CN104483116B - 一种应用在智能环网柜上的在线监测装置及方法 - Google Patents

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一种应用在智能环网柜上的在线监测装置，其特征在于将传感器与弹簧机构进行一体化设计，以达到特定的监测或控制目的；其结构主要包括弹簧操作机构部分、传感器组件部分，在弹簧操作机构的输出轴位置上加设一拐臂，传感器组件经过相应的传动部件来测试拐臂的运动情况，并将数据上传到主控制器。本发明的有益效果在于，利用传感器对断路器的运行状况进行实时监控，进而实现了电网设备可观测、可控制和自动化的目标。提高了断路器运行的可靠性，保障了电网安全可靠的运行。对智能环网柜的故障诊断和预判有重要的意义。

Description

一种应用在智能环网柜上的在线监测装置及方法
技术领域
本发明涉及高压电器设备技术领域，特别是涉及一种对环网柜中的断路器机械特性进行在线监测，实现环网柜的智能化装置及方法。
背景技术
高压设备是电网的基本单元，高压设备智能化是智能电网的重要组成部分，也是区别传统电网的主要标志之一。利用传感器对关键设备的运行状况进行实时监控、进而实现电网设备可观测、可控制和自动化是智能设备的核心任务和目标。断路器机械特性各参数是考核环网柜状态是否完好的重要指标，所以断路器机械特性的在线监测是实现高压设备智能化的重要部分。而弹簧操作机构是用于直接控制断路器开关的操作机构，弹簧操作机构动作的状态参数直接反应断路器的状态参数，因此实现弹簧操作机构的状态参数的在线监测成为获取断路器状态参数，提高断路器整体可靠性的关键性问题，对智能环网柜的故障诊断和预判将有重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种应用在智能环网柜上的在线监测装置及方法，用于解决上述技术问题。
一种应用在智能环网柜上的在线监测装置，包括弹簧操作机构、传感器组件，所述弹簧操作机构包括机架前板、机架后板、操作轴、储能弹簧、储能轴、限位油杯、电机、分闸弹簧、机构输出连接套、输出轴，机架前板、机架后板之间通过支撑件支撑，操作轴、储能弹簧、电机、储能轴分布在机架前板的外表面，操作轴与储能弹簧机械连接，电机通过储能轴与储能弹簧机械连接；输出轴贯穿机架前板、机架后板，并且通过轴承安装在机架前板、机架后板上；分闸弹簧安装在机架后板上，一端固定在机架后板上，一端固定在输出轴上；
所述传感器组件包括传感器、传感器支架、传感器拐臂、连板、输出轴拐臂，所述传感器与传感器支架固定连接，传感器支架固定在机架前板上，输出轴拐臂与输出轴固定连接，输出轴拐臂除与输出轴的连接部位之外还有拐臂凸出端，所述拐臂凸出端上开有拐臂销轴孔，传感器拐臂的一端开有通孔，所述连板的两端分别开有通孔，连板一端的通过拐臂销轴孔与输出轴拐臂连接，连板的另一端通过传感器拐臂的一端上的通孔与传感器拐臂连接；传感器拐臂位于机架前板的内表面侧，输出轴拐臂位于机架前板的内表面侧；所述传感器采用的是转角传感器。
一种应用在智能环网柜上的在线监测方法，包括如下步骤：
传感器通过传感器组件实时采集断路器的机械特性数据，并上传到主控制器；
具体的，当弹簧操作机构合闸时，输出轴逆时针旋转，通过输出轴拐臂、连板、传感器拐臂传动，带动传感器内部转动运动，来采集断路器合闸机械特性数据；
当弹簧操作机构分闸时，输出轴顺时针旋转，通过输出轴拐臂、连板、传感器拐臂传动，带动传感器内部转动运动，来采集断路器分闸机械特性数据。
