CN109974643A - 适用于gis隔离开关分合闸的位置行程测量方法和装置 - Google Patents

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王国华
张翔
张佳剑
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Abstract

本发明公开了适用于GIS隔离开关分合闸的位置行程测量方法，用角位移传感器输出的脉冲组数度量连杆转动的圈数，进而度量连杆分/合闸隔离开关的水平位移量；连杆以水平位移量纵坐标，位移时间为横坐标，作位移图；在位移图上引入分/合闸的时间点，截取连杆分/合闸的行程。测量装置,包括包裹连杆的圆箍，测量其外周圈的角位移传感器并向测量模块反馈位移信号；连杆断口处的断口传感器，向测量模块反馈断口信号；连接电机的电流触发模块，向测量模块反馈电机的电流信号；测量模块根据位移信号、电流信号生成位移图，并根据断口信号的时间点，截取连杆的位移量；在不打开GIS封闭罐体下，对GIS隔离开关是否分合闸到位进行有效的行程检测。

Description

适用于GIS隔离开关分合闸的位置行程测量方法和装置
技术领域
本发明涉及一种行程测量方法和装置，具体涉及一种GIS隔离开关分合闸位置行程测量方法和装置。
背景技术
随着经济的高速发展，城市化进程的不断加快，GIS组合电器在电网中得到了广泛的运用，GIS隔离开关分合闸到位，是电网可靠运行的重要保证。
目前，判断GIS组合电器隔离开关分合闸是否到位的方式主要有：
1、潮流计算，判断隔离开关是否到位；此方法通过二次侧电流进行计算，在负荷电流很小的情况下判断困难；
2、红外测温，判断隔离开关合闸情况；此方法对精确测温的精度要求极高，判断结果误差较大；
3、X光摄片检查，可判断内部分合闸位置；该方法受设备布置空间影响，对边相摄片容易，但中相摄片较为困难；另外，该方法耗时长，存在辐射伤害。
上述判断方法虽然可行，但无法实现对GIS隔离开关动、静触头开距和行程的测量，因此都存在局限性。开盖检查可以确认隔离开关动、静触头是否分合闸到位，但是此方法需要消耗大量时间，处理成本极高。
因此，需要一种可在不打开GIS封闭罐体的条件下，即可实现检测GIS隔离开关是否分合闸到位的低成本方法。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种在不打开GIS封闭罐体下，对GIS隔离开关是否分合闸到位进行有效检测的行程测量方法和装置。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
适用于GIS隔离开关分合闸的位置行程测量方法，包括以下步骤：
S1、用角位移传感器输出的脉冲组数度量连杆转动的圈数，进而度量连杆分/合闸隔离开关的水平位移量；
S2、连杆以水平位移量纵坐标，位移时间为横坐标，作位移图；
S3、在位移图上引入分/合闸的时间点，截取连杆分/合闸的行程。
上述步骤S1中连杆的水平位移由电机驱动连杆转动实现。
进一步的，上述步骤S2中，通过电机的电流信号触发连杆的位移时间。
上述步骤S1中度量连杆的水平位移量的方法为：
A1、假设：连杆的全程位移量为a2，分合闸连杆的插入位移量为a2- a1，位移开量为a1，则，a2=n*D （1），
式（1）中，D为连杆转动1圈的水平位移量，n为连杆转动的圈数；
A2、假设：连杆转动1圈，角位移传感器输出的脉冲组数为P，每组脉冲对应的位移量为d，则，d= D/P （2）。
进一步的，上述闸后位移量L≤位移开量a1。
适用于上述的GIS隔离开关分合闸的位置行程测量方法的测量装置，包括包裹同圆心连杆的圆箍，其外周圈设有向测量模块反馈位移信号的角位移传感器；
设置于连杆断口处的断口传感器，向测量模块反馈断口信号；
连接电机的电流触发模块，向测量模块反馈电机的电流信号；
所述测量模块根据位移信号生成位移图的纵坐标：位移量，根据电流信号生成位移图的横坐标：位移时间；并根据断口信号的时间点，依据位移图截取连杆的位移量。
上述连杆的全程位移量为a2，分合闸连杆的插入位移量为a2- a1，位移开量为a1，
分闸时，连杆的分闸位移量，即为插入位移量a2- a1，闸后位移量为L；
合闸时，连杆的合闸位移量，即为上述的闸后位移量为L；
且，L≤a1。
上述测量模块接显示器，所述显示器输出位移图及截取的连杆的位移量。
本发明的有益之处在于：
本发明的一种GIS隔离开关分合闸位置行程测量方法和装置，通过在GIS隔离开关运动连杆加装角位移测量传感器测量行程-时间曲线，结合断口状态信号曲线，计算出隔离开关刀口的动作距离，隔离开关的同期、动静触头开距，用于隔离开关合闸到位的一个有效判断，与现场的分合闸指示牌组合，为隔离开关分合闸到位判断提供了两个以上非同一来源的依据，满足电网反事故措施要求，提高了GIS隔离开关运行可靠性。
附图说明
图1为本发明的位置行程测量装置的结构示意图。
图2为本发明的角位移传感器的结构示意图。
图3为本发明的分闸过程中测量的位移曲线图。
图4为本发明的合闸过程中测量的位移曲线图。
图5为本发明的断口传感器的电路图。
图6为本发明的连杆的行程位移示意图。
附图中标记的含义如下：1、连杆，2、环箍，3、角位移传感器。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
如图1所示，适用于GIS隔离开关分合闸的位置行程测量装置，包括圆箍、角位移传感器、断口传感器、电流触发模块、测量模块和显示器。
