CN111327035A - 一种消弧柜的高速开关装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种消弧柜的高速开关装置，包括反相器，所述反相器的连接端设有电压比较器和A/D转换器，所述电压比较器的连接端设有精密电阻，所述精密电阻的连接端设有电流互感器，所述电流互感器的连接端设有压敏电阻，所述压敏电阻的输入端设有备用电源和控制开关，所述控制开关的输入端接入市电电流；所述A/D转换器的输出端设有单片机。本发明通过设置备用电源和反相器，在电路中产生过电压时，反相器可输出控制脉冲信号完成对控制开关的状态改变，对备用电源进行启动，保证了高速开关二极管在线路中产生过电压时可以获得稳定的供电，完成对消弧柜的启动，使得消弧柜可及时进行启动，避免出现开关元件失效无法启动的问题。

Description

一种消弧柜的高速开关装置

技术领域

本发明涉及消弧柜领域，特别涉及一种消弧柜的高速开关装置。

背景技术

弧光接地过电压又称间歇性弧光接地过电压，形成弧光接地过电压的基础是间歇性电弧。当中性点非直接接地***发生单相间歇性弧光接地(以下简称“弧光接地”)故障时，由于电弧多次不断的熄灭和重燃，导致***对地电容上的电荷多次不断的积累和重新再分配，在非故障相的电感—电容回路上引起高频振荡过电压。对于电缆线路弧光接地时，非故障相的过电压可达4～7倍。如此高的过电压对供电设备造成了极大的危害。

当中性点非直接接地***发生单相间歇性弧光接地(以下简称“弧光接地”)故障时，由于电弧多次不断的熄灭和重燃，导致***对地电容上的电荷多次不断的积累和重新再分配，在非故障相的电感—电容回路上引起高频振荡过电压。对于电缆线路弧光接地时，非故障相的过电压可达4～7倍，如此高的过电压对供电设备造成了极大的危害。因此需要安装消弧柜消除弧光接地过电压，从而可避免弧光接地引起的各种绝缘事故。但是现有的消弧柜在电路中产生过电压时不能够及时启动，且由于线路中过电压的存在，使得消弧柜的开关元件容易失效导致无法启动。

因此，发明一种消弧柜的高速开关装置来解决上述问题很有必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种消弧柜的高速开关装置，通过设置备用电源和反相器，在电路中产生过电压时，反相器可输出控制脉冲信号完成对控制开关的状态改变，对备用电源进行启动，保证了高速开关二极管在线路中产生过电压时可以获得稳定的供电，完成对消弧柜的启动，使得消弧柜可及时进行启动，避免出现开关元件失效无法启动的问题，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种消弧柜的高速开关装置，包括反相器，所述反相器的连接端设有电压比较器和A/D转换器，所述电压比较器的连接端设有精密电阻，所述精密电阻的连接端设有电流互感器，所述电流互感器的连接端设有压敏电阻，所述压敏电阻的输入端设有备用电源和控制开关，所述控制开关的输入端接入市电电流；

所述A/D转换器的输出端设有单片机，所述单片机的输出端设有继电器，所述继电器的输出端设有高速开关二极管，所述高速开关二极管与消弧柜连接。

优选的，所述电压比较器设置于反相器的输入端，所述精密电阻设置于电压比较器的输入端，所述电流互感器设置于精密电阻的输入端，所述压敏电阻设置于电流互感器的输入端，所述控制开关处输入的市电电流中产生电压信号时，所述压敏电阻击穿，所述压敏电阻呈现低阻值或接近短路状态，所述电流互感器的一次侧产生一个大电流，通过线圈互感作用，在二次侧产生一个小电流，再通过精密电阻把电流信号转变为电压信号，所述电压信号输入值电压比较器内，所述电压比较器输出高电平。

优选的，所述反相器A输出端还与控制开关连接，所述控制开关用作于对市电输入电流进行控制，并与所述备用电源连接，对备用电源进行启动。

优选的，所述反相器A输出端输出控制脉冲1和控制脉冲2，控制脉冲1输出方向为A/D转换器，所述A/D转换器进行信息量转换，并将转换后的信息量传输至单片机内，控制脉冲2输出方向为控制开关，控制电源回路，断开控制开关的电源回路。

