一种10kV智能相控负荷开关的制作方法

一种10kv智能相控负荷开关
技术领域
1.本实用新型公开了一种负荷开关，属于负荷开关技术领域，具体涉及一种10kv智能相控负荷开关。


背景技术：

2.负荷开关是介于断路器和隔离开关之间的一种开关电器，具有简单的灭弧装置,能切断额定负荷电流和一定的过载电流，但不能切断短路电流。高压负荷开关作为开断负荷电流及关台短路电流之用，用于分合负荷电流,闭环电流，空载变压器和电缆充电电流，关合短路电流。配装接地开关的负荷开关，可以承受短路电流。带有脱扣装置配高分断能力熔断器的负荷开关熔断器组合电器，权有断相跳闸功能，可切断短路电流，作保护设备用。高压负荷开关可以隔离电源，有明显的断开点，多用于固定式高压设备。具有灭弧装置和一定的分合闸速度，在合闸状态下可以通过正常工作电流和规定的短路电路。严禁带负荷接通和断开电路，常与高压熔断器串连使用。
3.现有技术中当10kv智能相控负荷开关外接设备发生故障时，负荷开关不能切除故障电流，只能依靠公用配电线路上的分段开关保护跳闸，造成公用配电线路上的其他用户也停电。


技术实现要素：

4.实用新型目的：提供一种10kv智能相控负荷开关，解决上述提到的问题。
5.技术方案：一种10kv智能相控负荷开关，包括：负荷开关本体；
6.故障检测单元，所述故障检测单元的输出端与所述负荷开关本体的输入端连接，所述故障检测单元的输入端输入电流和电压；
7.所述故障检测单元由检测模块、与所述检测模块连接的逻辑判断处理模块、同时与所述逻辑判断处理模块连接的跳闸接点和发信接点、以及与所述发信接点连接的无线信号发送模块组成；
8.在进一步的实施例中，所述检测模块包括电压检测模块和电流检测模块。
9.在进一步的实施例中，所述电压检测模块输出端和电流检测模块输出端均连接至逻辑判断处理模块的输入端，逻辑判断处理模块的输出端分别连接跳闸接点的一端、发信接点的一端，跳闸接点的另一端通过负荷开关的跳闸线圈连接至外部设备，发信接点的另一端连接至无线信号发送模块。
10.在进一步的实施例中，所述检测模块由放大电路、电流检测电路、电压检测电路和反相电路构成；其中所述放大电路的输入端输入信号，输出端分别与所述电流检测电路的输入端和所述电压检测电路的输入端连接，所述反相电路的输入端同时与所述电流检测电路的输出端和所述电压检测电路的输出端连接，所述反相电路的输出端与逻辑判断处理模块的输入端连接。
11.在进一步的实施例中，所述放大电路包括：电阻r1、电阻r2、电容c1、电阻r6、电位
器rv1、放大器u3a；
12.所述电阻r1的一端和电阻r2的一端分别输入电流信号和电压信号，所述放大器u3a的同相输入端同时与所述电阻r1的另一端、所述电容c1的一端和所述电阻r6的一端连接，所述放大器u3a的反相输入端同时与所述电阻r2的另一端和所述电阻r3的一端连接，所述电阻r3的另一端接地，所述放大器u3a的输出端同时与所述电容c1的另一端、所述电阻r6的另一端和所述电位器rv1的控制端连接。
13.在进一步的实施例中，所述电压检测电路包括：电阻r4、二极管d1、电容c2、电阻r7、放大器u4a、光耦器u1；
14.所述电阻r4的一端与电位器rv1的一端连接，所述放大器u4a的同相输入端同时与所述电阻r4的另一端、所述电容c2的一端、所述二极管d1的负极和所述光耦器u1的2号引脚和3号引脚连接，所述放大器u4a的反相输入端与所述光耦器u1的4号引脚连接且接地，所述放大器u4a的输出端同时与所述电容c2的另一端、所述二极管d1的正极和所述电阻r7的一端连接，所述光耦器u1的1号引脚与所述电阻r7的另一端连接，所述光耦器u1的4号引脚与3号引脚连接，所述光耦器u1的5号引脚输入工作电压。
15.在进一步的实施例中，所述电流检测电路包括：电阻r5、二极管d2、电容c3、电阻r8、放大器u5a、光耦器u2；
16.所述电阻r5的一端与电位器rv1的另一端连接，所述放大器u5a的同相输入端同时与所述电阻r5的另一端、所述电容c3的一端、所述二极管d2的负极和所述光耦器u1的4号引脚连接，所述放大器u5a的反相输入端同时与所述光耦器u2的1号引脚、3号引脚连接且接地，所述放大器u5a的输出端同时与所述电容c3的另一端、所述二极管d2的正极和所述电阻r8的一端连接，所述光耦器u2的2号引脚与所述电阻r8的另一端连接。
