專利名稱：24kV真空斷路器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是屬于電力設(shè)備，特別為24kV真空斷路器。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)大中城市的用電負(fù)荷急劇增大，以及農(nóng)村電網(wǎng)線路長(zhǎng)、設(shè)備老、線損高的問題 日益突出，原有的10kV供電已經(jīng)難以滿足供電要求，逐漸暴露出其供電距離過大、線損率高、 電壓質(zhì)量難以合乎要求等弱點(diǎn)，而采用20kV電壓等級(jí)供電具有增加供電能力、保證電壓質(zhì)量、 降低電網(wǎng)電能損耗、節(jié)省電網(wǎng)建設(shè)費(fèi)用等一系列優(yōu)勢(shì)。我國(guó)目前正投以巨資對(duì)20kV電網(wǎng)進(jìn)行 建設(shè)，24kV真空斷路器是搭建20kV配電網(wǎng)的重要設(shè)備之一。24kV斷路器大多數(shù)在戶外使用， 安裝在20kV配電網(wǎng)的桿塔上，當(dāng)需要人員對(duì)其操作時(shí)，需通過絕緣拉桿對(duì)戶外柱上真空斷路 器進(jìn)行分合閘，這種操作既不方便也不安全。因此，急需具有無線遠(yuǎn)程控制功能的24kV斷路 器，但目前的無線開關(guān)電源使用的是變壓器電源，當(dāng)電路參數(shù)確定后，輸出電壓是恒定的， 但輸出電流隨負(fù)載增減而變化，對(duì)無線開關(guān)工作的可靠性有所影響。24kV輸電線路的高電壓 強(qiáng)電流對(duì)無線開關(guān)裝置也提出苛刻的要求，使EMC電磁兼容程度要求更嚴(yán)格，以往的無線開 關(guān)并不能勝任高壓領(lǐng)域，容易發(fā)生誤動(dòng)作，給可靠性帶來挑戰(zhàn)。
因此，需要研究開發(fā)一種抗電磁千擾能力強(qiáng)，在工作環(huán)境極其苛刻的情況下，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn) 程無線控制24kV斷路器分合閘可靠動(dòng)作的裝置。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有無線遙控存在的問題，本發(fā)明提出一種24kV真空斷路器
一種24kV真空斷路器，包括電源單元、無線發(fā)射單元、無線接收單元、執(zhí)行單元；電源 單元連接無線接收單元和執(zhí)行單元，為它們供電；無線發(fā)射單元和無線接收單元通過無線信 號(hào)通信；無線接收單元的輸出連接執(zhí)行單元的輸入。所述無線發(fā)射單元，包括編碼器、電池、 按鈕、晶振、發(fā)射天線，按鈕連接編碼器的輸入端，發(fā)射天線連接編碼器的輸出，編碼器連 接晶振，電池連接上述部件，為它們供電；所述晶振的兩端并聯(lián)可調(diào)電阻；所述無線接收單 元，包括解碼器、晶振、撥碼開關(guān)、接收天線，撥碼開關(guān)連接解碼器的編碼地址設(shè)置接口； 接收天線的輸出端連接解碼器的輸入端，解碼器的輸出連接執(zhí)行單元的輸入，解碼器連接晶 振；所述晶振的兩端并聯(lián)可調(diào)電阻。通過在晶振的兩端并聯(lián)可調(diào)電阻，確保無線接收單元晶 振頻率是無線發(fā)射單元晶振頻率的兩倍。
所述編碼器由PT2262芯片及其外圍電路構(gòu)成；解碼器由PT2272芯片及其外圍電路構(gòu)成。
所述執(zhí)行單元包括高速隔離光耦、繼電器、大電容，該電容的容量是20000uF，電容是 圖2中的220V+和220V-，即大電容充當(dāng)直流電源，給24kV真空斷路器的永磁操縱機(jī)構(gòu)線圈 供電或給24kV真空斷路器電動(dòng)彈簧機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)供電，實(shí)現(xiàn)無線遙控分合閘。高速隔離光耦 的輸入端連接解碼器的輸出端，高速隔離光耦的輸出端連接繼電器的控制端，繼電器的輸出 端連接控制大電容兩極之間電路的通斷。
