開關(guān)柜五防智能觸發(fā)模擬裝置功能設(shè)計和應(yīng)用

姜黛琳，許鵬程，王詩婷，劉 元，趙哲琴，吳奕鍇，王婷婷

（國網(wǎng)上海市電力公司，上海 200122）

0 引言

隨著社會的飛速發(fā)展，先進(jìn)的智能化開關(guān)柜也越發(fā)在諸多的工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)，得到了廣泛的應(yīng)用，但是對于傳統(tǒng)智能觸發(fā)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(guān)柜的廣泛使用。尤其對于制造生產(chǎn)單位采取先進(jìn)高性能的智能觸發(fā)模擬裝置技術(shù)的來提高企業(yè)的開關(guān)柜可靠性已然成為當(dāng)前智能觸發(fā)模擬裝置領(lǐng)域發(fā)展的重要發(fā)展方向。智能電氣產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，越來越多的智能化開關(guān)柜在社會中的各個領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。智能開關(guān)柜以其為滿足更大的電氣化配置，所以在智能觸發(fā)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(fā)模擬裝置產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的進(jìn)行開發(fā)設(shè)計，通過產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的設(shè)計來適應(yīng)當(dāng)前智能開關(guān)柜建設(shè)需求；并且就針對新結(jié)構(gòu)樣品進(jìn)行制作與測試，切實將新型的智能觸發(fā)模擬裝置可以滿足智能開關(guān)柜建設(shè)的需要。

基于對于傳統(tǒng)智能觸發(fā)模擬裝置的觸發(fā)過程較為復(fù)雜等問題進(jìn)行原因探究，并結(jié)合開關(guān)柜的實際應(yīng)用情況，在分析其開關(guān)柜的特性作用基礎(chǔ)上而加以開關(guān)方案改進(jìn)，智能觸發(fā)模擬裝置的設(shè)計可以有效提高開關(guān)柜的觸發(fā)工作效率，較大程度地提高負(fù)荷開關(guān)的運行可靠性，以而確保智能觸發(fā)模擬裝置在實際的工況下，保證負(fù)荷開關(guān)的穩(wěn)定運行。該裝置有效解決了原先傳統(tǒng)裝置的安全性與培訓(xùn)真實性的矛盾，有利于使得整個開關(guān)柜的觸發(fā)裝置安全意識和生產(chǎn)安全意識同步提升。

1 開關(guān)柜的觸發(fā)特征分析

結(jié)合開關(guān)柜的現(xiàn)狀，在此所涉及到開關(guān)柜設(shè)計為XSPX-001信號，該類樣機(jī)具有五防智能觸發(fā)模擬培訓(xùn)裝置，在整機(jī)的性能表現(xiàn)上是具有較強(qiáng)的優(yōu)良的性能，其信號的小型化在現(xiàn)場試驗中也更為輕便有效；在整機(jī)的設(shè)計上采用鋁合金機(jī)箱，PC 面板，通過所配件的組裝使得整個開關(guān)柜具有美觀的外形；內(nèi)有ARM 芯片控制，液晶屏顯示電壓的開關(guān)柜五防智能觸發(fā)模擬培訓(xùn)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(diào)交流電源；輸出回路帶有雙重過載保護(hù)，具有輸出容量大，體積小，重量輕，可靠性高等優(yōu)點。適用于開關(guān)柜五防智能觸發(fā)的場合。

結(jié)合開關(guān)柜的特征，在主要技術(shù)參數(shù)和功能的設(shè)置上，結(jié)合國家對于醫(yī)療器械的電氣化規(guī)定，在此首要的額定輸入電源為AC 電源，在電壓的設(shè)置上采取的規(guī)格為220V±10%·300VA·50Hz；在系統(tǒng)化的主電源輸出設(shè)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(tǒng)的輔助輸出電壓為AC220V/1A 輸出，規(guī)格為DC110V/2A；在系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的使用環(huán)境溫度為-10 ～40℃，系統(tǒng)額相對濕度低于80%，整個器械的體積：360mm×240mm×190mm；整機(jī)的重量為11kg。關(guān)于整機(jī)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(jī)的硬件設(shè)備包括的內(nèi)容有接地端子、電源插座和電源開關(guān)，電源開關(guān)也是整個儀器的總電源開關(guān)。在整機(jī)系統(tǒng)的控制上，對于輔助電源輸出端子主要是在“8”“9的左側(cè)電壓切換”作用上而實現(xiàn)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(jī)的使用上通過主電源輸出端子配合不同實現(xiàn)功能的切換：主電源輸出的使用方法是在“9的右側(cè)電壓切換”“10”進(jìn)行與之相適應(yīng)的配合下進(jìn)行使用，有二種AC 電壓輸出方式，當(dāng)“9”中0 ～30V 指示燈亮?xí)r，端子上輸出的可調(diào)電壓為0 ～30V，當(dāng)“9”中0 ～250V 指示燈亮?xí)r，端子上輸出的可調(diào)電壓為0 ～250V。

