运用智能手段防止电脑钥匙的长期热浮老化

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翻新时间：2014-01-26

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运用智能手段防止电脑钥匙的长期热浮老化

1 概述

在电力系统中，广泛应用的微机防误操作装置内及其重要的组成部件——电脑钥匙，担负着按模拟操作记录程序，又执行着按操作票流程开锁的监护重责，避免了误操作事故的发生，大大提高了安全可靠性。

但由于电脑钥匙必须流动开锁，所以是携带式工作仪器。为此，现在各厂家都设计为蓄电池储能，用时取下，不用即回放充电的方式。这样虽然能保证使用时有足够电量，但不间断充电，将使使蓄电池隔、镍、锂及其化学材料处于长期热饱和状态，必然老化衰减增快，寿命大幅缩短。更严重的是，当仪器出现异常时，现场人很难判断是主体还是电池损坏，为防止操作出错，往往弃之不用，这样一是给工作造成严重影响，二是数千元一台的仪器重购，也造成极大的经济损失。

针对上述问题，我们兼顾能量、寿命、应急等多方因素，研究设计了以比较判断，快充和限充，热机和冷机兼顾待用的的多功能充电控制器。下面，我们将对该仪器结构和实施电路进行介绍。

2 仪器结构

多功能充电充电器器分电脑钥匙本体和控制电源两大部分，具体结构如图一所示。

图1 充电控制器结构

图1左侧是在电脑钥匙组合体，其中设有蓄电池和基准电压，两者电压随时在集成运放构成的判别电路中进行比较，电量足时，可正常工作，当电量下降到一定程度，则发出缺电指示信号，同时充电控制器接通脉动电源及时充电，当电量充足后，控制器受比较器指令又断开，停止充电，这是一个全自动过程。

框图右侧则是电源控制部分，其中220V交流电源经降压、整流等处理，变成脉动和直流电源，其中脉动电源可做应急输出，直接供给快速充电；直流则供给智能时钟芯片等做工作电源，经校、定时处置后，输出控制信号，定期启动和关闭电源，使在待机状态，每天既保证但又限制充电两个小时，这样，达到使用时有足够电量，但多数时间处于冷机状态，不浮充，不过热，由此大幅度延长使用寿命。

3 电路原理

3.1 蓄电池及充电判断电路

请见图2，随着电脑钥匙的移动使用，所带蓄电池Ec的存储电量应随机测试判断，出现缺电状况时要快速报警，以便及时补充电能，避免影响防误操作程序的正常执行。

图2 蓄电池及充电判断电路

3.2 脉动电源及时钟控制电路

时钟芯片IC2具有6段以上通断功能供作选择，时间精确到每一分钟，所以，什么时间开，什么时间关，充电多长时间合适，都可以满意设置。在做好周、时、分设置后，将完全进入自动化控制。

例如，我们可以选择每天8:30开启，充电两个小时，即10:30关断，也可做其它和分段选取。时间到达后，会准确启动和停机。

以上的导通截止，实现了完整的自动化时控过程。而该过程也做到了在待机状态下每天都补充充电两小时，既保证有充足电量，同时也避免了长期带电热浮充方式。以一天为计，停机时间所占比例为：：

即有92﹪的时间都处于冷机状态，由此将大幅减少对蓄电瓶的老化损伤，有效延长电脑钥匙的使用寿命。如原两年左右因蓄电池损坏的电脑钥匙，现5年以上仍可应用。

仪器中的“消复”键是在调节过程中取消或恢复设置，“状态”键则是结合光标移动，对仪器采用常开、常闭、时控状态的选择，因为我们要作时间控制，所以，将光标移到了“控”字脚下。

图4 充电控制器实物图

充电控制器设有“电源”开关，根据需要，可方便地进行操作控制。

本智能冷热机充电延寿控制器设有四针“输出”插座，与电脑钥匙四针“输入”插座相对应，只需经信号线将两座相联，即可投入工作。

仪器中的四个指示灯点亮时，分别为：“电源”表示交直流工作正常；“快充”表示电脑钥匙缺电，直接接通充电电源快速补充能量；“时控”表示在待机状态下，正在作每天的两小时电能补充；“直供”则是在蓄电瓶等损坏时，由充电器直接供给同等级直流用电。此方式实用中要将充电器和交流电源线带着移动，所以，只能是应急措施和作故障检测时使用。

4 小结

本文针对微机防误操作装置中主要部件电脑钥匙的长期饱和浮充，老化损坏快的问题，运用智能手段进行了测量、判断和控制处理，采用缺电时快充，待机时每日充电2小时相结合，既保证有足够电能供给，又大幅度延长电脑钥匙使用寿命，有效促进电力五防工作的贯彻执行；同时，减少蓄电池报废，也节约大量资经。

本仪器已在成都、绵阳、西昌等变电站、所应用，效果良好。现电网中已有大量微机防误操作装置投运，加之，电力系统中还有红外测温仪、高压验电器等以及其它行业类似设施都可以引用，而蓄电池报废率降低，环保污染必然减少，对社计民生也非常有利。故，本延寿型充电控制器有着很广泛的推广应用前景，投入市场，将会产生极大的社会效益和经济效益。