CN106197695A - 高压开关柜一体化智能测温装置 - Google Patents
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Abstract
本发明给出了一种高压开关柜一体化智能测温装置，包括开关柜本体、测温执行机构、测温控制模块和人机对接模块，测温执行机构设置在开关柜本体内设置的断路器室内，测温执行机构包括从上到下依次相连接的横向移动机构、旋转机构、第二调整机构、第三调整机构和测温探头，测温控制模块与测温执行机构和人机对接模块相对应连接。通过本发明中的人机对接模块，可实现测温执行机构对断路器上、下三相静触头处的温度测试，从而实现了断路器触头温度的自动化测试，不仅降低了工人的劳动强度，同时提高了测温工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种供电领域内所使用的测温装置，尤其涉及一种高压开关柜一体化智能测温装置。
背景技术
高压开关柜为电力电网运行过程中的一个电气设备，其主要具有电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等作用，因此，高压开关柜在电力电网的运行中具有举足轻重的作用，为保证高压开关柜内各电器设备的正常运行，需要对其内的各种电气设备进行温度监测，尤其是断路器触头的温度。现有的温度监测，一般是采用人工监测，主要是通过电力工作人员手持红外测温仪对断路器触头的温度进行逐一测试并记录，然后将记录的结果统计会成曲线，进一步的通过曲线来分析温度变化情况。采用人工测试温度存在以下弊端：1、因测试点较多，测试人员较少，导致测试工作进展缓慢；2、测试工作占用了运维人员大量的时间和精力，导致了在电网事故处理、倒闸操作和其他临时工作上人员相对紧缺，时间冲突和精力分散的情况，极易造成设备巡视不到位或者倒闸操作不专注，降低生产效率和工作质量，使电网安全运行带来潜在性安全隐患。
发明内容
针对上述开关柜内采用人工测温所存在的问题，本发明提供了一种高压开关柜一体化智能测温装置，该装置能够代替人工进行自行测温，不仅降低了工人劳动强度，同时还提高了测温工作效率。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种高压开关柜一体化智能测温装置，包括开关柜本体，在所述开关柜本体内设置有断路器室，其特征是，该智能测温装置还包括测温执行机构、测温控制模块和人机对接模块，所述测温执行机构设置在所述断路器室内部的上顶壁上；
所述测温执行机构包括横向移动机构、旋转机构、第二调整机构、第三调整机构和测温探头，所述横向移动机构包括横向移动机构支架、第一步进电机、传动丝杠和移动滑块，所述横向移动机构支架固定设置在所述断路器室的上顶壁上，所述第一步进电机和所述传动丝杠均设置在所述横向移动机构支架上，所述移动滑块套置在所述传动丝杠上，所述第一步进电机通过驱动所述传动丝杠来实现所述移动滑块的往复运动；
所述旋转机构包括固定套筒、旋转传递轴和旋转驱动电机，所述固定套筒固定设置在所述移动滑块上，所述旋转传递轴和所述旋转驱动电机均设置在固定套筒上，且所述旋转驱动电机能够驱动所述旋转传递轴实现自由旋转；
所述第二调整机构包括第二步进电机和第二调整臂，所述第二步进电机和所述第二调整臂均设置在所述旋转传递轴末端，且所述第二步进电机能够驱动所述第二调整臂进行自由摆动；
所述第三调整机构包括第三步进电机和第三调整臂，所述第三步进电机和所述第三调整臂均设置在所述第二调整臂末端，且所述第三步进电机能够驱动所述第三调整臂进行自由摆动，所述测温探头设置在所述第三调整臂的末端；
所述第一步进电机、旋转驱动电机、第二步进电机、第三步进电机、人机对接模块和测温探头均与所述测温控制模块相连接，所述测温控制模块上设置有电机控制单元和数据处理单元。
优选的，所述测温控制模块上还设置有过温报警单元。
优选的，所述人机对接模块包括鼠标、键盘和显示器。
优选的，所述旋转驱动电机固定设置在所述固定套筒内，且所述旋转驱动电机的传动轴与所述旋转传递轴的首端相连接。
