技术领域
[0001] 本实用新型涉及开关柜仪表技术领域，具体为一种开关柜综合状态指示仪。
背景技术
[0002] 开关柜是在电
力系统进行发电、输电、配电和
电能转换过程中进行控制和保护用电设备，传统的开关柜在制造的工程中常常使用指示灯、高压带电显示器、温湿度
控制器来满足设备运行的基本条件，在安装工程占用的空间较大，线路布置繁琐复杂、成本高；并且没有将传统的指示灯、高压带电显示器、温湿度控制器等组合在一起的综合状态指示仪的功能，也不具备高压带电自检和高压核相验电功能。实用新型内容
[0003] 本实用新型的目的在于提供一种开关柜综合状态指示仪，以解决上述背景技术中提出的现有的指示仪没有将传统的指示灯、高压带电显示器、温湿度控制器等组合在一起的综合状态指示仪的功能，也不具备高压带电自检和高压核相验电功能的技术问题。
[0004] 为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种开关柜综合状态指示仪，包括供电电源和开关柜本体，还包括主控
制模块、温湿度传感及控制单元、动态模拟指示单元、带电显示及闭
锁单元和RS485通讯模块；所述供电电源与主
控制模块相连，用于为其提供电能，所述主控制模块包括开入量扩展模块U_DI和开出量扩展模块UO1，所述开入量扩展模块U_DI与主控制模块的
数字量输入端相连，开出量扩展模块UO1与主控制模块的数字量输出端相连，所述主控制模块与温湿度传感及控制单元、带电显示及闭锁单元和动态模拟指示单元均电性相连，用于进行数据交互；所述主控制模块与RS485通讯模块单元相连，用于将该指示仪的状态信息通过RS485通讯模块单元传送至主控平台进行监控；所述带电显示及闭锁单元包括带电显示及自检单元、高压核相验电单元和闭锁输出控制单元，所述高压核相验电单元用于校验两路三相供电电源是否同
相位。
[0005] 优选的，所述闭锁输出控制单元包括带电闭锁输入
电路、闭锁继电器JDQ3和电磁锁，所述带电闭锁输入电路与开入量扩展模块U_DI相连，所述闭锁继电器JDQ3与开出量扩展模块UO1相连，由闭锁继电器JDQ3的常开触点接通或断开电磁锁以实现高压带电闭锁功能。
[0006] 优选的，所述带电闭锁输入电路还包括第一光耦隔离输入电路U41，当有高压电接入开关柜本体时，第一光耦隔离输入电路U41输出低电平
信号。
[0007] 优选的，所述带电显示及自检单元包括自检按钮JDQ11、高压
传感器回路、模拟
电压回路、第一继电器C1和第二继电器C2，自检按钮JDQ11用于控制接通或断开第一继电器C1和第二继电器C2的供电回路，第一继电器C1和第二继电器C2均包含两组常开和常闭干
节点，分别用于控制接通高压传感器回路和模拟电压回路的
三相电压，以实现带电显示和自检的功能。
[0008] 优选的，所述温湿度传感及控制单元包括
温度检测电路、湿度检测电路、手动/自动转换电路、断线检测电路、加热器控制回路和报警电路，所述温度检测电路和湿度检测电路均与主控制模块的输入端相连，用于采集开关柜本体内的温度和湿度信息并将其传送至主控制模块。
[0009] 优选的，所述手动/自动转换电路包括手动/自动按钮S1和手动/自动指示灯LED_SD，且所述手动/自动转换电路与开入量拓展模块相连，用于将手动/自动转换信息传送至开入量拓展模块。
[0010] 优选的，所述主控制模块的输出端与加热器控制回路相连，用于控制接通或断开加热器控制回路；所述报警电路包括报警继电器JDQ4和报警器，报警电路的输入端与开出量拓展模块相连，由报警继电器JDQ4的常开触点接通或断开报警器以实现断线报警功能。
[0011] 优选的，所述断线检测电路包括
电流互感器TA，所述电流互感器TA的内部贯穿加热器控制回路的电线，所述断线检测电路的输出端与主控制模块的输入端相连，用于将断线检测信息传送至主控制模块；所述加热器控制回路包括加热继电器，所述加热继电器与开出量扩展模块UO1相连，通过开出量扩展模块UO1控制加热继电器和接通和关闭。
[0012] 优选的，所述动态模拟指示单元包括第二光耦隔离输入电路、比较电路和指示电路，所述第二光耦隔离输入电路的输出端与比较电路的输入端相连，比较电路的输出端与指示电路的输入端相连，且比较电路的输出端与开入量扩展模块U_DI相连，用以将动态模拟指示的结果传送至开入量扩展模块U_DI。
[0013] 优选的，所述指示电路包括
