CN109861125A - 本安型智能电气开关柜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种本安型智能电气开关柜，属于电气设备技术领域。包括用于驱动活门挡板动作的挡板驱动组件，至少两个断路器位置传感器，中央控制器，中央控制器电性连接于挡板驱动组件与断路器位置传感器。断路器在被推送进入断路器手车室的过程中，依次经过设置在在断路器手车室的侧壁平行于断路器运行方向上的断路器位置传感器，断路器位置传感器自动感应断路器位置，当且仅当中央控制器接收到所有断路器位置传感器传输的所述断路器的位置信息时，挡板驱动组件才会动作。如此，在工作人员进行检维修作业时，必须依次并全部触发断路器位置传感器，才可能导致所述活门挡板开启，这种概率在可接受安全风险范围内，实现了电气开关柜的本质安全。

Description

本安型智能电气开关柜

技术领域

本发明属于电气设备技术领域，具体涉及一种本安型智能电气开关柜。

背景技术

电气开关柜的主要作用是在电力系统进行发电、输电、配电和电能转换的过程中，进行开合、控制和保护用电设备。按照断路器安装方式不同可以将电气开关柜分为移开式开关柜和固定式开关柜。

移开式开关柜在进行开关柜工作时， 经常需要将手车开关抽出进行检查处 理，若进行柜内检查或其他工作时（柜内电缆敷设、加热器检查等）， 人员距离安全单板距离非常近，容易误开启挡板，而挡板内部就是手车触头，母线侧或线路侧都带电，存在较大的安全隐患。

现有技术中提供的一种活门挡板防误装置，采用挂接红布帘的技术手段，实现对作业人员的警示作用，但是，该装置不能从根本上消除该安全隐患，作业人员依然存在着误操作触电的安全风险。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种大幅度降低作业人员触电安全风险的本安型的智能电气开关柜。

本发明解决其技术问题所采取的技术措施是：

一种本安型智能电气开关柜，包括柜体及断路器，所述柜体上具有断路器手车室，所述断路器手车室内设置有与所述断路器的梅花触指相对应的活门挡板，所述活门挡板包括挡板组件及挡板驱动组件，所述挡板驱动组件驱动所述挡板组件打开或闭合；所述断路器手车室的侧壁平行于所述断路器运行方向上设置有至少两个手车位置传感器；所述本安型智能电气开关柜还包括中央控制器，所述中央控制器电性连接于所述挡板驱动组件与所述手车位置传感器；

所述断路器在被推送进入所述断路器手车室的过程中，依次经过所述手车位置传感器，所述手车位置传感器检测所述断路器的位置信息，并将所述断路器的位置信息传输至所述中央控制器，所述中央控制器根据接收的断路器的位置信息对所述断路器的位置状态进行判断，当且仅当所述中央控制器接收到所有所述手车位置传感器传输的所述断路器的位置信息时，所述中央控制器形成活门挡板打开信号，并传输至所述挡板驱动组件，所述挡板驱动组件根据接收到的活门挡板打开信号，驱动所述挡板组件打开。

优选地，所述挡板组件包括挡板安装座、若干遮挡片、驱动环及与所述遮挡片数量相同的连接曲杆；所述挡板安装座的中部开设有梅花触指通过孔，所述挡板安装座位于所述梅花触指通过孔的边缘均匀设置有若干转轴，且所述挡板安装座的边缘均匀设置有若干固定滑块；所述遮挡片转动连接所述转轴，所述遮挡片绕所述转轴做圆周运动，若干所述遮挡片组合形成整圆，以遮盖所述梅花触指通过孔；所述驱动环上开设有与所述固定滑块数量相等的弧形滑槽，所述弧形滑槽滑动连接所述固定滑块，以使所述驱动环绕所述固定滑块做圆周运动；所述连接曲杆的一端连接于所述遮挡片上，另一端连接于所述驱动环上；所述挡板驱动组件驱动所述驱动环绕所述固定滑块做圆周运动，通过所述连接曲杆带动所述遮挡片绕所述转轴做圆周运动，以使所述遮挡片遮盖所述梅花触指通过孔。

