開關柜五防智能觸發模擬裝置功能設計和應用

姜黛琳，許鵬程，王詩婷，劉 元，趙哲琴，吳奕鍇，王婷婷

（國網上海市電力公司，上海 200122）

0 引言

隨著社會的飛速發展，先進的智能化開關柜也越發在諸多的工業領域內，得到了廣泛的應用，但是對于傳統智能觸發模擬裝置所存在的問題，往往會較大程度地影響到智能開關柜的廣泛使用。尤其對于制造生產單位采取先進高性能的智能觸發模擬裝置技術的來提高企業的開關柜可靠性已然成為當前智能觸發模擬裝置領域發展的重要發展方向。智能電氣產業的不斷發展，越來越多的智能化開關柜在社會中的各個領域有著廣泛的應用。智能開關柜以其為滿足更大的電氣化配置，所以在智能觸發模擬裝置配套上也有更高的要求。在此就針對新型智能觸發模擬裝置產品結構的進行開發設計，通過產品結構的設計來適應當前智能開關柜建設需求；并且就針對新結構樣品進行制作與測試，切實將新型的智能觸發模擬裝置可以滿足智能開關柜建設的需要。

基于對于傳統智能觸發模擬裝置的觸發過程較為復雜等問題進行原因探究，并結合開關柜的實際應用情況，在分析其開關柜的特性作用基礎上而加以開關方案改進，智能觸發模擬裝置的設計可以有效提高開關柜的觸發工作效率，較大程度地提高負荷開關的運行可靠性，以而確保智能觸發模擬裝置在實際的工況下，保證負荷開關的穩定運行。該裝置有效解決了原先傳統裝置的安全性與培訓真實性的矛盾，有利于使得整個開關柜的觸發裝置安全意識和生產安全意識同步提升。

1 開關柜的觸發特征分析

結合開關柜的現狀，在此所涉及到開關柜設計為XSPX-001信號，該類樣機具有五防智能觸發模擬培訓裝置，在整機的性能表現上是具有較強的優良的性能，其信號的小型化在現場試驗中也更為輕便有效；在整機的設計上采用鋁合金機箱，PC 面板，通過所配件的組裝使得整個開關柜具有美觀的外形；內有ARM 芯片控制，液晶屏顯示電壓的開關柜五防智能觸發模擬培訓裝置；能輸出一路全隔離的固定交流電源和固定直流電源，和三路可調交流電源；輸出回路帶有雙重過載保護，具有輸出容量大，體積小，重量輕，可靠性高等優點。適用于開關柜五防智能觸發的場合。

結合開關柜的特征，在主要技術參數和功能的設置上，結合國家對于醫療器械的電氣化規定，在此首要的額定輸入電源為AC 電源，在電壓的設置上采取的規格為220V±10%·300VA·50Hz；在系統化的主電源輸出設置上采取的三路電壓分別為：0-30V/0.65A；0-250V/0.08A。對于這個系統的輔助輸出電壓為AC220V/1A 輸出，規格為DC110V/2A；在系統中各環節的使用環境溫度為-10 ～40℃，系統額相對濕度低于80%，整個器械的體積：360mm×240mm×190mm；整機的重量為11kg。關于整機的電源顯示控制面板如下表1所示。

圖1 面板及功能面板示意圖

在整機的硬件設備包括的內容有接地端子、電源插座和電源開關，電源開關也是整個儀器的總電源開關。在整機系統的控制上，對于輔助電源輸出端子主要是在“8”“9的左側電壓切換”作用上而實現功能相互切換配合，并在使用上以兩種方式加以輸出，在這里包括DC110V 和AC220V 兩種方式。在整機的使用上通過主電源輸出端子配合不同實現功能的切換：主電源輸出的使用方法是在“9的右側電壓切換”“10”進行與之相適應的配合下進行使用，有二種AC 電壓輸出方式，當“9”中0 ～30V 指示燈亮時，端子上輸出的可調電壓為0 ～30V，當“9”中0 ～250V 指示燈亮時，端子上輸出的可調電壓為0 ～250V。

