CN105526890A - 一种手车开关柜触头对中度测量装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种手车开关柜触头对中度测量装置，包括PSD传感器、距离传感器、角度传感器、数据处理器、上位机，本发明的一种手车开关柜触头对中度测量装置，通过使用PSD传感器、距离传感器、角度传感器测量将静触头截面投影到动触头截面时两者的圆心距、所述静触头截面圆心到所述动触头截面的直线距离、所述静触头圆心所在直线与所述动触头圆心所在直线的相对角度这几个参数，能够精确的定位当前动静触头的位置关系，并通过这些参数得到模拟图，从而能够实时掌握当前动静触头的状态，避免了可能出现的设备长时间以偏差较大的状态运行，导致设备发热量增大、导致绝缘破坏，引发开关柜爆炸等严重故障。
Description
技术领域
本发明涉及电力配电领域，特别涉及一种手车开关柜触头对中度测量装置及方法。
背景技术
手车开关柜是非常重要的配电设备，其安全、可靠运行对电力系统的安全、有效运行具有十分重要的意义。
开关柜的整个载流回路中，动静触头搭接处为一个相对薄弱的环节，在动静触头配合时，动静触头对中偏差较大会导致触头变形，甚至损坏，假如设备长时间以偏差较大的状态运行，则很可能导致设备发热量增大、导致绝缘破坏，从而引发开关柜爆炸等严重故障。
而在现有的手车开关柜中，由于动静触头封闭于手车开关柜内，对动静触头配合的偏差程度进行检测是十分困难的，现有技术中还没有一个有效的方法来检测动静触头配合的偏差程度，因此也就不能实时掌握当前触头状态。
发明内容
本发明在于克服现有技术的上述不足，提供一种能够有效检测动静触头配合的偏差程度、实时掌握当前触头状态的手车开关柜触头对中度测量装置及方法。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：
一种手车开关柜触头对中度测量装置，包括PSD传感器、距离传感器、角度传感器、数据处理器、上位机，
所述PSD传感器连接所述数据处理器，用于测量将静触头截面投影到动触头截面时两者的圆心距信息，并将所述圆心距信息发送到数据处理器；
所述距离传感器连接所述数据传感器，用于测量所述静触头截面圆心到所述动触头截面的直线距离信息，并将所述直线距离信息发送到数据处理器；
所述角度传感器连接所述数据传感器，用于测量所述静触头圆心所在直线与所述动触头圆心所在直线的相对角度信息；
所述数据处理器连接所述上位机，用于将接收的所述圆心距、直线距离、相对角度进行处理，并将处理数据发送到所述上位机；
所述上位机用于根据所述处理数据模拟当前开关柜触头模拟图像。
进一步地，所述数据处理器用于对所述圆心距信息、直线距离信息、相对角度信息进行信号转换，以匹配所述上位机的信号处理格式。
进一步地，所述开关柜触头模拟图像包括开关柜触头主视图、俯视图、左视图、立体图中的至少一个。
本发明同时提供一种基于本发明装置的手车开关柜触头对中度测量方法，包括：
测量若干组触头状态原始数据，每组所述触头状态原始数据包括，将静触头截面投影到动触头截面时两者的圆心距、所述静触头截面圆心到所述动触头截面的直线距离、所述静触头圆心所在直线与所述动触头圆心所在直线的相对角度；
将所述触头状态原始数据通过数据处理器处理后得到触头状态数据，并将所述触头状态数据发送到上位机；
所述上位机通过每一组所述触头状态数据模拟对应的开关柜触头模拟图；
所述开关柜触头模拟图包括开关柜触头主视图、俯视图、左视图、立体图中的至少一个。
进一步地，所述将所述触头状态原始数据通过数据处理器处理后得到触头状态数据为对原始数据进行信号转换。
进一步地，所述数据处理器与所述上位机通过无线方式进行通信。
