CN106768583A

CN106768583A - 隔离开关操作机构测试装置

Info

Publication number: CN106768583A
Application number: CN201710015509.7A
Authority: CN
Inventors: 芦宇峰; 夏小飞; 黄辉敏; 王飞风; 苏毅; 黄金剑
Original assignee: Electric Power Research Institute of Guangxi Power Grid Co Ltd
Current assignee: Electric Power Research Institute of Guangxi Power Grid Co Ltd
Priority date: 2017-01-10
Filing date: 2017-01-10
Publication date: 2017-05-31

Abstract

本发明公开了一种隔离开关操作机构测试装置，主要包括无线测力手柄、角度传感器和数据处理器，无线测力手柄能够检测无线测力手柄转动时带动隔离开关操作机构的输出轴所需力的大小并将该力的检测信息发送给数据处理器；角度传感器用以检测因转动无线测力手柄实现的隔离开关操作机构的输出轴的转动角度，并将检测到的该转动角度信息发送给数据处理器；数据处理器接收、处理所述力的检测信息和转动角度信息，并输出处理结果。隔离开关操作机构测试装置，能够同时测试隔离开关的操作力及输出轴转动角度，经隔离开关操作机构测试装置处理后按照标准规定输出操作力是否合格的结论。

Description

隔离开关操作机构测试装置

技术领域

本发明涉及技术领域，尤其涉及一种隔离开关操作机构测试装置。

背景技术

在国标GB1985-2014《高压交流隔离开关和接地开关》中对隔离开关操作力有明确规定：需要多于一转（例如操作手柄）操作隔离开关或接地开关所需的力应不大于60N，并且在最多为需要的总转数的10%的转数内，操作力的最大值允许为120N。国网公司十八项反措中对操作力矩也有明确规定。然而，实际工作中因没有专用测试设备，在隔离开关验收或检修中往往不进行操作力的测试与考核。隔离开关的固有缺陷不能得到充分暴露，从而埋下事故的隐患。隔离开关的机械故障不能早诊断、早处理，往往处于“不坏不知，不坏不修、坏了已晚”的被动局面，导致因隔离开关机械卡涩故障造成“非停”的事故频发。

目前国内外对高压隔离开关操作力没有一个有效测量手段，标准的规定不能有效落实，实际上就是一纸空文。更重要的是操作力这一指标非常重要，隔离开关的机械故障症状首先表现为操作力增加。因此，测量操作力还能诊断隔离开关的机械故障，能够客观、准确对隔离开关运行状态进行掌控，能发现故障隐患。这样，不仅提高了隔离开关的状态检修水平，也提高了电网安全运行水平。

在测量中，测力手柄需要多圈转动，不宜用电缆来传输力的信号，因此较好的方式是采用无线传输技术来解决信号传输问题。另外，隔离开关型号众多，隔离开关手柄接口尺寸各异，而在进行隔离开关操作力的测量时，测试仪器配套的隔离开关手柄接口可能并不适用于所要测试的隔离开关，造成了隔离开关操作力的测量困难。

发明内容

针对以上不足，本发明提供一种隔离开关操作机构测试装置，能够同时测试隔离开关的操作力及输出轴转动角度，经隔离开关操作机构测试装置处理后按照标准规定输出操作力是否合格的结论。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种隔离开关操作机构测试装置，包括无线测力手柄、角度传感器和数据处理器，所述无线测力手柄匹配插接于待测隔离开关上，并能够检测所述无线测力手柄转动时带动隔离开关操作机构的输出轴所需力的大小并将该力的检测信息发送给所述数据处理器；角度传感器用以检测因转动所述无线测力手柄实现的隔离开关操作机构的输出轴的转动角度，并将检测到的该转动角度信息发送给所述数据处理器；所述数据处理器接收、处理所述力的检测信息和转动角度信息，并输出处理结果。

进一步地，所述角度传感器包括有分度盘，所述分度盘设置于所述隔离开关操作机构的输出轴上，所述分度盘上设置有两个以上的圆孔，每个所述圆孔的圆心均位于所述分度盘的同心圆上，且相邻的两个所述圆孔的圆心距离相等；所述角度传感器还包括有光电传感器，所述光电传感器上设置有成对的发射光电管和接收光电管，所述发射光电管和接收光电管分别位于所述分度盘的两侧，且分别位于所述圆孔的圆心所在的所述分度盘的同心圆的上下方；所述角度传感器还包括有整形电路，所述整形电路将接收光电管接收到的发射光电管的信号放大、调整，并传输给所述数据处理器。

