CN107816934B - 一种断路器液压碟簧机构碟簧压缩量自动测量装置 - Google Patents

一种断路器液压碟簧机构碟簧压缩量自动测量装置 Download PDF

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Abstract

本发明一套可对HMB8型液压机构的弹簧压缩行程自动测量装置；可以将弹簧移动距离实时显示在1602液晶显示屏上，当碟簧移动到工作人员所设置的某组行程开关的待测接点闭合时，碟簧从泄压起点到该组待测接点处的移动距离会固定显示在1602液晶的第二行，第一行仍在实时显示数据；同时，测量人员还可以通过手持移动设备的串口调试助手实现远程数据接收和数据清零；该碟簧压缩量自动测量装置，不但可以大大提高所得数据的准确度，为设备运维做好质量保证，还可以简化测量过程，缩短测量时间，可有效防止开关误动对工作人员的人身伤害。

Description

一种断路器液压碟簧机构碟簧压缩量自动测量装置
技术领域
本发明涉及一种断路器液压碟簧机构碟簧压缩量自动测量装置，属于电力行业电子测量技术范畴。
背景技术
±800kV普洱换流站GIS和罐式断路器采用液压碟簧机构(HMB8型)，碟簧压缩量会影响断路器机构储能能量和分合速度；液压机构内通过储能监测模块来监测弹簧压缩量来判断是否到起停泵、重合闸闭锁、合闸闭锁、分闸闭锁值；断路器年度检修工作时需测量碟簧压缩量与各闭锁值是否满足出厂规定要求。
现有常规测量方式：1、将液压机构储能；2、手动对机构泄压，使用万用表测量储能监测模块上行程开关通断来判断起停泵接点、重合闸闭锁接点、合闸闭锁接点、分闸闭锁接点是否闭合；3、直尺测量当起停泵、重合闸闭锁、合闸闭锁、分闸闭锁接点导通时刻，储能模块或齿条伸长量；4、结合压力行程对应表判断各碟簧压缩行程是否在满足在各接点闭锁时的允许范围内。
这种现有常规测量方法易造成测量误差和读取误差，耗时长，需要多次储能反复泄压测量、操作难度较大，且测量过程中工作人员离碟簧较近，如果开关误动易对工作人员造成伤害。
发明内容
本发明从解决生产实际问题出发，开发一套可对HMB8型液压机构的弹簧压缩行程自动测量装置；该装置使用时安装于断路器机构上，测量装置将测距部分动栅的移动距离通过测距传感器TM-003上的数据输出引脚发送到MSP430单片机上的数据接收引脚，经过单片机系统处理，可以将弹簧移动距离实时显示在1602液晶显示屏上，同时，工作人员可以将该装置配有的导通触发引脚固定于行程监测模块的行程开关上，当碟簧移动到工作人员所设置的某组行程开关的待测接点闭合时，碟簧从泄压起点到该组待测接点处的移动距离会固定显示在1602液晶的第二行，第一行仍在实时显示数据；同时，测量人员还可以通过手持移动设备的串口调试助手实现远程数据接收和数据清零。该碟簧压缩量自动测量装置，不但可以大大提高所得数据的准确度，为设备运维做好质量保证，还可以简化测量过程，缩短测量时间，可有效防止开关误动对工作人员的人身伤害。
本发明采用集成式一体机结构，主要由系统封装显示盒和容栅传感器测距部分构成；设计可分为三层：容栅传感器采集数据、MCU数据的计算、显示器显示数据。
如附图1所示，本发明是通过以下技术方式实现的：采用MCU微控制单元 MSP430单片机分别连接复位电路、时钟电路、电源电路、串口通信模块、4G透传模块、1602液晶显示模块和参数输入单元组成；所述的MCU微控制单元MSP430 单片机、复位电路、时钟电路、电源电路、串口通信模块、4G透传模块、1602 液晶显示模块和参数输入单元集成在一张电路板上，构成单片机最小系统，如图2所示；所述MCU微控制单元MSP430单片机为通用芯片，有功能齐全、成本合理的优点；所述的电源电路电路原理图如图3所示，其由9V大容量碱性电池、稳压芯片AMS1117-5、滤波电路及稳压芯片ASM1117-3.3构成，其输入为12V直流电源，输出为稳定的直流5V电压和直流3.3V电压；所述的1602液晶显示模块与单片机最小系统连接，用于实时显示测量数据；所述的参数输入单元与单片机最小系统连接，输入单元测距传感器外形如图4-1所示，该测距传感器设计成适用于HMB8机构的安装结构，使用时安装于HMB8型机构行程开关侧，其使用的容栅传感器型号为TM-003，TM-003容栅传感器由定栅和动栅两部分组成，动栅的主要功能是将动栅中的芯片和定栅尺条发生相对位移的数值主动发送MSP430单片机中，同时容栅传感器的动栅芯片内部自带时钟晶体振荡器，在时钟为上升沿时，数据有效，当需要将数据清零时，可以将芯片上清零引脚上的引线与地连接；在MSP430单片机内通过软件写入核心计算程序，用于对容栅传感器所收集的数据进行处理和发送显示。