17.在进一步的实施例中，所述反相电路包括：反相器u6a、电阻r9、电位器rv2、电容c4；
18.所述反相器u6a的同相输入端同时与光耦器u1的6号引脚、电容c4的一端、电阻r9的一端和光耦器u2的5号引脚连接，所述反相器u6a的反相输入端与光耦器u2的6号引脚连接且输入电压，所述电阻r9的另一端与电位器rv1的一端连接，所述反相器u6a的输出端同时与所述电容c4的另一端、所述电位器rv2的控制端和另一端连接且输出信号。
19.在进一步的实施例中，所述光耦器的型号均为hcnr2000。
20.有益效果：本实用新型公开了一种负荷开关，属于负荷开关技术领域，具体涉及一种10kv智能相控负荷开关；本实用新型在负荷开关的输入端连接故障检测单元，其输出端与所述负荷开关本体的输入端连接，输入端输入电流和电压；所述电压检测模块输出端和电流检测模块输出端均连接至逻辑判断处理模块的输入端，逻辑判断处理模块的输出端分别连接跳闸接点的一端、发信接点的一端，跳闸接点的另一端通过负荷开关的跳闸线圈连接至外部设备，发信接点的另一端连接至无线信号发送模块，从而本实用新型在实现故障有效隔离的同时，还能使维护人员快速处理故障，降低故障排查的工作量，提高工作效率。
附图说明
21.图1是本实用新型的故障检测装置逻辑模块图。
22.图2是本实用新型的故障检测装置逻辑流程图。
23.图3是本实用新型的检测模块电路图。
实施方式
24.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。
25.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。
26.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”、“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。此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
27.一种10kv智能相控负荷开关，包括：负荷开关本体；
28.故障检测单元，所述故障检测单元的输出端与所述负荷开关本体的输入端连接，所述故障检测单元的输入端输入电流和电压；
29.在一个实施例中，如图1所示，所述故障检测单元由检测模块、与所述检测模块连接的逻辑判断处理模块、同时与所述逻辑判断处理模块连接的跳闸接点和发信接点、以及与所述发信接点连接的无线信号发送模块组成
30.在一个实施例中，如图1所示，所述检测模块包括电压检测模块和电流检测模块。
31.在一个实施例中，如图1所示，所述电压检测模块输出端和电流检测模块输出端均连接至逻辑判断处理模块的输入端，逻辑判断处理模块的输出端分别连接跳闸接点的一端、发信接点的一端，跳闸接点的另一端通过负荷开关的跳闸线圈连接至外部设备，发信接点的另一端连接至无线信号发送模块。
32.在一个实施例中，如图3所示，所述检测模块由放大电路、电流检测电路、电压检测电路和反相电路构成；其中所述放大电路的输入端输入信号，输出端分别与所述电流检测电路的输入端和所述电压检测电路的输入端连接，所述反相电路的输入端同时与所述电流检测电路的输出端和所述电压检测电路的输出端连接，所述反相电路的输出端与逻辑判断处理模块的输入端连接。
33.在一个实施例中，如图1所示，所述放大电路包括：电阻r1、电阻r2、电容c1、电阻r6、电位器rv1、放大器u3a；
34.所述电阻r1的一端和电阻r2的一端分别输入电流信号和电压信号，所述放大器u3a的同相输入端同时与所述电阻r1的另一端、所述电容c1的一端和所述电阻r6的一端连接，所述放大器u3a的反相输入端同时与所述电阻r2的另一端和所述电阻r3的一端连接，所
述电阻r3的另一端接地，所述放大器u3a的输出端同时与所述电容c1的另一端、所述电阻r6的另一端和所述电位器rv1的控制端连接。
35.在一个实施例中，如图1所示，所述电压检测电路包括：电阻r4、二极管d1、电容c2、电阻r7、放大器u4a、光耦器u1；