进一步地，当在所述上位机上调整所述直线距离数据时，所述上位机通过读取该调整数据对应的一组触头状态数据，显示与该组触头状态数据对应的开关柜触头模拟图。
进一步地，所述调整所述直线距离数据的方式为手动输入数据。
进一步地，所述调整所述直线距离数据的方式为通过滑动条控件改变所述直线距离数据。
进一步地，所述滑动条控件的滑动精度为0.01mm-0.1mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果
本发明的一种手车开关柜触头对中度测量装置，通过使用PSD传感器、距离传感器、角度传感器测量将静触头截面投影到动触头截面时两者的圆心距、所述静触头截面圆心到所述动触头截面的直线距离、所述静触头圆心所在直线与所述动触头圆心所在直线的相对角度这几个参数，能够精确的定位当前动静触头的位置关系，并通过这些参数得到模拟图，从而能够实时掌握当前动静触头的状态，避免了可能出现的设备长时间以偏差较大的状态运行，导致设备发热量增大、导致绝缘破坏，引发开关柜爆炸等严重故障。
附图说明
图1所示是本发明的一种手车开关柜触头对中度测量装置模块框图。
图2所示是本发明的一种手车开关柜触头对中度测量方法流程图。
图3所示是本发明的手车开关柜触头对中度测量方法示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1：
图1所示是本发明的一种手车开关柜触头对中度测量装置模块框图，包括PSD传感器、距离传感器、角度传感器、数据处理器、上位机，
所述PSD传感器连接所述数据处理器，用于测量将静触头截面投影到动触头截面时两者的圆心距信息，并将所述圆心距信息发送到数据处理器；
所述距离传感器连接所述数据传感器，用于测量所述静触头截面圆心到所述动触头截面的直线距离信息，并将所述直线距离信息发送到数据处理器；
所述角度传感器连接所述数据传感器，用于测量所述静触头圆心所在直线与所述动触头圆心所在直线的相对角度信息；
所述数据处理器连接所述上位机，用于将接收的所述圆心距、直线距离、相对角度进行处理，并将处理数据发送到所述上位机；
所述上位机用于根据所述处理数据模拟当前开关柜触头模拟图像。
为了能够采集到全面的反映动静触头偏差的参数、又能采集尽量少的参数，本发明定义动静触头对中度，即手车开关动静触头在自由状态下，在静触头插入动触头深度一定的情况下，将静触头截面轴投影到动触头截面后，俩者的圆心距。
其中，PSD传感器抗环境干扰能力强，能够较精确的测得位置信息，其可精确测量出0.01mm-0.1mm内的数据，误差极小，便于对精密装置的测量；其工作范围在0-150mm，符合本发明的测量要求，PSD传感器设置于动触头截面上，其几何中心与动触头截面几何中心重合。
通过对动静触头的分析可知，需要的PSD传感器的感光面积至少为59mm×59mm，以便在保证测量数据准确的同时，减小本发明装置的体积。
PSD传感器工作时，可采用内置电池为其供电，也可采用外接电源适配器接入市电进行供电，为了方便进行数据接收与发送，PSD传感器设置有无线通信接口，数据处理器对应也设置相应的接口，以便通过无线通信的方式进行数据的收发，使装置更加方便携带。
距离传感器采用激光测距方式，也可精确测量出0.01mm-0.1mm内的数据，也可通过无线通信方式进行数据收发，激光从静触头几何中心而出，垂直打在动触头的端面的距离即为本发明所需要的距离，同时激光测距传感器配接有外围电路，用于对采集到数据进行进一步处理，外围电路的连接为现有技术，在此不再赘述。
同时PSD传感器与距离传感器均需要激光光源，激光发生器的设置位置依PSD传感器与距离传感器的位置而定，设置于静触头端面的几何中心出，激光光线从该几何中心射出，在此不再赘述。