断路器分/合状态指示单元、工作/试验位状态指示单元、接地开关位状态指示单元、
弹簧储能位状态指示单元和PT车工作/试验位状态指示单元。
[0014] 与
现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
[0015] 1、该开关柜综合状态指示仪通过将传统的指示灯、高压带电显示器、温湿度控制器等组合在一起，构成一种开关柜综合状态指示仪，具有体积小、成本低、适用性强且功能全面的优点。
[0016] 2、该开关柜综合状态指示仪包括带电显示及闭锁单元，该带电显示及闭锁单元包括包括带电显示及自检单元、高压核相验电单元和闭锁输出控制单元，其中，包括带电显示及自检单元可以通过设置自检按钮JDQ11、高压传感器回路和模拟电压回路，自检按钮JDQ11和接通和关闭的两种状态分别对应接通模拟电压回路和高压传感器回路，对应的能够实现高压自检和带电显示的功能。
[0017] 3、该开关柜综合状态指示仪的高压核相验电单元用于校验两路三相供电电源是否同相位，高压核相验电单元通过电压互感器将大电流的高电压转换为小电流的
低电压，并配合外接的核相验电器进行核相，以保证开关柜本体的安全供电。
[0018] 4、该开关柜综合状态指示仪包括温湿度传感及控制单元，所述温湿度传感及控制单元包括断线检测电路和报警电路，断线检测电路包括电流互感器TA，电流互感器TA的内部贯穿加热器控制回路的电线，所述断线检测电路的输出端与主控制模块的输入端相连，用于将断线检测信息传送至主控制模块；报警电路包括报警继电器JDQ4和报警器，报警电路的输入端与开出量拓展模块相连，当加热器的，由报警继电器JDQ4的常开触点接通或断开报警器以实现断线报警功能。当加热器控制回路发生断线时，断线检测电路的电流互感器TA将无法感应到电流，此时，由主控制模块控制开出量拓展模块接通报警器以实现断线报警功能。
附图说明
[0019] 图1为本实用新型一种开关柜综合状态指示仪的电路
框图示意图；
[0020] 图2为本实用新型一种开关柜综合状态指示仪的详细电路框图；
[0021] 图3为本实用新型中主控制模块和温湿度检测电路的电路原理图；
[0022] 图4为本实用新型中开入量扩展模块U_DI的电路原理图；
[0023] 图5为本实用新型中开出量扩展模块UO1的电路原理图；
[0024] 图6为本实用新型中带电显示及自检单元的电路原理图；
[0025] 图7为本实用新型中闭锁输出控制单元的电路原理图；
[0026] 图8为本实用新型中断线检测电路和报警电路的电路原理图；
[0027] 图9为本实用新型中第二光耦隔离输入电路的电路原理图；
[0028] 图10为本实用新型中比较电路的电路原理图；
[0029] 图11为本实用新型中指示电路的电路原理图；
[0030] 图12为本实用新型中手动/自动转换电路的电路原理图。
具体实施方式
[0031] 下面将结合本实用新型
实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0032] 请参阅图1-3，本实用新型提供的一种实施例：一种开关柜综合状态指示仪，包括供电电源和开关柜本体，还包括主控制模块、温湿度传感及控制单元、动态模拟指示单元、带电显示及闭锁单元和RS485通讯模块；所述供电电源与主控制模块相连，用于为其提供电能，所述主控制模块包括开入量扩展模块U_DI和开出量扩展模块UO1，所述开入量扩展模块U_DI与主控制模块的数字量输入端相连，开出量扩展模块UO1与主控制模块的数字量输出端相连，所述主控制模块与温湿度传感及控制单元、带电显示及闭锁单元和动态模拟指示单元均电性相连，用于进行数据交互；所述主控制模块与RS485通讯模块单元相连，用于将该指示仪的状态信息通过RS485通讯模块单元传送至主控平台进行监控；所述带电显示及闭锁单元包括带电显示及自检单元、高压核相验电单元和闭锁输出控制单元，所述高压核相验电单元用于校验两路三相供电电源是否同相位。
[0033] 具体的，参阅图4-5，开入量扩展模块U_DI的电路原理图如图4所示，开出量扩展模块UO1的电路原理图如图5所示，开入量扩展模块U_DI通过1脚、2脚与PIC16F
单片机的5脚、6脚相连，由此将由开入量扩展模块U_DI接入的开关量输入信息传送至主控模块；开出量扩展模块UO1通过1脚、8脚与PIC16F单片机的7脚、8脚相连，由主控模块控制开出量扩展模块UO1输出相应的开关量输出信息。