本发明的有益效果在于，在现有的弹簧操作机构的基础上增加了传感器组件，，实现了对断路器机械特性数据的实时监测与智能环网柜的智能化监管，从而可以及时有效的发现潜在的安全隐患，避免由此而带来的损失。
下面结合附图对本发明的应用在智能环网柜上的在线监测装置及方法作进一步说明。
附图说明
图1为本发明的应用在智能环网柜上的在线监测装置的第一结构示意图；
图2为本发明的应用在智能环网柜上的在线监测装置的第二结构示意图；
图3包括两幅结构图，其中3a为传感器支架的结构图，3b为传感器与传感器支架的组装的结构图；
图4为本发明应用在智能环网柜上的在线监测装置与断路器连接的结构示意图。
具体实施方式
本发明涉及一种应用在智能环网柜上的在线监测装置及方法，其实质是在现有环网柜的弹簧操作机构的基础上增设了传感器组件，从而实现了对断路器的机械特性数据的实时监测，为更好的表现本发明的技术创新，以下结合附图进行详细的说明，其中附图只给出了一种典型的弹簧操作机构与传感器组件组合的情况，但并不限于图示弹簧操作机构，本技术创新可应用于所有其它结构的弹簧操作机构(因为本发明是以弹簧操作机构的输出轴为结合点的，而所有的弹簧操作机构都必然包括了输出轴)；
为叙述方便在此规定机架前板、机架后板相对的面分别为两板的内表面，两板的另外一面分别为两板的外表面，以附图中机架前板的外表面的上下左右为机架前板的上下左右，以机架后板的外表面的上下左右为机架后板的上下左右。
如图1、图2所示，本发明的应用在智能环网柜上的在线监测装置，包括弹簧操作机构、传感器组件，其中弹簧操作机构包括机架前板1、机架后板15、操作轴8、储能弹簧9、储能轴10、限位油杯11、电机12、分闸弹簧13、机构输出连接套14、输出轴3，机架前板1、机架后板15之间通过支撑件支撑，而平行相对，操作轴8、储能弹簧9、电机12、储能轴10分布在机架前板1的外表面，储能弹簧9的第一端固定在机架前板的外表面的右下角，储能弹簧9的第二端固定在机架前板外表面的左上端，储能轴10设置在储能弹簧9的第二端的有上端并且两者紧邻操作轴8设置在储能弹簧9的左下侧，操作轴8与储能弹簧9机械连接，电机12通过储能轴10与储能弹簧9机械连接；输出轴3穿过机架前板1的右边缘、机架后板15的左边缘，并且通过轴承安装在机架前板1、机架后板15上，输出轴3位于机架前板外表面侧的一端为输出轴第一端，位于机架后板外表面的一端为输出轴第二端；分闸弹簧13安装在机架后板15上，一端固定在机架后板外表面的上端，另一端固定在输出轴第二端上(此处结构具体为，通过轴销连接在了机构输出连接套的拐臂上)；机构输出连接套14用于连接断路器。
如图2、图3所示，所述传感器组件包括传感器7、传感器支架6、传感器拐臂5、连板4、输出轴拐臂2，传感器支架6为两个圆环片以及三根支撑柱构成，三根支撑柱均匀分布支撑在两个圆环片之间，两个圆环片上分别均匀开设有三个螺栓孔，传感器7为圆柱形；传感器7与传感器支架6通过螺栓固定连接，传感器支架6固定在机架前板1上通过螺栓连接(在机架前板1的右边缘中部上开设两个螺纹孔，用于传感器支架6的固定)，输出轴拐臂2与输出轴15固定连接，输出轴拐臂2除与输出轴15的连接部位之外还有拐臂凸出端，所述拐臂凸出端上开有拐臂销轴孔，传感器拐臂5的一端开有通孔，所述连板4的两端分别开有通孔，连板4的一端通过拐臂销轴孔与输出轴拐臂2连接(通过销轴固定)，连板4的另一端通过传感器拐臂5的一端上的通孔与传感器拐臂5连接(通过销轴固定)；传感器拐臂5位于机架前板1的内表面侧，输出轴拐臂2位于机架前板1的内表面侧。
