专利名称：操动机构分闸线圈断路检测电路及其检测方法
技术领域：
本发明涉及操动机构分闸线圈断路检测，是一种操动机构分闸线圈断路检测电路及其检测方法。
背景技术：
分闸线圈是电力系统控制、保护回路的最终执行元件，又是高压断路器电磁操作机构中的重要元件之一，对电力系统的安全及可靠运行有着举足轻重的作用。现有分闸线圈都是按短时带电设计的，分闸时若出现断路器机构和辅助开关配合不当、辅助开关出现故障或机构卡涩等问题，将导致辅助开关节点不能及时断开，分闸回路将长期自保持，即分闸线圈将长期带电，这样势必导致分闸线圈被烧毁，给电网的安全稳定运行带来严重的影响。由于分闸线圈的完好性是保证断路器在系统发生故障时可靠动作、切除故障的基本条件，因此，在断路器的控制回路中必须设置检测回路，在合闸状态下对分闸回路完好性进行监视，保证电网的安全稳定运行。现有的检测回路通常采用单片机进行控制，但现有单片机的检测信号一般为5V或10V，而分闸线圈通过远方分闸开关连接的分闸控制电源一般为直流220V或110V，故检测较为困难；除此以外，信号检测时绝不能因检测信号电流引起分闸误动作；在某些特殊情况下，例如在检测的同时又接受到分闸信号，此时，在保证可靠分闸动作执行的同时，分闸电路不能对检测电路有破坏作用，针对以上问题和难点，目前还没有较为简单可靠的技术方案。

发明内容
为克服上述问题，本发明的目的是向本领域提供一种操动机构分闸线圈断路检测电路及其检测方法，使其解决现有操动机构分闸线圈断路检测较为困难、实施不便的技术问题。其目的是通过如下技术方案实现的。一种操动机构分闸线圈断路检测电路，该检测电路包括断路器分闸线圈TQ、操作回路正电源+KM、操作回路负电源-KM、光电隔离器0C1、光电隔离器0C2、单片机U1、报警回路Tl。其要点在于所述光电隔离器OCl的输入引脚2接地、另一输入引脚I与所述单片机的输出引脚3相连,光电隔离器OCl的输出引脚3与所述操作回路正电源+KM相连,另一输出引脚4与所述光电隔离器0C2的输入引脚I相连，光电隔离器0C2的输入引脚2连接所述断路器分闸线圈TQ，断路器分闸线圈TQ连接所述操作回路负电源-KM，所述光电隔离器0C2的输出引脚3接地，光电隔离器0C2的输出引脚4分支两路，其中一路连接电源VCC，另一端路连接所述单片机的检测输入引脚2，单片机Ul连接外置报警回路。上述电路中，所述光电隔离器OCl实质上是作为信号控制电路，而所述光电隔离器0C2则作为信号检测电路，通过单片机控制所述光电隔离器OCl的输入引脚导通，然后使光电隔离器OCl的输出引脚导通，从而导通所述断路器分闸线圈所在的回路，根据断路器分闸线圈完好与断开两种状态，从而影响光电隔离器0C2输入引脚和输出引脚的导通状态，当光电隔离器0C2输出引脚导通时，则对所述单片机发出低电平信号，当光电隔离器0C2输出引脚未导通时，则对所述单片机发出高电平信号，通过低电平和高电平两种状态即可判断断路器分闸线圈的断开与否，不仅电路较为简单，且控制较为方便，结果判断较为准确。所述光电隔离器OCl的输出引脚3与所述操作回路正电源+KM之间连接保护二极管D1、限流电阻R2 ;所述光电隔离器0C2的输入引脚2与所述断路器分闸线圈TQ之间连接保护二极管D2、限流电阻R2，使检测电路流入断路器分闸线圈的电流约为15mA，确保不会引起断路器分闸线圈的分闸误动作；所述光电隔离器OCl的输入引脚I与所述单片机的输出引脚3之间连接限流电阻R3 ;所述光电隔离器0C2的输出引脚4分为两个支路，一路连接所述单片机Ul的检测引脚2，一路连接所述电源VCC的分支中连接上拉电阻R4。以上结构中增设限流电阻、保护二极管的目的是为了提高电路的可靠性和安全性。所述光电隔离器OCl和光电隔离器0C2均采用可控硅光电隔离器。采用可控硅光电隔离器，其耐压程度可以达到200V甚至更高，以满足耐压要求。