由于静触头中心线和动触头的中心线可能不在一个平面内，因此角度传感器需要能够检测三维倾角，以便得到准确的测量数据，在一个具体实施例中，可设置两个三维倾角检测传感器，分别检测动触头相对水平面倾角、静触头相对水平面倾角，通过计算，得到动触头与静触头的倾角角度，其同时也设置有无线通信接口进行数据的收发，其角度传感器的设置位置与检测方法均依现有技术而定，在此不再赘述。
进一步地，所述数据处理器用于对所述圆心距信息、直线距离信息、相对角度信息进行信号转换，以匹配所述上位机的信号处理格式。
传感器检测的数据格式与上位机支持处理的数据格式可能不一致，这样就需要对数据进行转换。
进一步地，所述开关柜触头模拟图像包括开关柜触头主视图、俯视图、左视图、立体图中的至少一个。
上述几种视图只是主流的视图展示模式，本装置能够展示的视图包括但不限于上述几种。
本发明的一种手车开关柜触头对中度测量装置，通过使用PSD传感器、距离传感器、角度传感器测量将静触头截面投影到动触头截面时两者的圆心距、所述静触头截面圆心到所述动触头截面的直线距离、所述静触头圆心所在直线与所述动触头圆心所在直线的相对角度这几个参数，能够精确的定位当前动静触头的位置关系，并通过这些参数得到模拟图，从而能够实时掌握当前动静触头的状态，避免了可能出现的设备长时间以偏差较大的状态运行，导致设备发热量增大、导致绝缘破坏，引发开关柜爆炸等严重故障。
实施例2：
本发明同时提供一种基于本发明装置的手车开关柜触头对中度测量方法，具体的，参看图2，包括：
测量若干组触头状态原始数据，每组所述触头状态原始数据包括，将静触头截面投影到动触头截面时两者的圆心距、所述静触头截面圆心到所述动触头截面的直线距离、所述静触头圆心所在直线与所述动触头圆心所在直线的相对角度；
将所述触头状态原始数据通过数据处理器处理后得到触头状态数据，并将所述触头状态数据发送到上位机；
所述上位机通过每一组所述触头状态数据模拟对应的开关柜触头模拟图；
所述开关柜触头模拟图包括开关柜触头主视图、俯视图、左视图、立体图中的至少一个。
在实际测量时，具体的，参看图3，本发明先通过采集若干个动触头与静触头对中时，每个状态的静触头截面投影到动触头截面时两者的圆心距M、所述静触头截面圆心到所述动触头截面的直线距离L、所述静触头圆心所在直线与所述动触头圆心所在直线的相对角度σ这三个参数，通过上位机软件给出这三个参数对应的动静触头的模拟位置，从而观察对中情况。
在采集数据时，数据的精度由传感器的精度而确定，一般手车的移动范围为50mm，即L=50mm，而一般将数据精度确定为0.01m，因此，为了全面的覆盖数据广度，同时在采集中还可能出现误差点，则至少需要采集50÷0.01=5000次，即至少采集5000组触头状态原始数据，每组数据都对应有一组模拟图。
同时，上述几种视图只是主流的视图展示模式，本装置能够展示的视图包括但不限于上述几种。
进一步地，所述将所述触头状态原始数据通过数据处理器处理后得到触头状态数据为对原始数据进行信号转换。
传感器检测的数据格式与上位机支持处理的数据格式可能不一致，这样就需要对数据进行转换。
进一步地，所述数据处理器与所述上位机通过无线方式进行通信。
通过无线通信的方式进行数据的收发，不仅能够为现场采集提供方便，还能使装置更加方便携带。
进一步地，当在所述上位机上调整所述直线距离数据时，所述上位机通过读取该调整数据对应的一组触头状态数据，显示与该组触头状态数据对应的开关柜触头模拟图，具体的，由状态数据图像生成图像的方法为现有技术，在此不再赘述。
进一步地，所述调整所述直线距离数据的方式为手动输入数据。
进一步地，所述调整所述直线距离数据的方式为通过滑动条控件改变所述直线距离数据。
