潜油电泵控制电路和控制柜
技术领域
本实用新型涉及油田控制柜技术领域，特别涉及一种潜油电泵控制电路和控制柜。
背景技术
在油田的采油区域，控制柜是给潜油电泵提供电源、控制潜油电泵的运行从而实现对潜油电泵运转和停抽操作的重要设备。控制柜作为抽油机的控制系统，是现场操作人员经常操作的电器，其安全性能非常重要。
相关技术中的控制柜使用环境都在野外，控制柜外壳通常为金属材料的。由于使用环境较恶劣，控制柜内极易发生因电源线绝缘外皮损坏或电器元件故障造成漏电故障。控制柜中用于控制潜油电泵的控制电路在发生漏电故障后若不及时进行断电处理，会导致电缆和潜油电泵的损坏，增加了设备的维修费用。
实用新型内容
本实用新型实施例提供了一种潜油电泵控制电路和控制柜，可以实现对所控制柜所连接的潜油电泵和控制线路进行漏电保护，降低设备的维修费用。所述技术方案如下：
第一方面，本实用新型实施例提供了一种潜油电泵控制电路，包括：主回路和控制回路，
所述主回路包括用于与电源连接的输入端、用于与潜油电泵连接的输出端、以及串联在所述输入端和所述输出端之间的变压器的初级线圈和真空接触器的第一常开触点；
所述控制回路包括电流互感器、电流继电器、变压器的次级线圈、真空接触器的线圈，所述电流互感器与所述主回路耦合连接，所述电流继电器的线圈的两端分别与所述电流互感器的两端连接，所述真空接触器的线圈和所述电流继电器的常闭触点依次串联在所述变压器的次级线圈的两端。
可选地，所述潜油电泵控制电路还包括故障报警支路，所述故障报警支路包括串联的故障指示灯和一个所述电流继电器的常开触点，所述故障报警支路的两端分别与所述变压器的次级线圈的两端连接。
可选地，所述潜油电泵控制电路还包括通电指示支路，所述通电指示支路包括串联的电源指示灯和所述真空接触器的常闭触点，所述通电指示支路的两端分别与在所述变压器的次级线圈的两端连接。
可选地，所述潜油电泵控制电路还包括运行指示支路，所述运行指示支路包括串联的运行指示灯和所述真空接触器的第二常开触点，所述运行指示回路的两端分别与所述变压器的次级线圈的两端连接。
可选地，所述主回路还包括隔离开关，所述隔离开关位于所述输入端和所述变压器的初级线圈之间。
可选地，所述潜油电泵控制电路还包括试验支路，所述试验支路包括串联的第一开关和电阻，所述第一开关与所述主回路连接且位于所述变压器的初级线圈和所述真空接触器的第一常开触点之间，所述电阻接地。
可选地，所述控制回路还包括第二开关和第三开关，所述第二开关、所述第三开关与所述真空接触器的线圈串联，所述第二开关为常开开关，所述第三开关为常闭开关。
可选地，所述控制回路还包括所述真空接触器的自锁常开触点，所述真空接触器的自锁常开触点与所述第二开关并联，所述第二开关为自复位开关。
第二方面，本实用新型提供了一种控制柜，所述电柜包括前述第一方面所述的潜油电泵控制电路，所述潜油电泵控制电路位于所述柜体内部。
可选地，所述控制回路包括第二开关和第三开关，所述第二开关、所述第三开关与所述真空接触器的线圈串联，所述第二开关为常开开关，所述第三开关为常闭开关，
所述第二开关和第三开关的操作部位于所述柜体的同一侧壁上。
本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
本实用新型实施例所提供的潜油电泵控制电路，在通电后利用控制回路中的真空接触器的线圈通过电磁效应使主回路中的真空接触器的第一常开触点吸合，实现主回路的输入端和输出端的导通。并通过在控制回路中设置与主回路耦合连接的电流互感器，在电流互感器的两端连接电流继电器的线圈，当主回路中发生漏电故障时，电流互感器感应到主回路中的漏电电流，通过电磁感应产生感应电流，感应电流经过电流继电器的线圈后，电流继电器的线圈使控制回路中的电流继电器的常闭触点断开，进而使真空接触器的线圈失电。主回路中的真空接触器的第一常开触点失去真空接触器所产生的电磁效应吸引而断开，主回路的断电，位于主回路的输出端的潜油电泵关闭，实现对潜油电泵控制电路所连接的潜油电泵和控制线路进行漏电保护，防止进一步损坏，降低设备的维修费用。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的一种控制柜的控制原理示意图；
