一种配电柜静电消除装置

文档序号:425069 发布日期:2021-12-21 浏览:3次 >En<

阅读说明:本技术 一种配电柜静电消除装置 (Switch board static remove device ) 是由 朱清智 袁铸 张毅 申一歌 白东峰 吕俊霞 靳果 孟庆辉 李名莉 于 2021-08-03 设计创作,主要内容包括:本发明一种配电柜静电消除装置,静电电荷处理电路接收静电传感器检测的配电柜内静电电荷,经转换为正或负电压,一路驱动继电器K1不动作或动作,另一路经转换为正电压、计算出静电荷变化量输出,高压驱动电路接收正电压,一路控制升压电路升压,升压后电压与反馈回来的高压差电压耦合,经产生PWM信号输出,补偿产生高压的误差,另一路与静电荷变化量信号耦合,经压频转换电路产生PWM信号输出,采取补偿、耦合以提高控制信号的精度,高压发生电路采用两路PWM信号控制升压电路升压为高压,输出正高压到放电板2,释放正电荷,输出负高压到放电板1,释放负电荷,以此根据静电的正负、大小使配电柜内静电被中和,达到消除静电的目的。(The invention relates to a static electricity eliminating device of a power distribution cabinet, wherein a static electricity charge processing circuit receives static electricity charge in the power distribution cabinet detected by a static electricity sensor, the static electricity charge is converted into positive or negative voltage, one path of the positive voltage drives a relay K1 to stop acting or act, the other path of the positive voltage drives a positive voltage to calculate static electricity variable quantity to be output, a high voltage driving circuit receives the positive voltage, one path of the positive voltage controls a boosting circuit to boost the voltage, the boosted voltage is coupled with high differential voltage fed back, PWM signals are generated to be output through generating PWM signals to compensate errors generated by high voltage, the other path of the positive voltage is coupled with the static electricity variable quantity signals, PWM signals are generated through a voltage frequency conversion circuit to output, compensation and coupling are adopted to improve the precision of control signals, a high voltage generating circuit adopts two paths of PWM signals to control the boosting circuit to be high voltage, outputs positive high voltage to a discharge plate 2 to release positive charge, outputs negative high voltage to a discharge plate 1 to release negative charge, therefore, the static electricity in the power distribution cabinet is neutralized according to the positive, negative and large of the static electricity, and the purpose of eliminating the static electricity is achieved.)

一种配电柜静电消除装置

技术领域

本发明属于配电柜技术领域,尤其涉及一种配电柜静电消除装置。

背景技术

配电柜是配输电行业中的重要组成部分,是按电气接线要求将开关设备、测量仪表、保护电器和辅助设备组装在封闭或半封闭金属柜中或屏幅上,构成的高压或底压配电装置,由于配电柜内部安装了很多的电器元件,许多电器元件之间通过电线连接,配电柜内部空间有限,所以容易产生静电,静电会影响电器元件的工作,并对电器元件产生伤害。

目前通常在配电柜内安装静电消除棒、离子风机等除静电设备,检测到有静电时,除静电设备产生大量的带正负电荷的气团,将配电柜内静电电荷中和掉,达到消除静电的目的,但其不能根据静电的性质(正静电或负静电)大小进行针对性的消除,消除静电的效果仍旧不能满足要求。

发明内容

针对上述情况,为克服现有技术之缺陷,本发明提供一种配电柜静电消除装置,能根据静电的性质、大小进行针对性的消除,有效的解决了消除静电的效果仍旧不能满足要求的问题。

其技术方案是,包括静电电荷处理电路、高压驱动电路、高压发生电路,所述静电电荷处理电路收静电传感器检测的配电柜内静电电荷,经电荷电压转换器转换为正或负电压,在采样开关闭合时,一路通过三极管Q1导通截止状态判断为正静电或负静电,驱动继电器K1不动作或动作,另一路经绝对值电路转换为正电压,并经运放AR6计算出采样开关前后的静电荷变化量;

所述高压驱动电路接收绝对值电路输出的正电压,一路控制变压器T2为核心的升压电路升压,升压后电压与反馈回来的高压差电压耦合,经压频转换电路产生PWM信号进入高压发生电路,另一路与静电荷变化量信号耦合,经压频转换电路产生PWM信号进入高压发生电路;