优选的，所述旋转驱动电机设置在所述固定套筒一侧，所述旋转驱动电机的传动轴穿过所述固定套筒的侧壁位于所述固定套筒内，且在所述旋转驱动电机的传动轴上设置有锥齿轮，所述旋转传递轴的首端设置有与所述旋转驱动电机前端设置的锥齿轮相配合的锥齿轮。
进一步的，在所述旋转传递轴上设置一与所述固定套筒的端口相贴合的盖板。
优选的，所述测温探头通过探头支架设置在所述第三调整臂末端，所述探头支架包括U型槽和固定板，所述U型槽与所述第三调整臂采用螺栓连接，所述测温探头套置在所述固定板的一通孔内。
本发明的有益效果是：
1、本发明能够代替人工自动测温，从而使得变电站可合理分配检修与测温时间，减少进站次数，提高进站效率，进而不断推进变电站运检的专业化和精细化，更好地为电网发展服务。
2、测温控制模块内的电机控制单元在接收到测温指令后，通过依次控制第一步进电机、旋转驱动电机、第二步进电机和第三步进电机运行，可实现测温探头准确到达测温位置进行测温，步进电机具有较高的位移控制精度，为测温探头能够精确到达测温位置提供了保障。
3、测温控制模块内的数据处理单元不仅能够接收和储存测温探头传递的温度信号，而且能够将温度信号进行处理生成曲线，并在显示器上显示曲线，操控人员可根据测温曲线掌握温度变化规律，为及时发现设备运行故障做准备。
4、测温控制模块内的过温报警单元能够及时将过温信号传递到显示器上，以提示工作人员在第一时间内，做好过温处理准备工作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的部分优选实施例，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为测温执行机构在高压开关柜本体内的分布示意图；
图2为测温执行机构整体机构侧视图；
图3为旋转驱动电机驱动方式第一种具体实施例示意图；
图4为旋转驱动电机驱动方式第二种具体实施例示意图；
图5为图2中A处放大图；
图6为第二步进电机前端的主动轮与第二调整臂之间的传动示意图；
图7为本发明的整体框架示意图；
图中：1开关柜本体、11断路器室、2测温执行机构、21横向移动机构、211第一步进电机、212横向移动机构支架、213传动丝杠、214移动滑块、22旋转机构、221固定套筒、222旋转传递轴、2221盖板、2222锥齿轮、2223锥齿轮、223旋转驱动电机、2231传动轴、23第二调整机构、231第二步进电机、2311主动轮、232第二调整臂、24第三调整机构、241第三步进电机、242第三调整臂、25测温探头、251U型槽、252固定板、3断路器。
具体实施方式
下面将结合具体实施例及附图1-7，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分优选实施例，而不是全部的实施例。本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似变形，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
本发明提供了高压开关柜一体化智能测温装置(如图1所示)，包括开关柜本体1、测温执行机构2(如图2所示)、测温控制模块和人机对接模块，在所述开关柜本体1内设置有断路器室11，所述测温执行机构2设置在所述断路器室11内部的上顶壁上；
所述测温执行机构2包括横向移动机构21、旋转机构22、第二调整机构23、第三调整机构24和测温探头25，所述横向移动机构21包括横向移动机构支架212、第一步进电机211、传动丝杠213和移动滑块214，所述横向移动机构支架212固定设置在所述断路器室11的上顶壁上，所述第一步进电机211和所述传动丝杠213均设置在所述横向移动机构212支架上，传动丝杠213及移动滑块214采用丝杠传动原理，其在支架上的固定形式为现有的成熟技术，故在此不再做过多的描述，所述移动滑块214套置在所述传动丝杠213上，所述第一步进电机211通过驱动传动丝杠213来实现所述移动滑块214的往复运动，采用丝杠传动可实现对移动滑块214位移的精确定位，为后续测温定位做准备。