图2是本实用新型实施例提供的一种控制柜的柜体结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
本实用新型实施例提供了一种潜油电泵控制电路。图1是本实用新型实施例提供的一种控制柜的控制原理示意图。如图1所示，该控制柜包括：主回路1 和控制回路2。其中，主回路1包括用于与电源a连接的输入端11、用于与潜油电泵b连接的输出端12以及串联在输入端11和输出端12之间的变压器的初级线圈14和真空接触器的第一常开触点15。
控制回路2包括电流互感器21、电流继电器22、变压器的次级线圈23和真空接触器的线圈24。电流互感器21与主回路1耦合连接，电流继电器22的线圈221的两端分别与电流互感器21的两端连接，真空接触器的线圈24和电流继电器22的常闭触点222依次串联在变压器的次级线圈23的两端。
本实用新型实施例所提供的潜油电泵控制电路，包括主回路1和控制回路2。其中主回路1的输入端11连接电源a，主回路1的输出端12连接潜油电泵b，通过电源a为潜油电泵b提供运转的电力。当潜油电泵控制电路正常运行时，电源a中的电流经过变压器的初级线圈14，通过电磁感应原理使与变压器中与初级线圈14耦合的次级线圈23中产生感应电流，该感应电流通过电流继电器 22的常闭触点和真空接触器的线圈24中，使真空接触器的线圈24产生电磁效应吸引主回路1中的真空接触器的第一常开触点15闭合，使主回路的输入端11 和输出端12导通，实现电源a对潜油电泵b的供电。
在主回路1正常运行时，而当主回路1中的电缆或者潜油电泵b中的电动机等部件出现漏电故障时，电源a漏电部位与大地形成回路，产生漏电电流，主回路1中的电流增大，电流互感器21感应到该漏电电流后，通过电磁感应产生感应电流并流经与电流互感器21的两端连接的电流继电器22的线圈221。当流经电流继电器22的线圈221的感应电流大小超过漏电保护电流阈值时，线圈 221产生的电磁效应吸引控制回路2中的电流继电器22的常闭触点222断开，使变压器的次级线圈23、电流继电器22的常闭触点222以及真空接触器的线圈 24形成的控制回路2断开，真空接触器的线圈24断电，使得真空接触器的第一常开触点15断开，进而使主回路1的输入端11和输出端12断开，潜油电泵b 断电。
本实用新型实施例所提供的潜油电泵控制电路，在通电后利用控制回路中的真空接触器的线圈通过电磁效应使主回路中的真空接触器的第一常开触点吸合，实现主回路的输入端和输出端的导通。并通过在控制回路中设置与主回路耦合连接的电流互感器，在电流互感器的两端连接电流继电器的线圈，当主回路中发生漏电故障时，电流互感器感应到主回路中的漏电电流，通过电磁感应产生感应电流，感应电流经过电流继电器的线圈后，电流继电器的线圈通过电磁效应使控制回路中的电流继电器的常闭触点断开，进而使真空接触器的线圈失电。主回路中的真空接触器的第一常开触点失去真空接触器所产生的电磁效应吸引而断开，主回路的断电，位于主回路的输出端的潜油电泵关闭，实现对潜油电泵控制电路所连接的潜油电泵和控制线路进行漏电保护，防止进一步损坏，降低设备的维修费用。
示例性地，在本实用新型实施例中，电流互感器21与主回路1耦合连接即将电流互感器21中的闭合铁芯环绕在主回路1中的外侧连接，闭合铁芯上缠绕有二次绕组，并通过二次绕组与电流继电器22的线圈连接，当主回路1中的线路发生漏电故障时，该闭合铁芯可以对主回路1中的线路所产生的电流变化进行感应，产生感应电流。
示例性地，由于主回路1连接电源a和潜油电泵b，为了保证潜油电泵b的正常运行，电源a所提供的电压要远大于控制回路2中的真空接触器的线圈24 等元件的额定电压。示例性地，电源a的额定电压通常不小于1200V，而控制回路2中的各元件的额定电压通常不超过110V，故通过在主回路1和控制回路2 之间设置变压器，并将变压器的初级线圈14和次级线圈23分别与主回路1和控制回路2连接，保证控制回路2中的各元件的正常运行，防止电压过高造成损坏。