所述高压发生电路采用变压器T1为核心的升压电路升压为高压,其中升压的大小由驱动变压器T1升压的场效应管栅极的两路PWM信号控制,高压经整流滤波后,经动作的继电器K1常开触点K1-2输出正高压到放电板2,释放正电荷,或经不动作的继电器K1常闭触点K1-1输出负高压到放电板1,释放负电荷,使配电柜内静电被中和,达到消除静电的目的。

本发明的有益效果:静电传感器检测的配电柜内静电电荷,经电荷电压转换器转换为正或负电压,一路通过三极管Q1导通截止状态判断为正静电或负静电,驱动继电器K1不动作或动作,另一路经转换为正电压,并经运放AR6计算出采样开关前后的静电荷变化量,正电压一路控制升压电路升压,升压后电压与反馈回来的高压差电压耦合,补偿产生高压的误差,经压频转换电路产生PWM信号,另一路与静电荷变化量信号耦合,经压频转换电路产生PWM信号,采取补偿、耦合以提高控制信号的精度;

采用变压器T1、场效应管Q3和Q4、二极管D11、D12组成心的升压电路升压为高压,其中升压的大小由驱动变压器T1升压的场效应管栅极的两路PWM信号控制,高压经二极管D9正向整流、电解电容C7滤波后,经动作的继电器K1常开触点K1-2输出正高压到放电板2,释放正电荷,高压经二极管D10反向整流、电解电容C8滤波后,经不动作的继电器K1常闭触点K1-1输出负高压到放电板1,释放负电荷,以此根据静电的正负、大小使配电柜内静电被中和,达到消除静电的目的。

附图说明

图1是本发明静电电荷处理电路原理图。

图2是本发明高压驱动电路原理图。

图3是本发明高压发生电路原理图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。

以下结合说明书附图,对本发明的具体实施方式做进一步详细说明。

一种配电柜静电消除装置,包括静电电荷处理电路、高压驱动电路、高压发生电路,所述静电电荷处理电路接收静电传感器检测的配电柜内静电电荷,经电荷电压转换器转换为正或负电压,在采样开关闭合时,一路通过三极管Q1导通截止状态判断为正静电或负静电,驱动继电器K1不动作或动作,另一路经绝对值电路转换为正电压,并经运放AR6计算出采样开关前后的静电荷变化量;

所述高压驱动电路接收绝对值电路输出的正电压,一路控制变压器T2为核心的升压电路升压,升压后电压与反馈回来的高压差电压耦合,补偿产生高压的误差,经压频转换电路产生PWM信号进入高压发生电路,另一路与静电荷变化量信号耦合,补偿电荷变化量大时,而需在采样周期到来更新控制信号,难以实时应变的问题,同时避免不采用采样开关造成的信号不确定的问题,经压频转换电路产生PWM信号进入高压发生电路;

所述高压发生电路采用变压器T1、场效应管Q3和Q4、二极管D11、D12组成心的升压电路升压为高压,其中升压的大小由驱动变压器T1升压的场效应管栅极的两路PWM信号控制,高压经二极管D9正向整流、电解电容C7滤波后,经动作的继电器K1常开触点K1-2输出正高压到放电板2,释放正电荷,高压经二极管D10反向整流、电解电容C8滤波后,经不动作的继电器K1常闭触点K1-1输出负高压到放电板1,释放负电荷,以此根据静电的正负、大小使配电柜内静电被中和,达到消除静电的目的。

