專利名稱:高壓開關柜五防閉鎖語音邏輯控制系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種高壓開關柜五防閉鎖語音邏輯控制系統，用于對電力系統高壓設備進行邏輯控制。包括單片機、高壓檢測電路、紅外反射傳感器、線路側刀閘電磁鎖、母線側刀閘電磁鎖、接地線電磁鎖，單片機內設置有操作步驟邏輯控制電路、閉鎖執行控制驅動電路、語音識別處理控制電路，語音識別處理控制電路為操作步驟邏輯控制電路提供操作指令，操作步驟邏輯控制電路與閉鎖執行控制驅動電路控制操作電源、母線側刀閘電磁鎖、線路側刀閘電磁鎖。本實用新型在電力系統高壓柜開關刀閘過程中不再需要操作繁瑣的五防鑰匙，只要操作人員發出語音命令就能開啟五防閉鎖，簡單方便，每一步都會保障刀閘位置正確才能進行下一步操作，可有效避免誤操作發生。
【專利說明】高壓開關柜五防閉鎖語音邏輯控制系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種語音邏輯控制系統，用于對電力系統高壓設備進行邏輯控制，尤其涉及用于電力系統的高壓柜開關刀閘具有五防功能的語音邏輯控制系統。
【背景技術】
[0002]五防閉鎖是保障電力系統安全運行的重要設備，但是在使用過程中存在如下問題:使用五防操作時間過長，在執行多項操作任務情況下，電腦鑰匙需要多次回傳，操作較繁瑣；在實際操作中如拉開斷路器時，如果斷路器只是操作機構已動作到了跳閘位置，而斷路器的接線觸點實際未跳開或某相的接線觸點未斷開，五防程序在高壓開關柜上還帶電的情況下，還能繼續帶負荷拉刀閘操作，這樣就有觸電的危險；五防鑰匙使用的電池需要經常充電，經常發現有的鎖打不開或中途發生程序執行不下去或中途發生程序混亂；還有電腦鑰匙操作過程中，經常發生鎖沒有打開，而電腦鑰匙的程序卻已經走到了下一步的情況，此時只能靠強制解鎖。操作人員粗心大意，不按規范操作很容易發生誤操作，五防閉鎖起不到五防效果。
[0003]中國專利文獻CN201120124414公開了一種變電站五防語音提示智能解鎖鑰匙箱，包括電控箱體和鑰匙箱體，電控箱體內部設有微電腦控制器、啟閉鑰匙箱體箱門的電磁鎖，電磁鎖與微電腦控制器信號連接，鑰匙箱體內部設有一個以上安放解鎖鑰匙的鑰匙安置位，每個鑰匙安置位連接有可檢測鑰匙身份信息的鑰匙身份識別單元，鑰匙身份識別單元與微電腦控制器信號連接。微電腦控制器具有CPU控制板，IC/ID卡識別單元與CPU控制板的信號輸入部分連接，電話單元與CPU控制板的信號輸入部分連接，CPU控制板的控制指令輸出部分經過輸出耦合板連接聲光告警單元和電磁鎖。微電腦控制器具有可拍攝操作過程信息的攝像單元，攝像單元通過輸入耦合板與CPU控制板信號連接。攝像單元將攝像信息傳輸給CPU控制板。微電腦控制器具有可檢測鑰匙箱體箱門開啟狀態信息的門狀態單元，門狀態單元通過輸入耦合板與CPU控制板信號連接。門狀態單元將鑰匙箱體箱門的開啟或關閉狀態信息傳輸給CPU控制板。鑰匙身份識別單元通過輸入耦合板與CPU控制板信號連接。鑰匙身份識別單元將鑰匙信息傳輸給CPU控制板。這種五防語音提示智能解鎖鑰匙箱規范了對五防鑰匙的管理，從一定程度上降低了錯用鑰匙、遺漏操作步驟造成的誤操作的概率，但是還是依賴傳統的五防鑰匙，沒有從根本上改變傳統五防鑰匙的缺陷，如果操作人員粗心大意，不按規范操作同樣存在發生誤操作的可能。