可选地，控制回路2还包括第二开关25和第三开关26，第二开关25、第三开关26与真空接触器的线圈24串联，第二开关25为常开开关，第三开关26 为常闭开关。通过在控制回路2中设置常开的第二开关25和常闭的第三开关26，第二开关25可以作为该潜油电泵控制电路的启动开关，而第三开关26可以作为该潜油电泵控制电路的停止开关。当需要启动潜油电泵b时，控制第二开关 25使第二开关25闭合，由于第三开关26是常闭的，第二开关25、第三开关26、电流继电器22的常闭触点222和真空接触器的线圈24所组成的控制回路2和主回路1导通，真空接触器的第一常开触点15受到真空接触器的线圈24所产生的电磁效应而闭合，使主回路1的输入端11和输出端12导通，潜油电泵b 得电运转。而在需要潜油电泵b停止运行时，通过调整第三开关26使第三开关 26断开，第二开关25、第三开关26、电流继电器22的常闭触点222和真空接触器的线圈24所组成的控制回路2断开，真空接触器的第一常开触点15断开，潜油电泵b断电停止。通过设置的第二开关25和第三开关26，方便操作人员通过控制柜对潜油电泵b进行启停进行手动控制。
可选地，控制回路2还包括真空接触器的自锁常开触点27，真空接触器的自锁常开触点27与第二开关25并联，第二开关25为自复位开关。自复位开关即在操作人员按压后会自动弹起断开的开关，可以提高操作人员的操作感。而为了使第二开关25在断开后控制回路2依然处于导通状态，本实用新型实施例通过在第二开关25上并联设置一个与真空接触器的线圈24配合的真空接触器的自锁常开触点27，操作人员按压第二开关25使控制回路2导通后，真空接触器的自锁常开触点27受到真空接触器的线圈24所产生的电磁效应而闭合，在第二开关25自动断开后代替第二开关25使控制回路2与主回路1导通。
可选地，潜油电泵控制电路还包括故障报警支路3，故障报警支路3包括串联的故障指示灯31和一个电流继电器22的常开触点223，故障报警支路3的两端分别与变压器的次级线圈23的两端连接。潜油电泵控制电路通常设置在控制柜中，由于控制柜外壳通常为金属结构件，当控制柜内的线路发生漏电故障会可能导致控制柜的外壳带电，控制柜外壳带电会对现场操作人员的人身安全造成威胁，为了防止抽油机控制柜外壳带电引发的安全事故，操作人员在使用控制柜之前通常需要使用验电棒验证控制柜是否存在漏电，在确认没有出现控制柜外壳带电后再对控制柜进行操作。在每次操作控制柜之前都使用验电棒进行外壳带电的检测，给控制柜的经常性的现场操作带来不便，多次无漏电操作容易让操作人员疏忽大意，安全隐患极大。
通过在潜油电泵控制电路中设置与变压器的次级线圈23连接的故障报警支路3，当主回路1中的电缆或者潜油电泵b中的电动机等部件出现漏电故障时，电流互感器21感应到该漏电电流后，通过电磁感应产生感应电流并流经与电流互感器21的两端连接的电流继电器22的线圈221。当流经电流继电器22的线圈221的感应电流大小超过漏电保护电流阈值时，线圈221产生的电磁效应吸引故障报警支路3中的电流继电器22的常开触点223闭合，使故障报警支路3 与主回路1导通，此时故障指示灯31发光，提示操作人员控制柜内的主回路1 中出现漏电故障，防止操作人员接触带电的控制柜造成人员损伤，同时方便操作人员及时进行对应的抢修处理，避免故障范围扩大造成进一步财产损失。
可选地，潜油电泵控制电路还包括通电指示支路4，通电指示支路4包括串联的电源指示灯41和真空接触器的常闭触点42，通电指示支路4的两端分别与在变压器的次级线圈23的两端连接。当主回路1的输入端11和电源a连通时，通电指示支路中的真空接触器的常闭触点42、电源指示灯41和变压器的次级线圈23所组成的回路直接得电导通，电源指示灯41发光，提示操作人员此时潜油电泵控制电路已通电，可以随时对潜油电泵b进行开启和关闭操作。
可选地，潜油电泵控制电路还包括运行指示支路5，运行指示支路5包括串联的运行指示灯51和真空接触器的第二常开触点52，运行指示支路5的两端分别与变压器的次级线圈23的两端连接。通过在潜油电泵控制电路中设置与变压器的次级线圈23连接的运行指示支路5，在操作人员通过调整第二开关25实现对潜油电泵b的正常启动后，控制回路2中的真空接触器的线圈24通电并通过电磁效应使真空接触器的第二常开触点52闭合，运行指示灯51通电发光，同时，通电指示支路4中的真空接触器的常闭触点42也受到真空接触器的线圈24 的电磁效应而断开，电源指示灯41失电关闭，提示潜油电泵b进入正常运行状态，方便操作人员对潜油电泵b的运行状态进行获取和掌握。
