CN109959867A - 一种刀闸状态采集装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种刀闸状态采集装置，包含检测传感器和感应附件；检测传感器外壳为长条形结构，可弯曲变形；检测传感器包含二个磁感应器件和状态采集与输出模块；磁感应器件为霍尔元件,每个磁感应器件对应一个位置状态；磁感应器件通过电线与状态采集与输出模块连接，状态采集与输出模块经过处理后输出刀闸状态信号，信号输出的方式可以是硬接点方式或者通信的方式；感应附件包含感应支架和永磁体‑磁钢，感应支架为条形结构，根据刀闸实际结构与位置进行长短和角度的调整；感应支架通过螺丝、抱箍或者粘贴方式固定到刀闸机构上；本装置具有检测精度高、安全性和可靠性高，工程适应性强。
Description
技术领域
本发明涉及电网高压输电系统设备，具体涉及一种刀闸状态采集装置。
背景技术
隔离刀闸是高压输电系统中常使用的一种电器，用于分、合电路，其分闸或合闸的基本原理和过程是：由控制回路操作电机转动，通过相应的传动机构带动刀闸的动触头旋转，与静触头连接或分开，实现隔离刀闸的分闸或合闸，同时刀闸辅助接点输出相应的分闸或合闸信号。它本身的工作原理及结构比较简单，但是由于使用量大，工作可靠性要求高。然而，在分闸、合闸的过程中，由于隔离刀闸自身的原因，可能会产生电机正确动作，并且辅助接点也已经到位，而动作刀闸却没有完全到位的现象，极易造成误操作事故。
变电站操作规范明确要求需要两种不同源方法对刀闸进行检测，主判据是安装在控制箱内的行程开关、辅助开关等状态节点，通过测控装置上传。但这些节点长时间运行会出现打滑、变形等现象，因此并不能完全真实地反映出刀闸状态。现有辅助判据一般有三种方法：人工现场确认、图像识别、导电臂上安装传感器，但均有明显的缺陷。人工现场确认:人员到现场通过观察刀闸本体或者状态指示标志确认刀闸分合状态；图像识别：采用摄像头对刀闸进行图像拍摄，并通过后台系统进行图像识别分析，得出状态结果给顺控主机作为辅助判据；导电臂安装传感器：采用压力传感器检测动静触头的接触压力，并通过无线的方式传输。
1)人工现场确认
需要耗费人力物力，费时费力，操作效率低，人为影响因素大，不满足一键顺控遥控操作的要求。
2)视频分析
视频分析是使用摄像头对刀闸的分合状态进行拍摄后通过图像分析软件进行状态识别，但主要存在以下问题：
(1)摄像头拍摄对光线、角度等环境要求较高，在一些环境较恶劣的情况下，拍照不清晰，导致无法判断状态或分析出错误的状态；
(2)需要对每个刀闸配置一个摄像头，成本较高；
(3)视频分析的响应速度较慢，影响一键顺控的操作效率；
(4)无法适用于GIS刀闸设备。
3)无线压力传感器
无线压力传感器安装在刀闸触头上，通过检测触头的压力来实现刀闸状态的确认，该技术方案测量的是刀闸本体，因此具有测量直接、准确度高的优点。但根据实际使用情况反馈，使用效果并不好，主要存在以下几方面问题：
(1)刀闸触头属于精密设备，传感器直接安装在刀闸触头上，对刀闸接触特性、放电特性等有一定的影响；
(2)需要带电安装；
(3)受高压大电流影响，对传感器的寿命和可靠性影响较大；
(4)采用电池供电，需要定期更换电池，需要在停电的情况下更换；
(5)无法适用于GIS刀闸设备。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种刀闸状态采集装置。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种刀闸状态采集装置，包含检测传感器和感应附件；检测传感器外壳为长条形结构，可弯曲变形；检测传感器包含二个磁感应器件和状态采集与输出模块；磁感应器件为霍尔元件,每个磁感应器件对应一个位置状态；磁感应器件通过电线与状态采集与输出模块连接，状态采集与输出模块经过处理后输出刀闸状态信号，信号输出的方式可以是硬接点方式或者通信的方式；感应附件包含感应支架和永磁体-磁钢，感应支架为条形结构，根据刀闸实际结构与位置进行长短和角度的调整；感应支架通过螺丝、抱箍或者粘贴方式固定到刀闸机构上。
进一步地，所述通信方式包括有线通信方式和无线通信方式。
进一步地，所述有线通信方式采用485通讯技术或根据实际情况采用I2C或CAN或UART。
进一步地，所述感应附件上的永磁体-磁钢与检测传感器内的磁感应器件按照刀闸不同状态进行对位，感应附件上的永磁体-磁钢在每个刀闸状态位置下对应检测传感器内与刀闸位置相对应的磁感应器件；只有当刀闸处于分、合或接地位置时，检测传感器内与刀闸位置相对应的磁感应器件才能被感应附件上的永磁体-磁钢通过磁感应接通。
进一步地，检测传感器内的采集与输出模块根据各个磁感应器件的状态来判断刀闸状态，并将状态信息输出；状态信息输出方式采用是接点方式或者通信的方式。