實用新型內容
[0004]本實用新型要解決的技術問題是提供一種適用于高壓開關柜等電力設備的、可以由語音控制的五防閉鎖邏輯控制系統，其具有五防功能，能夠按照正確的操作步驟停電或者送電，能夠防止停電或者送電過程中由于開關(斷路器)的誤動作或者無動作而造成人身傷害。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型所采取的技術方案是:
[0006]高壓開關柜五防閉鎖語音邏輯控制系統，包括單片機、檢測高壓開關柜的線路側電壓的高壓檢測電路、檢測高壓開關柜的線路側刀閘和母線側刀閘斷開位置或合閘位置的四個紅外反射傳感器；在線路側刀閘的手柄上安裝有由線路側刀閘電磁鎖繼電器控制的、鎖定或解鎖線路側刀閘的線路側刀閘電磁鎖，母線側刀閘的手柄上安裝有由母線側刀閘電磁鎖繼電器控制的、鎖定或解鎖母線側刀閘的母線側刀閘電磁鎖，在高壓開關柜每相的接地裝置上安裝有由接地線電磁鎖繼電器控制的、鎖定或解鎖接地裝置的接地線電磁鎖；在高壓開關柜內還安裝有為線路側刀閘電磁鎖繼電器、母線側刀閘電磁鎖繼電器、接地線電磁鎖繼電器供電的操作電源繼電器；所述高壓檢測電路、紅外反射傳感器均與單片機相連，單片機內設置有操作步驟邏輯控制電路、閉鎖執行控制驅動電路、語音識別處理控制電路，語音識別處理控制電路上連接有接收語音指令的語音接收裝置，語音識別處理控制電路與操作步驟邏輯控制電路連接為操作步驟邏輯控制電路提供操作指令，操作步驟邏輯控制電路與閉鎖執行控制驅動電路連接，閉鎖執行控制驅動電路分別與操作電源繼電器、母線側刀閘電磁鎖繼電器、線路側刀閘電磁鎖繼電器、接地線電磁鎖繼電器連接。
[0007]本實用新型的進一步改進在于:所述語音識別處理控制電路內部設置有存儲語音數據和對比程序的存儲器，語音接收裝置接收到的語音信號傳遞給存儲器，通過對比程序將語音信號和語音數據對比從而識別語音信號表達的操作指令。
[0008]由于采用上述技術方案，本實用新型所產生的有益效果在于:
[0009]本實用新型的高壓開關柜五防閉鎖邏輯控制系統停電過程和送電過程可以通過語音命令控制或按鍵控制，語音識別處理控制電路使操作過程不再需要操作繁瑣的五防鑰匙，只要操作人員發出語音命令及執行密碼或指令就能開啟或關閉五防閉鎖，簡單方便；操作步驟邏輯控制電路保障了操作按順序進行，如果操作不到位或遺漏操作步驟系統將不允許下一項操作，使操作過程規范的進行，防止了誤操作的發生；高壓檢測電路和傳感器檢測控制電路檢測每一步刀閘狀態是否正確，確保操作到位；閉鎖執行控制驅動電路減少了操作人員的操作量，使操作過程更加簡便。
【附圖說明】
[0010]圖1是本實用新型電路原理示意圖；
[0011]圖2是本實用新型停電過程中接通母線側斷路器操作流程圖；
[0012]圖3是本實用新型停電過程中拉開線路側刀閘操作流程圖；
[0013]圖4是本實用新型停電過程中拉開母線側刀閘操作流程圖；
[0014]圖5是本實用新型送電過程中合上母線側刀閘操作流程圖；