上位机的显示界面上设置有可拉动的滑动条，通过拉动滑动条相应的改变L值，然后查找与该L值对应的M、σ参数，进而通过以上三个参数得到对应的模拟图并进行显示。
进一步地，所述滑动条控件的滑动精度为0.01mm-0.1mm。
滑动条的滑动精度具体由传感器的测量精度有关，因此，也不限于上述0.01mm-0.1mm的范围，当测量精度较高时，通过控制滑条的移动频率，一幅幅独立的图片就变成了流畅的多媒体视频，更加直观的体现了本发明对动静触头实时状态的控制。
上面结合附图对本发明的具体实施方式进行了详细说明，但本发明并不限制于上述实施方式，在不脱离本申请的权利要求的精神和范围情况下，本领域的技术人员可以作出各种修改或改型。
Claims (10)
1.一种手车开关柜触头对中度测量装置，其特征在于，包括PSD传感器、距离传感器、角度传感器、数据处理器、上位机，
所述PSD传感器连接所述数据处理器，用于测量将静触头截面投影到动触头截面时两者的圆心距信息，并将所述圆心距信息发送到数据处理器；
所述距离传感器连接所述数据传感器，用于测量所述静触头截面圆心到所述动触头截面的直线距离信息，并将所述直线距离信息发送到数据处理器；
所述角度传感器连接所述数据传感器，用于测量所述静触头圆心所在直线与所述动触头圆心所在直线的相对角度信息；
所述数据处理器连接所述上位机，用于将接收的所述圆心距、直线距离、相对角度进行处理，并将处理数据发送到所述上位机；
所述上位机用于根据所述处理数据模拟当前开关柜触头模拟图像。
2.根据权利要求1所述的一种手车开关柜触头对中度测量装置，其特征在于，所述数据处理器用于对所述圆心距信息、直线距离信息、相对角度信息进行信号转换，以匹配所述上位机的信号处理格式。
3.根据权利要求1或2所述的一种手车开关柜触头对中度测量装置，其特征在于，所述开关柜触头模拟图像包括开关柜触头主视图、俯视图、左视图、立体图中的至少一个。
4.一种手车开关柜触头对中度测量方法，其特征在于，包括：
测量若干组触头状态原始数据，每组所述触头状态原始数据包括，将静触头截面投影到动触头截面时两者的圆心距、所述静触头截面圆心到所述动触头截面的直线距离、所述静触头圆心所在直线与所述动触头圆心所在直线的相对角度；
将所述触头状态原始数据通过数据处理器处理后得到触头状态数据，并将所述触头状态数据发送到上位机；
所述上位机通过每一组所述触头状态数据模拟对应的开关柜触头模拟图；
所述开关柜触头模拟图包括开关柜触头主视图、俯视图、左视图、立体图中的至少一个。
5.根据权利要求4所述的一种手车开关柜触头对中度测量方法，其特征在于，所述将所述触头状态原始数据通过数据处理器处理后得到触头状态数据为对原始数据进行信号转换。
6.根据权利要求4所述的一种手车开关柜触头对中度测量方法，其特征在于，所述数据处理器与所述上位机通过无线方式进行通信。
7.根据权利要求4-6任一项所述的一种手车开关柜触头对中度测量方法，其特征在于，当在所述上位机上调整所述直线距离数据时，所述上位机通过读取该调整数据对应的一组触头状态数据，显示与该组触头状态数据对应的开关柜触头模拟图。
8.根据权利要求7所述的一种手车开关柜触头对中度测量方法，其特征在于，所述调整所述直线距离数据的方式为手动输入数据。
9.根据权利要求7所述的一种手车开关柜触头对中度测量方法，其特征在于，所述调整所述直线距离数据的方式为通过滑动条控件改变所述直线距离数据。
10.根据权利要求9所述的一种手车开关柜触头对中度测量方法，其特征在于，所述滑动条控件的滑动精度为0.01mm-0.1mm。
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