开关柜五防智能触发模拟装置功能设计和应用

姜黛琳，许鹏程，王诗婷，刘 元，赵哲琴，吴奕锴，王婷婷

（国网上海市电力公司，上海 200122）

0 引言

随着社会的飞速发展，先进的智能化开关柜也越发在诸多的工业领域内，得到了广泛的应用，但是对于传统智能触发模拟装置所存在的问题，往往会较大程度地影响到智能开关柜的广泛使用。尤其对于制造生产单位采取先进高性能的智能触发模拟装置技术的来提高企业的开关柜可靠性已然成为当前智能触发模拟装置领域发展的重要发展方向。智能电气产业的不断发展，越来越多的智能化开关柜在社会中的各个领域有着广泛的应用。智能开关柜以其为满足更大的电气化配置，所以在智能触发模拟装置配套上也有更高的要求。在此就针对新型智能触发模拟装置产品结构的进行开发设计，通过产品结构的设计来适应当前智能开关柜建设需求；并且就针对新结构样品进行制作与测试，切实将新型的智能触发模拟装置可以满足智能开关柜建设的需要。

基于对于传统智能触发模拟装置的触发过程较为复杂等问题进行原因探究，并结合开关柜的实际应用情况，在分析其开关柜的特性作用基础上而加以开关方案改进，智能触发模拟装置的设计可以有效提高开关柜的触发工作效率，较大程度地提高负荷开关的运行可靠性，以而确保智能触发模拟装置在实际的工况下，保证负荷开关的稳定运行。该装置有效解决了原先传统装置的安全性与培训真实性的矛盾，有利于使得整个开关柜的触发装置安全意识和生产安全意识同步提升。

1 开关柜的触发特征分析

结合开关柜的现状，在此所涉及到开关柜设计为XSPX-001信号，该类样机具有五防智能触发模拟培训装置，在整机的性能表现上是具有较强的优良的性能，其信号的小型化在现场试验中也更为轻便有效；在整机的设计上采用铝合金机箱，PC 面板，通过所配件的组装使得整个开关柜具有美观的外形；内有ARM 芯片控制，液晶屏显示电压的开关柜五防智能触发模拟培训装置；能输出一路全隔离的固定交流电源和固定直流电源，和三路可调交流电源；输出回路带有双重过载保护，具有输出容量大，体积小，重量轻，可靠性高等优点。适用于开关柜五防智能触发的场合。

结合开关柜的特征，在主要技术参数和功能的设置上，结合国家对于医疗器械的电气化规定，在此首要的额定输入电源为AC 电源，在电压的设置上采取的规格为220V±10%·300VA·50Hz；在系统化的主电源输出设置上采取的三路电压分别为：0-30V/0.65A；0-250V/0.08A。对于这个系统的辅助输出电压为AC220V/1A 输出，规格为DC110V/2A；在系统中各环节的使用环境温度为-10 ～40℃，系统额相对湿度低于80%，整个器械的体积：360mm×240mm×190mm；整机的重量为11kg。关于整机的电源显示控制面板如下表1所示。

图1 面板及功能面板示意图

在整机的硬件设备包括的内容有接地端子、电源插座和电源开关，电源开关也是整个仪器的总电源开关。在整机系统的控制上，对于辅助电源输出端子主要是在“8”“9的左侧电压切换”作用上而实现功能相互切换配合，并在使用上以两种方式加以输出，在这里包括DC110V 和AC220V 两种方式。在整机的使用上通过主电源输出端子配合不同实现功能的切换：主电源输出的使用方法是在“9的右侧电压切换”“10”进行与之相适应的配合下进行使用，有二种AC 电压输出方式，当“9”中0 ～30V 指示灯亮时，端子上输出的可调电压为0 ～30V，当“9”中0 ～250V 指示灯亮时，端子上输出的可调电压为0 ～250V。

整机的对比度的调节上，目的是通过按键实现液晶屏的亮度调节。整机的显示方式通过液晶显示器来加以显示，关于显示的调节是同时显示主电源输出端U1、U2、U3的电压、电流值的基础上而实现的。

在整个系统的设置上通过辅助电源输出按钮的设置来实现，具体的控制过程是通过绿色按钮为切除，红色按钮为输出。按下红色按钮时灯亮，同时“9的左侧电压切换”上DC110V 指示灯亮，辅助电源输出端子上输出的为DC110V，或者在整个系统的AC220V 指示灯设置上，通过辅助电源输出端子上输出的为AC220V 的方式来对辅助电源进行控制。

电压切换按钮的切换是通过左侧为辅助电源输出的电压实现的，上面的指示灯亮，为切换要输出的电压值，DC110V 指示灯亮时，辅助电源输出端子上要输出的为DC110V。主电源输出按钮和输出调节：绿色按钮为切除，红色按钮为输出，最右侧的为调节旋钮。按下红色按钮时灯亮，同时“9的右侧电压切换”上0 ～30V 指示灯亮，主电源输出端子上输出的为0 ～30V。在整个系统使用上通过标识为“5”主电源输出端子能瞬间输出需要的电压，故在“10”按钮无输出情况下，可通过可调旋钮将电压调节到所需要的值，在液晶屏上显示的电压值，再按输出按钮，可在主电源输出端子可瞬间输出设置值，并同时看到液晶屏上的有电流值。

2 开关柜的触发工作原理分析

智能触发模拟装置的工作原理设计是依据整个系统结构的设计的，智能触发模拟装置触点相比于其他传统的智能触发模拟装置结构，主要是通过加强的逻辑系统构建而可保证智能触发模拟装置的触点状态稳定可靠，这种优良特性主要就是建立，可使得智能触发模拟装置的触发性能得到进一步强化。有效的增强增强原有智能触发模拟装置的性能，并且该智能触发模拟装置已经广泛在国网中的设备系统中加以广泛推广，并取得了良好的反馈。其具体的操作面板从左边到右分别是交流220V/0.5A 输出，直流110V/1A 输出，三路高精度、交流连续可变的电压输出，有效值范围在：0-30V/0.65A或0-250V/0.08A。内置隔离变压器，并且显示屏实时显示输出触发电压和电流。交流电压输出精度±0.5%级别。

图2 开关柜的触发工作原理示意图

辅助电源设置，按需要选择所要的电源DC110V 或者AC220V，再按辅助电源上的红色输出按钮，辅助电源输出端子上就有设置值输出。主电源设置，按需要选择所要的电源0 ～30V 或者0 ～250V，再按主电源上的红色输出按钮，主电源输出端子上就有设置值输出，并通过可调旋钮进行调节。

3 结束语

本文基于传统智能触发模拟装置的五防问题，开展了基于满足智能开关柜功能需求的智能触发模拟装置产品结构的设计分析设计探究。经过驱动智能触发模拟装置结构的技术手段，有效证明了该智能触发模拟装置实际应用的可实践性，并提出了调试方案论证。可以有效模拟设备高压侧运行电压，使开关柜的操作运行及状态显示与生产现场一致，提升实操完整感及沉浸感，解决培训安全和培训真实的矛盾，成果可以投入实训场设备，本文通过创新的智能触发模拟装置不仅完全解决了之前的智能触发模拟装置问题，并且对于智能化开关柜的广泛使用也具有重要的建设意义。