一种用于替换开关柜内继电保护装置的设备及其装配方法技术领域
本发明具体涉及一种用于替换开关柜内继电保护装置的设备及其装配方法。
背景技术
在35kV及以下电压等级的输配电网中，高压开关柜应用广泛，继电保护装置多采
用开关柜就地安装运行方式。根据国家颁布的《DL/T 587-2007微机继电保护装置运行管理
规程》中规定：“微机继电保护装置的使用年限一般不低于12年，对于运行不稳定，工作环境
恶劣的微机继电保护装置可根据运行情况适当缩短使用年限”，现存的开关柜上的继电保
护装置部分已经运行十多年，亟待更换，而一般开关柜等一次设备正常使用的年限在25～
30年之间，故在一次设备的一个生命周期内，需要对继电保护装置进行1～2次的更新改造。
现存的35kV及以下开关柜上的继电保护装置型号繁杂，装置形态各异，端子定义
排布不尽相同，即使是同一厂家产品前后期形态也不一致，难以实现完全替代，目前多数改
造工程中，采用重新定制安装开关柜柜门，重新安装继电保护装置，重新排布端子接线，按
照此方法，完成一套继电保护装置改造，大约需要停运一次设备10个小时，投资费用大，工
作量大；还有少部分工程采用重新开孔，重新接线方式，此方法实施难度大，现场操作困难，
耗时长，上述两种方法都存在费用高，耗时长，安全隐患多等问题，不能满足供电可靠性要
求。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种用于替换开关柜内继电保护装置的设备及其装配
方法，无需更换开关柜门或在柜门上重新开孔，无需更改端子接线，实现了继电保护装置无
缝替代，节约成本，提高生产效率，减小施工风险，提高现场供电可靠性。
实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种用于替换开关柜内继电保护装置的设备，包括人机交互模块、机箱本体和端
子转接器；
所述人机交互模块包括中空式的前壳体、前固定挡板和前限位板；所述前固定挡
板安装在前壳体的端部，且与开关柜柜门的外侧贴合；所述前限位板安装在前固定挡板上，
其尺寸与开关柜柜门上设置的第一开口匹配，前限位板用于与第一开口卡合；
所述机箱本体包括后固定挡板、后限位板和中空式的后壳体；所述后固定挡板安
装在后壳体的一端，且与开关柜柜门的内侧贴合；所述后限位板安装在后固定挡板上，其尺
寸与开关柜柜门上设置的第一开口匹配，后限位板用于与第一开口卡合；
所述端子转接器安装在后壳体上远离开关柜门的一端，端子转接器的其中一端的
端子与后壳体上的背板端子电相连，端子转接器的另一端上的端子用于与开关柜内的二次
接线连接，端子转接器上的端子的定义与排布与被替代的继电保护装置端子的定义与排布
一致。
进一步地，所述人机交互模块上设有第一通讯接口，所述机箱本体上设有第二通
讯接口，第一通讯接口和第二通讯接口通过通信连接器相连；所述第一通讯接口和第二通
讯接口均位于第一开口内。
进一步地，所述人机交互模块还包括前面板，所述前壳体上远离开关柜柜门的一
端设有第二开口，前面板铰接在前壳体上，用于覆盖第二开口；所述前固定挡板、前限位板、
后固定挡板、后限位板上对应的位置均设有尺寸相同的通孔，实现人机交互模块与机箱本
体的连通，便于将第一通讯接口、第二通讯接口与通信连接器相连。
进一步地，所述机箱本体上设有锁紧机构，所述锁紧机构包括第一螺钉和支架，所
述开关柜的柜门上设有对应的螺孔，第一螺钉、支架和螺孔共同配合，实现将后壳体连接到
开关柜的柜门上。
进一步地，所述用于替换开关柜内继电保护装置的设备还包括第二螺钉，所述前
壳体、前固定挡板、前限位板、柜门、后固定挡板、后限位板和后壳体上对应的位置均设有螺
孔，第二螺钉与各螺孔配合，将人机交互模块、机箱本体分别固定到柜门的内外侧。
一种用于替换开关柜内继电保护装置的设备的装配方法，包括以下步骤：
(1)组装人机交互模块；
(2)组装机箱本体；
(3)将人机交互模块放置在开关柜上的第一开口外侧，将人机交互模块上的前限
位板与第一开口卡合；
(4)将机箱本体放置在开关柜上的第一开口内侧，将机箱本体上的后限位板与第
一开口卡合；
(5)将端子转接器安装在机箱本体上远离开关柜柜门的一端，并将端子转接器上
的端子与开关柜内的二次接线连接，完成开关柜内继电保护装置的替代工作。