进一步地，相邻的所述圆孔的圆心分别与所述分度盘圆心连线所成的角度为1°~20°。

进一步地，相邻的所述圆孔的圆心分别与所述分度盘圆心连线所成的角度为2°。

进一步地，无线测力手柄包括：摇臂，位于所述摇臂中部的电路舱以及分别位于摇臂两端的手把和接口部；所述摇臂在设置有所述手把的一端还设置有测力传感器，所述测力传感器与所述手把连接，用以检测带动所述隔离开关操作机构的输出轴时施加在所述手把上的力的大小并将其转换成电信号，所述电路舱内设置有无线发射电路，所述无线发射电路与所述测力传感器连接，用以接收所述测力传感器的电信号以及生成所述力的检测信息，并将所述力的检测信息发送给所述数据处理器。

进一步地，所述数据处理器包括无线电接收电路、I/O接口电路、单片机和显示器；所述无线电接收电路连接所述I/O接口电路，所述I/O接口电路连接所述单片机，所述单片机连接所述显示器；所述无线电接收电路接收所述力的检测信息并将所述力的检测信息输入I/O接口电路再输入所述单片机，所述光电传感器直接将所述转动角度信息输入I/O接口电路再输入所述单片机，所述单片机将接收到的所述力的检测信息和转动角度信息进行计数列表、计算判断、存储及通信功能，并通过所述显示器显示出来。

进一步地，所述摇臂在设置有接口部的一端部设置有接口槽，所述接口槽横向截面为多边形，所述接口部通过所述接口槽连接所述摇臂。

进一步地，所述接口部为接口杆，所述接口杆一端与所述摇臂连接，一端设置有开关接口。

进一步地，所述接口部为夹件，所述夹件包括：相向的第一夹紧部和第二夹紧部，所述第一夹紧部和第二夹紧部的对应处分别设置有第一夹紧凹槽和第二夹紧凹槽，所述第一夹紧部和第二夹紧部通过螺栓连接；所述第一夹紧部和第二夹紧部的底部之间还设置有外接部，所述外接部底部与所述接口槽匹配连接。

进一步地，所述第一夹紧部和第二夹紧部的底部分别设置有相对的两个以上的螺纹孔，所述螺纹孔在沿外接部的纵向方向上一字排列；所述外接部顶部设置有相对应的两个以上的螺纹孔，所述外接部通过螺栓连接所述第一夹紧部和第二夹紧部。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明公开了一种隔离开关操作机构测试装置，设置有无线测力手柄和角度传感器，能够分别测试隔离开关的操作力和输出轴转动角度，然后分别将测试结果输送给数据处理器，数据处理器接收、处理隔离开关操作力和输出轴转动角度的信息，并按照标准规定输出操作力是否合格的结论。无线测力手柄解决了传统有线测力手柄不便多圈转动的问题，采用无线传输技术能够很好解决信号传输问题；无线测力手柄与角度传感器的配合，能够同时、精确测试隔离开关的操作力和输出轴转动角度，使得隔离开关操作机构测试装置得出的结果更为准确。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，以下将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为隔离开关操作机构测试装置示意图；

图2为部分实施方式中的无线测力手柄示意图；

图3为部分实施方式中的无线测力手柄主视示意图；

图4为部分实施方式中的无线测力手柄左视示意图；

图5为部分实施方式中的第一夹紧部示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1至图5，本发明提供一种隔离开关操作机构测试装置。隔离开关操作机构测试装置主要包括无线测力手柄1、角度传感器和数据处理器3。如图1所示，无线测力手柄1匹配插接于待测隔离开关上。如图2所示，无线测力手柄1包括有：摇臂11，位于摇臂11中部的电路舱12以及分别位于摇臂11两端的手把13和接口部。摇臂11在设置有接口部的一端部设置有横向截面为方形的接口槽14，接口部通过接口槽14连接摇臂11。接口槽14的设置能方便接口部的拆卸和更换，通过更换接口部能解决测力手柄接口不符的问题。接口部为接口杆151，接口杆151一端与摇臂11连接，一端设置有开关接口151a。在实施时，可以使用不同的接口杆151，每根接口杆151连接接口槽14的一端无变化，都是与接口槽14匹配连接，但不同的接口杆151可以拥有不同的接口，以实现适用不同的隔离开关。摇臂11与手把13通过螺纹连接，摇臂11在设置有手把13的一端内部还设置有测力传感器16，测力传感器16与手把13连接，用以检测带动隔离开关操作机构4的输出轴41时施加在手把13上的力的大小并将其转换成电信号，电路舱内设置有无线发射电路17，无线发射电路17通过数据线与测力传感器16连接，用以接收测力传感器16的电信号以及生成力的检测信息，并将力的检测通过无线方式信息发送给数据处理器3。