优选的，所述单片机接收控制脉冲1传输的信息量，并采样过电压的瞬时值，根据瞬时值的大小对继电器发送控制命令，对高速开关二极管的通断状态进行改变，完成对消弧柜的启动。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明通过设置备用电源和反相器，在电路中产生过电压时，反相器可输出控制脉冲信号完成对控制开关的状态改变，对备用电源进行启动，保证了高速开关二极管在线路中产生过电压时可以获得稳定的供电，完成对消弧柜的启动，使得消弧柜可及时进行启动，避免出现开关元件失效无法启动的问题；

2、通过对过电压的瞬时值进行检测，根据瞬时值的大小对继电器发送控制命令，对高速开关二极管的通断状态进行改变，避免了消弧柜在不必要的情况下突然启动，提高了实用性。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的备用电源启动时结构示意图。

图中：1反相器、2电压比较器、3精密电阻、4电流互感器、5压敏电阻、6备用电源、7控制开关、8单片机、9继电器、10高速开关二极管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明在进行具体应用时，在电路中产生过电压时和未产生过电压时呈两种状态，其中，未产生过电压时的状态时，如图1所示，所述反相器1的连接端设有电压比较器2和A/D转换器，所述电压比较器2的连接端设有精密电阻3，所述精密电阻3的连接端设有电流互感器4，所述电流互感器4的连接端设有压敏电阻5，所述压敏电阻5的输入端设有备用电源6和控制开关7，所述控制开关7的输入端接入市电电流；

所述A/D转换器的输出端设有单片机8，所述单片机8的输出端设有继电器9，所述继电器9的输出端设有高速开关二极管10，所述高速开关二极管10与消弧柜连接。

进一步的，在上述技术方案中，所述电压比较器2设置于反相器1的输入端，所述精密电阻3设置于电压比较器2的输入端，所述电流互感器4设置于精密电阻3的输入端，所述压敏电阻5设置于电流互感器4的输入端。

进一步的，在上述技术方案中，控制开关7与压敏电阻5之间的电路闭合，市电输入电流正常输入，备用电源6处线路呈断开状态。

实施例2

本发明在进行具体应用时，在电路中产生过电压时和未产生过电压时呈两种状态，其中，产生过电压时的状态时，如图2所示，所述反相器1的连接端设有电压比较器2和A/D转换器，所述电压比较器2的连接端设有精密电阻3，所述精密电阻3的连接端设有电流互感器4，所述电流互感器4的连接端设有压敏电阻5，所述压敏电阻5的输入端设有备用电源6和控制开关7，所述控制开关7的输入端接入市电电流；

所述A/D转换器的输出端设有单片机8，所述单片机8的输出端设有继电器9，所述继电器9的输出端设有高速开关二极管10，所述高速开关二极管10与消弧柜连接。

进一步的，在上述技术方案中，所述电压比较器2设置于反相器1的输入端，所述精密电阻3设置于电压比较器2的输入端，所述电流互感器4设置于精密电阻3的输入端，所述压敏电阻5设置于电流互感器4的输入端，所述控制开关7处输入的市电电流中产生电压信号时，所述压敏电阻5击穿，所述压敏电阻5呈现低阻值或接近短路状态，所述电流互感器4的一次侧产生一个大电流，通过线圈互感作用，在二次侧产生一个小电流，再通过精密电阻3把电流信号转变为电压信号，所述电压信号输入值电压比较器2内，所述电压比较器2输出高电平。

进一步的，在上述技术方案中，所述反相器1A输出端还与控制开关7连接，所述控制开关7用作于对市电输入电流进行控制，并与所述备用电源6连接，对备用电源6进行启动。

进一步的，在上述技术方案中，所述反相器1A输出端输出控制脉冲1和控制脉冲2，控制脉冲1输出方向为A/D转换器，所述A/D转换器进行信息量转换，并将转换后的信息量传输至单片机8内，控制脉冲2输出方向为控制开关7，控制电源回路，断开控制开关7的电源回路。