优选地，本安型智能电气开关柜还包括故障报警组件，所述故障报警组件包括位移传感器、故障控制器及声光报警仪；所述位移传感器包括设置于所述弧形滑槽起始端的闭合位移传感器，及设置于所述弧形滑槽终止端的全开位移传感器；所述故障控制器电性连接所述闭合位移传感器、所述全开位移传感器与所述挡板驱动组件；所述声光报警仪包括电性连接于所述故障控制器的故障声光报警器及正常状态指示灯；

所述闭合位移传感器与所述全开位移传感器分别检测所述弧形滑槽的起始端及终止端与所述固定滑块之间的距离信息，并将检测得到的距离信息传输至所述故障控制器，所述故障控制器接收所述弧形滑槽的起始端及终止端与所述固定滑块之间的距离信息，并判断所述挡板组件是否故障；

当所述挡板驱动组件动作后预定时间内，所述闭合位移传感器或所述全开位移传感器检测得到的所述弧形滑槽的起始端或终止端与所述固定滑块之间的距离小于或等于设定值时，所述故障控制器形成正常信号，并控制所述正常状态指示灯开启；

当所述挡板驱动组件动作后预定时间内，所述闭合位移传感器或所述全开位移传感器检测得到的所述弧形滑槽的起始端或终止端与所述固定滑块之间的距离大于设定值时，所述故障控制器形成故障信号，并控制所述故障声光报警器开启，发出声光警报。

优选地，所述手车位置传感器包括至少一个红外线位置传感仪及至少一个压力传感器；所述红外线位置传感仪包括相对设置于所述断路器手车室两侧的红外线发生器及红外线接收器，所述红外线接收器接收所述红外线发生器发出的红外线信号；所述压力传感器设置于所述断路器手车室上，且位于所述断路器的行进轨道上。

优选地，所述手车位置传感器还包括终点位置传感器，所述终点位置传感器安装于所述断路器上，或安装于所述断路器手车室平行于所述挡板组件的壁上；所述终点位置传感器电性连接所述中央控制器，所述终点位置传感器检测所述断路器与所述挡板组件的距离信息，并将所述断路器与所述挡板组件的距离信息传输给所述中央控制器；所述柜体或所述断路器上设置有停止指示信号灯，所述停止指示信号灯电性连接于所述中央控制器，所述中央控制器接收所述断路器与所述挡板组件的距离信息，当所述断路器与所述挡板组件的距离等于预定距离时，所述中央控制器形成终止信息，并控制所述停止指示信号灯开启。

本发明采用上述技术方案，其有益效果在于：通过设置所述挡板驱动组件，并通过所述中央控制器控制所述挡板驱动组件工作，实现所述挡板组件的打开或闭合。其中，通过在所述断路器手车室的侧壁平行于手车运行方向上设置至少两个手车位置传感器，以自动感应手车位置，而且，当且仅当所述中央控制器接收到所有所述手车位置传感器传输的所述断路器的位置信息时，所述中央控制器形成活门挡板打开信号或活门挡板关闭信号，并传输至所述挡板驱动组件。如此，在工作人员进行检维修作业时，必须依次并全部触发所述手车位置传感器，才可能导致所述活门挡板开启，而这种概率非常小，是在可以接受范围的安全风险。因此，通过上述的智能化控制，大幅降低了在对断路器检维修过程中作业人员误操作导致活门挡板开启，导致作业人员触电的安全风险，实现了电气开关柜的本质安全。

附图说明

图1是本安型智能电气开关柜结构示意图。

图2是图1所示的A部局部放大图。

图3是本安型智能电气开关柜电路连接图。

图4是本安型智能电气开关柜回装过程工作逻辑流程图。

图5是本安型智能电气开关柜取出过程工作逻辑流程图。

图6是所述活门挡板闭合状态下的结构示意图。

图7是图6所示的B部局部放大图。

图8是所述活门挡板打开状态下的结构示意图。

图9是图8所示的C部局部放大图。

图中：本安型智能电气开关柜1、柜体10、断路器手车室11、断路器20、梅花触指21、活门挡板100、挡板组件110、安装座111、梅花触指通过孔1111、转轴1112、固定滑块1113、遮挡片112、驱动环113、弧形滑槽1131、连接曲杆114、挡板驱动组件120、断路器位置传感器130、红外线位置传感仪131、压力传感器132、终点位置传感器133、故障报警组件40、位移传感器410、闭合位移传感器411、全开位移传感器412、故障控制器420、声光报警仪430、故障声光报警器431、正常状态指示灯432、停止指示信号灯50。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