传感器7采用的是转角传感器，传感器7与智能环网柜的主控制器连接，并且实时将监测到的断路器的机械特性数据上传到主控制器。
具体的，当弹簧操作机构合闸时，输出轴3逆时针旋转，通过输出轴拐臂2、连板4、传感器拐臂5传动，带动传感器7内部转动运动，采集断路器合闸机械特性数据，并上传主控制器；
当弹簧操作机构分闸时，输出轴3顺时针旋转，通过输出轴拐臂2、连板4、传感器拐臂5传动，带动传感器7内部转动运动，采集断路器分闸机械特性数据，并上传主控制器。
通过电机12或使用手动扳手旋转储能轴10来拉动储能弹簧9为弹簧操作机构进行储能。当弹簧操作机构合闸时，储能弹簧9释放能量进行合闸操作，同时为分闸弹簧13储能。
如图4所示为本发明的应用在智能环网柜上的在线监测装置与断路器的连接结构示意图，机构输出连接套14通过动密封20与断路器主轴16相连，主轴带动断路器拐臂21、绝缘拉杆17、变向杆18、动触头连杆19运动，来实现真空灭弧室的合分闸。
利用上述实施例所述的在线监测装置对智能环网柜进行在线监测的方法包括如下步骤：传感器7通过传感器组件实时采集断路器的机械特性数据，并上传到主控制器；
具体的，当弹簧操作机构合闸时，输出轴3逆时针旋转，通过输出轴拐臂2、连板4、传感器拐臂5传动，带动传感器7内部转动，来采集断路器合闸机械特性数据；
当弹簧操作机构分闸时，输出轴3顺时针旋转，通过输出轴拐臂2、连板4、传感器拐臂5传动，带动传感器7内部转动，来采集断路器分闸机械特性数据。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (2)

1.一种应用在智能环网柜上的在线监测装置，包括弹簧操作机构，其特征在于还包括传感器组件，所述弹簧操作机构包括机架前板(1)、机架后板(15)、操作轴(8)、储能弹簧(9)、储能轴(10)、限位油杯(11)、电机(12)、分闸弹簧(13)、机构输出连接套(14)、输出轴(3)，机架前板(1)、机架后板(15)之间通过支撑件支撑，操作轴(8)、储能弹簧(9)、电机(12)、储能轴(10)分布在机架前板(1)的外表面，操作轴(8)与储能弹簧(9)机械连接，电机(12)通过储能轴(10)与储能弹簧(9)机械连接；输出轴(3)贯穿机架前板(1)、机架后板(15)，并且通过轴承安装在机架前板(1)、机架后板(15)上；分闸弹簧(13)安装在机架后板(15)上，一端固定在机架后板(15)上，一端连接在输出轴第二端上；
所述传感器组件包括传感器(7)、传感器支架(6)、传感器拐臂(5)、连板(4)、输出轴拐臂(2)，所述传感器(7)与传感器支架(6)固定连接，传感器支架(6)固定在机架前板(1)上，输出轴拐臂(2)与输出轴(3)固定连接，输出轴拐臂(2)除有与输出轴(3)的连接部位之外还有拐臂凸出端，所述拐臂凸出端上开有拐臂销轴孔，传感器拐臂(5)的一端开有通孔，所述连板(4)的两端分别开有通孔，连板一端通过拐臂销轴孔与输出轴拐臂(2)连接，连板(4)的另一端通过传感器拐臂(5)的一端上的通孔与传感器拐臂(5)连接；传感器拐臂(5)位于机架前板(1)的内表面侧，输出轴拐臂(2)位于机架前板(1)的内表面侧。
2.根据权利要求1所述的应用在智能环网柜上的在线监测装置，其特征在于，所述传感器(7)采用的是转角传感器。
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