在其他的一些优选的实施例中，如图3、图4和图5所示，无线测力手柄1中的接口部还为夹件。夹件包括：相向的第一夹紧部152a和第二夹紧部152b，第一夹紧部152a和第二夹紧部152b的对应处分别设置有第一夹紧凹槽152c和第二夹紧凹槽152d，第一夹紧部152a和第二夹紧部152b通过螺栓连接；第一夹紧部152a和第二夹紧部152b的底部之间还设置有外接部152e，外接部152e底部与接口槽14匹配连接。第一夹紧部152a和第二夹紧部152b的底部分别设置有相对的两个以上的螺纹孔，螺纹孔在沿外接部152e的纵向方向上一字排列；外接部152e顶部设置有相对应的两个以上的螺纹孔，外接部152e通过螺栓与螺纹孔的连接方式连接、固定于第一夹紧部152a和第二夹紧部152b之间。无线测力手柄1工作时，将与待测隔离开关相匹配的原手柄放置入夹件中的第一夹紧凹槽152c和第二夹紧凹槽152d所成的空间内，通过各螺栓将原手柄夹紧，此时相当是外接了一个原手柄，通过外接原手柄解决无线测力手柄1可能与待测隔离开关接口不符的问题。

请参照图1，角度传感器用以检测因转动无线测力手柄1实现的隔离开关操作机构4的输出轴41的转动角度，并将检测到的该转动角度信息发送给数据处理器3。角度传感器包括有分度盘21，分度盘21固定安装于隔离开关操作机构4的输出轴41上，分度盘21平面垂直于输出轴41轴向方向，分度盘21每2°设置有一个圆孔，每个圆孔的圆心均位于分度盘21的同心圆上，且相邻的两个圆孔的圆心距离相等，每个圆孔互不接触；角度传感器还包括有光电传感器，光电传感器通过支架42安装于分度盘21旁边，光电传感器上设置有成对的发射光电管22和接收光电管23，发射光电管22和接收光电管23分别位于分度盘21的两侧，且分别位于圆孔的圆心所在的分度盘21的同心圆的正上方和正下方；角度传感器还包括有整形电路24，整形电路24通过线路连接接收光电管23，并将接收光电管23接收到的发射光电管22的信号放大、调整，并通过数据线传输给数据处理器3。

请参照图1，数据处理器3接收、处理所述力的检测信息和转动角度信息，并输出处理结果。数据处理器3主要包括有无线电接收电路、I/O接口电路、单片机及外围电路组成。无线电接收电路通过数据线连接I/O接口电路，I/O接口电路连接单片机，单片机通过数据线连接显示器。无线测力手柄1检测到的力的检测信息由无线电接收电路接收，通过电路解调后与转动角度信息一起输入I/O接口电路进行放大整形再输入单片机进行处理。单片机具有计数列表、计算判断、存储、显示及通信功能。隔离开关在进行分闸或合闸操作时，无线测力手柄1摇动带动输出轴41以及输出轴41上的分度盘21转动，分度盘21每转动2°，接收光电管23就能检测到发射光电管22的一个光信号，角度传感器就会向数据处理器3发出一个脉冲信号，用α_n表示，α_n的集合就可以表示为转动角度信息。由于是无线测力手柄1带动输出轴41以及输出轴41上的分度盘21转动，因此数据处理器3记录的脉冲信号α_n的时刻点也作为无线测力手柄1检测输出力对应的时刻点，无线测力手柄1的输出力值用f_n表示，f_n的集合就可以表示为力的检测信息。在一个分闸或者合闸过程中，数据处理器3会将一系列α_n和f_n列表。

分闸或合闸操作完成后，操作预设指令，单片机按照事先存储的公式进行计算、判断，判断操作力是否符合标准。根据国标GB1985判断操作力合格的条件为“需要多于一转（例如操作手柄）操作隔离开关或接地开关所需的力应不大于60N，并且在最多为需要的总转数的10%的转数内，操作力的最大值允许为120N”，即：

90%α：fn≤60N，

10%α：fn≤120N；

反之为不合格；

上式中α为操作一次即由分到合或者由合到分时，分度盘转动的总度数。上式表示当转动角度为总度数的90%时，输出力不能大于60N；当转动角度为总度数的10%时，输出力不能大于120N。

数据处理器3具有接收力的检测信息和转动角度信息，并通过LCD触摸屏显示出实时值和最大值等；还能够根据力的检测信息和转动角度信息，通过预先存储的公式进行计算、判断，判断操作力是否符合标准，并通过LCD触摸屏将结果显示出来；隔离开关操作机构测试装置预留有连接电脑的通信接口和U盘插口，可实现隔离开关操作机构测试装置的交互或使用U盘读取测量数据。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种隔离开关操作机构测试装置，包括无线测力手柄（1）、角度传感器和数据处理器（3），其特征在于，所述无线测力手柄（1）匹配插接于待测隔离开关上，并能够检测所述无线测力手柄（1）转动时带动隔离开关操作机构（4）的输出轴（41）所需力的大小并将该力的检测信息发送给所述数据处理器（3）；角度传感器用以检测因转动所述无线测力手柄（1）实现的隔离开关操作机构（4）的输出轴（41）的转动角度，并将检测到的该转动角度信息发送给所述数据处理器（3）；所述数据处理器（3）接收、处理所述力的检测信息和转动角度信息，并输出处理结果。