[0015]圖6是本實用新型送電過程中合上線路側刀閘操作流程圖；
[0016]圖7是本實用新型送電過程中合上母線側斷路器操作流程圖。
[0017]在附圖中:1、單片機1，2、單片機11，3、接地線電磁鎖，4、接地線電磁鎖繼電器，5、操作電源繼電器，6、線路側刀閘電磁鎖繼電器，7、母線側刀閘電磁鎖繼電器，8、母線側刀閘電磁鎖，9、線路側刀閘電磁鎖，10、高壓檢測電路，U、紅外反射傳感器，12、語音接收裝置，13、傳感器檢測控制電路，14、操作步驟邏輯控制電路，15、閉鎖執行控制驅動電路，16、語音識別處理控制電路。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖對本實用新型做進一步詳細說明:
[0019]高壓開關柜五防閉鎖邏輯控制系統，包括單片機、高壓檢測電路10、紅外反射傳感器11、線路側刀閘電磁鎖9、母線側刀閘電磁鎖8、接地線電磁鎖3以及控制線路側刀閘電磁鎖9動作的線路側刀閘電磁鎖繼電器6、控制母線側刀閘電磁鎖8動作的母線側刀閘電磁鎖繼電器7、控制接地線電磁鎖動作的接地線電磁鎖繼電器4。高壓檢測電路10安裝在高壓開關柜的線路側，用于檢測高壓開關柜的線路側電壓。
[0020]紅外反射傳感器11有四個，分別安裝在與線路側刀閘的斷開位置、合閘位置對應的位置、以及與母線側刀閘的斷開位置、合閘位置對應的位置，用于檢測高壓開關柜的線路側刀閘和母線側刀閘是否斷開或者是否閉合。
[0021]線路側刀閘電磁鎖9安裝在線路側刀閘的手柄上，用于將線路側刀閘鎖定(不能動作)、或使線路側刀閘解鎖(可以動作)，線路側刀閘電磁鎖9由線路側刀閘電磁鎖繼電器6控制。母線側刀閘電磁鎖8安裝在母線側刀閘的手柄上，用于將母線側刀閘鎖定(不能動作)、或使母線側刀閘解鎖(可以動作)，母線側刀閘電磁鎖8由母線側刀閘電磁鎖繼電器7控制；接地線電磁鎖3安裝在高壓開關柜的接地裝置上，用于將接地裝置鎖定或解鎖，接地線電磁鎖3由接地線電磁鎖繼電器4控制。在高壓開關柜內還安裝有為線路側刀閘電磁鎖繼電器6和母線側刀閘電磁鎖繼電器7供電的操作電源繼電器5。
[0022]高壓檢測電路10、紅外反射傳感器11均與單片機相連，單片機內設置有傳感器檢測控制電路13，高壓檢測電路10、紅外反射傳感器11連接到傳感器檢測控制電路13上。單片機內還設置有操作步驟邏輯控制電路14、閉鎖執行控制驅動電路15、語音識別處理控制電路16。語音識別處理控制電路16上連接有接收語音指令的語音接收裝置12。語音識別處理控制電路16內設置有存儲器，存儲器內存儲有語音數據和對比程序。語音接收裝置12接收語音指令，語音接收裝置12將接收到的語音信號傳遞給存儲器，在存儲器內通過對比程序將語音信號和語音數據對比從而識別語音信號表達的操作指令，語音識別處理控制電路16將指令傳達給操作步驟邏輯控制電路14，為操作步驟邏輯控制電路14提供操作指令。傳感器檢測控制電路13和語音識別處理控制電路16分別與操作步驟邏輯控制電路14連接，傳感器檢測控制電路13為操作步驟邏輯控制電路14提供電壓信息和刀閘的位置信息，語音識別處理控制電路16為操作步驟邏輯控制電路14提供操作指令。操作步驟邏輯控制電路14與閉鎖執行控制驅動電路15連接，閉鎖執行控制驅動電路15分別與操作電源繼電器5、母線側刀閘電磁鎖繼電器7、線路側刀閘電磁鎖繼電器6、接地線電磁鎖繼電器4連接。