所述旋转机构22包括固定套筒221、旋转传递轴222和旋转驱动电机223，所述固定套筒221固定设置在所述移动滑块214上，移动滑块214的移动能够带动固定套筒221的移动，所述旋转传递轴222和所述旋转驱动电机223均设置在固定套筒221上，且所述旋转驱动电机223能够驱动所述旋转传递轴222实现自由旋转，在本具体实施例中，旋转驱动电机223与旋转传动轴222之间的连接方式有两种设计方案，第一种设计方案为(如图3所示)：所述旋转驱动电机223固定设置在所述固定套筒221内，且所述旋转驱动电机223的传动轴2231与所述旋转传递轴222的首端相连接；为简化固定套筒221的外形尺寸，设计的第二种方案为(如图4所示)：所述旋转驱动电机223设置在所述固定套筒221一侧，所述旋转驱动电机223的传动轴2231穿过所述固定套筒221的侧壁位于所述固定套筒221内，且在所述旋转驱动电机223的传动轴2231上设置有锥齿轮2222，所述旋转传递轴222的首端设置有与所述旋转驱动电机223前端设置的锥齿轮2222相配合的锥齿轮2223。进一步的，为保持固定套筒221内进入过多的尘土，在此在所述旋转传递轴222上设置一与所述固定套筒221的端口相贴合的盖板2221。
所述第二调整机构23包括第二步进电机231和第二调整臂232，所述第二步进电机231和所述第二调整臂232均设置在所述旋转传递轴221末端，且所述第二步进电机231能够驱动所述第二调整臂232进行自由摆动，第二步进电机231与第二调整臂232之间的传动关系示意图如图6所示，在所述第二步进电机231的传动轴上设置一主动轮2311，在第二调整臂232首端的套管内圆周壁上设置有与主动轮2311相啮合的内齿。
所述第三调整机构24包括第三步进电机241和第三调整臂242，所述第三步进电机241和所述第三调整臂242均设置在所述第二调整臂232末端，且所述第三步进电机241能够驱动所述第三调整臂242进行自由摆动，第三步进电机241与第三调整臂242之间的传统形式与第二步进电机231与第二调整臂232之间的传动形式相同，在此，就不再做详细描述，所述测温探头设置25在所述第三调整臂242的末端，在长时间的测试过程中，为便于纠正测温探头25的测试位置，在此，测温探头25可拆卸方式设置在第三调整臂242末端上，具体的实施方式为：所述测温探头25通过探头支架设置在所述第三调整臂242末端，所述探头支架包括U型槽251和固定板252，所述U型槽251与所述第三调整臂242采用螺栓连接，所述测温探头25套置在所述固定板252的一通孔内，通过松动和拧紧螺栓可实现测温探头25的测温角度小幅度调整。
所述第一步进电机211、旋转驱动电机223、第二步进电机231、第三步进电机241、人机对接模块和测温探头25均与所述测温控制模块相连接，所述人机对接模块包括鼠标、键盘和显示器，所述测温控制模块上设置有电机控制单元和数据处理单元，电机控制单元在接收到测温指令后，通过依次控制第一步进电机211、旋转驱动电机223、第二步进电机231和第三步进电机241运行，可实现测温探头25准确到达预先设定好的测温位置进行测温，电机控制单元通过控制各步进电机实现测温位置的定位，其控制原理同现有的焊接机器人的控制原理相同，为本领域内已成熟的路径控制技术，在此不再做详细描述，步进电机具有较高的位移控制精度，为测温探头能够精确到达测温位置提供了保障，数据处理单元不仅能够接收和储存测温探头25传递的温度信号，而且能够将温度信号进行处理生成曲线，并在显示器上显示曲线，进一步的，所述测温控制模块上还设置有过温报警单元，当测试点温度超过设定温度监测值时，过温报警单位就会将过温信号传递到显示器上，以提供工作人员注意，本发明的整体框架图如图7所示，在某一时刻需要进行测温时，通过人机对接模块向测温控制模块发送测温指令，测温控制模块接受到测温指令之后，通过电机驱动单元驱动测温执行机构依次到达预先设定好的测温位置进行测温，当测温探头25到达指定位置后，测温探头25开启并将温度信号传递到数据处理单元，数据处理单元对所接受到的温度信号进行储存并处理。