进一步地，所述步骤(1)具体为：将前面板安装在前壳体上远离柜门的一端，将前
固定挡板安装在前壳体上靠近柜门的一端，将前限位板固定在前固定挡板上远离前面板的
一侧。
进一步地，所述步骤(2)具体为：将后固定挡板固定在后壳体上靠近柜门的一端，
将后限位板固定在后固定挡板靠近柜门的一侧，将锁紧机构安装在后壳体的外侧。
进一步地，所述用于替换开关柜内继电保护装置的设备的装配方法，还包括步骤
(6)，具体为：用第二螺钉依次穿过前壳体、前固定挡板、前限位板、柜门、后固定挡板、后限
位板、后壳体上对应位置的螺孔，拧紧第二螺钉，将人机交互模块和机箱本体锁于柜门上，
利用安装在后壳体外侧的锁紧机构将机箱本体固定在柜门上。
进一步地，所述用于替换开关柜内继电保护装置的设备的装配方法，还包括步骤
(7)，具体为：打开人机交互模块上的前面板，利用通讯连接器连接人机交互模块上的第一
通讯接口和机箱本体上的第二通讯接口，关上前面板。
本发明的有益效果：
本发明公开了一种用于替换开关柜内继电保护装置的设备及其装配方法，将用来
替代的继电保护装置的人机交互模块与机箱本体分离，机箱本体安装在柜内，人机交互模
块安装在柜外，通过已有的柜门开孔将机箱本体与人机交互模块连接，通讯连接器穿过已
有的柜门开孔将人机交互模块与机箱本体通讯相连，机箱本体上的背板端子通过端子转接
器与已有的开关柜上的二次接线相连接，这种替代方案，无需更换开关柜门或在柜门上重
新开孔，无需更改端子接线，实现了继电保护装置无缝替代，节约成本，提高生产效率，减小
施工风险，提高现场供电可靠性。
本发明中的用于替换开关柜内继电保护装置的设备，可以是满足开关柜内安装的
任何尺寸的继电保护装置，不限于已有被替代继电保护装置大小，不限于被替代继电保护
装置的背板端子定义及排布，不限于开关柜已有开口尺寸。
附图说明
图1是本发明采用的分离式继电保护机箱结构示意图；
图2是本发明人机交互模块结构示意图；
图3是本发明机箱本体结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明
进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于
限定本发明。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
实施例一
如图1所示，一种用于替换开关柜内继电保护装置的设备，包括人机交互模块1、机
箱本体2和端子转接器3；所述人机交互模块1与机箱本体2共同构成用来替代开关柜内继电
保护装置的设备(即新的继电保护装置)，其中，机箱本体内包含用于保护逻辑计算的CPU模
块，用于模拟量采集的AC模块，用于开关量输入、输出的IO模块；
所述开关柜的柜门上设有第一开口4；
如图2所示，所述人机交互模块1包括中空式的前壳体101、前固定挡板102和前限
位板103；所述前固定挡板102安装在前壳体101的端部，且与开关柜柜门的外侧贴合；所述
前限位板103安装在前固定挡板102上，其尺寸与开关柜的柜门上设置的第一开口4相配，前
限位板103用于与第一开口4卡合；
如图3所示，所述机箱本体包括后固定挡板201、后限位板202和中空式的后壳体
203；所述后固定挡板201安装在后壳体203的一端，且与开关柜柜门的内侧贴合；所述后限
位板202安装在后固定挡板201上，其尺寸与开关柜的柜门上设置的第一开口4相配，后限位
板202用于与第一开口4卡合；
所述端子转接器3安装在后壳体203上远离开关柜门的一端，端子转接器3的其中
一端的端子与后壳体203上的背板端子(图中未示出)电相连，端子转接器3的另一端上的端
子用于与开关柜内的二次接线(图中未示出)连接，端子转接器3上的端子的定义与排布与
被替代的继电保护装置端子的定义与排布一致。
上述方案中，人机交互模块1与机箱本体2为分离状态，端子转接器3与机箱本体2
也是分离状态。
其中，所述人机交互模块1上设有第一通讯接口(图中未示出)，所述机箱本体2上
设有第二通讯接口(图中未示出)，第一通讯接口和第二通讯接口通过通信连接器相连，实
现操作、显示、指示等信息的交互；优选地，所述第一通讯接口和第二通讯接口均位于第一
开口4内。