请参看图1至图2，一实施例中，一种本安型智能电气开关柜1，包括柜体10及断路器20，所述柜体10上具有断路器手车室11，所述断路器手车室11内设置有与所述断路器20的梅花触指21相对应的活门挡板100，所述活门挡板100包括挡板组件110及挡板驱动组件120，所述挡板驱动组件120驱动所述挡板组件110打开或闭合。所述断路器手车室11的侧壁平行于所述断路器20运行方向上设置有至少两个断路器位置传感器130。

请一并参看图3至图5，所述本安型智能电气开关柜1还包括中央控制器30，所述中央控制器30电性连接于所述挡板驱动组件120与所述断路器位置传感器130。

所述断路器20在被推送进入所述断路器手车室11的过程中，依次经过所述断路器位置传感器130，所述断路器位置传感器130检测所述断路器20的位置信息，并将所述断路器20的位置信息传输至所述中央控制器30。

所述中央控制器30根据接收的断路器20的位置信息对所述断路器20的位置状态进行判断，当且仅当所述中央控制器30接收到所有所述断路器位置传感器130传输的所述断路器20的位置信息时，所述中央控制器30形成活门挡板打开信号，并传输至所述挡板驱动组件120，所述挡板驱动组件120根据接收到的活门挡板打开信号，驱动所述挡板组件110打开。

具体地，如所述断路器位置传感器130包括N组传感器，N≥2，所述断路器20在被推送进入所述断路器手车室11的过程中，首先经过第一传感器所在位置，第一传感器检测到所述断路器20的位置信息，并传输给所述中央控制器30，所述中央控制器进行计数N’=1，并与N进行比较，此时N’＜N。所述断路器20继续被推送进入所述断路器手车室11，此时，所述断路器连续经过第M个传感器，2≤M≤N，所述第M个传感器检测到所述断路器20的位置信息，并传输给所述中央控制器30，所述中央控制器进行计数N’=M，并与N进行比较，若N’=N，则所述中央控制器30形成活门挡板打开信号，并传输至所述挡板驱动组件120，所述挡板驱动组件120根据接收到的活门挡板打开信号，驱动所述挡板组件110打开。

而在所述断路器20在被拖出所述断路器手车室11的过程中，首先经过第N传感器所在位置，第N传感器检测到所述断路器20的位置信息，并传输给所述中央控制器30，所述中央控制器30进行计数N’=N-1，此时，N’＜N，则所述中央控制器30形成活门挡板闭合信号，并传输至所述挡板驱动组件120，所述挡板驱动组件120根据接收到的活门挡板闭合信号，驱动所述挡板组件110闭合。所述断路器20在被持续拖出所述断路器手车室11的过程中，所述断路器连续经过第M个传感器，2≤M≤N，所述第M个传感器检测到所述断路器20的位置信息，并传输给所述中央控制器30，所述中央控制器进行计数N’=N-M，并与0进行比较，若N’=0，则对所述中央控制器进行复位，以被下一次使用。

一具体实施方式中，所述断路器位置传感器130包括至少一个红外线位置传感仪131及至少一个压力传感器132。所述红外线位置传感仪131包括相对设置于所述断路器手车室两侧的红外线发生器及红外线接收器，所述红外线接收器接收所述红外线发生器发出的红外线信号。所述压力传感器132设置于所述断路器手车室11上，且位于所述断路器20的行进轨道上。以利用红外线测位原理及压力感应原理实现对所述断路器20位置的检测。

