本實用新型涉及配電柜技術(shù)領(lǐng)域，具體來說是一種用于10kV配電柜的三相同步驗電裝置。
背景技術(shù)：
變電站中的配電柜設(shè)備在轉(zhuǎn)檢修時按相關(guān)規(guī)范要求，必須進行接地操作，而配電柜(特別是10kV及其以上的配電柜)接地操作前則必須進行驗電作業(yè)，以保護操作人員的人身安全。
通常，驗電作業(yè)分為直接驗電和間接驗電兩種方式，其中：直接驗電為通過相應電壓等級的手持式驗電器對檢修設(shè)備三相(A相、B相、C相)進行分別驗電，其驗電操作較為繁瑣、專業(yè)素養(yǎng)要求高；間接驗電的方式對于電纜進出線的手車式開關(guān)柜等無法直接驗電，只能通過觀察設(shè)備一二次狀態(tài)變位情況以及設(shè)備上的帶電顯示器指示燈閃滅情況來判斷設(shè)備是否帶電，其存在較大安全隱患。同時，這兩種方式均無法解決因人員未按要求驗電引起的風險。即在實際應用中，無法使得工作人員進行強制性驗電操作。
防誤系統(tǒng)為變電站中常用的強制性系統(tǒng)，變電站均安裝有防誤鎖具，其內(nèi)固化的操作流程使得操作人員必須嚴格按照設(shè)置的流程邏輯進行操作。操作人員正常操作時使用防誤電腦鑰匙依照事先模擬好的操作步驟逐一解鎖操作，若未按次序操作，則電腦鑰匙會將此步操作鎖定并報警。
現(xiàn)有技術(shù)中，也有部分防誤廠家提供了相關(guān)的強制驗電方法和流程邏輯，但其為獨立產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，實際安裝時難以在10kV配電柜內(nèi)開辟出獨立空間進行安裝。若在10kV配電柜外部安裝雖解決了安裝問題，但同時需要對10kV線排進行改造，又不滿足電力系統(tǒng)的相關(guān)規(guī)范要求。
因此，如何設(shè)計出一種方便可靠、易于安裝維護的針對配電柜進行三相驗電的強制性驗電設(shè)備已經(jīng)成為急需解決的技術(shù)問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本實用新型的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中無法對配電柜設(shè)備進行強制性驗電操作的缺陷，提供一種用于10kV配電柜的三相同步驗電裝置來解決上述問題。
為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案如下：
一種用于10kV配電柜的三相同步驗電裝置，包括防誤鎖具和設(shè)于10kV配電柜內(nèi)的10kV線排，所述的防誤鎖具包括電氣鎖和與電氣鎖配合控制的電腦鑰匙，所述的10kV線排的A相上安裝有電容式支柱傳感器A、B相上安裝有電容式支柱傳感器B、C相上安裝有電容式支柱傳感器C；
10kV配電柜的柜體上安裝有帶電顯示單元，帶電顯示單元包括燈光顯示器A、燈光顯示器B和燈光顯示器C，電容式支柱傳感器A的L端與燈光顯示器A的正極相接，電容式支柱傳感器B的L端與燈光顯示器B的正極相接，電容式支柱傳感器C的L端與燈光顯示器C的正極相接，燈光顯示器A的負極、燈光顯示器B的負極和燈光顯示器C的負極并接形成負極并接線路，電容式支柱傳感器A的N端、電容式支柱傳感器B的N端和電容式支柱傳感器C的N端均并接在負極并接線路上，