PT2272確認(rèn)接收的無線編碼為正確時(shí)，在數(shù)據(jù)口輸出高電位驅(qū)動(dòng)高速光耦導(dǎo)通，使直流 12V繼電器線圈得電，繼電器常開觸點(diǎn)吸合，使大電容分閘或合閘控制回路導(dǎo)通，從而實(shí)現(xiàn) 分合閘。高速光耦的使用確保繼電器免受干擾誤動(dòng)作。
所述無線發(fā)射、接收單元的發(fā)射和接收采用數(shù)據(jù)和地址編碼方式進(jìn)行發(fā)射和接收，編碼 組數(shù)最多可達(dá)531441組，(地址位可有三種狀態(tài)，分別為低電平、高電平、高阻，由撥碼開 關(guān)對(duì)地址位A0至A11進(jìn)行設(shè)置，可設(shè)置成531441種無線編碼狀態(tài))，確保無線編碼不發(fā)生沖 突，有效防止24kV斷路器由于無線信號(hào)干擾導(dǎo)致的誤動(dòng)作。
所述電源采用封閉模塊電源，輸入交流220V輸出直流220V和直流12V。電源模塊直流12V給繼電器供電，直流12V也作為給PT2272和PT2262的電源，220V直流電給大電容充電。 電源單元采用封閉模塊電源，由交流220V整流為220V直流，并經(jīng)PWM脈寬調(diào)制變換為 直流12V。并使用電容器降壓式電源，輸出電流恒定，省去變壓器，減小了遙控器的體積， 并節(jié)約成本，提高了裝置效率。電源模塊直流12V給繼電器供電，直流12V也作為給PT2272 和PT2262的電源，220V直流電給大電容充電。
無線發(fā)射單元，如圖2所示，由三極管、38KHZ晶振、LED燈、4.5V紐扣電池、二極管 IN4007、電阻、電容、按鈕、PT2262-M2芯片組成。PT2262是一種遠(yuǎn)程控制編碼器，與PT2272 進(jìn)行配套，采用CMOS技術(shù)。它將數(shù)據(jù)和地址編碼成一系列適合射頻和紅外模式的波形。PT2262 最多有12位三態(tài)門地址針，可提供531441種代碼地址；因此，徹底地減少了代碼沖突和掃 描到未經(jīng)授權(quán)代碼的可能性。無線發(fā)生單元要求一個(gè)精密的震蕩頻率，因此在品振的兩腳0SC1 和0SC2之間并聯(lián)一個(gè)可調(diào)電阻，PT2272無線接收單元的晶振頻率必須是PT2262的2. 5~8倍， 才能確保正確接收無限發(fā)射單元發(fā)射的數(shù)據(jù)。因此，為了確保無線編碼正確接收，PT2262選 用1. 2MQ電阻，PT2272選用200KQ電阻。
無線接收單元，如圖3所示，由76KHZ晶振、設(shè)置地址編碼的撥碼開關(guān)、LED燈、PT2272-M2 芯片組成。PT2272-M2芯片對(duì)接收的無線編碼信號(hào)進(jìn)行確認(rèn)，判別是有用的無線編碼信號(hào)后 進(jìn)行存儲(chǔ)，并與上次存儲(chǔ)的無線編碼進(jìn)行比較，如一致則進(jìn)行接收下一組無線編碼信號(hào)，并 確認(rèn)是否與所設(shè)的編碼地址一致，如一致則對(duì)數(shù)據(jù)口 D0或D1置高電位。繼續(xù)接收無線編碼
并判別是否與所設(shè)編碼地址一致，如一致則保持輸出數(shù)據(jù)口狀態(tài)，如不一致，則釋放存儲(chǔ)編 碼數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)口 D0和Dl的狀態(tài)。
執(zhí)行單元由高速隔離光耦、12V電源、直流12V繼電器、大電容組成。PT2272確認(rèn)接收 的無線編碼為正確時(shí)，在數(shù)據(jù)口輸出高電位驅(qū)動(dòng)高速光耦導(dǎo)通，使直流12V繼電器線圈得電， 繼電器常開觸點(diǎn)吸合，使大電容分閘或合閘控制回路導(dǎo)通，從而實(shí)現(xiàn)分合閘。高速光耦的使 用確保繼電器免受干擾誤動(dòng)作。
