CN105137346B - 基于重力的高压开关类设备分合闸到位监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于重力的高压开关类设备分合闸到位监测系统，包括监控主机和变电站各开关类设备的操作杆上设置的用于检测分合闸是否到位的位置检测装置，所述位置检测装置包括中空底盘，该底盘上表面设置的中空圆环，该中空圆环的内腔中设有可自由活动的重力运动体，所述中空底盘的内腔中设置两个传感器，该两个传感器所处位置与圆环对应并与监控主机连接的，感应中空圆环的内腔中重力运动体的位置变化并将采集的信号传输至监控主机，用于判断高压开关类设备操作杆转轴是否旋转到位。该监测系统可实现对开关类设备分合闸是否到位的实时和精准监测，避免不能及时发现分合闸不到位等操作故障。

Description

基于重力的高压开关类设备分合闸到位监测系统

技术领域

本发明涉及一种基于重力的高压开关类设备分合闸到位监测系统。

背景技术

随着社会和经济发展，人们对用电质量的要求越来越高，变电站及其设备数量随之增加，其中断路器、隔离开关等开关类设备占其中的大部分，其分合闸操作成功率影响着电网系统的正常运行，甚至关系到操作和巡检人员的人身安全，因此需要对分合闸到位情况进行确认，避免操作不到位造成安全事故。这也就要求电力提供方对供电网络和设备进行更好的监控。目前对于开关类分合闸位置指示的识别，主要是通过三种方式：现场人工巡检、远方电气量监测和开关辅助接点监测。这三种方式有以下弊端：

1.现场人工巡视即通过变电站工作人员前往现场进行识别，工作效率低，而且不能实时掌握设备的运行状况。增加了设备的操作时间，大大制约了变电站远程智能控制的发展。而且人工现场观测这种方式费时、费力、效率低，而且容易受到观测者的主观影响。

2.电气量监测不能有效反映隔离开关分合闸状态。

3.基于辅助接点检测，由于辅助触点经操作杆多重转接，出现操作杆变形导致位置导致位置指示错误的可能性较大，而且这种监测方法精度不高，一旦出现设备未操作到位而辅助接点切换到位的情况，将导致分合闸位置的误判断。

发明内容

本发明提供一种基于重力的高压开关类设备分合闸到位监测系统，该监测系统可实现对开关类设备分合闸是否到位的实时和精准监测，避免不能及时发现分合闸不到位等操作故障。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：一种基于重力的高压开关类设备分合闸到位监测系统，包括监控主机和变电站各开关类设备的操作杆上设置的用于检测分合闸是否到位的位置检测装置，所述位置检测装置包括中空底盘，该底盘上表面设置有中空圆环，该中空圆环的内腔中设有可自由活动的重力运动体，所述中空底盘的内腔中设置两个传感器，该两个传感器所处位置与圆环对应并与监控主机连接，感应中空圆环的内腔中的重力运动体的位置变化并将采集的信号传输至监控主机，用于判断高压开关类设备的操作杆转轴是否旋转到位。使用时，将位置检测装置固定在高压开关类设备的操作杆转轴上，当设备分合闸时，操作杆转轴会带动位置检测装置旋转，而重力运动体在容室内因重力作用而发生相对运动，两个传感器感应重力运动体的位置变化，从而判断操作杆转轴是否旋转到位，实现对高压开关类设备的分合闸到位监测。而所述位置检测装置安装在开关类设备的操作杆上，利用重力方向为参照方向，无需通过物理连接获取旋转检测参照物，就能检测操作杆的旋转变化，能避免装置壳体变形或脱落对操作杆的物理卡阻。

所述两个传感器中至少有一个传感器通过一旋转杆安装在中空底盘内，所述传感器安装在所述旋转杆的自由端上，而所述旋转杆的固定端通过中心螺丝与中空底盘中心点连接，所述中心螺丝带动所述旋转杆转动，以便根据工作现场分合闸角度差调节传感器之间的角度差，满足不同开关类设备角度要求。

所述传感器为霍尔元件或红外传感器。当传感器为霍尔元件时，所述重力运动体为永久磁铁。当传感器为红外传感器时，所述重力运动体为反光体，同时所述中空底盘和中空圆环之间的共用部分以中空圆环的中心点为中心开设环形开口。