如图5所示为断路器液压碟簧机构碟簧压缩量自动测量装置总体外观示意图，是针对HMB8型液压机构的碟簧压缩量测量的专用工具，其特征如图4-1所示，采用集成式一体机结构，由容栅传感器测距机构和连接在容栅传感器测距机构上的系统封装显示盒构成；其中，容栅传感器测距机构设为L形结构，其长边为滑动杆，短边为固定杆，在滑动杆上滑动连接有门式结构的测距架，在整根滑动杆上设置测距传感器的定栅，在滑动杆位于测距架的内侧上设有测距传感器的动栅，测距传感器动栅通过嵌槽与滑动杆滑动嵌连接；在固定杆底端一侧设置行程监测模块齿条固定圆槽；在门式结构的测距架位于开口两侧分别对称开设有测距传感器安装固定孔；系统封装显示盒包括设在盒面的系统复位按键、数据清零按键和1602高清液晶显示屏，在侧面设有电源船型开关；系统封装显示盒整体将测距架封装在内，并与测距架一起在滑动杆上滑动。本实用新型装置结构采用适用于与HMB8机构的安装结构。
附图说明
图1本发明结构示意图；
图2最小系统板原理图；
图3电源模块原理图；
图4-1装置拆解注释图a；
图4-2装置拆解注释图b；
图5本发明总体外观效果图。
具体实施方式
如附图1所示，本发明是通过以下技术方式实现的：集成板采用MCU微控制单元MSP430单片机1分别连接复位电路2、时钟电路3、电源电路4、串口通信模块5、4G透传模块6、1602液晶显示模块7和参数输入单元8组成；所述的MCU微控制单元MSP430单片机1、复位电路2、时钟电路3、电源电路4、串口通信模块5、4G透传模块6、1602液晶显示模块7和参数输入单元8集成在一张电路板上，构成单片机最小系统，如图2所示；所述MCU微控制单元MSP430单片机1为通用芯片，有功能齐全、成本合理的优点；所述的电源电路4电路原理图如图3所示，其由9V大容量碱性电池、稳压芯片AMS1117-5、滤波电路及稳压芯片ASM1117-3.3构成，其输入为12V直流电源，输出为稳定的直流5V 电压和直流3.3V电压；所述的1602液晶显示模块7与单片机最小系统连接，用于实时显示测量数据；所述的参数输入单元8与单片机最小系统连接，输入单元测距传感器外形如图4-1所示，该测距传感器设计成适用于HMB8机构的安装结构，使用时安装于HMB8型机构行程开关侧，其使用的容栅传感器型号为 TM-003，TM-003容栅传感器由定栅和动栅两部分组成，动栅的主要功能是是将动栅中的芯片和定栅尺条发生相对位移的数值主动发送MSP430单片机中，同时容栅传感器的动栅芯片内部自带时钟晶体振荡器，在时钟为上升沿时，数据有效，当需要将数据清零时，可以将芯片上清零引脚上的引线与地连接；所述的核心计算程序9通过软件写入MSP430单片机，用于对容栅传感器所收集的数据进行处理和发送显示。
如图5所示为断路器液压碟簧机构碟簧压缩量自动测量装置总体外观示意图，是针对HMB8型液压机构的碟簧压缩量测量的专用工具，如图4-1所示，采用集成式一体机结构，主要由系统封装显示盒11和容栅传感器测距机构10两部分组成；系统封装显示盒11包括设在盒面的系统复位按键3.3、数据清零按键3.4和1602高清液晶显示屏3.2，在侧面设有电源船型开关3.1；系统封装显示盒11整体将测距架10.3封装在内，并与测距架10.3一起在滑动杆10.1 上滑动。本发明装置结构采用适用于与HMB8机构的安装结构。
使用方法：
1、将测距装置固定在断路器机构行程开关侧安装位置上；
2、将如图4-2所示的光耦输入端接入断路器行程开关的某组指定接点上；
3、打开显示器电源船型开关，按下数据清零键，使1602高清液晶显示屏的初始显示数据为0mm；
4、手动对机构泄压，当泄压值达到步骤2中该组指定接点闭合时，1602高清液晶显示屏第二行会显示当前碟簧压缩行程测量值；
5、对照压力形成对应表，判断当前压缩行程是否在满足各接点闭锁时的允许范围内，工作完成。