本實(shí)用新型提出設(shè)計(jì)抗干擾能力強(qiáng)、無線接收可靠的遙控裝置，可實(shí)現(xiàn)對(duì)24kV斷路器分 合閘操作，極大的提高了操作人員對(duì)斷路器的安全可靠操作。采用貼片式制作，使裝置具有 安裝方便、散熱性好、抗千擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

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圖1本發(fā)明系統(tǒng)示意圖 圖2無線發(fā)射單元原理圖 圖3無線接收單元原理圖 圖4編碼晶振頻率圖 圖5解碼晶振頻率圖
具體實(shí)施方式
下面參考附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
如圖，本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)包括無線發(fā)射單元、無線接收單元、電源單元、接收單元。電 源模塊、編碼發(fā)射器、編碼接收器、大電容、直流12V繼電器、24kV斷路器。
1. 本發(fā)明裝置中電源單元的實(shí)現(xiàn)。
提供交流220V,將其整流為220VDC，并經(jīng)P麵脈寬調(diào)制變換為直流12V。直流220V對(duì) 20000uF電容充電，由電容提供給斷路器分合閘電流。使用電容器降壓式電源，輸出電流恒 定，省去變壓器，減小了遙控器的體積，并節(jié)約成本，提高了裝置效率。電源模塊直流12V 給繼電器供電，直流12V也作為給PT2272和PT2262的電源。
2. 本發(fā)明裝置中無線發(fā)射單元的實(shí)現(xiàn)。
由4.5V電池對(duì)PT2262芯片供電，可通過撥碼開關(guān)對(duì)發(fā)射單元的編碼波形進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置
方式多達(dá)531441種，可有效防止無線編碼發(fā)生沖突事件的發(fā)生，確保接收模塊執(zhí)行動(dòng)作的可 靠性。具體流程如圖4所示，上電后，PT2262進(jìn)入準(zhǔn)備模式，按鈕觸發(fā)發(fā)射使能腳，如果發(fā)射 引腳電平為高，則執(zhí)行無線數(shù)據(jù)和地址編碼的發(fā)送，經(jīng)編碼后的數(shù)據(jù)和地址由發(fā)射腳DOUT連 接的發(fā)射天線向外發(fā)生，發(fā)射后再次檢測(cè)發(fā)射使能腳是否為高電平，如為高電平，則繼續(xù)發(fā) 射無線編碼，如為低電平，則釋放發(fā)存儲(chǔ)區(qū)編碼數(shù)據(jù)，返回準(zhǔn)備模式，等待下次發(fā)射。
3. 本發(fā)明裝置中無線接收單元的實(shí)現(xiàn)。
由76KHZ晶振、設(shè)置地址編碼的撥碼開關(guān)、LED燈、PT2272-M2芯片組成。具體流程如圖5 所示，對(duì)編碼地址進(jìn)行初始化，通過撥碼開關(guān)對(duì)PT2272的A0 A9引腳進(jìn)行初始化設(shè)置。上電后， PT2272進(jìn)入準(zhǔn)備模式，等待無線發(fā)射單元發(fā)射無線編碼，在接收范圍內(nèi)有無線編碼，PT2272-M2 芯片對(duì)接收的無線編碼信號(hào)進(jìn)行確認(rèn)，判別是有用的無線編碼信號(hào)后進(jìn)行存儲(chǔ)，并與上次存 儲(chǔ)的無線編碼進(jìn)行比較，如一致則進(jìn)行接收下一組無線編碼信號(hào)，并確認(rèn)是否與所設(shè)的編碼 地址一致，如一致則對(duì)數(shù)據(jù)口D0或D1置高電位，具體時(shí)序如圖6所示。繼續(xù)接收無線編碼并判 別是否與所設(shè)編碼地址一致，如一致則保持輸出數(shù)據(jù)口狀態(tài)，如不一致，則釋放存儲(chǔ)編碼數(shù) 據(jù)和數(shù)據(jù)口D0和D1的狀態(tài)。無線接收單元的晶振頻率要求很嚴(yán)格，需要是無線發(fā)射單元晶振 頻率的2倍一上。通過晶振管腳兩端的可調(diào)電阻進(jìn)行頻率調(diào)整，編碼晶振頻率和可調(diào)電阻關(guān)系 見圖4，解碼晶振頻率和可調(diào)電阻關(guān)系見圖5。