整機的對比度的調節上，目的是通過按鍵實現液晶屏的亮度調節。整機的顯示方式通過液晶顯示器來加以顯示，關于顯示的調節是同時顯示主電源輸出端U1、U2、U3的電壓、電流值的基礎上而實現的。

在整個系統的設置上通過輔助電源輸出按鈕的設置來實現，具體的控制過程是通過綠色按鈕為切除，紅色按鈕為輸出。按下紅色按鈕時燈亮，同時“9的左側電壓切換”上DC110V 指示燈亮，輔助電源輸出端子上輸出的為DC110V，或者在整個系統的AC220V 指示燈設置上，通過輔助電源輸出端子上輸出的為AC220V 的方式來對輔助電源進行控制。

電壓切換按鈕的切換是通過左側為輔助電源輸出的電壓實現的，上面的指示燈亮，為切換要輸出的電壓值，DC110V 指示燈亮時，輔助電源輸出端子上要輸出的為DC110V。主電源輸出按鈕和輸出調節：綠色按鈕為切除，紅色按鈕為輸出，最右側的為調節旋鈕。按下紅色按鈕時燈亮，同時“9的右側電壓切換”上0 ～30V 指示燈亮，主電源輸出端子上輸出的為0 ～30V。在整個系統使用上通過標識為“5”主電源輸出端子能瞬間輸出需要的電壓，故在“10”按鈕無輸出情況下，可通過可調旋鈕將電壓調節到所需要的值，在液晶屏上顯示的電壓值，再按輸出按鈕，可在主電源輸出端子可瞬間輸出設置值，并同時看到液晶屏上的有電流值。

2 開關柜的觸發工作原理分析

智能觸發模擬裝置的工作原理設計是依據整個系統結構的設計的，智能觸發模擬裝置觸點相比于其他傳統的智能觸發模擬裝置結構，主要是通過加強的邏輯系統構建而可保證智能觸發模擬裝置的觸點狀態穩定可靠，這種優良特性主要就是建立，可使得智能觸發模擬裝置的觸發性能得到進一步強化。有效的增強增強原有智能觸發模擬裝置的性能，并且該智能觸發模擬裝置已經廣泛在國網中的設備系統中加以廣泛推廣，并取得了良好的反饋。其具體的操作面板從左邊到右分別是交流220V/0.5A 輸出，直流110V/1A 輸出，三路高精度、交流連續可變的電壓輸出，有效值范圍在：0-30V/0.65A或0-250V/0.08A。內置隔離變壓器，并且顯示屏實時顯示輸出觸發電壓和電流。交流電壓輸出精度±0.5%級別。

圖2 開關柜的觸發工作原理示意圖

輔助電源設置，按需要選擇所要的電源DC110V 或者AC220V，再按輔助電源上的紅色輸出按鈕，輔助電源輸出端子上就有設置值輸出。主電源設置，按需要選擇所要的電源0 ～30V 或者0 ～250V，再按主電源上的紅色輸出按鈕，主電源輸出端子上就有設置值輸出，并通過可調旋鈕進行調節。

3 結束語

本文基于傳統智能觸發模擬裝置的五防問題，開展了基于滿足智能開關柜功能需求的智能觸發模擬裝置產品結構的設計分析設計探究。經過驅動智能觸發模擬裝置結構的技術手段，有效證明了該智能觸發模擬裝置實際應用的可實踐性，并提出了調試方案論證。可以有效模擬設備高壓側運行電壓，使開關柜的操作運行及狀態顯示與生產現場一致，提升實操完整感及沉浸感，解決培訓安全和培訓真實的矛盾，成果可以投入實訓場設備，本文通過創新的智能觸發模擬裝置不僅完全解決了之前的智能觸發模擬裝置問題，并且對于智能化開關柜的廣泛使用也具有重要的建設意義。