实现原理：刀闸动作一般通过机构箱电动操作机构实现，电动操作机构通过传动机构联动刀闸进行分合操作。本技术方案通过检测传动机构的位置变化实现对刀闸状态的检测；感应附件通过螺丝、抱箍或粘贴的方式固定在传动机构的运动部件上。感应附件上的永磁体-磁钢与检测传感器内的磁感应器件按照刀闸不同状态进行对位，感应附件上的永磁体-磁钢在每个刀闸状态位置下对应检测传感器内与刀闸位置相对应的磁感应器件；只有当刀闸处于分、合或接地位置时，检测传感器内与刀闸位置相对应的磁感应器件才能被感应附件上的永磁体-磁钢通过磁感应接通。
检测传感器内的采集与输出模块根据各个磁感应器件的状态来判断刀闸状态，并将状态信息输出；状态信息输出方式可以是接点方式或者通信的方式。
本发明的有益效果是，(1)通过本发明实现刀闸状态的采集，解决了顺控操作刀闸状态双确认问题，有助于一键顺控的顺利推行。
(2)本技术方案不需要人员到现场进行状态检查，节省了人力物力，提高了操作效率和安全水平。
(3)本技术方案检测精度高，能够精度检测刀闸分合是否到位，解决了行程开关或辅助开关接点不能完全反应刀闸是否合到位的问题，避免了因刀闸分合不到位引发事故的情况。
(4)本技术方案不需要安装在一次刀闸上，高低压完全隔离，不受高压大电流影响，安全性和可靠性高；同时，不受环境因素影响，检测精度高。
(5)本技术方案可适应户外敞开式设备和GIS设备，兼容各种机构。同时可以带电安装，工程适应性强。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明部分部件示意图；
图3是本发明安装示意图；
其中1.磁感应器件，2.检测传感器，3.磁感应器件，4.状态采集与输出模块，5.永磁体，6.感应附件，7.感应支架，8.检测传感器固定在刀闸结构不可运动部分，9.感应附件固定在刀闸传动机构直线运动部件。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步的阐述，应该说明的是，下述说明仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。
如图1、图2和图3所示，一种刀闸状态采集装置包含检测传感器2和感应附件6。检测传感器2外壳为长条形结构，可以弯曲变形；检测传感器2包含二个磁感应器件3和状态采集与输出模块4；磁感应器件3为霍尔元件；每个磁感应器件3对应一个位置状态；磁感应器件3通过电线与状态采集与输出模块4连接，状态采集与输出模块4经过处理后输出刀闸状态信号，信号输出的方式可以是硬接点方式或者通信的方式；通信方式包括有线通信方式和无线通信方式；其中有线通信方式采用485通讯技术，但是并不说明实现方式只限于此通讯方式，设计可以根据实际情况采用，I2C，CAN，UART等技术方案。感应附件6包含感应支架7和永磁体-磁钢5，感应支架7为条形结构，可根据刀闸实际结构与位置进行长短和角度的调整；感应支架7通过螺丝、抱箍或者粘贴等方式固定到刀闸机构上。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (5)
1.一种刀闸状态采集装置，其特征在于，包含检测传感器和感应附件；检测传感器外壳为长条形结构，可弯曲变形；检测传感器包含二个磁感应器件和状态采集与输出模块；磁感应器件为霍尔元件,每个磁感应器件对应一个位置状态；磁感应器件通过电线与状态采集与输出模块连接，状态采集与输出模块经过处理后输出刀闸状态信号，信号输出的方式可以是硬接点方式或者通信的方式；感应附件包含感应支架和永磁体-磁钢，感应支架为条形结构，根据刀闸实际结构与位置进行长短和角度的调整；感应支架通过螺丝、抱箍或者粘贴方式固定到刀闸机构上。
2.根据权利要求1所述的一种刀闸状态采集装置，其特征是，所述通信方式包括有线通信方式和无线通信方式。
3.根据权利要求2所述的一种刀闸状态采集装置，其特征是，所述有线通信方式采用485通讯技术或根据实际情况采用I2C或CAN或UART。
4.根据权利要求3所述的一种刀闸状态采集装置，其特征是，所述感应附件上的永磁体-磁钢与检测传感器内的磁感应器件按照刀闸不同状态进行对位，感应附件上的永磁体-磁钢在每个刀闸状态位置下对应检测传感器内与刀闸位置相对应的磁感应器件；只有当刀闸处于分、合或接地位置时，检测传感器内与刀闸位置相对应的磁感应器件才能被感应附件上的永磁体-磁钢通过磁感应接通。
5.根据权利要求4所述的一种刀闸状态采集装置，其特征是，检测传感器内的采集与输出模块根据各个磁感应器件的状态来判断刀闸状态，并将状态信息输出；状态信息输出方式采用是接点方式或者通信的方式。
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