[0034] 优选的，所述闭锁输出控制单元包括带电闭锁输入电路、闭锁继电器JDQ3和电磁锁，所述带电闭锁输入电路与开入量扩展模块U_DI相连，所述闭锁继电器JDQ3与开出量扩展模块UO1相连，由闭锁继电器JDQ3的常开触点接通或断开电磁锁以实现高压带电闭锁功能。优选的，所述带电闭锁输入电路还包括第一光耦隔离输入电路U41，当有高压电接入开关柜本体时，第一光耦隔离输入电路U41输出低电平信号。
[0035] 具体的，闭锁输出控制单元的电路原理图如图7所示，高压三相电由
端子GPC1-2、GPC2-2和GPC3-2接入带电闭锁输入电路，然后分别经过限流
电阻RBS1、RBS2和RBS3进入整流电路ZLQ1、ZLQ2和ZLQ3，最终输出一路电压信号经由端子SX+和SX-接入第一光耦隔离输入电路U41，由第一光耦隔离输入电路U41的第四引脚输出高低电平信号传送至开入量扩展模块U_DI，经由主控制模块对信号进行处理后，由开出量扩展模块UO1的第五引脚输出
控制信号至
三极管Q6的基极，并由三极管的集
电极输出高低电压信号至闭锁继电器JDQ3，闭锁继电器JDQ3的常开触点与电磁锁的供电电路相连，由此实现了当开关柜本体带电时，电磁锁被锁死，柜
门不能被打开的功能，其中电磁锁设置在开关柜本体的柜门上，由此避免了当开关柜本体带电时，工作人员打开柜门误触电的情况发生(另，电磁锁上配有钥匙孔，用于当发生电路故障等意外情况打不开柜门时使用)。
[0036] 优选的，所述带电显示及自检单元包括自检按钮JDQ11、第一继电器C1和第二继电器C2，自检按钮JDQ11用于控制接通或断开第一继电器C1和第二继电器C2的供电回路，第一继电器C1和第二继电器C2均包含两组常开和常闭干节点，分别用于控制接通高压传感器回路和模拟电压回路的三相电压，以实现带电显示和自检的功能。
[0037] 具体的，带电显示及自检单元的电路原理图如图6所示，非自检状态下，高压传感器回路经由端子GPC1、GPC2和GPC3接入该电路，并经由第一继电器C1和第二继电器C2的6脚和4脚以及第一继电器C1和11脚和13脚接通相应的带电指示灯LED_A11、LED_B11和LED_C11，由此实现带电显示的功能；当按下自检按钮JDQ11JDQ1时，启动自检功能，第一继电器C1和第二继电器C2的线圈带电，相应的常开触点闭合，如果显示电路部分工作正常，模拟电压L-1将经过第一继电器C1和第二继电器C2的4脚和8脚以及第一继电器C1和9脚和13脚接通相应的带电指示灯LED_A11、LED_B11和LED_C11，否则，如果相应的带电指示灯LED_A11、LED_B11和LED_C11不亮，则说明显示电路部分工作异常，由此实现高压自检的功能。
[0038] 优选的，所述温湿度传感及控制单元包括温度检测电路、湿度检测电路、手动/自动转换电路、断线检测电路、加热器控制回路和报警电路，所述温度检测电路和湿度检测电路均与主控制模块的输入端相连，用于采集开关柜本体内的温度和湿度信息并将其传送至主控制模块。
[0039] 优选的，所述手动/自动转换电路包括手动/自动按钮S1和手动/自动指示灯LED_SD，且所述手动/自动转换电路与开入量拓展模块相连，用于将手动/自动转换信息传送至开入量拓展模块。
[0040] 具体的，参阅图3和图12，主控制模块和温湿度检测电路的电路原理图如图3所示，手动/自动转换电路的电路原理图如图12所示，其中主控制模块采用PIC16F单片机，温度检测电路包括AN1和AN2两路湿度信号输入，和AN3和AN4两路温度信号输入，分别与PIC16F单片机的19脚、18脚和17脚、16脚相连，由此实现了将温湿度信号输入至主控制模块的功能；当开关柜本体内的温度超过预定值时，主控制模块将会触发报警电路进行报警，与此同时，PIC16F单片机也会控制开出量拓展模块的13脚和14脚输出电平信号，从而点亮外接的温度报警指示灯；当开关柜本体内的湿度超过预定值时，主控制模块将会接通加热继电器(JDQ1和JDQ2)，通过加热继电器的常开触点接通加热器进行除湿。自动模式下，由主控制模块自动控制加热器进行除湿；当按下手动/自动按钮S1，启动手动模式，手动/自动按钮S1的3脚、
5脚和4脚、6脚均接通，由此将3脚和4脚拉低至低电平，其中手动/自动按钮S1的3脚与开入量扩展模块U_DI的5脚相连，由此将手动信号传送至开入量扩展模块U_DI，并且手动/自动指示灯LED_SD亮起，代表手动模式启动。