其中，所述人机交互模块还包括前面板104，所述前壳体101上远离开关柜柜门的
一端设有第二开口105，前面板104铰接在前壳体101上，用于覆盖第二开口105；优选地，所
述前固定挡板102、前限位板103、后固定挡板201、后限位板202上对应的位置均设有尺寸相
同的通孔，实现人机交互模块1与机箱本体2的连通，便于将第一通讯接口、第二通讯接口与
通信连接器相连。
实际使用时，当需要将第一通讯接口和第二通讯接口利用通信连接器连接时，将
前面板104打开，然后进行接线操作，操作完成后，关上前面板104。
由于机箱本体较重，为了加强固定，所述机箱本体2上设有锁紧机构204，所述锁紧
机构204包括第一螺钉和支架，所述开关柜的柜门上设有对应的螺孔，第一螺钉、支架和螺
孔共同配合，实现将后壳体203连接到开关柜的柜门上。
所述用于替换开关柜内继电保护装置的设备还包括第二螺钉5，所述前壳体101、
前固定挡板102、前限位板103、柜门、后固定挡板201、后限位板202和后壳体203上对应的位
置均设有螺孔，第二螺钉5与各螺孔配合，将人机交互模块、机箱本体分别固定到柜门的内
外侧。
实施例二
一种用于替换开关柜内继电保护装置的设备的装配方法，包括以下步骤：
(1)组装人机交互模块1；
具体地：将前面板104安装在前壳体101上远离柜门的一端，将前固定挡板102安装
在前壳体101上靠近柜门的一端，将前限位板103固定在前固定挡板102上远离前面板104的
一侧，实现人机交互模块1位置定位；
(2)组装机箱本体2；
具体为：将后固定挡板201固定在后壳体203上靠近柜门的一端，将后限位板202固
定在后固定挡板201靠近柜门的一侧，将锁紧机构204安装在后壳体203的外侧，实现机箱本
体2的位置定位；
(3)将人机交互模块1放置在开关柜上的第一开口4外侧，将人机交互模块1上的前
限位板103与第一开口4卡合；
(4)将机箱本体2放置在开关柜上的第一开口4内侧，将机箱本体2上的后限位板
202与第一开口4卡合；
(5)将端子转接器3安装在机箱本体2上远离开关柜柜门的一端，并将端子转接器3
上的端子与开关柜内的二次接线连接，完成开关柜内继电保护装置的替代工作。
进一步地，所述用于替换开关柜内继电保护装置的设备的装配方法，还包括步骤
(6)，具体为：用第二螺钉5依次穿过前壳体101、前固定挡板102、前限位板103、柜门、后固定
挡板201、后限位板202、后壳体203上对应位置的螺孔，拧紧第二螺钉5，将人机交互模块1和
机箱本体2锁于柜门上，利用安装在后壳体203外侧的锁紧机构204将机箱本体2固定在柜门
上。
更进一步地，所述用于替换开关柜内继电保护装置的设备的装配方法，还包括步
骤(7)，具体为：打开人机交互模块上的前面板104，利用通讯连接器连接人机交互模块上的
第一通讯接口和机箱本体上的第二通讯接口，关上前面板104。
综上所述：
本发明公开了一种用于替换开关柜内继电保护装置的设备及其装配方法，将用来
替代的继电保护装置的人机交互模块与机箱本体分离，机箱本体安装在柜内，人机交互模
块安装在柜外，通过已有的柜门开孔将机箱本体与人机交互模块连接，通讯连接器穿过已
有的柜门开孔将人机交互模块与机箱本体通讯相连，机箱本体上的背板端子通过端子转接
器与已有的开关柜上的二次接线相连接，这种替代方案，无需更换开关柜门或在柜门上开
孔，无需更改端子接线，实现了继电保护装置无缝替代，节约成本，提高生产效率，减小施工
风险，提高现场供电可靠性。
本发明中的用于替换开关柜内继电保护装置的设备，可以是满足开关柜内安装的
任何尺寸的继电保护装置，不限于已有被替代继电保护装置大小，不限于被替代继电保护
装置的背板端子定义及排布，不限于开关柜已有开口尺寸。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术
人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本
发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变
化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其
等效物界定。