所述重力运动体为圆饼形、球形或针形。

所述中空底盘为圆形。

所述中空底盘内还设置控制装置，该控制装置包括CPU、延时元件、内置电源、无线充电单元、无线通信模块等。

本发明所述系统还包括报警装置，该报警装置与所述位置检测装置的控制装置连接，在发生异常时，控制装置启动报警装置报警，及时通知相关管理人员。

本发明具有以下技术效果：

1.本发明实现对开关类设备分合闸是否到位的实时和精准监测，可通过监控系统对测量结果进行分析及时发现分合闸不到位等操作故障，通过发出报警信号提醒操作人员注意，防止事故的发生。可远程实时监测，减少巡检人员工作量，降低劳动强度，提高工作效率，节省了大量人力、物力和财力。

2.本发明的位置检测装置的两个传感器之间的角度可调整，可根据现场分合闸角度差调节两个传感器之间角度差，从而满足不同开关类设备角度差要求，且现场调试方便。

3.本发明的位置检测装置的中空底盘具有内置电源和无线充电单元等，无需拖接电源线，安装便利。

4.本发明的位置检测装置的整体为防水密封设计，可在户外使用。

5.本发明的位置检测装置的可通过防震黏胶固定，安装方便，能避免壳体变形或脱落对操作杆和转轴的物理卡阻，同时能有效减少其他开关分合闸产生的震动对装置运动体的影响，避免误发信。

6.本发明设置延时发信，避免运动体在重力作用下在壳体底部移动后左右滚动时造成的反复触发。

7.本发明可在发现异常时，启动报警装置，及时通知相关管理人员。

8.本发明的监控主机存储采集的数据以及相关分析处理，监控数据还可与其他系统进行信息共享，实现对设备状态的综合管理。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明：

图1是本发明实施例一的前视透视结构示意图；

图2是本发明实施例一的仰视透视结构示意图；

图3是本发明实施例一的侧视透视结构示意图；

图4是本发明实施例一的固定在开关类设备的前视安装示意图；

图5是本发明实施例一的固定在开关类设备的仰视安装示意图；

图6是本实用实施例一的监控系统示意图；

图7是本实用实施例二的前视透视结构示意图；

图8是本发明实施例二的仰视透视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例一对本发明作进一步的说明。

实施例一

图1-3所示的基于重力的高压开关类设备分合闸到位监测系统，包括监控主机6和变电站各开关类设备的操作杆上设置的用于检测分合闸是否到位的位置检测装置7。

位置检测装置7包括圆形的中空底盘2，该底盘2上表面设置有中空圆环1，该中空圆环1的内腔中设有可在中空圆环1空腔内自由活动的圆饼状永久磁铁作为重力运动体10。中空底盘2的内腔中设置控制元件和两个传感器。两个传感器分别为霍尔元件3、4。控制元件包括电源、CPU、延时元件、无线通信模块等，无线通信模块为433M无线模块。从霍尔元件3、4输入的开关量信号，经CPU、延时元件等控制元件处理后，通过通讯模块将开关量信号发出去。若延时元件设置为2秒，则霍尔元件要持续触发2秒，装置才会向外发出分合闸位置信号。两个霍尔元件3、4在中空底盘2内腔所处位置与中空圆环1对应。霍尔元件3固定安装在中空底盘2内，霍尔元件4由一旋转杆5安装在中空底盘2内。旋转杆5的固定端通过中心螺丝51与中空底盘2中心点连接，中心螺丝51带动旋转杆5转动，霍尔元件4则固定在旋转杆5的自由端上，以便根据工作现场分合闸角度差调节两个霍尔元件3、4之间的角度差，满足不同开关类设备角度要求。