当然，上述红外线位置传感仪131以及压力传感器132并不是实现断路器位置检测的唯一手段，还可以通过振动传感器、温度传感器等利用所述断路器20运行过程中所产生的振动以及摩擦温度来实现对所述断路器20位置的检测。

也可以通过在所述断路器20的滑进装置上设置距离测量仪，以通过测量所述断路器20的行进距离来检测所述断路器20的位置状态。

请参看图6至图9，又一具体实施方式中，所述挡板组件110包括挡板安装座111、若干遮挡片112、驱动环113及与所述遮挡片112数量相同的连接曲杆114。

所述挡板安装座111的中部开设有梅花触指通过孔1111，所述挡板安装座111位于所述梅花触指通过孔1111的边缘均匀设置有若干转轴1112，且所述挡板安装座111的边缘均匀设置有若干固定滑块1113。

所述遮挡片112转动连接所述转轴1112，所述遮挡片112绕所述转轴1112做圆周运动，若干所述遮挡片112组合形成整圆，以遮盖所述梅花触指通过孔1111。

所述驱动环113上开设有与所述固定滑块1113数量相等的弧形滑槽1131，所述弧形滑槽1131滑动连接所述固定滑块1113，以使所述驱动环113绕所述固定滑块1113做圆周运动。

所述连接曲杆114的一端连接于所述遮挡片112上，另一端连接于所述驱动环113上。所述挡板驱动组件120驱动所述驱动环113绕所述固定滑块1113做圆周运动，通过所述连接曲杆114带动所述遮挡片112绕所述转轴1112做圆周运动，以使所述遮挡片112打开或遮盖所述梅花触指通过孔1111。

作为优选，所述遮挡片112具有六个，且所述遮挡片112为三角形，三角形的三个边均做圆弧状处理，以使得六个所述遮挡片组合形成整圆，且彼此在划开时相互不影响。

实际运行过程中，无论是向外抽出断路器20进行检维修，还是向内推送回装断路器20的过程中，现有的电气开关柜都不能直观的观察到所述活门挡板100的工作状态情况，这就导致，在回装过程中，如活门挡板100未完全打开，则回装过程受阻，导致断路器20的梅花触指21损坏。在取出的过程中，如活门挡板100未完全闭合，断路器20取出后，电气开关柜的高压带电原件外漏，存在着较大的安全隐患，作业人员将面临较大的触电的安全风险。

为进一步解决以上技术问题，请继续参看图3与图4，又一较佳实施例中，所述本安型智能电气开关柜1还包括故障报警组件40，所述故障报警组件40包括位移传感器410、故障控制器420及声光报警仪430。

所述位移传感器410包括设置于所述弧形滑槽1131起始端的闭合位移传感器411，及设置于所述弧形滑槽1131终止端的全开位移传感器412。所述故障控制器420电性连接所述闭合位移传感器411、所述全开位移传感器412与所述中央控制器30。所述声光报警仪430包括电性连接于所述故障控制器420的故障声光报警器431及正常状态指示灯432。

所述闭合位移传感器411与所述全开位移传感器412分别检测所述弧形滑槽1131的起始端及终止端与所述固定滑块1113之间的距离信息，并将检测得到的距离信息传输至所述故障控制器420，所述故障控制器420接收所述弧形滑槽1131的起始端及终止端与所述固定滑块1113之间的距离信息，并判断所述挡板组件110是否故障。

当所述挡板驱动组件120动作后预定时间内，所述闭合位移传感器411或所述全开位移传感器412检测得到的所述弧形滑槽1131的起始端或终止端与所述固定滑块1113之间的距离小于或等于设定值时，所述故障控制器420形成正常信号，并控制所述正常状态指示灯432开启。

当所述挡板驱动组件120动作后预定时间内，所述闭合位移传感器411或所述全开位移传感器412检测得到的所述弧形滑槽1131的起始端或终止端与所述固定滑块1113之间的距离大于设定值时，所述故障控制器420形成故障信号，并控制所述故障声光报警器431开启，发出声光警报。