该操动机构分闸线圈断路检测电路的检测方法为由所述单片机的输出引脚周期性地给所述光电隔离器OCl的输入引脚I施加电信号，光电隔离器OCl的输入引脚I与输入引脚2导通，从而使光电隔离器OCl的输出引脚3与输出引脚4导通；当所述断路器分闸线圈TQ未出现断路时，即所述操作回路正电源+KM与所述操作回路负电源-KM之间保持通路，所述光电隔离器0C2的输入引脚I与输入引脚2之间有电流通过，故光电隔离器0C2的输出引脚3与输出引脚4导通，此时，光电隔离器0C2的输出引脚4对所述单片机检测引脚2输入低电平信号，表示分闸线圈完好；当所述断路器分闸线圈TQ出现断路状态时，即所述操作回路正电源+KM与所述操作回路负电源-KM之间断路，所述光电隔离器0C2的输入引脚I与输入引脚2之间无电流信号通过,故光电隔离器0C2的输出引脚3与输出引脚4未导通，此时，光电隔离器0C2的输出引脚4将对所述单片机检测引脚2输入高电平信号，由单片机引脚5和引脚6控制所述报警回路Tl发出警报，以表示断路器分闸线圈出现断路。本发明电路结构较为简单，制造加工以及实施操作较为方便，检测电路与断路器分闸控制互不干扰，且无需人工值守操作，实现自动检测、报警，提高了操动机构工作时的安全性，有效避免事故的发生，适合作为操动机构分闸线圈断路检测使用，或同类方法的改进。


图1是本发明的电路控制原理示意图，图中包含的元器件有操作回路正电源+KM、保护二极管D1、保护二极管D2、限流电阻R1、限流电阻R2、限流电阻R3、上拉电阻R4、光电隔离器0C1、光电隔离器0C2、电源VCC、断路器分闸线圈TQ、操作回路负电源-KM、单片机Ul、报警回路Tl。
具体实施例方式结合附图，对本发明作进一步描述。该操动机构分闸线圈断路检测电路包括断路器分闸线圈TQ、操作回路正电源+KM、操作回路负电源-KM、光电隔离器0C1、光电隔离器0C2,光电隔离器OCl的输入引脚2接地，另一输入引脚I通过一个限流电阻R3与单片机的输出引脚3 (+5V电压)相连，光电隔离器OCl的输出引脚3经过限流电阻R1、保护二极管Dl与操作回路正电源+KM相连，光电隔离器OCl的输出引脚4与光电隔离器0C2的输入引脚I相连，光电隔离器0C2的输入引脚2经过保护二极管D2、限流电阻R2与断路器分闸线圈TQ相连，断路器分闸线圈TQ连接操作回路负电源-KM。光电隔离器0C2的输出引脚3接地，光电隔离器0C2的输出引脚4分支两路，其中一路经上拉电阻R4与电源VCC (+5V)相连，另一路作为信号检测端连接至单片机的检测引脚2，单片机引脚5和引脚6连接报警回路Tl(带有声光报警的控制电路)。上述电路结构的检测原理为首先，由单片机的输出引脚3，一般为+5V电压将光电隔离器OCl的输入引脚I与输入引脚2导通,相应的光电隔离器OCl的输出引脚3与输出引脚4导通。此时，如果断路器分闸线圈TQ完好(即未断开)，则操作回路正电源+KM与操作回路负电源-KM之间保持通路，光电隔离器0C2的输入引脚I与输入引脚2之间有电流通过，则光电隔离器0C2的输出引脚3与输出引脚4导通，由于光电隔离器0C2的输出引脚3接地，故光电隔离器0C2的输出引脚4所连接的信号检测端接地(0V)，相应的光电隔离器0C2的输出引脚4对单片机的检测引脚2表现为低电平信号，根据该低电平信号，即可判断回路中的断路器分闸线圈处于正常完好的状态。当断路器分闸线圈TQ断开时，则操作回路正电源+KM与操作回路负电源-KM之间断开，即使光电隔离器OCl的输出引脚3和输出引脚4保持导通，但光电隔离器0C2的输入引脚I与输入引脚2之间已经断开，对应的光电隔离器0C2的输出引脚3与输出引脚4之间断开，光电隔离器0C2的输出引脚4所连接的信号检测端直接与电源VCC (+5V)相连，故光电隔离器0C2的输出引脚4对单片机的检测引脚2表现为高电平信号，此时，由单片机控制报警回路Tl发出警报，以表示断路器分闸线圈发生断路故障。相应的操作人员根据上述信息即可对操动机构做出及时的处理，以防患于未然。