[0023]按照本實用新型的上述結構，在停電時，先拉開高壓開關柜母線上的斷路器，然后再操作高壓開關柜的刀閘，在操作高壓開關柜的刀閘時，是先拉開高壓開關柜線路側刀閘，再拉開高壓開關柜母線側刀閘。
[0024]本實施例的高壓開關柜五防閉鎖語音邏輯控制系統的停電過程進行如下操作:
[0025]工作人員發出停電語音指令(如“拉開032輸電線路的開關”)，語音接收裝置12接收到停電語音指令后會詢問密碼，工作人員說出密碼后，語音識別處理控制電路16會判斷語音指令和密碼是否正確。如果語音指令或者密碼錯誤，操作步驟邏輯控制電路14將拒絕執行任何操作。如果語音指令和密碼正確，操作步驟邏輯控制電路14會發信號給閉鎖執行控制驅動電路15，閉鎖執行控制驅動電路15將控制操作電源繼電器4接通本系統的電源，此時操作指示燈亮。工作人員可以拉開連接在高壓開關柜母線上的斷路器。操作人員拉開斷路器后，斷路器的操作機構應該轉到停電位置。
[0026]工作人員再次發出語音指令(如“拉開032線路側的刀閘”)，語音接收裝置12接收到拉開線路側刀閘的語音指令后再次詢問密碼，操作步驟邏輯控制電路14會判斷語音指令與上一個語音指令的邏輯關系(即操作順序是否正確)，如果語音指令的邏輯順序不正確或者密碼錯誤，本實用新型的系統將拒絕執行任何操作。如果密碼和語音指令的邏輯順序正確，則本實用新型按照下述程序操作:高壓檢測電路10將檢測高壓開關柜的線路側是否有高壓，如果有高壓，單片機控制線路側刀閘電磁鎖繼電器6使線路側刀閘電磁鎖9被鎖定，不能動作；如果沒有高壓，則單片機控制線路側刀閘電磁鎖繼電器6動作，使線路側刀閘電磁鎖9解鎖到可以使線路側刀閘動作，這樣操作人員才能將線路側刀閘斷開。
[0027]在拉開高壓開關柜的線路側刀閘后，工作人員再次發出拉開高壓開關柜母線側刀閘的語音指令(如“拉開032母線側的刀閘”)，語音接收裝置12接收到拉開母線側刀閘的指令后再次詢問密碼，操作步驟邏輯控制電路14會判斷語音指令與上一個語音指令的邏輯關系(即操作順序是否正確)，如果語音指令的邏輯順序不正確(即這里輸入的語音指令不是“拉開母線側刀閘”)或者密碼錯誤，本實用新型的系統將拒絕執行任何操作，母線側的刀閘不能斷開。如果語音指令的邏輯順序和密碼均正確，則本實用新型按照下述程序操作:高壓檢測電路10將檢測高壓開關柜的母線側是否有高壓，位于線路側刀閘的斷開位置和合閘位置的紅外反射傳感器11將檢測線路側刀閘所處的位置；如果線路側刀閘沒有處在正確的斷開位置，單片機控制母線側刀閘電磁鎖繼電器7使母線側刀閘電磁鎖8被鎖定，母線側刀閘不能動作；如果線路側刀閘處在正確的斷開位置，則單片機控制母線側刀閘電磁鎖繼電器7動作，使母線側刀閘電磁鎖8解鎖，母線側刀閘可以動作，這樣才能斷開母線側刀閘。
[0028]然后紅外反射傳感器11檢測母線刀閘(也可以同時檢測線路側刀閘)是否處于正確的斷開位置，如果沒在斷開位置，單片機將發出報警(如使操作指示燈閃爍)，并不能執行后續的操作，如果處在正確的斷開位置，閉鎖執行控制驅動電路14將控制操作電源繼電器4斷開電源，操作指示燈熄滅，停電完成。