具体的，所述断路器20在被推送进入所述断路器手车室11的过程中，所述断路器20依次经过所有所述断路器位置传感器130，所述中央控制器30形成活门挡板打开信号，并将该信号传输给所述故障控制器420，所述故障控制器420开始计时，同时，所述挡板驱动组件120根据接收到的活门挡板打开信号，驱动所述挡板组件110打开，所述挡板组件110打开的过程中，所述全开位移传感器412检测所述弧形滑槽1131的终止端与所述固定滑块1113之间的距离信息，当所述故障控制器420的计时达到或大于预设时间后，如所述全开位移传感器412检测得到的所述弧形滑槽1131的终止端与所述固定滑块1113之间的距离小于或等于设定值时，则判断为所述挡板组件110正常开启，所述故障控制器420形成正常信号，并控制所述正常状态指示灯432开启。如所述全开位移传感器412检测得到的所述弧形滑槽1131的终止端与所述固定滑块1113之间的距离大于设定值时，则判断为所述挡板组件110故障，所述故障控制器420形成故障信号，并控制所述故障声光报警器431开启，发出声光警报。

同理，在所述断路器20在被拖出所述断路器手车室11的过程中，最后一个传感器检测到所述断路器20的位置信息，并传输给所述中央控制器30，所述中央控制器30形成活门挡板闭合信号，并同时将活门挡板闭合信号传输给所述故障控制器420。所述故障控制器420开始计时，同时，所述挡板驱动组件120根据接收到的活门挡板闭合信号，驱动所述挡板组件110闭合，所述挡板组件110闭合的过程中，所述闭合位移传感器411检测所述弧形滑槽1131的起始端与所述固定滑块1113之间的距离信息，当所述故障控制器420的计时达到或大于预设时间后，如所述全开位移传感器411检测得到的所述弧形滑槽1131的起始端与所述固定滑块1113之间的距离小于或等于设定值时，则判断为所述挡板组件110正常闭合，所述故障控制器420形成正常信号，并控制所述正常状态指示灯432开启。如所述闭合位移传感器411检测得到的所述弧形滑槽1131的起始端与所述固定滑块1113之间的距离大于设定值时，则判断为所述挡板组件110故障，所述故障控制器420形成故障信号，并控制所述故障声光报警器431开启，发出声光警报。

又一较佳实施例中，所述断路器位置传感器130还包括终点位置传感器133，所述终点位置传感器133安装于所述断路器20上，或安装于所述断路器手车室11平行于所述挡板组件110的壁上。

所述终点位置传感器133电性连接所述中央控制器30，所述终点位置传感器133检测所述断路器20与所述挡板组件110的距离信息，并将所述断路器20与所述挡板组件110的距离信息传输给所述中央控制器30。

所述柜体10或所述断路器20上设置有停止指示信号灯50，所述停止指示信号灯50电性连接于所述中央控制器30，所述中央控制器30接收所述断路器20与所述挡板组件110的距离信息，当所述断路器20与所述挡板组件110的距离等于预定距离时，所述中央控制器30形成终止信息，并控制所述停止指示信号灯50开启，以提示回装到位，避免工作人员用力按压，损坏设备。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (5)

1.一种本安型智能电气开关柜，包括柜体及断路器，所述柜体上具有断路器手车室，所述断路器手车室内设置有与所述断路器的梅花触指相对应的活门挡板，其特征在于：

所述活门挡板包括挡板组件及挡板驱动组件，所述挡板驱动组件驱动所述挡板组件打开或闭合；

所述断路器手车室的侧壁平行于所述断路器运行方向上设置有至少两个断路器位置传感器；

所述本安型智能电气开关柜还包括中央控制器，所述中央控制器电性连接于所述挡板驱动组件与所述断路器位置传感器；

所述断路器在被推送进入所述断路器手车室的过程中，依次经过所述断路器位置传感器，所述断路器位置传感器检测所述断路器的位置信息，并将所述断路器的位置信息传输至所述中央控制器，所述中央控制器根据接收的断路器的位置信息对所述断路器的位置状态进行判断，当且仅当所述中央控制器接收到所有所述断路器位置传感器传输的所述断路器的位置信息时，所述中央控制器形成活门挡板打开信号，并传输至所述挡板驱动组件，所述挡板驱动组件根据接收到的活门挡板打开信号，驱动所述挡板组件打开。