還包括驗電電路A、驗電電路B和驗電電路C，驗電電路A、驗電電路B和驗電電路C三者電路結(jié)構(gòu)相同，驗電電路A的首端并接在燈光顯示器A的正極上，驗電電路B的首端并接在燈光顯示器B的正極上，驗電電路C的首端并接在燈光顯示器C的正極上，驗電電路A的末端、驗電電路B的末端和驗電電路C的末端均并接在限流電阻上的一端，限流電阻的另一端與電氣鎖的正極相接，電氣鎖的負極并接在負極并接線路上；
所述的驗電電路A包括開關(guān)二極管，開關(guān)二極管的正極并接在燈光顯示器A的正極上，開關(guān)二極管的負極串接限壓電阻后并接在限流電阻上。
還包括自檢電路，所述的自檢電路包括自檢開關(guān)，自檢開關(guān)并接在電氣鎖上，驗電電路A的開關(guān)二極管與限壓電阻之間串接有自檢燈珠。
所述的驗電電路A還包括熔絲，熔絲一端串接在降壓電阻的負極上，熔絲另一端并接在限流電阻上。
所述的自檢開關(guān)為常開按鈕開關(guān)。
有益效果
本實用新型的一種用于10kV配電柜的三相同步驗電裝置，與現(xiàn)有技術(shù)相比通過對配電柜原有燈光顯示單元的電路改造，并結(jié)合防誤系統(tǒng)的配合使用，實現(xiàn)對配電柜的強制性驗電操作。通過在燈光顯示器上并接驗電電路的設(shè)計，不僅實現(xiàn)驗電操作，且不改變配電柜內(nèi)的原有結(jié)構(gòu)設(shè)計，符合電力設(shè)備相關(guān)規(guī)范要求。本實用新型能夠一次性對三相線路進行同步驗電，節(jié)省了驗電流程，具有方便可靠、易于安裝維護的特點。
附圖說明
圖1為本實用新型的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
其中，1-10kV線排、2-電氣鎖、3-電腦鑰匙、4-電容式支柱傳感器A、5-電容式支柱傳感器B、6-電容式支柱傳感器C、7-燈光顯示器A、8-燈光顯示器B、9-燈光顯示器C、10-限流電阻、11-降壓電阻、12-開關(guān)二極管、13-熔絲、14-自檢開關(guān)、15-自檢燈珠。
具體實施方式
為使對本實用新型的結(jié)構(gòu)特征及所達成的功效有更進一步的了解與認識，用以較佳的實施例及附圖配合詳細的說明，說明如下：
如圖1所示，本實用新型所述的一種用于10kV配電柜的三相同步驗電裝置，包括防誤鎖具和設(shè)于10kV配電柜內(nèi)的10kV線排1。10kV線排1位于柜體內(nèi)，其分為A相、B相和C相。
防誤鎖具為變電站的常用設(shè)備，其包括電氣鎖2和與電氣鎖2配合控制的電腦鑰匙3。防誤鎖具的電氣鎖在現(xiàn)有技術(shù)中串聯(lián)安裝在開關(guān)手動分合閘的二次電氣回路中，正常情況下電氣鎖兩個觸頭斷開，使開關(guān)手動分合閘回路增加一個斷開點，從而防止人員誤按分合閘按鈕操作開關(guān)。
電氣鎖2包含一個鎖芯與兩個電極接入端，鎖芯主要是為電腦鑰匙3判斷此鎖具是否為當前操作步驟的設(shè)備。當條件符合，電氣鎖2兩電極通過電腦鑰匙3導通。當電氣鎖2安裝在開關(guān)控制回路中，此電氣鎖2與電腦鑰匙3起到控制開關(guān)分合作用；當電氣鎖2安裝在驗電回路中，此電氣鎖2與電腦鑰匙起3起到驗證電路是否帶電作用。在電氣鎖2與電腦鑰匙3起到控制開關(guān)分合作用的實際應用中，當需要手動操作開關(guān)時，將一把經(jīng)過防誤程序授權(quán)的解鎖鑰匙(電腦鑰匙3)插入電氣鎖中，此時電腦鑰匙3還沒有將電氣鎖的兩個觸頭導通。當電腦鑰匙3插入電氣鎖2后，會檢測此電氣鎖2與當前操作的步驟是否匹配。如果匹配，則將電氣鎖2兩端導通，否則停止當前操作并報警。當插入電氣鎖2的電腦鑰匙3把電氣鎖2導通后，工作人員就能夠通過分合閘按鈕對開關(guān)進行分合閘操作。分合閘操作時會有一個操作電流，此電流通過電氣鎖2流過電腦鑰匙3，當電腦鑰匙3檢測到電流通過后，給出操作完成提示，并彈出下一個操作內(nèi)容。