权利要求
1.一种操动机构分闸线圈断路检测电路，该检测电路包括断路器分闸线圈TQ、操作回路正电源+KM、操作回路负电源-KM、光电隔离器0C1、光电隔离器0C2、单片机U1、报警回路Tl ;其特征在于所述光电隔离器OCl的输入引脚2接地、另一输入引脚I与所述单片机的输出引脚3相连，光电隔离器OCl的输出引脚3与所述操作回路正电源+KM相连，另一输出引脚4与所述光电隔离器0C2的输入引脚I相连，光电隔离器0C2的输入引脚2连接所述断路器分闸线圈TQ，断路器分闸线圈TQ连接所述操作回路负电源-KM，所述光电隔离器0C2的输出引脚3接地，光电隔离器0C2的输出引脚4分支两路，其中一路连接电源VCC，另一路连接所述单片机的检测引脚2，单片机连接报警回路Tl。
2.根据权利要求1所述操动机构分闸线圈断路检测电路，其特征在于所述光电隔离器OCl的输出引脚3与所述操作回路正电源+KM之间连接保护二极管D1、限流电阻R2 ;所述光电隔离器0C2的输入引脚2与所述断路器分闸线圈TQ之间连接保护二极管D2、限流电阻R2 ;所述光电隔离器OCl的输入引脚I与所述单片机的输出引脚3之间连接限流电阻R3 ;所述光电隔离器0C2的输出引脚4与所述电源VCC的分支中连接上拉电阻R4。
3.根据权利要求1或2所述操动机构分闸线圈断路检测电路，其特征在于所述光电隔离器OCl和光电隔离器0C2均米用可控娃光电隔离器。
4.一种如权利要求1所述操动机构分闸线圈断路检测电路的检测方法，其特征在于由所述单片机的输出引脚3周期性地给所述光电隔离器OCl的输入引脚I施加电信号，光电隔尚器OCl的输入引脚I与输入引脚2导通,从而使光电隔尚器OCl的输出引脚3与输出引脚4导通；当所述断路器分闸线圈TQ未出现断路时，即所述操作回路正电源+KM与所述操作回路负电源-KM之间保持通路，所述光电隔离器0C2的输入引脚I与输入引脚2之间有电流信号通过，故光电隔离器0C2的输出引脚3与输出引脚4导通,此时,光电隔离器0C2的输出引脚4对所述单片机检测引脚2输入低电平信号，表示分闸线圈完好；当所述断路器分闸线圈TQ出现断路状态时，即所述操作回路正电源+KM与所述操作回路负电源-KM之间断路，所述光电隔离器0C2的输入引脚I与输入引脚2之间无电流信号通过，故光电隔离器0C2的输出引脚3与输出引脚4未导通,此时,光电隔离器0C2的输出引脚4将对所述单片机检测引脚2输入高电平信号，并由单片机引脚5和引脚6控制所述报警回路Tl发出警报，以表示断路器分闸线圈出现断路。
全文摘要
本发明涉及一种操动机构分闸线圈断路检测电路及其检测方法，该检测电路包括断路器分闸线圈TQ、操作回路正电源+KM、操作回路负电源-KM、光电隔离器OC1、光电隔离器OC2。其设计要点在于光电隔离器OC1的输入引脚2接地、另一输入引脚1与单片机的输出引脚3相连，光电隔离器OC1的输出引脚3与操作回路正电源+KM相连，另一输出引脚4与光电隔离器OC2的输入引脚1相连，光电隔离器OC2的输入引脚2依次连接断路器分闸线圈TQ和操作回路负电源-KM，光电隔离器OC2的输出引脚3接地，输出引脚4分支两路，分别连接电源VCC和单片机检测引脚2，单片机连接报警电路。其结构较为简单，实施操作较为方便，适合作为操动机构分闸线圈断路检测使用，或同类方法的改进。
文档编号G01R31/02GK103018619SQ20121047253
公开日2013年4月3日 申请日期2012年11月19日 优先权日2012年11月19日
发明者胡光福, 厉小润 申请人:宁波舜利高压开关科技有限公司