[0041] 优选的，所述断线检测电路包括电流互感器TA，所述电流互感器TA的内部贯穿加热器控制回路的电线，所述断线检测电路的输出端与主控制模块的输入端相连，用于将断线检测信息传送至主控制模块；所述加热器控制回路包括加热继电器，所述加热继电器与开出量扩展模块UO1相连，通过开出量扩展模块UO1控制加热继电器和接通和关闭。
[0042] 优选的，所述主控制模块的输出端与加热器控制回路相连，用于控制接通或断开加热器控制回路；所述报警电路包括报警继电器JDQ4和报警器，报警电路的输入端与开出量拓展模块相连，由报警继电器JDQ4的常开触点接通或断开报警器以实现断线报警功能。
[0043] 具体的，断线检测电路和报警电路的电路原理图如图8所示，断线检测电路包括电流互感器TA，电流互感器TA的内部贯穿加热器控制回路的电线，两路断线检测回路分别通过电阻R60和电阻R61进行取样，并将取样后的电压信号AN5和AN6输出至PIC16F单片机的15脚和14脚；如若发生断线的情况，开出量拓展模块的6脚将发送控制信号至三极管Q7的基极，并由三极管Q7的集电极接通报警继电器JDQ4，由报警继电器JDQ4的常开触点接通报警器进行加热线断线报警。
[0044] 优选的，所述动态模拟指示单元包括第二光耦隔离输入电路、比较电路和指示电路，所述第二光耦隔离输入电路的输出端与比较电路的输入端相连，比较电路的输出端与指示电路的输入端相连，且比较电路的输出端与开入量扩展模块U_DI相连，用以将动态模拟指示的结果传送至开入量扩展模块U_DI。
[0045] 优选的，所述指示电路包括断路器分/合状态指示单元、工作/试验位状态指示单元、接地开关位状态指示单元、弹簧储能位状态指示单元和PT车工作/试验位状态指示单元。
[0046] 具体的，参阅图9至图11，第二光耦隔离输入电路的电路原理图如图9所示，比较电路的电路原理图如图10所示，指示电路的电路原理图如图11所示；代表断路器分/合状态、工作/试验位状态、接地开关位状态、弹簧储能位状态和PT车工作/试验位状态的干节点信号分别由第二光耦隔离输入电路的输入端接入，且第二光耦隔离输入电路的输出端与比较电路的输入端相连，由比较电路进行比对后将
输出信号分别传送至开入量扩展模块U_DI和指示电路，其中，指示电路用于显示对应的状态，开入量扩展模块U_DI用于将该状态指示信息传送至主控制模块。可选择的，主控制模块通过RS485通讯模块单元将指示信息传送至主控平台进行监控。
[0047] 工作原理：该开关柜综合状态指示仪通过将传统的指示灯、高压带电显示器、温湿度控制器等组合在一起，构成一种开关柜综合状态指示仪，具有体积小、成本低、适用性强且功能全面的优点。该开关柜综合状态指示仪包括带电显示及闭锁单元，该带电显示及闭锁单元包括包括带电显示及自检单元、高压核相验电单元和闭锁输出控制单元，其中，包括带电显示及自检单元可以通过设置自检按钮JDQ11、高压传感器回路和模拟电压回路，自检按钮JDQ11和接通和关闭的两种状态分别对应接通模拟电压回路和高压传感器回路，对应的能够实现高压自检和带电显示的功能。
[0048] 该开关柜综合状态指示仪的高压核相验电单元用于校验两路三相供电电源是否同相位，高压核相验电单元通过电压互感器将大电流的高电压转换为小电流的低电压，并配合外接的核相验电器进行核相，以保证开关柜本体的安全供电。
[0049] 该开关柜综合状态指示仪包括温湿度传感及控制单元，所述温湿度传感及控制单元包括断线检测电路和报警电路，断线检测电路包括电流互感器TA，电流互感器TA的内部贯穿加热器控制回路的电线，所述断线检测电路的输出端与主控制模块的输入端相连，用于将断线检测信息传送至主控制模块；报警电路包括报警继电器JDQ4和报警器，报警电路的输入端与开出量拓展模块相连，当加热器的，由报警继电器JDQ4的常开触点接通或断开报警器以实现断线报警功能。当加热器控制回路发生断线时，断线检测电路的电流互感器TA将无法感应到电流，此时，由主控制模块控制开出量拓展模块接通报警器以实现断线报警功能。
[0050] 对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附
权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