圆箍包裹同圆心连杆，连杆的水平位移由电机驱动连杆转动实现，角位移传感器测量其外周圈并向测量模块反馈角度信号（位移信号）；
连杆断口处设置断口传感器，向测量模块反馈断口信号；
电流触发模块与电机连接，向测量模块反馈电机的电流信号；
测量模块根据位移信号生成位移图的纵坐标：位移量，根据电流信号生成连杆的位移时间，即位移图的横坐标；并根据断口信号的时间点，依据位移图截取连杆的位移量，再通过显示器显示。
测量方法，包括以下步骤：
S1、用角位移传感器输出的脉冲组数度量连杆转动的圈数，进而度量连杆分/合闸隔离开关的水平位移量；
A1、假设：连杆的全程位移量为a2，分合闸连杆的插入位移量为a2- a1，位移开量为a1，则，a2=n*D （1），
式（1）中，D为连杆转动1圈的水平位移量，n为连杆转动的圈数；
A2、假设：连杆转动1圈，角位移传感器输出的脉冲组数为P，每组脉冲对应的位移量为d，则，d= D/P （2）。
S2、连杆以水平位移量纵坐标，位移时间为横坐标，作位移图。
S3、在位移图上引入分/合闸的时间点，截取连杆分/合闸的行程；
且，闸后位移量L≤位移开量a1。
以某一型号的GIS高压隔离开关为例，该GIS隔离开关的全程位移量a2为100mm，可靠合分闸到位状态下，对应传动连杆的转动的角度为180°，即1/2圈，位移开量（开距）a1为80mm。
在GIS隔离开关传动连杆安装高精度角位移传感器，如图2所示。
角位移传感器型号为MNLP5000-1，生产厂家为深圳市米诺电子有限公司，采用分辨率为0.01mm的柔性高精度磁栅尺，贴合在与传动连杆同心的圆周表面，圆周直径60mm，传感器每一圆周（360°）输出18840组正交脉冲。
对应的GIS隔离开关的行程分辨率为：100/9420=0.0106mm。
根据隔离开关的行程高分辨率，其行程测量精度可以达到0.1mm。
如图3所示，操作GIS隔离开关分闸，测量的位移曲线图。
GIS隔离开关在tf时刻分闸，隔离开关断口状态从合闸1变为分闸0，与之对应的触头S-t曲线中，分闸时刻tf之前，开关运动距离（a2-a1）为插入行程，分闸时刻tf之后，开关运动距离a1为开距，分闸运动的全部行程a2为总行程。
分闸过程中测量的总行程为99.97mm，闸后位移量L为79.97mm，插入位移量为20mm，与开关的特征参数相符合，表明分闸到位，GIS隔离开关分闸操作可靠。
如图4所示，操作GIS高压隔离开关合闸，测量的位移曲线图。
GIS隔离开关在th时刻合闸，隔离开关断口状态从分闸0变为合闸1，与之对应的触头S-t曲线中，合闸时刻th之前，开关运动距离a1为开距，合闸时刻th之后，开关运动距离（a2-a1）为插入行程，分闸运动的全部行程a2为总行程。
分闸过程中，测量的合闸位移量L为79.99mm，总行程a2为99.97mm，插入行程为20.00mm，与开关的特征参数相符合，表明合闸到位，GIS隔离开关合闸操作可靠。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.适用于GIS隔离开关分合闸的位置行程测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、用角位移传感器输出的脉冲组数度量连杆转动的圈数，进而度量连杆分/合闸隔离开关的水平位移量；
S2、以连杆的水平位移量为纵坐标，位移时间为横坐标，作位移图；
S3、在位移图上引入分/合闸的时间点，截取连杆分/合闸的行程。
2.根据权利要求1所述的适用于GIS隔离开关分合闸的位置行程测量方法，其特征在于，所述步骤S1中连杆的水平位移由电机驱动连杆转动实现。
3.根据权利要求2所述的适用于GIS隔离开关分合闸的位置行程测量方法，其特征在于，所述步骤S2中，通过电机的电流信号触发连杆的位移时间。
4.根据权利要求1所述的适用于GIS隔离开关分合闸的位置行程测量方法，其特征在于，所述步骤S1中度量连杆的水平位移量的方法为：
A1、假设：连杆的全程位移量为a2，分合闸连杆的插入位移量为a2- a1，位移开量为a1，则，a2=n*D （1），
式（1）中，D为连杆转动1圈的水平位移量，n为连杆转动的圈数；
A2、假设：连杆转动1圈，角位移传感器输出的脉冲组数为P，每组脉冲对应的位移量为d，则，d= D/P （2）。
5.根据权利要求4所述的适用于GIS隔离开关分合闸的位置行程测量方法，其特征在于，所述闸后位移量L≤位移开量a1。
6.适用于权利要求1-5任一所述的GIS隔离开关分合闸的位置行程测量方法的测量装置，其特征在于，包括包裹同圆心连杆的圆箍，其外周圈设有向测量模块反馈位移信号的角位移传感器；
设置于连杆断口处的断口传感器，向测量模块反馈断口信号；
连接电机的电流触发模块，向测量模块反馈电机的电流信号；
所述测量模块根据位移信号生成位移图的纵坐标：位移量，根据电流信号生成位移图的横坐标：位移时间；并根据断口信号的时间点，依据位移图截取连杆的位移量。
7.根据权利要求6所述的测量装置，其特征在于，所述连杆的全程位移量为a2，分合闸连杆的插入位移量为a2- a1，位移开量为a1，
分闸时，连杆的分闸位移量，即为插入位移量a2- a1，闸后位移量为L；
合闸时，连杆的合闸位移量，即为上述的闸后位移量为L；
且，L≤a1。
8.根据权利要求6所述的测量装置，其特征在于，所述测量模块接显示器，所述显示器输出位移图及截取的连杆的位移量。
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