位置检测装置的安装：

当开关类设备在分闸到位状态时，保持装置在重力运动体10靠近并触发霍尔元件3的状态下，如图4和5所示，将装置的中空底盘2底部通过防震黏胶21与开关类设备的操作杆转轴端20固定连接，此时霍尔元件3应还在触发状态并发出分闸信号。工作时，当重力运动体10接近霍尔元件3时，引起霍尔元件3周围磁场变化，霍尔元件因此而感应并发出分闸触发信号，当重力运动体10接近霍尔元件4时，引起霍尔元件4周围磁场变化，霍尔元件4因此而感应并发出合闸触发信号，而433M无线模块则采集上述信号并发送至无线传输节点8，该无线传输节点8为WS-G4，再通过局域网传送至监控主机6，进行采集数据的存储，并进行相关分析处理。监控数据可与其他系统进行信息共享，实现对设备状态的综合管理。由于433M无线模块通过局域网不间断地与监控主机通讯，从而实现实时检测开关类设备的分合闸状态。

位置检测装置的调试：

当开关类设备在分闸到位状态时，确认装置的霍尔元件3应还在触发状态并发出分闸信号。之后，将开关类设备从分闸状态转为合闸状态，开关类设备的操作杆转轴端20带动装置转动，此时，重力运动体10在重力作用下远离霍尔元件3而滚动到中空圆环1底部，霍尔元件3不再处于触发状态。通过拧动中心螺丝51可以利用旋转杆5使霍尔元件4在中空底盘2空腔内转动，当霍尔元件4靠近重力运动体10并发出合闸触发信号时，停止拧动中心螺丝51。霍尔元件4发出的合闸触发信号，通过无线通讯方式发送到现场采集装置，现场采集装置通过场内局域网不间断与后台监控系统通讯，从而实现实时监测开关类设备的分合闸状态。

实施例二

与实施例一不同的是：

如图7和8所示，两个传感器为红外传感器13、14，重力运动体为圆饼状反光体15，中空底盘2和中空圆环1之间的共用部分以中空圆环1的中心点为中心开设环形开口11。当反光体15移动靠近红外传感器13，将红外传感器13发出的红外线反射回红外传感器13，红外传感器13就会触发，经延时元件会发出分闸信号，同理反光体15靠近红外传感器14将红外传感器14发出的红外线反射回红外传感器14，红外传感器14就会触发，经延时元件会发出合闸信号。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内，如重力运动体还可以是球状或针状。

Claims (7)

1.一种基于重力的高压开关类设备分合闸到位监测系统，其特征是，包括监控主机和变电站各开关类设备的操作杆上设置的用于检测分合闸是否到位的位置检测装置，所述位置检测装置包括中空底盘，该底盘上表面设置有中空圆环，该中空圆环的内腔中设有可自由活动的重力运动体，所述中空底盘的内腔中设置两个传感器，该两个传感器所处位置与圆环对应并与监控主机连接，感应中空圆环的内腔中重力运动体的位置变化并将采集的信号传输至监控主机，用于判断高压开关类设备操作杆转轴是否旋转到位。

2.根据权利要求1基于重力的高压开关类设备分合闸到位监测系统，其特征是， 所述两个传感器中至少有一个传感器通过一旋转杆安装在中空底盘内，所述传感器安装在所述旋转杆的自由端上，而所述旋转杆的固定端通过中心螺丝与中空底盘中心点连接，所述中心螺丝带动所述旋转杆转动，以便根据工作现场分合闸角度差调节传感器之间的角度差。

3.根据权利要求1基于重力的高压开关类设备分合闸到位监测系统，其特征是， 所述传感器为霍尔元件，则所述重力运动体为永久磁铁。

4.根据权利要求1基于重力的高压开关类设备分合闸到位监测系统，其特征是，所述传感器为红外传感器，则所述重力运动体为反光体，而所述中空底盘和中空圆环之间的共用部分以中空圆环的中心点为中心开设环形开口。

5.根据权利要求1-4任一项所述的基于重力的高压开关类设备分合闸到位监测系统，其特征是，所述重力运动体为圆饼形、球形或针形。

6.根据权利要求1-4任一项所述的基于重力的高压开关类设备分合闸到位监测系统，其特征是，所述中空底盘为圆形。

7.根据权利要求6所述的基于重力的高压开关类设备分合闸到位监测系统，其特征是，所述系统还包括报警装置，该报警装置与所述位置检测装置的控制装置连接，在发生异常时，控制装置启动报警装置报警，及时通知相关管理人员。