2.根据权利要求1所述的隔离开关操作机构测试装置，其特征在于：所述角度传感器包括有分度盘（21），所述分度盘（21）设置于所述隔离开关操作机构（4）的输出轴（41）上，所述分度盘（21）上设置有两个以上的圆孔，每个所述圆孔的圆心均位于所述分度盘（21）的同心圆上，且相邻的两个所述圆孔的圆心距离相等；所述角度传感器还包括有光电传感器，所述光电传感器上设置有成对的发射光电管（22）和接收光电管（23），所述发射光电管（22）和接收光电管（23）分别位于所述分度盘（21）的两侧，且分别位于所述圆孔的圆心所在的所述分度盘（21）的同心圆的上下方；所述角度传感器还包括有整形电路（24），所述整形电路（24）将接收光电管（23）接收到的发射光电管（22）的信号放大、调整，并传输给所述数据处理器（3）。

3.根据权利要求2所述的隔离开关操作机构测试装置，其特征在于：相邻的所述圆孔的圆心分别与所述分度盘（21）圆心连线所成的角度为1°~20°。

4.根据权利要求2所述的隔离开关操作机构测试装置，其特征在于：相邻的所述圆孔的圆心分别与所述分度盘（21）圆心连线所成的角度为2°。

5.根据权利要求1所述的隔离开关操作机构测试装置，其特征在于：无线测力手柄（1）包括：摇臂（11），位于所述摇臂（11）中部的电路舱（12）以及分别位于摇臂（11）两端的手把（13）和接口部；所述摇臂（11）在设置有所述手把（13）的一端还设置有测力传感器（16），所述测力传感器（16）与所述手把（13）连接，用以检测带动所述隔离开关操作机构（4）的输出轴（41）时施加在所述手把（13）上的力的大小并将其转换成电信号，所述电路舱（12）内设置有无线发射电路（17），所述无线发射电路（17）与所述测力传感器（16）连接，用以接收所述测力传感器（16）的电信号以及生成所述力的检测信息，并将所述力的检测信息发送给所述数据处理器（3）。

6.根据权利要求1-5任一项所述的隔离开关操作机构测试装置，其特征在于：所述数据处理器（3）包括无线电接收电路、I/O接口电路、单片机和显示器；所述无线电接收电路连接所述I/O接口电路，所述I/O接口电路连接所述单片机，所述单片机连接所述显示器；所述无线电接收电路接收所述力的检测信息并将所述力的检测信息输入I/O接口电路再输入所述单片机，所述光电传感器直接将所述转动角度信息输入I/O接口电路再输入所述单片机，所述单片机将接收到的所述力的检测信息和转动角度信息进行计数列表、计算判断、存储及通信功能，并通过所述显示器显示出来。

7.根据权利要求5所述的隔离开关操作机构测试装置，其特征在于：所述摇臂（11）在设置有接口部的一端部设置有接口槽（14），所述接口槽（14）横向截面为多边形，所述接口部通过所述接口槽（14）连接所述摇臂（11）。

8.根据权利要求5所述的隔离开关操作机构测试装置，其特征在于：所述接口部为接口杆（151），所述接口杆（151）一端与所述摇臂（11）连接，一端设置有开关接口（151a）。

9.根据权利要求5所述的隔离开关操作机构测试装置，其特征在于：所述接口部为夹件，所述夹件包括：相向的第一夹紧部（152a）和第二夹紧部（152b），所述第一夹紧部（152a）和第二夹紧部（152b）的对应处分别设置有第一夹紧凹槽（152c）和第二夹紧凹槽（152d），所述第一夹紧部（152a）和第二夹紧部（152b）通过螺栓连接；所述第一夹紧部（152a）和第二夹紧部（152b）的底部之间还设置有外接部（152e），所述外接部（152e）底部与所述接口槽（14）匹配连接。

10.根据权利要求9所述的一种隔离开关操作机构测试装置，其特征在于：所述第一夹紧部（152a）和第二夹紧部（152b）的底部分别设置有相对的两个以上的螺纹孔，所述螺纹孔在沿外接部（152e）的纵向方向上一字排列；所述外接部（152e）顶部设置有相对应的两个以上的螺纹孔，所述外接部（152e）通过螺栓连接所述第一夹紧部（152a）和第二夹紧部（152b）。