基于此原理，在電氣鎖2與電腦鑰匙起3到驗證電路是否帶電的應用中，只需按傳統(tǒng)的方法進行相反的邏輯判斷設(shè)計(在開關(guān)控制回路中當電腦鑰匙檢測到有電流通過時會提示操作完成并彈出下一步操作內(nèi)容，但在驗電回路中當電腦鑰匙檢測到有電流通過時會拒絕下一步操作，也就是說在驗電回路中電腦鑰匙檢測到電流后的邏輯判斷與開關(guān)控制回路相反)。
即當需要驗電時，將一把經(jīng)過防誤程序授權(quán)的解鎖鑰匙(電腦鑰匙3)插入驗電回路的電氣鎖中，此時電腦鑰匙3還沒有將電氣鎖的兩個觸頭導通。當電腦鑰匙3插入電氣鎖2后，會檢測此電氣鎖2與當前操作的步驟是否匹配。如果匹配，則將電氣鎖2兩端導通，否則停止當前操作并報警。當插入電氣鎖2的電腦鑰匙3把電氣鎖2導通后，電腦鑰匙3檢測到?jīng)]有電流通過后，給出驗電完成提示，并彈出下一個操作內(nèi)容。當插入電氣鎖2的電腦鑰匙3把電氣鎖2導通后，電腦鑰匙3檢測到電流通過后則會停止當前操作并報警，從而實現(xiàn)對配電柜的強制性驗電操作。
10kV線排1的A相上按現(xiàn)有技術(shù)的方式安裝有電容式支柱傳感器A4、B相上安裝有電容式支柱傳感器B5、C相上安裝有電容式支柱傳感器C6，電容式支柱傳感器A4、電容式支柱傳感器B5和電容式支柱傳感器C6作為單相傳感器，其輸出電壓ULN為傳感器L端與N端之間的電壓，而不同型號傳感器的輸出電壓均在50V～70V之間，以將原10kV的電壓(10kV線排1上的電壓)轉(zhuǎn)為50V～70V之間的電壓。
現(xiàn)有的10kV配電柜的柜體上安裝有帶電顯示單元，帶電顯示單元包括燈光顯示器A7、燈光顯示器B8和燈光顯示器C9，分別用于顯示10kV線排1的A相、B相和C相的帶電狀態(tài)。電容式支柱傳感器A4的L端與燈光顯示器A7的正極相接，電容式支柱傳感器B5的L端與燈光顯示器B8的正極相接，電容式支柱傳感器C6的L端與燈光顯示器C9的正極相接，燈光顯示器A7的負極、燈光顯示器B8的負極和燈光顯示器C9的負極并接形成負極并接線路，同時，電容式支柱傳感器A4的N端、電容式支柱傳感器B5的N端和電容式支柱傳感器C6的N端均并接在負極并接線路上。帶電顯示單元通過導線，將傳感器輸出電壓ULN加在燈光顯示器A7、燈光顯示器B8和燈光顯示器C9上，當10kV線排1的A相有電則燈光顯示器A7亮、無電則燈光顯示器A7燈滅，燈光顯示器B8和燈光顯示器C9與此同理。
在此，本實用新型則巧妙地利用變電站的防誤鎖具，并結(jié)合配電柜原有的帶電顯示單元，使防誤鎖具能夠滿足目標要求(不在柜體內(nèi)加設(shè)部件、不改變柜體內(nèi)的電路結(jié)構(gòu))的驗電功能。
變電站均安裝防誤鎖具，操作人員正常操作時使用防誤電腦鑰匙依照事先模擬好的操作步驟逐一解鎖操作，若未按次序操作，則電腦鑰匙會將此步操作鎖定并報警。我們利用電腦鑰匙可按現(xiàn)有技術(shù)的邏輯方法檢測操作次序并逐一授權(quán)操作，同時對帶電顯示單元進行改裝，將帶電顯示單元的二次電壓端子引出再加以驗電電路，不改變配電柜柜體內(nèi)的電路結(jié)構(gòu)，只在柜體上的帶電顯示單元進行引接(現(xiàn)有的部分柜體的柜門上的帶電顯示單元擁有多個引接插口，此結(jié)構(gòu)的引接更加容易)，方便地完成強制驗電功能。