在上述技术方案中,所述静电电荷处理电路接收静电传感器检测的配电柜内静电电荷,经运放AR1、电阻R1、电容C1组成的电荷电压转换器转换为正或负电压,在采样开关KS1闭合时,一路通过三极管Q1导通截止状态判断为正静电或负静电,驱动继电器K1不动作或动作,另一路经运放AR2、电阻R3-电阻R6、二极管D2和D3组成的绝对值电路转换为正电压,并经运放AR6计算出采样开关前后的静电荷变化量,正电压、静电荷变化量输出到高压驱动电路,包括运放AR1,运放AR1的同相输入端连接地,运放AR1的反相输入端、电阻R1的一端、电容C1的一端接收静电传感器检测的配电柜内静电电荷,运放AR1的输出端分别连接电阻R1的另一端、电容C1的另一端、电阻R24的一端、采样开关KS1的左端,采样开关KS1的右端分别连接电阻R2的一端、二极管D2的负极、二极管D3的正极,电阻R2的另一端连接三极管Q1的基极,三极管Q1的发射极连接地,三极管Q1的集电极分别连接二极管D1的负极、继电器K1线圈的一端,二极管D1的正极、继电器K1线圈的另一端连接电源-5V,二极管D2的正极通过电阻R3分别连接接地电阻R5的一端、运放AR2的反相输入端,二极管D3的负极通过电阻R4分别连接接地电阻R6的一端、运放AR2的同相输入端,运放AR2的输出端连接运放AR6的同相输入端,运放AR6的反相输入端连接电阻R24的另一端,运放AR6的输出端连接稳压管Z2的负极,稳压管Z2的正极连接电阻R7的一端。

在上述技术方案中,所述高压发生电路采用变压器T1、场效应管Q3和Q4、二极管D11、D12组成心的升压电路升压为高压,其中升压的大小由驱动变压器T1升压的场效应管栅极的两路PWM信号控制,高压经二极管D9正向整流、电解电容C7滤波后,经动作的继电器K1常开触点K1-2输出正高压到放电板2,释放正电荷,高压经二极管D10反向整流、电解电容C8滤波后,经不动作的继电器K1常闭触点K1-1输出负高压到放电板1,释放负电荷,以此根据静电的正负、大小使配电柜内静电被中和,达到消除静电的目的,包括变压器T1,变压器T1的初级线圈的一端分别连接二极管D11的负极、场效应管Q3的漏极,二极管D11的正极、场效应管Q3的源极连接地,场效应管Q3的栅极连接芯片U1的引脚1,变压器T1的中间抽头连接电源VCC,变压器T1的初级线圈的另一端分别连接二极管D12的负极、场效应管Q4的漏极,二极管D12的正极、场效应管Q4的源极连接地,场效应管Q4的栅极分别连接双向二极管VD1的右端、接地电阻R23的一端,双向二极管VD1的左端通过电阻R22连接运放AR4的输出端,变压器T1的次级线圈的一端分别连接二极管D9的正极、二极管D10的负极,二极管D9的负极分别连接电解电容C7的正极、继电器K1常开触点K2的左端,继电器K1常开触点K2的右端连接到放电板2,二极管D10的正极分别连接电解电容C8的负极、继电器K1常闭触点K1的左端,继电器K1常闭触点K1的右端连接到放电板1。