整機(jī)的對比度的調(diào)節(jié)上，目的是通過按鍵實現(xiàn)液晶屏的亮度調(diào)節(jié)。整機(jī)的顯示方式通過液晶顯示器來加以顯示，關(guān)于顯示的調(diào)節(jié)是同時顯示主電源輸出端U1、U2、U3的電壓、電流值的基礎(chǔ)上而實現(xiàn)的。

在整個系統(tǒng)的設(shè)置上通過輔助電源輸出按鈕的設(shè)置來實現(xiàn)，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(cè)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(tǒng)的AC220V 指示燈設(shè)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(jìn)行控制。

電壓切換按鈕的切換是通過左側(cè)為輔助電源輸出的電壓實現(xiàn)的，上面的指示燈亮，為切換要輸出的電壓值，DC110V 指示燈亮?xí)r，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(diào)節(jié)：綠色按鈕為切除，紅色按鈕為輸出，最右側(cè)的為調(diào)節(jié)旋鈕。按下紅色按鈕時燈亮，同時“9的右側(cè)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(tǒng)使用上通過標(biāo)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(diào)旋鈕將電壓調(diào)節(jié)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(shè)置值，并同時看到液晶屏上的有電流值。

2 開關(guān)柜的觸發(fā)工作原理分析

智能觸發(fā)模擬裝置的工作原理設(shè)計是依據(jù)整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計的，智能觸發(fā)模擬裝置觸點相比于其他傳統(tǒng)的智能觸發(fā)模擬裝置結(jié)構(gòu)，主要是通過加強(qiáng)的邏輯系統(tǒng)構(gòu)建而可保證智能觸發(fā)模擬裝置的觸點狀態(tài)穩(wěn)定可靠，這種優(yōu)良特性主要就是建立，可使得智能觸發(fā)模擬裝置的觸發(fā)性能得到進(jìn)一步強(qiáng)化。有效的增強(qiáng)增強(qiáng)原有智能觸發(fā)模擬裝置的性能，并且該智能觸發(fā)模擬裝置已經(jīng)廣泛在國網(wǎng)中的設(shè)備系統(tǒng)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(xù)可變的電壓輸出，有效值范圍在：0-30V/0.65A或0-250V/0.08A。內(nèi)置隔離變壓器，并且顯示屏實時顯示輸出觸發(fā)電壓和電流。交流電壓輸出精度±0.5%級別。

圖2 開關(guān)柜的觸發(fā)工作原理示意圖

輔助電源設(shè)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(shè)置值輸出。主電源設(shè)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(shè)置值輸出，并通過可調(diào)旋鈕進(jìn)行調(diào)節(jié)。

3 結(jié)束語

本文基于傳統(tǒng)智能觸發(fā)模擬裝置的五防問題，開展了基于滿足智能開關(guān)柜功能需求的智能觸發(fā)模擬裝置產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的設(shè)計分析設(shè)計探究。經(jīng)過驅(qū)動智能觸發(fā)模擬裝置結(jié)構(gòu)的技術(shù)手段，有效證明了該智能觸發(fā)模擬裝置實際應(yīng)用的可實踐性，并提出了調(diào)試方案論證。可以有效模擬設(shè)備高壓側(cè)運行電壓，使開關(guān)柜的操作運行及狀態(tài)顯示與生產(chǎn)現(xiàn)場一致，提升實操完整感及沉浸感，解決培訓(xùn)安全和培訓(xùn)真實的矛盾，成果可以投入實訓(xùn)場設(shè)備，本文通過創(chuàng)新的智能觸發(fā)模擬裝置不僅完全解決了之前的智能觸發(fā)模擬裝置問題，并且對于智能化開關(guān)柜的廣泛使用也具有重要的建設(shè)意義。