驗電電路A、驗電電路B和驗電電路C均用于驗電使用，驗電電路A、驗電電路B和驗電電路C三者電路結(jié)構(gòu)相同。驗電電路A用于10kV線排1中A相的驗電，驗電電路A的首端并接在燈光顯示器A7的正極上。驗電電路B用于10kV線排1中B相的驗電，驗電電路B的首端并接在燈光顯示器B8的正極上。驗電電路C用于10kV線排1中C相的驗電，驗電電路C的首端并接在燈光顯示器C9的正極上。在此針對驗電電路A的電路連接結(jié)構(gòu)進行闡述，驗電電路A包括開關(guān)二極管12，開關(guān)二極管12的正極并接在燈光顯示器A7的正極上，開關(guān)二極管12的負極并接在限流電阻10上。
在此選用開關(guān)二極管，其在電路中出現(xiàn)反向電壓時能夠極為快速地處于“分斷”狀態(tài)，反向擊穿電壓相對也高，泄漏電流相對于其它二極管也小，另外其壽命也相對其它二極管較長。由于開關(guān)二極管具有單向?qū)ǖ奶匦?，將開關(guān)二極管設(shè)計為驗電電路，不會引起電容式支柱傳感器A4的L端與電容式支柱傳感器B5的L端之間、電容式支柱傳感器A4的L端與電容式支柱傳感器C6的L端之間或電容式支柱傳感器B5的L端與電容式支柱傳感器C6的L端之間的短路。即利用開關(guān)二極管的單向?qū)ㄐ詫鞲衅鬏敵龅?0V～70V電壓引出，從而再利用電氣鎖2和電腦鑰匙3進行強制驗電。
驗電電路A的末端、驗電電路B的末端和驗電電路C的末端均并接在限流電阻10上的一端，限流電阻10的另一端與電氣鎖2的正極相接，電氣鎖2的負極并接在負極并接線路上，即電氣鎖2的負極、燈光顯示器A7的負極、燈光顯示器B8的負極、燈光顯示器C9的負極、電容式支柱傳感器A4的N端、電容式支柱傳感器B5的N端、電容式支柱傳感器C6的N端均進行并接。
在此，限流電阻10的作用是當使用電腦鑰匙3對電氣鎖2驗電導通時，通過限流電阻10控制驗電電流的大小，以防止引起電容式支柱傳感器A4的L極與N極、電容式支柱傳感器B5的L極與N極或電容式支柱傳感器C6的L極與N極之間短路。在實際應用中，若電容式支柱傳感器A4、電容式支柱傳感器B5或電容式支柱傳感器C6之間短路，則無法明確顯示10kV線排1的A相、B相和C相的帶電狀態(tài)，則會帶來更大的安全隱患。
為了進一步的降低開關(guān)二極管12的工作電壓，可以設(shè)定開關(guān)二極管12的反向擊穿電壓應大于單相傳感器輸出電壓的倍(1.732*ULN，ULN在50V～70V之間)，使得開關(guān)二極管12能夠承受傳感器輸出的50V～70V電壓。
實際使用中可能出現(xiàn)因驗電電路板的體積限制必須采用微型或小型二極管(反向擊穿電壓小于兩個傳感器的L端之間電壓的二極管)，此種情況下則需串聯(lián)一個限壓電阻11才能保證二極管兩端的反向電壓不大于擊穿電壓。限壓電阻對操作過電壓保護作用如下，當開關(guān)在分合閘時會10kV線路會有一個操作過電壓產(chǎn)生，限壓電阻11(串聯(lián)分壓原理)保證了施加在二極管上的操作過電壓不大于反向擊穿電壓。降壓電阻11的一端與開關(guān)二極管12的負極串接，降壓電阻11的另一端并接在限流電阻10上。通過降壓電阻11電阻值的調(diào)節(jié)作用，使限壓電阻11保證了二極管兩端的反向電壓不大于擊穿電壓。同理，驗電電路B和驗電電路C上也可以加裝降壓電阻11。