36.所述电阻r4的一端与电位器rv1的一端连接，所述放大器u4a的同相输入端同时与所述电阻r4的另一端、所述电容c2的一端、所述二极管d1的负极和所述光耦器u1的2号引脚和3号引脚连接，所述放大器u4a的反相输入端与所述光耦器u1的4号引脚连接且接地，所述放大器u4a的输出端同时与所述电容c2的另一端、所述二极管d1的正极和所述电阻r7的一端连接，所述光耦器u1的1号引脚与所述电阻r7的另一端连接，所述光耦器u1的4号引脚与3号引脚连接，所述光耦器u1的5号引脚输入工作电压。
37.在一个实施例中，如图1所示，所述电流检测电路包括：电阻r5、二极管d2、电容c3、电阻r8、放大器u5a、光耦器u2；
38.所述电阻r5的一端与电位器rv1的另一端连接，所述放大器u5a的同相输入端同时与所述电阻r5的另一端、所述电容c3的一端、所述二极管d2的负极和所述光耦器u1的4号引脚连接，所述放大器u5a的反相输入端同时与所述光耦器u2的1号引脚、3号引脚连接且接地，所述放大器u5a的输出端同时与所述电容c3的另一端、所述二极管d2的正极和所述电阻r8的一端连接，所述光耦器u2的2号引脚与所述电阻r8的另一端连接。
39.在一个实施例中，如图1所示，所述反相电路包括：反相器u6a、电阻r9、电位器rv2、电容c4；
40.所述反相器u6a的同相输入端同时与光耦器u1的6号引脚、电容c4的一端、电阻r9的一端和光耦器u2的5号引脚连接，所述反相器u6a的反相输入端与光耦器u2的6号引脚连接且输入电压，所述电阻r9的另一端与电位器rv1的一端连接，所述反相器u6a的输出端同时与所述电容c4的另一端、所述电位器rv2的控制端和另一端连接且输出信号。
41.在一个实施例中，如图1所示，所述光耦器的型号均为hcnr2000。
42.工作原理：当本实用新型进行工作时，首先进行输入电压信号和电流信号至检测模块中，首先信号通过放大电路进行调节信号的稳定，电压信号和电流信号通过点r1和电阻r2进行保护输入至放大器u3a中，此时放大器u3a根据电位器rv1的倍数进行放大，且可以调节电位器rv1的阻抗进行确定放大倍数，进而电压信号和电流分别输入电流检测电路和电压检测电路中，由于实际工作环境比较恶劣，为了防止干扰信号由采集信道进入检测电路，采用光电耦合器来实现信号的传输。由于光电耦合器的发光二极管为电流驱动器件，因而应以电流环路的形式进行传送，而且电流环路是低阻抗电路，它对噪声的敏感度较低，因此提高了电路的抗干扰能力。有时干扰噪声虽有较大的电压幅度，但其能量小，所以只能形成微弱的电流，而光电耦合器输入部分的发光二极管是在电流状态下工作的，只有在通过一定强度的电流时才能发光，因此，即使有很高电压幅值的干扰，也会因其所形成的电流大小而被抑制掉，进而电压信号和电流信号分别通过电流检测电路和电压检测电路中的放大器u4a和放大器u5a进行保护输入，由于二极管d1和二极管d2的作用，当输入信号为电压信号时，二极管d2导通，二极管d1截止，放大器u4a呈开环状态，光耦器u1工作，光耦器u2关断；而当输入信号为电流信号时，则正好相反。当光耦器的第3、4号引脚的光敏二极管受光后，其输出信号将反馈到反相电路中反相器u6a，以提高光耦的线性并减少温漂，当光耦器的第
5、6号引脚输出的信号经反相器u6后输出，电容c2、电容c3为反馈电容，可用于提高电路的稳定性，消除自激振荡，滤除电路中的毛刺信号，降低电路的输出噪声，其容值可根据电路的频率特性来选取。反相器u6的作用是把光耦输出的信号的相位反转180度以供后级电路使用，并增强负载驱动能力，降低输出阻抗。调整电位器rv2的值可以调整信道的增益；
43.从而输出检测至逻辑判断处理模块中，利用电压检测模块和电流检测模块获取负荷开关的电压值和电流值并发送至逻辑判断处理模块，若电流值不小于预设的故障电流值，同时负荷开关电压失压则逻辑判断处理模块判断当前用户为故障用户，控制故障用户的负荷开关跳闸。
44.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。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。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