[0029]本實用新型送電時的操作程序是先合上高壓開關柜母線側刀閘，再合上高壓開關柜線路側刀閘，然后在合上高壓開關柜母線上的斷路器。本實施例的高壓開關柜五防閉鎖語音邏輯控制系統送電過程包括以下步驟:
[0030]工作人員發出送電語音指令(如“合上032母線側刀閘”)，語音接收裝置12接收到送電語音指令后會詢問密碼，工作人員說出密碼后，語音識別處理控制電路16會判斷語音指令和密碼是否正確。如果錯誤(如操作人員的說出的語音指令不是“合上032母線側刀閘”)，本實用新型的系統將拒絕任何操作。如果語音指令和密碼都正確，閉鎖執行控制驅動電路15將控制操作電源繼電器5接通本系統的操作電源，操作指示燈亮起。此時，高壓檢測電路10將開始檢測高壓開關柜的線路側是否有高壓，如果有高壓，單片機將控制線路側刀閘電磁鎖繼電器6和母線側刀閘電磁鎖繼電器7，使母線側刀閘電磁鎖8和線路側刀閘電磁鎖9被鎖定，各刀閘不能動作。如果沒有高壓，則單片機控制母線側刀閘電磁鎖繼電器7動作，使母線側刀閘電磁鎖8解鎖，母線側刀閘可以動作，此時才可以操作高壓開關柜的母線側刀閘使母線側刀閘合上。
[0031]當合上母線側刀閘后，工作人員發出合上線路側刀閘的語音指令(如“合上032線路側刀閘”)，語音接收裝置12接收到拉開線路側刀閘的指令后會再次詢問密碼，操作步驟邏輯控制電路14會判斷語音指令與上一個語音指令的邏輯關系(即操作順序是否正確)，如果語音指令的邏輯順序不正確(即這里輸入的語音指令不是“合上032線路側刀閘”)或者密碼錯誤，本實用新型的系統將拒絕執行任何操作，線路側刀閘不能合上。如果語音指令的邏輯順序和密碼均正確，則本實用新型按照下述程序操作:紅外反射傳感器11會檢測母線刀閘是否處于正確的合閘位置。如果母線刀閘沒有處在正確的合閘位置，單片機控制線路偵W閘電磁鎖繼電器6將線路側刀閘電磁鎖9鎖定，線路側刀閘不能動作。如果母線刀閘處在正確的合閘位置，單片機控制線路側刀閘電磁鎖繼電器6動作將線路側刀閘電磁鎖9解鎖，線路側刀閘可以動作，此時可以合上線路側刀閘。
[0032]當合上線路側刀閘后，紅外反射傳感器11會檢測線路側刀閘是否處于正確的合閘位置，如果線路側刀閘沒有處于正確的合閘位置，則單片機發出報警(如使操作指示燈閃爍)，不能執行后續的操作。如果處于正確的合閘位置，則可以合上高壓開關柜母線上的斷路器，工作人員發出合上語音指令(如“合上032開關”)，語音接收裝置12接收到合上032開關指令后，會再次詢問密碼，操作步驟邏輯控制電路14會判斷語音指令與上一個語音指令的邏輯關系(即操作順序是否正確)，如果語音指令或者密碼錯誤，操作步驟邏輯控制電路14將拒絕執行任何操作。如果語音指令和密碼正確，操作步驟邏輯控制電路14會發信號給閉鎖執行控制驅動電路15，閉鎖執行控制驅動電路15將控制操作電源繼電器5接通本系統的電源，此時操作指示燈亮。工作人員可以合上高壓開關柜母線斷路器。當斷路器到正確位置后，其操作機構輔助開關將斷路器位置檢測信號，傳給單片機，閉鎖執行控制驅動電路15將控制操作電源繼電器5斷開本系統的電源，操作指示燈熄滅，送電完成。
