闸保持继电器的常开保持触点HBJ自保持，使合闸回路一直导通，直至断路器合上。断路器合闸后用断路器断弧能力较强的常闭辅助触点QF2断开合闸回路，避免断弧能力较差的合闸继电器的常开触点SHJ或ZHJ提前返回而拉弧烧坏，并能保证正常合闸及重合闸动作时可靠合上断路器。

因此，当断路器辅助触点切换不正常或者操作机构卡死时，分闸线圈TQ、合闸线圈HQ由于长时间得电会烧坏，同时保护装置中的电流继电器TBJ和电流继电器HBJ的线圈也有可能烧坏，而且随着自动化水平的不断提高，越来越多的操作采用远方遥控方式进行，一旦发生故障，不仅会烧毁线圈，而且很可能烧坏其它设备，使事故扩大，造成更大的损失。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种高压断路器线圈保护装置及保护系统，以解决断路器辅助触点切换不正常或者操作机构卡死时，分闸线圈或合闸线圈由于长时间得电会烧坏的技术问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种高压断路器线圈保护装置，包括控制电路和接触器，控制电路包括MCU、分合闸监视电路、时钟电路、告警电路、输出电路和通信电路；

分合闸监视电路包括分闸信息采集电路和合闸信息采集电路，分闸信息采集电路采集分闸信号和分闸回路带电信号，并发送至MCU；合闸信息采集电路采集合闸信号和合闸回路带电信号，并发送至MCU；

时钟电路通过分合闸监视电路获取分闸线圈或合闸线圈的拒动时间，并生成时钟信号发送至MCU；

MCU根据接收的时钟信号、分闸信号或者合闸信号向输出电路发送回路断电信号；

输出电路根据回路断电信号通过多重逻辑门槛控制继电器向接触器和告警电路发送动作控制信号；

告警电路接收动作控制信号，并通过通信电路将告警信息发送至移动终端；

接触器接收动作控制信号，并断开分闸回路，或者断开合闸回路。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，分闸信息采集电路的输入接口连接分闸线圈的正端，合闸信息采集电路的输入接口连接合闸线圈的正端。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，还包括存储电路，存储电路存储日志信息，日志信息包括MCU通过输出电路向接触器发送动作控制信号的记录。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，还包括GPS电路，GPS电路为MCU提供时间信号。

通过GPS电路可以为CPU提供年月日时分秒的高精度时间信号，保证高压断路器线圈保护装置时间的准确性。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，当分闸线圈或合闸线圈的拒动时间达到第一整定时间时，MCU通过输出电路控制接触器断开分闸回路或者合闸回路。

通过断开分闸回路或者合闸回路，使相应的分闸线圈或者合闸线圈失电，防止分闸线圈或者合闸线圈因为长时间得电而被烧毁，同时也有效地防止了分闸保持继电器以及合闸保持继电器因长时间带电而被烧毁。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，接触器断开分闸回路或者所述合闸回路后，经第二整定时间再闭合，连通分闸回路或者合闸回路。

接触器闭合后，分闸回路或合闸回路恢复带电，相应地，分闸线圈或者合闸线圈重新带电，分(合)闸接点经第二整定时间后还未返回，即还没有进行第二次分(合)闸动作。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，当分闸线圈述合闸线圈的拒动时间达到第三整定时间时，且此时分闸接点或合闸接点还未返回，即还没有进行分闸或者合闸，MCU通过输出电路控制接触器断开分闸回路或者合闸回路。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，还包括信息提示电路，信息提示电路连接MCU，且信息提示电路通过指示灯显示不同的状态信息。

通过指示灯将该高压断路器线圈保护装置的不同工作过程或者状态呈现出来，方便工作人员的使用和判断。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种高压断路器线圈保护系统，包括上位机以及若干如第一方面及其可能的实施方式所述的高压断路器线圈保护装置，高压断路器线圈保护装置通过通信电路连接上位机。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，上位机接收到告警信息的同时向移动终端发送告警信息。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：