4. 本發(fā)明裝置中執(zhí)行單元的實(shí)現(xiàn)。
高速隔離光耦、12V電源、直流12V繼電器、大電容組成。PT2272確認(rèn)接收的無線編碼為 正確時(shí)，在PT2272的數(shù)據(jù)口輸出高電位驅(qū)動(dòng)高速光耦導(dǎo)通，使直流12V繼電器線圈得電，繼電 器常開觸點(diǎn)吸合，使大電容分閘或合閘控制回路導(dǎo)通，利用大電容(圖2中的直流220V+和 220V-,即大電容充當(dāng)直流電源)放電，給永磁操縱機(jī)構(gòu)分合閘線圈供電或給電動(dòng)彈簧機(jī)構(gòu)的 電機(jī)供電，從而實(shí)現(xiàn)24kV斷路器的分合閘。高速光耦的使用確保繼電器免受干擾誤動(dòng)作。
權(quán)利要求1、一種24kV真空斷路器，包括電源單元、無線發(fā)射單元、無線接收單元、執(zhí)行單元；電源單元連接無線接收單元和執(zhí)行單元，為它們供電；無線發(fā)射單元和無線接收單元通過無線信號(hào)通信；無線接收單元的輸出連接執(zhí)行單元的輸入，其特征是所述無線發(fā)射單元，包括編碼器、電池、按鈕、晶振、發(fā)射天線，按鈕連接編碼器的輸入端，發(fā)射天線連接編碼器的輸出，編碼器連接晶振，電池連接上述部件，為它們供電；所述晶振的兩端并聯(lián)可調(diào)電阻；所述無線接收單元，包括解碼器、晶振、撥碼開關(guān)、接收天線，撥碼開關(guān)連接解碼器的編碼地址設(shè)置接口；接收天線的輸出端連接解碼器的輸入端，解碼器的輸出連接執(zhí)行單元的輸入，解碼器連接晶振；所述晶振的兩端并聯(lián)可調(diào)電阻。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的24kV真空斷路器，其特征是所述編碼器由PT2262芯片及其 外圍電路構(gòu)成；解碼器由PT2272芯片及其外圍電路構(gòu)成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的24kV真空斷路器，其特征是無線接收單元晶振頻率是無線發(fā) 射單元晶振頻率的兩倍。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的24kV真空斷路器，其特征是所述執(zhí)行單元包括高速隔離光耦、 繼電器、大電容，高速隔離光耦的輸入端連接解碼器的輸出端，高速隔離光耦的輸出端連接 繼電器的控制端，繼電器的輸出端連接控制大電容兩極之間電路的通斷；所述大電容的容量 是20000uF。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的24kV真空斷路器，其特征是所述電源采用封閉模塊電源，輸 入交流220V輸出直流220V和直流12V。
專利摘要24kV真空斷路器，包括電源單元、無線發(fā)射單元、無線接收單元、執(zhí)行單元；電源單元連接無線接收單元和執(zhí)行單元，為它們供電；無線發(fā)射單元和無線接收單元通過無線信號(hào)通信；無線接收單元的輸出連接執(zhí)行單元的輸入。所述無線發(fā)射單元，包括編碼器、電池、按鈕、晶振、發(fā)射天線，按鈕連接編碼器的輸入端，發(fā)射天線連接編碼器的輸出，編碼器連接晶振，電池連接上述部件，為它們供電；所述晶振的兩端并聯(lián)可調(diào)電阻；所述無線接收單元，包括解碼器、晶振、撥碼開關(guān)、接收天線，撥碼開關(guān)連接解碼器的編碼地址設(shè)置接口；接收天線的輸出端連接解碼器的輸入端，解碼器的輸出連接執(zhí)行單元的輸入，解碼器連接晶振。本裝置具有比較強(qiáng)的抗干擾能力。
文檔編號(hào)H02J13/00GK201191774SQ200820034429
公開日2009年2月4日 申請(qǐng)日期2008年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月24日
發(fā)明者輝 李, 莘 林, 博 王 申請(qǐng)人:南京因泰萊配電自動(dòng)化設(shè)備有限公司