當10kV線路受雷電行波及高頻諧波影響時降壓電阻11會對二極管起到一定的保護作用，但在極端情況下依靠降壓電阻11是不能對二極管100％可靠保護，為了進一步防止電容式支柱傳感器A4、電容式支柱傳感器B5或電容式支柱傳感器C6之間短路，還可以在驗電電路A上加裝熔絲13，以使得當二極管出現(xiàn)擊穿后通過熔絲熔斷保證了傳感器不會短路。熔絲13一端串接在降壓電阻11的負極上，熔絲13另一端并接在限流電阻10上。熔絲13在開關(guān)二極管出現(xiàn)擊穿后，能夠熔斷，防止短路出現(xiàn)。同理，驗電電路B和驗電電路C上也可以加裝熔絲13。
為了直觀地檢查驗電電路是否正常工作，則可以使用自檢電路。驗電電路A的開關(guān)二極管12與限壓電阻11之間串接有自檢燈珠15，同理，在驗電電路B和驗電電路C的相應位置也可以串接自檢燈珠15，三個自檢燈珠15(發(fā)光二極管)以不同顏色進行區(qū)分即可。自檢電路包括自檢開關(guān)14，自檢開關(guān)14并接在電氣鎖2上，自檢開關(guān)14最好為常開按鈕開關(guān)。常開按鈕在按下按鈕時，內(nèi)部節(jié)點導通，松開按鈕時內(nèi)部節(jié)點分斷。常開按鈕是用來模擬電腦鑰匙插入，當常開按鈕按下，電流分別從A、B、C相驗電電路流回相應單相傳感器的N極，于是自檢燈珠就會發(fā)光。如果驗電回路中有二極管擊穿則熔絲必然熔斷，在測試過程中就會有一相測試燈珠不發(fā)光現(xiàn)象，工作人員就會根據(jù)測試燈珠發(fā)光情況進一步判斷故障。
在實際使用時，當進行配電柜的改造時，工作人員將配電柜的柜門打開，直接從柜門上的帶電顯示單元中燈光顯示器A7、燈光顯示器B8和燈光顯示器C9上分別并接上驗電電路A、驗電電路B和驗電電路C，再將驗電電路A、驗電電路B和驗電電路C并接限流電阻10后接入電氣鎖2，電氣鎖2再接入帶電顯示單元。由于驗電電路A、驗電電路B和驗電電路C只是電阻、開關(guān)二極管、熔絲的串聯(lián)結(jié)構(gòu)，因此，還可以設(shè)計一個簡單盒體結(jié)構(gòu)將其安裝在內(nèi)，留出相應的引線接口即可，這樣更加便于實際安裝使用。當配電柜進行接地操作前的驗電作業(yè)時，工作人員按照電腦鑰匙3已有的邏輯順序進行操作，由于電腦鑰匙3內(nèi)已按傳統(tǒng)的邏輯順序設(shè)計了驗電步驟，使得工作人員必須要將電腦鑰匙3插在電氣鎖2上完成驗電作業(yè)才能進行下一步操作。若10kV線排1中A相、B相、C相均不帶電，則電氣鎖2不傳導電壓，電腦鑰匙3收不到電壓信號，則驗電通過；若10kV線排1中A相、B相、C相中某一相帶電，則電腦鑰匙3收到電壓信號，電腦鑰匙3則判定驗電失敗，發(fā)出報警信號，以實現(xiàn)強制驗電的作用。
本實用新型利用電腦鑰匙3可檢測操作次序并逐一授權(quán)操作的原理，將帶電顯示單元的二次電壓端子引出再加以驗電電路，完成強制驗電的功能。
以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型的范圍內(nèi)。本實用新型要求的保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。