2.如权利要求1所述的本安型智能电气开关柜，其特征在于，所述挡板组件包括挡板安装座、若干遮挡片、驱动环及与所述遮挡片数量相同的连接曲杆；

所述挡板安装座的中部开设有梅花触指通过孔，所述挡板安装座位于所述梅花触指通过孔的边缘均匀设置有若干转轴，且所述挡板安装座的边缘均匀设置有若干固定滑块；

所述遮挡片转动连接所述转轴，所述遮挡片绕所述转轴做圆周运动，若干所述遮挡片组合形成整圆，以遮盖所述梅花触指通过孔；

所述驱动环上开设有与所述固定滑块数量相等的弧形滑槽，所述弧形滑槽滑动连接所述固定滑块，以使所述驱动环绕所述固定滑块做圆周运动；

所述连接曲杆的一端连接于所述遮挡片上，另一端连接于所述驱动环上；

所述挡板驱动组件驱动所述驱动环绕所述固定滑块做圆周运动，通过所述连接曲杆带动所述遮挡片绕所述转轴做圆周运动，以使所述遮挡片遮盖所述梅花触指通过孔。

3.如权利要求2所述的本安型智能电气开关柜，其特征在于，还包括故障报警组件，所述故障报警组件包括位移传感器、故障控制器及声光报警仪；

所述位移传感器包括设置于所述弧形滑槽起始端的闭合位移传感器，及设置于所述弧形滑槽终止端的全开位移传感器；

所述故障控制器电性连接所述闭合位移传感器、所述全开位移传感器与所述中央控制器；

所述声光报警仪包括电性连接于所述故障控制器的故障声光报警器及正常状态指示灯；

所述闭合位移传感器与所述全开位移传感器分别检测所述弧形滑槽的起始端及终止端与所述固定滑块之间的距离信息，并将检测得到的距离信息传输至所述故障控制器，所述故障控制器接收所述弧形滑槽的起始端及终止端与所述固定滑块之间的距离信息，并判断所述挡板组件是否故障；

当所述挡板驱动组件动作后预定时间内，所述闭合位移传感器或所述全开位移传感器检测得到的所述弧形滑槽的起始端或终止端与所述固定滑块之间的距离小于或等于设定值时，所述故障控制器形成正常信号，并控制所述正常状态指示灯开启；

当所述挡板驱动组件动作后预定时间内，所述闭合位移传感器或所述全开位移传感器检测得到的所述弧形滑槽的起始端或终止端与所述固定滑块之间的距离大于设定值时，所述故障控制器形成故障信号，并控制所述故障声光报警器开启，发出声光警报。

4.如权利要求1所述的本安型智能电气开关柜，其特征在于，所述断路器位置传感器包括至少一个红外线位置传感仪及至少一个压力传感器；

所述红外线位置传感仪包括相对设置于所述断路器手车室两侧的红外线发生器及红外线接收器，所述红外线接收器接收所述红外线发生器发出的红外线信号；

所述压力传感器设置于所述断路器手车室上，且位于所述断路器的行进轨道上。

5.如权利要求1～4中任意一项所述的本安型智能电气开关柜，其特征在于，所述断路器位置传感器还包括终点位置传感器，所述终点位置传感器安装于所述断路器上，或安装于所述断路器手车室平行于所述挡板组件的壁上；

所述终点位置传感器电性连接所述中央控制器，所述终点位置传感器检测所述断路器与所述挡板组件的距离信息，并将所述断路器与所述挡板组件的距离信息传输给所述中央控制器；

所述柜体或所述断路器上设置有停止指示信号灯，所述停止指示信号灯电性连接于所述中央控制器，所述中央控制器接收所述断路器与所述挡板组件的距离信息，当所述断路器与所述挡板组件的距离等于预定距离时，所述中央控制器形成终止信息，并控制所述停止指示信号灯开启。