Claims (2)

1.一种断路器液压碟簧机构碟簧压缩量自动测量装置，其特征在于：包括装置结构和设在装置内的集成板；其中，集成板采用MCU微控制单元MSP430单片机(1)分别连接复位电路(2)、时钟电路(3)、电源电路(4)、串口通信模块(5)、4G透传模块(6)、1602液晶显示模块(7)和参数输入单元(8)组成；所述的MCU微控制单元MSP430单片机(1)、复位电路(2)、时钟电路(3)、电源电路(4)、串口通信模块(5)、4G透传模块(6)、1602液晶显示模块(7)和参数输入单元(8)集成在一张电路板上，构成单片机最小系统；所述MCU微控制单元MSP430单片机(1)为通用芯片；所述的电源电路(4)由9V大容量碱性电池、稳压芯片AMS1117-5、滤波电路及稳压芯片ASM1117-3.3构成，其输入为12V直流电源，输出为稳定的直流5V电压和直流3.3V电压；所述的1602液晶显示模块(7)与单片机最小系统连接，用于实时显示测量数据；所述的参数输入单元(8)与单片机最小系统连接；在MSP430单片机内通过软件写入核心计算程序(9)，用于对容栅传感器所收集的数据进行处理和发送显示；
装置结构采用集成式一体机结构，由容栅传感器测距机构(10)和连接在容栅传感器测距机构(10)上的系统封装显示盒(11)构成；其中，容栅传感器测距机构(10)设为L形结构，其长边为滑动杆(10.1)，短边为固定杆(10.2)，在滑动杆(10.1)上滑动连接有门式结构的测距架(10.3)，在整根滑动杆上设置测距传感器的定栅(10.4)，在滑动杆位于测距架的内侧上设有测距传感器的动栅(10.5)，测距传感器动栅(10.5)通过嵌槽与滑动杆滑动嵌连接；在固定杆(10.2)底端一侧设置行程监测模块齿条固定圆槽(10.6)；在门式结构的测距架(10.3)位于开口两侧分别对称开设有测距传感器安装固定孔(10.7)；系统封装显示盒(11)包括设在盒面的系统复位按键(3.3)、数据清零按键(3.4)和1602高清液晶显示屏(3.2)，在侧面设有电源船型开关(3.1)；系统封装显示盒(11)整体将测距架(10.3)封装在内，并与测距架(10.3)一起在滑动杆(10.1)上滑动。
2.根据权利要求1所述的一种断路器液压碟簧机构碟簧压缩量自动测量装置，其特征在于：装置结构采用适用于与HMB8机构的安装结构。
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