可选地，主回路1还包括隔离开关13，隔离开关13位于输入端11和变压器的初级线圈14之间。当操作人员确认主回路1中发生漏电故障后，可以通过切断隔离开关13将主回路1的输入端11与电源a通过手动断开，再对潜油电泵控制电路中的线路和电子元件进行检查维修，以保证操作人员和设备的安全，提高了潜油电泵控制电路的安全性。
可选地，潜油电泵控制电路还包括试验支路6，试验支路6包括串联的第一开关61和电阻62，第一开关61与主回路1连接且位于变压器的初级线圈14和真空接触器的第一常开触点15之间，电阻62接地。在将潜油电泵控制电路投入使用之前，为了检查潜油电泵控制电路的漏电保护功能是否整能正常实现，可以在潜油电泵控制电路中设置试验支路6，试验支路6包括与主回路连接的第一开关61和电阻62，其中电阻62的一端接地。潜油电泵b未启动时，通过使第一开关61闭合，主回路1中的电流通过第一开关61和电阻62流入大地，使电源a与大地形成回路，电阻62负载产生电流，实现对漏电故障状态的模拟。此时电流互感器21感应到主回路1中的电流变化后，通过电磁感应产生感应电流并流经与电流互感器21的两端连接的电流继电器22的线圈221，线圈221产生的电磁效应吸引故障报警支路3中的电流继电器22的常开触点223闭合，使故障报警支路3与主回路1导通，故障指示灯31发光。提示操作人员控制柜内的主回路1中出现漏电故障。实现对控制柜的漏电保护功能的检验，提高了控制柜的实用性。
示例性地，当闭合第一开关61对潜油电泵控制电路进行漏电保护功能的模拟后，由于电流继电器22的线圈221通过电磁效应使控制回路2中的电流继电器22的常闭触点222断开，即使调整第二开关25使第二开关25闭合，也无法启动潜油电泵b。在完成测试之后，断开第一开关61，通过按动电流继电器22 中的复位按钮，可以使故障报警支路3中的常开触点223由闭合状态变为打开状态，使故障报警指示灯31熄灭，而控制回路2中的常闭触点222由断开状态变为闭合状态，若上述步骤能够正常实现，则证明电流继电器22工作正常。
图2是本实用新型实施例提供的一种控制柜的柜体结构示意图。如图2所示，本实用新型实施例还提供了一种控制柜，包括柜体7和如图1所示的潜油电泵控制电路，且潜油电泵控制电路位于柜体7内部。
该潜油电泵控制电路在通电后利用控制回路中的真空接触器的线圈通过电磁效应使主回路中的真空接触器的第一常开触点吸合，实现主回路的输入端和输出端的导通。并通过在控制回路中设置与主回路耦合连接的电流互感器，在电流互感器的两端连接电流继电器的线圈，当主回路中发生漏电故障时，电流互感器感应到主回路中的漏电电流，通过电磁感应产生感应电流，感应电流经过电流继电器的线圈后，电流继电器的线圈通过电磁效应使控制回路中的电流继电器的常闭触点断开，进而使真空接触器的线圈失电。主回路中的真空接触器的第一常开触点失去真空接触器所产生的电磁效应吸引而断开，主回路的断电，位于主回路的输出端的潜油电泵关闭，实现对潜油电泵控制电路所连接的潜油电泵和控制线路进行漏电保护，防止进一步损坏，降低设备的维修费用。
可选地，控制回路2包括第二开关25和第三开关26，第二开关25、第三开关26与真空接触器的线圈24串联，第二开关25为常开开关，第三开关26 为常闭开关。第二开关25和第三开关26的操作部位于柜体7的同一侧壁上。在本实用新型实施例中，第二开关25为该潜油电泵控制电路的启动开关，而第三开关26可以作为该潜油电泵控制电路的停止开关，通过将第二开关25和第三开关26的操作部，例如按钮设置在柜体7的同一侧壁上上，操作人员可以直接在控制柜的柜体上对潜油电泵b的启停进行操作，操作方便，提高了控制柜的实用性。
示例性地，第一开关61的操作部也可以与第二开关25和第三开关26的操作部设置在柜体7同一侧壁上方便操作人员对控制柜中潜油电泵控制电路的漏电保护功能进行试验。
以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