本发明中，“上”、“下”均是为了方便描述位置关系而采用的相对位置，因此不能作为绝对位置理解为对保护范围的限制。
除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。
以上所述结合附图对本发明的优选实施方式和实施例作了详述，但是本发明并不局限于上述实施方式和实施例，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种高压开关柜一体化智能测温装置，包括开关柜本体，在所述开关柜本体内设置有断路器室，其特征是，该智能测温装置还包括测温执行机构、测温控制模块和人机对接模块，所述测温执行机构设置在所述断路器室内部的上顶壁上；
所述测温执行机构包括横向移动机构、旋转机构、第二调整机构、第三调整机构和测温探头，所述横向移动机构包括横向移动机构支架、第一步进电机、传动丝杠和移动滑块，所述横向移动机构支架固定设置在所述断路器室的上顶壁上，所述第一步进电机和所述传动丝杆均设置在所述横向移动机构支架上，所述移动滑块套置在所述传动丝杠上，所述第一步进电机通过驱动所述传动丝杆来实现所述移动滑块的往复运动；
所述旋转机构包括固定套筒、旋转传递轴和旋转驱动电机，所述固定套筒固定设置在所述移动滑块上，所述旋转传递轴和所述旋转驱动电机均设置在固定套筒上，且所述旋转驱动电机能够驱动所述旋转传递轴实现自由旋转；
所述第二调整机构包括第二步进电机和第二调整臂，所述第二步进电机和所述第二调整臂均设置在所述旋转传递轴末端，且所述第二步进电机能够驱动所述第二调整臂进行自由摆动；
所述第三调整机构包括第三步进电机和第三调整臂，所述第三步进电机和所述第三调整臂均设置在所述第二调整臂末端，且所述第三步进电机能够驱动所述第三调整臂进行自由摆动，所述测温探头设置在所述第三调整臂的末端；
所述第一步进电机、旋转驱动电机、第二步进电机、第三步进电机、人机对接模块和测温探头均与所述测温控制模块相连接，所述测温控制模块上设置有电机控制单元和数据处理单元。
2.根据权利要求1所述的高压开关柜一体化智能测温装置，其特征是，所述测温控制模块上还设置有过温报警单元。
3.根据权利要求1所述的高压开关柜一体化智能测温装置，其特征是，所述人机对接模块包括鼠标、键盘和显示器。
4.根据权利要求1所述的高压开关柜一体化智能测温装置，其特征是，所述旋转驱动电机固定设置在所述固定套筒内，且所述旋转驱动电机的传动轴与所述旋转传递轴的首端相连接。
5.根据权利要求1所述的高压开关柜一体化智能测温装置，其特征是，所述旋转驱动电机设置在所述固定套筒一侧，所述旋转驱动电机的传动轴穿过所述固定套筒的侧壁位于所述固定套筒内，且在所述旋转驱动电机的传动轴上设置有锥齿轮，所述旋转传递轴的首端设置有与所述旋转驱动电机前端设置的锥齿轮相配合的锥齿轮。
6.根据权利要求4或5所述的高压开关柜一体化智能测温装置，其特征是，在所述旋转传递轴上设置一与所述固定套筒的端口相贴合的盖板。
7.根据权利要求1所述的高压开关柜一体化智能测温装置，其特征是，所述测温探头通过探头支架设置在所述第三调整臂末端，所述探头支架包括U型槽和固定板，所述U型槽与所述第三调整臂采用螺栓连接，所述测温探头套置在所述固定板的一通孔内。
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Denomination of invention: Integrated intelligent temperature measurement device for high-voltage switchgear Effective date of registration: 20230329 Granted publication date: 20180703 Pledgee: Shandong juancheng Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Pledgor: Heze Zhongke Jinrun Food Co.,Ltd. Registration number: Y2023980036548 |