本实用新型实施例提供了一种高压断路器线圈保护装置，通过分闸信息采集电路采集分闸信号和分闸回路带电信号，并将采集的分闸信号和分闸回路带电信号发送至MCU；合闸信息采集电路采集合闸信号和合闸回路带电信号，并将采集合闸信号和合闸回路带电信号发送至MCU；时钟电路通过分合闸监视电路获取分闸线圈和合闸线圈的拒动时间，并生成时钟信号发送至MCU，MCU根据接收的分闸信号或者合闸信号，以及时钟信号通过输出电路控制接触器动作，进而断开分闸回路或者合闸回路，同时，告警电路将告警信息发送至移动终端，避免了分闸线圈或者合闸线圈因为长时间带电而被烧毁，同时也避免了分闸保持继电器或者合闸保持继电器因长时间带电而被烧毁，同时便于工作人员及时获取断路器故障信息。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型背景技术涉及的现有技术断路器的原理电路图；

图2为本实用新型实施例提供的一种高压断路器线圈保护装置的原理图；

图3为本实用新型实施例提供的一种高压断路器线圈保护装置与断路器连接的电路图；

图4为本实用新型实施例提供的一种高压断路器线圈保护系统的示意图。

图标：1-高压断路器线圈保护装置；11-MCU；12-分合闸监视电路；13-时钟电路；14-告警电路；15-输出电路；16-通信电路；17-存储电路；18-GPS电路；19-信息提示电路；2-接触器；3-移动终端；4-上位机。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

目前的断路器存在辅助触点切换不正常或者操作机构卡死时，分闸线圈或者合闸线圈由于长时间得电会烧坏，基于此，本实用新型实施例提供的一种高压断路器线圈保护装置及保护系统，可以防止当辅助触点切换不正常或者操作机构卡死时，会发生分闸线圈或者合闸线圈由于长时间得电会被烧坏的情况。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种高压断路器线圈保护装置进行详细介绍。

实施例1：

如图2所示，本实用新型实施例提供了一种高压断路器线圈保护装置，包括控制电路和接触器2，控制电路包括MCU 1、分合闸监视电路12、时钟电路13、告警电路14、输出电路15和通信电路16；分合闸监视电路12包括分闸信息采集电路和合闸信息采集电路，分闸信息采集电路采集分闸信号和分闸回路带电信号，并发送至MCU 1；合闸信息采集电路采集合闸信号和合闸回路带电信号，并发送至MCU 1；时钟电路13通过分合闸监视电路12获取分闸线圈和合闸线圈的拒动时间，并生成时钟信号发送至MCU 1；MCU 1根据接收的分闸信号或者合闸信号，以及时钟信号向输出电路15发送回路断电信号；输出电路15根据回路断电信号通过多重逻辑门槛控制继电器同时向接触器2和告警电路14发送动作控制信号；告警电路14接收动作控制信号，并通过通信电路16将告警信息发送至移动终端3；接触器2接收动作控制信号，并断开分闸回路，或者断开合闸回路。

作为本实施例的另一种实施方式，高压断路器线圈保护装置还包括存储电路17和GPS电路18，存储电路17存储日志信息，日志信息包括MCU 1通过输出电路15向接触器2发送动作控制信号的记录，以及高压断路器线圈保护装置自身的故障信息。另外，本实施例的通信电路16优选通过GPRS网络将日志信息发送至移动终端3，移动终端3优选为设定的手机。

作为本实施例的另一种实施方式，该高压断路器线圈保护装置还包括信息提示电路19，信息提示电路19连接MCU 1，且信息提示电路19通过指示灯显示不同的状态信息，比如：正常运行时运行灯闪亮，MCU 1通过输出电路15输出动作控制信号后动作灯亮，请求远方复位或就地复位，以投入下次使用；该保护装置故障时，故障电路将故障信息发送至MCU 1，MCU 1通过信息提示电路19控制运行灯熄灭，同时通过通信电路16向移动终端3发送故障信息，请求关闭自身电源，退出运行。