在上述技术方案中,所述高压驱动电路接收绝对值电路输出的正电压,一路控制变压器T2、电阻R14、电位器RW1、电容C3、二极管D5组成的升压电路升压,具体的,正电压超过稳压管Z3的稳压值(也即超过配电柜内的静电阈值)时,稳压管Z3反向击穿,晶闸管VTL1导通,电源VCC接入升压电路,并经电阻R13和电解电容C2充电、二极管D4反向后加到场效应管Q5的栅极,此处场效应管Q5用作可变电阻,改变限流电阻R14的值,改变三极管Q2导通、截止的速度,三极管Q2导通时,电容C3经三极管Q2的CE结对变压器T2初级线圈放电,变压器T2初级线圈感应,也即升压后经二极管D6输出,升压后电压与反馈回来的高压差电压耦合,补偿产生高压的误差,经压频转换电路产生PWM信号进入高压发生电路,高压差电压由运放AR5计算出参考高压信号(也即消除所测静电所需的高压)与采集的变压器T1次级线圈输出高压的差,再经电阻R19和R20分压转换为低压后给出,另一路正电压与静电荷变化量信号耦合,补偿电荷变化量大时,而需在采样周期到来更新控制信号,难以实时应变的问题,同时避免不采用采样开关造成的信号不确定的问题,进入运放AR3、AR4、电阻R7-电阻R12、二极管D7和D8、电解电容C4组成的压频转换电路产生PWM信号进入高压发生电路,包括电阻R14、运放AR3,电阻R14的左端连接电源VCC,场效应管Q5的源极,电阻R14的另一端分别连接三极管Q2的集电极、电容C3的一端、场效应管Q5的漏极,场效应管Q5的栅极连接二极管D4的正极,二极管D4的负极和接地电阻R13的一端、电解电容C2的负极连接运放AR2的输出端,电容C3的另一端分别连接二极管D5的正极、变压器T2初级线圈的一端,三极管Q2的基极连接电位器RW1的上端,电位器RW1的下端、三极管Q2的发射极、二极管D5的负极、变压器T2初级线圈的另一端连接地,变压器T2次级线圈的另一端连接地,变压器T2次级线圈的一端连接二极管D6的正极,二极管D6的负极分别连接稳压管Z1的正极、电阻R15的一端、芯片U1的引脚6,稳压管Z1的负极分别连接电阻R20的一端、接地电阻R19的一端,电阻R20的另一端连接运放AR5的输出端,运放AR5的同相输入端分别连接电阻R25的一端、接地电阻R26的一端,电阻R25的另一端连接变压器T1次级线圈的一端,运放AR2的反相输入端连接参考高压信号,芯片U1的引脚7分别连接接地电阻R16的一端、电阻R17的一端,电阻R15的另一端、电阻R17的另一端、芯片U1的引脚8、电阻R18的一端连接电源+5V,芯片U1的引脚2连接接地电位器RW2的一端,芯片U1的引脚3、引脚4连接地,芯片U1的引脚5分别连接电阻R18的另一端、接地电容C5的一端,芯片U1的引脚1和接地电阻R21的一端、接地电解电容C6的一端连接场效应管Q3的栅极,运放AR3的反相输入端分别连接电阻R8的一端、电阻R7的另一端、电阻R11的一端,电阻R8的另一端连接运放AR2的输出端,运放AR3的同相输入端连接电阻R9的一端,电阻R9的另一端分别连接接地电阻R10的一端、二极管D7的负极,运放AR3的输出端连接二极管D8的负极,二极管D8的正极分别连接电阻R11的另一端、运放AR4的同相输入端,运放AR4的反相输入端分别连接电阻R12的一端、电解电容C4的正极,电解电容C4的负极连接地,运放AR4的输出端分别连接电阻R12的另一端、二极管D7的正极、电阻R22的一端。

本发明具体使用时,静电电荷处理电路接收静电传感器检测的配电柜内静电电荷,经电荷电压转换器转换为正或负电压,在采样开关KS1闭合时,一路通过三极管Q1导通截止状态判断为正静电或负静电,驱动继电器K1不动作或动作,另一路经绝对值电路转换为正电压,并经运放AR6计算出采样开关前后的静电荷变化量,正电压、静电荷变化量输出到高压驱动电路,正电压一路控制变压器T2、电阻R14、电位器RW1、电容C3、二极管D5组成的升压电路升压,升压后电压与反馈回来的高压差电压耦合,补偿产生高压的误差,经压频转换电路产生PWM信号进入高压发生电路,高压差电压由运放AR5计算出参考高压信号与采集的变压器T1次级线圈输出高压的差,再经电阻R19和R20分压转换为低压后给出,另一路正电压与静电荷变化量信号耦合,补偿电荷变化量大时,而需在采样周期到来更新控制信号,难以实时应变的问题,同时避免不采用采样开关造成的信号不确定的问题,进入运放AR3、AR4、电阻R7-电阻R12、二极管D7和D8、电解电容C4组成的压频转换电路产生PWM信号进入高压发生电路,采用变压器T1、场效应管Q3和Q4、二极管D11、D12组成心的升压电路升压为高压,其中升压的大小由驱动变压器T1升压的场效应管栅极的两路PWM信号控制,高压经二极管D9正向整流、电解电容C7滤波后,经动作的继电器K1常开触点K1-2输出正高压到放电板2,释放正电荷,高压经二极管D10反向整流、电解电容C8滤波后,经不动作的继电器K1常闭触点K1-1输出负高压到放电板1,释放负电荷,以此根据静电的正负、大小使配电柜内静电被中和,达到消除静电的目的。

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