[0033]檢修時，高壓開關柜的A、B、C三相合并接到接地棒。本實用新型接地時是將接地線的接地棒安裝到接地裝置孔內。本實用新型在接地裝置上安裝有接地線電磁鎖3，控制接地線電磁鎖3的接地線電磁鎖繼電器4連接閉鎖執行控制驅動電路15連接。本實用新型的控制接地線電磁鎖3和其它電磁鎖結合使用，也可以在檢修輸電線路和輸電設備時單獨使用。本控制接地線電磁鎖3和其它電磁鎖結合使用時，可以僅設置一個單片機I。
[0034]如果輸電轉為設備檢修時，高壓檢測電路10將檢測高壓開關柜每相的線路側是否有高壓，如果某相有高壓，單片機11會控制接地線電磁鎖繼電器4，接地線電磁鎖3鎖定，接地裝置不能被打開，操作人員是無法將接地線安裝到接地裝置上。如果各相上都沒有高壓，接地線電磁鎖3會自動啟動，同時LED燈閃亮，操作人員將接地線棒安裝到接地裝置孔內。當操作人員將接地線棒安裝到接地裝置孔內，會壓下接地線電磁鎖3上的接地線檢測開關，單片機II接到該信號后，會將該相上的接地線電磁鎖3鎖定，LED燈熄滅。這時本實用新型的系統將會拒絕任何操作，只有在拆除所有接地線后，接地線檢測開關復位，系統才會接受新的操作任務。這樣可以避免帶著接地線送電而造成的惡性事故。
【權利要求】
1.高壓開關柜五防閉鎖語音邏輯控制系統，其特征在于:包括單片機、檢測高壓開關柜的母線側電壓和線路側電壓的兩個高壓檢測電路(10)、檢測高壓開關柜的線路側刀閘和母線側刀閘斷開位置或合閘位置的四個紅外反射傳感器(11);在線路側刀閘的手柄上安裝有由線路側刀閘電磁鎖繼電器(6)控制的、鎖定或解鎖線路側刀閘的線路側刀閘電磁鎖(9)，母線側刀閘上的手柄上安裝有由母線側刀閘電磁鎖繼電器(7)控制的、鎖定或解鎖母線側刀閘的母線側刀閘電磁鎖(8)，在高壓開關柜每相的接地裝置上安裝有由接地線電磁鎖繼電器(4)控制的、鎖定或解鎖接地裝置的接地線電磁鎖；在高壓開關柜內還安裝有為線路側刀閘電磁鎖繼電器(6)、母線側刀閘電磁鎖繼電器(7)、接地線電磁鎖繼電器(4)供電的操作電源繼電器(5);所述高壓檢測電路(10)、紅外反射傳感器(11)均與單片機相連，單片機內設置有操作步驟邏輯控制電路(14)、閉鎖執行控制驅動電路(15)、語音識別處理控制電路(16)，語音識別處理控制電路(16)上連接有接收語音指令的語音接收裝置(12)，語音識別處理控制電路(16)與操作步驟邏輯控制電路(14)連接為操作步驟邏輯控制電路(14)提供操作指令，操作步驟邏輯控制電路(14)與閉鎖執行控制驅動電路(15)連接，閉鎖執行控制驅動電路(15 )分別與操作電源繼電器(5 )、母線側刀閘電磁鎖繼電器(7 )、線路側刀閘電磁鎖繼電器(6 )、接地線電磁鎖繼電器(4 )連接。2.根據權利要求1所述的高壓開關柜五防閉鎖語音邏輯控制系統，其特征在于:所述語音識別處理控制電路(16)內部設置有存儲語音數據和對比程序的存儲器，語音接收裝置(14)接收到的語音信號傳遞給存儲器，通過對比程序將語音信號和語音數據對比從而識別語音信號表達的操作指令。
【文檔編號】H02J13-00GK204271753SQ201420676611
【發明者】張文清, 張文霞 [申請人]國家電網公司, 國網河北省電力公司邯鄲供電分公司, 國網河北邯鄲市峰峰礦區供電公司