如图3所示，本实施例所述的高压断路器线圈保护装置的端子X1、X2接+KM，端子X7、X8接-KM，分闸监视端子X4接在断路器分闸线圈的正端，合闸监视端子X5接在断路器合闸线圈的正端，外接的直流接触器ZLC连接端子X6与X7，直流接触器ZLC的常闭接点串接入分(合)闸回路。分闸信息采集电路和合闸信息采集电路实时采集断路器的分闸信号和合闸信号，并将检测到的分闸信号或合闸信号输入MCU。若断路器在设定的第一整定时间内不能完成相应的分闸或合闸操作时，MCU向输出电路发出回路断电信号，输出电路根据控制信号至少同时发出两个动作控制信号，当继电器同时接受到两个同为高电平或者同为低电平的动作控制信号时，控制外接的直流接触器ZLC动作，直流接触器ZLC的常闭接点断开，从而切断断路器分(合)闸回路电源，以保护分闸线圈或者是合闸线圈不被烧坏，同时分闸保持继电器TBJ或者合闸保持继电器HBJ也能够避免因长时间通电而烧坏。

端子X3为远方复归开入，当MCU向输出电路发送动作控制信号后，磁保持继电器XJ动作，可就地通过按钮FW就地复归或端子X3进行远方复归。

由于断路器使用过程中可能出现第一次分(合)闸操作失败，而接着进行第二次分(合)闸操作却往往成功，本实施例提供了另一种实施方式，即在第一次分(合)闸失败时，MCU通过输出电路控制接触器短时切断分(合)闸回路电源后又立即恢复，使断路器进行第二次分(合)闸操作，以提高分(合)闸的成功率，同理，MCU可以通过输出电路控制接触器使分闸回路或合闸回路多次断开。

本实施例具体工作过程为：

分合闸监视电路通过分闸信息采集电路和合闸信息采集电路实时采集分闸信号、合闸信号以及分闸回路带电信号和合闸回路带电信号，以分闸信号为例：

1.MCU通过输出电路仅向接触器发送一次动作控制信号

当分闸信息采集电路检测到分闸信号时，MCU通过时钟电路开始定时，若经过设定的第一整定时间后，分闸信息采集电路仍采集到分闸回路带电信号，说明断路器分闸回路没有断开，MCU通过输出电路控制接触器动作以断开分闸回路，此时分闸线圈失电，防止了分闸线圈因长时间带电而烧毁，同时也防止了分闸保持继电器TBJ被烧毁。

2.MCU通过输出电路向接触器发送两次动作控制信号

为了保证提高断路器的分闸成功率，MCU通过输出电路控制接触器断开分闸回路后，经过第二整定时间通过输出电路控制接触器闭合，接通分闸回路，当分闸线圈的拒动时间达到第三整定时间时，且此时分闸接点还未返回，即还没有进行第二次分闸，MCU通过输出电路控制接触器断开分闸回路，同时继电器XJ请求复归。

因此，本实施例所述的高压断路器线圈保护装置在保护断路器分、合闸线圈的同时，还可以提高断路器分、合闸的成功率。另外，合闸的操作原理与分闸相同，在此不予赘述。

实施例2：

如图4所示，本实用新型实施例提供了一种高压断路器线圈保护系统，包括上位机4以及连接上位机4的若干如实施例1所述的高压断路器线圈保护装置1。

高压断路器线圈保护装置1连接上位机4，并将存储电路的日志信息发送至上位机4，使工作人员可以及时获取该高压断路器线圈保护装置1的工作情况，以及断路器的状态。

本实施例中，上位机4接收到告警信息的同时向移动终端发送告警信息，避免发生某一方因网络原因不能将告警信息及时送达的状况。

本实用新型实施例提供的高压断路器线圈保护系统，与上述实施例提供的高压断路器线圈保护装置1具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不予赘述。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。