进一步的，在上述技术方案中，所述单片机8接收控制脉冲1传输的信息量，并采样过电压的瞬时值，根据瞬时值的大小对继电器9发送控制命令，对高速开关二极管10的通断状态进行改变，完成对消弧柜的启动。

本发明工作原理：

参照说明书附图1，当电路中未产生过电压时，控制开关7与压敏电阻5之间的电路闭合，市电输入电流正常输入，备用电源6处线路呈断开状态，单片机8没有接收到A/D转换器转换的信息量，没有电压的瞬时值数据，不会对继电器9发送控制命令，高速开关二极管10的通断状态为断开，消弧柜呈停止状态；

参照说明书附图2，当电路中产产生过电压时，压敏电阻5击穿，压敏电阻5呈现低阻值或接近短路状态，这样在电流互感器4的一次侧产生一个大电流，通过线圈互感作用，在二次侧产生一个小电流，再通过精密电阻3把电流信号转变为电压信号，这个电压信号输入值电压比较器2后，电压比较器2输出高电平，经过反相器1A输出的控制脉冲2控制电源回路，断开控制开关7的电源回路，单片机8接收控制脉冲1传输的信息量，并采样过电压的瞬时值，根据瞬时值的大小对继电器9发送控制命令，对高速开关二极管10的通断状态进行改变，完成对消弧柜的启动。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种消弧柜的高速开关装置，包括反相器(1)，其特征在于所述反相器(1)的连接端设有电压比较器(2)和A/D转换器，所述电压比较器(2)的连接端设有精密电阻(3)，所述精密电阻(3)的连接端设有电流互感器(4)，所述电流互感器(4)的连接端设有压敏电阻(5)，所述压敏电阻(5)的输入端设有备用电源(6)和控制开关(7)，所述控制开关(7)的输入端接入市电电流；所述A/D转换器的输出端设有单片机(8)，所述单片机(8)的输出端设有继电器(9)，所述继电器(9)的输出端设有高速开关二极管(10)，所述高速开关二极管(10)与消弧柜连接。

2.根据权利要求1所述一种消弧柜的高速开关装置，其特征在于：所述电压比较器(2)设置于反相器(1)的输入端，所述精密电阻(3)设置于电压比较器(2)的输入端，所述电流互感器(4)设置于精密电阻(3)的输入端，所述压敏电阻(5)设置于电流互感器(4)的输入端，所述控制开关(7)处输入的市电电流中产生电压信号时，所述压敏电阻(5)击穿，所述压敏电阻(5)呈现低阻值或接近短路状态，所述电流互感器(4)的一次侧产生一个大电流，通过线圈互感作用，在二次侧产生一个小电流，再通过精密电阻(3)把电流信号转变为电压信号，所述电压信号输入值电压比较器(2)内，所述电压比较器(2)输出高电平。

3.根据权利要求2所述的一种消弧柜的高速开关装置，其特征在于：所述反相器(1)A输出端还与控制开关(7)连接，所述控制开关(7)用作于对市电输入电流进行控制，并与所述备用电源(6)连接，对备用电源(6)进行启动。

4.根据权利要求3所述的一种消弧柜的高速开关装置，其特征在于：所述反相器(1)A输出端输出控制脉冲1和控制脉冲2，控制脉冲1输出方向为A/D转换器，所述A/D转换器进行信息量转换，并将转换后的信息量传输至单片机(8)内，控制脉冲2输出方向为控制开关(7)，控制电源回路，断开控制开关(7)的电源回路。

5.根据权利要求4所述的一种消弧柜的高速开关装置，其特征在于：所述单片机(8)接收控制脉冲1传输的信息量，并采样过电压的瞬时值，根据瞬时值的大小对继电器(9)发送控制命令，对高速开关二极管(10)的通断状态进行改变，完成对消弧柜的启动。

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