技术特征：
1.一种10kv智能相控负荷开关，其特征在于，包括：负荷开关本体；故障检测单元，所述故障检测单元的输出端与所述负荷开关本体的输入端连接，所述故障检测单元的输入端输入电流和电压；所述故障检测单元由检测模块、与所述检测模块连接的逻辑判断处理模块、同时与所述逻辑判断处理模块连接的跳闸接点和发信接点、以及与所述发信接点连接的无线信号发送模块组成；所述检测模块由放大电路、电流检测电路、电压检测电路和反相电路构成；其中所述放大电路的输入端输入信号，输出端分别与所述电流检测电路的输入端和所述电压检测电路的输入端连接，所述反相电路的输入端同时与所述电流检测电路的输出端和所述电压检测电路的输出端连接，所述反相电路的输出端与逻辑判断处理模块的输入端连接；所述电压检测电路包括：电阻r4、二极管d1、电容c2、电阻r7、放大器u4a、光耦器u1；所述电阻r4的一端与电位器rv1的一端连接，所述放大器u4a的同相输入端同时与所述电阻r4的另一端、所述电容c2的一端、所述二极管d1的负极和所述光耦器u1的2号引脚和3号引脚连接，所述放大器u4a的反相输入端与所述光耦器u1的4号引脚连接且接地，所述放大器u4a的输出端同时与所述电容c2的另一端、所述二极管d1的正极和所述电阻r7的一端连接，所述光耦器u1的1号引脚与所述电阻r7的另一端连接，所述光耦器u1的4号引脚与3号引脚连接，所述光耦器u1的5号引脚输入工作电压；所述电流检测电路包括：电阻r5、二极管d2、电容c3、电阻r8、放大器u5a、光耦器u2；所述电阻r5的一端与电位器rv1的另一端连接，所述放大器u5a的同相输入端同时与所述电阻r5的另一端、所述电容c3的一端、所述二极管d2的负极和所述光耦器u1的4号引脚连接，所述放大器u5a的反相输入端同时与所述光耦器u2的1号引脚、3号引脚连接且接地，所述放大器u5a的输出端同时与所述电容c3的另一端、所述二极管d2的正极和所述电阻r8的一端连接，所述光耦器u2的2号引脚与所述电阻r8的另一端连接。2.根据权利要求1所述一种10kv智能相控负荷开关，其特征在于，所述检测模块包括电压检测模块和电流检测模块。3.根据权利要求2所述一种10kv智能相控负荷开关，其特征在于，所述电压检测模块输出端和电流检测模块输出端均连接至逻辑判断处理模块的输入端，逻辑判断处理模块的输出端分别连接跳闸接点的一端、发信接点的一端，跳闸接点的另一端通过负荷开关的跳闸线圈连接至外部设备，发信接点的另一端连接至无线信号发送模块。4.根据权利要求1所述一种10kv智能相控负荷开关，其特征在于，所述放大电路包括：电阻r1、电阻r2、电容c1、电阻r6、电位器rv1、放大器u3a；所述电阻r1的一端和电阻r2的一端分别输入电流信号和电压信号，所述放大器u3a的同相输入端同时与所述电阻r1的另一端、所述电容c1的一端和所述电阻r6的一端连接，所述放大器u3a的反相输入端同时与所述电阻r2的另一端和所述电阻r3的一端连接，所述电阻r3的另一端接地，所述放大器u3a的输出端同时与所述电容c1的另一端、所述电阻r6的另一端和所述电位器rv1的控制端连接。5.根据权利要求1所述一种10kv智能相控负荷开关，其特征在于，
所述反相电路包括：反相器u6a、电阻r9、电位器rv2、电容c4；所述反相器u6a的同相输入端同时与光耦器u1的6号引脚、电容c4的一端、电阻r9的一端和光耦器u2的5号引脚连接，所述反相器u6a的反相输入端与光耦器u2的6号引脚连接且输入电压，所述电阻r9的另一端与电位器rv1的一端连接，所述反相器u6a的输出端同时与所述电容c4的另一端、所述电位器rv2的控制端和另一端连接且输出信号。6.根据权利要求1所述一种10kv智能相控负荷开关，其特征在于，所述光耦器的型号均为hcnr2000。

技术总结
本实用新型公开了一种负荷开关，属于负荷开关技术领域，具体涉及一种10kV智能相控负荷开关；本实用新型在负荷开关的输入端连接故障检测单元，其输出端与所述负荷开关本体的输入端连接，输入端输入电流和电压；所述电压检测模块输出端和电流检测模块输出端均连接至逻辑判断处理模块的输入端，逻辑判断处理模块的输出端分别连接跳闸接点的一端、发信接点的一端，跳闸接点的另一端通过负荷开关的跳闸线圈连接至外部设备，发信接点的另一端连接至无线信号发送模块，从而本实用新型在实现故障有效隔离的同时，还能使维护人员快速处理故障，降低故障排查的工作量，提高工作效率。提高工作效率。提高工作效率。


技术研发人员：荣新雷
受保护的技术使用者：瑞亿智能控制设备无锡有限公司
技术研发日：2022.09.29
技术公布日：2023/7/23