CN110567618B - 触头啮合力检测装置和平台 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种触头啮合力检测装置和平台。触头啮合力检测装置，包括电阻应变式传感器和显示面板。电阻应变式传感器的外表面形状与梅花触头的内壁形状相匹配，在受到梅花触头施加的外力时产生形变，并根据形变计算外力的大小。显示面板与电阻应变式传感器电连接，用于显示计算出的压力的大小。本发明中由于电阻应变式传感器外表面形状与梅花触头的内壁形状相匹配，且能够根据形变计算出外力的大小，因此在需要检测梅花触头的啮合力时，只需要将电阻应变式传感器与梅花触头连接，即可在显示面板中显示出该梅花触头的实际啮合力，实现了对动、静触头间啮合力进行准确、便捷和直观的测量。
Description
技术领域
本发明涉及测量仪器技术领域，特别是涉及一种触头啮合力检测装置和平台。
背景技术
铠装移开式交流金属封闭开关柜(以下简称KYN柜)，其主回路开关设计为可移开小车型式，可以大大缩短故障复电时间，提高供电可靠性，并为断路器检修提供便利，因此在中压电网中广泛应用。KYN柜中采用静触头和移开式小车动触头构成可动联接的设计，这种可动联接设计，要求动静触头具有足够的啮合压力，以减少联接的接触电阻从而降低运行时的温升，同时也克服运行中各种工况下产生的电动力，保证主回路连接的动稳定性和热稳定性，确保设备运行的可靠性、安全性。
开关小车动触头的接触压力由俗称梅花触头的捆绑式弹簧提供，运行中的开关小车，长期受电场、磁场、高温的作用出现触头弹簧老化，则会导致静触头啮合压力不足，动、静触头连接部位接触电阻过大，将造成运行中温度过高从而引发故障，并且在运行中连接不牢固，在受到电动力的作用后也容易松脱，引发柜内电弧故障。因此开关小车动触头的啮合力大小是否达到设计值，是电力系统中操作人员、运行维护人员最为关心的KYN柜运行参数之一。但是目前对开关小车触头压力没办法进行直接准确的测量，只能靠肉眼对捆绑弹簧的外观进行观察，也就不能准确判断开关小车触头的性能是否符合设计要求，是否可以持续投入运行。
发明内容
基于此，有必要提供一种触头啮合力检测装置和平台，实现对动、静触头间啮合力进行准确、便捷和直观的测量。
本发明提供了一种触头啮合力检测装置，包括：
电阻应变式传感器，所述电阻应变式传感器的外表面形状与梅花触头的内壁形状相匹配，在受到梅花触头施加的外力时产生形变，并根据自身所述形变计算所述外力的大小；以及
显示面板，与所述电阻应变式传感器电连接，用于显示计算出的所述压力的大小。
在其中一个实施例中，所述电阻应变式传感器包括：
基座；
弹性体，与所述基体同轴设置，共同形成模拟触头，且所述弹性体与所述基座之间存在间隙，以使所述弹性体在受到压力时产生弹性形变；
电阻应变片，设置于所述弹性体，所述弹性体产生形变时所述电阻应变片相应产生形变，所述电阻应变片的形变引起其电阻发生改变；以及
检测电路，与所述电阻应变片电连接，用于根据所述电阻应变片的电阻的变化计算所述弹性体受到的压力。
在其中一个实施例中，所述弹性体的固定端与所述基座的固定端固定连接，所述基座的自由端和所述弹性体的自由端位于所述弹性体的固定端和/或所述基座的固定端固定的同一侧。
在其中一个实施例中，所述弹性体包括：
头部，设置于所述弹性体的自由端，呈半环状，用于与所述梅花触头中的部分触点弹性接触；和
横梁，一端与所述头部固定连接，另一端与所述基座的固定端固定连接，在所述头部受到压力时产生形变。
在其中一个实施例中，所述头部关于经过所述横梁与所述头部连接处的所述模拟触头的轴截面对称。
在其中一个实施例中，所述基座上设置凹槽，所述凹槽的形状与所述头部的形状相匹配。
在其中一个实施例中，所述横梁中设置有安装槽和过孔，其中所述安装槽用于放置所述电阻应变片，所述电阻应变片与所述检测电路利用穿过所述过孔的导线实现电连接。
基于同一发明构思，本发明还提供了一种触头啮合力检测平台，包括测试基台和设置在所述测试基台上的触头啮合力检测装置，其中所述触头啮合力检测装置为上述任一实施例所述的触头啮合力检测装置。
在其中一个实施例中，所述测试基台包括：
开关小车支撑导轨；和
安装板，设置于所述开关小车导轨的一端，且与所述开关小车支撑导轨垂直。
在其中一个实施例中，所述安装板上设置有多个孔洞，所述孔洞与所述电阻应变式传感器一一对应，所述电阻应变式传感器嵌入设置在所述孔洞中。
在其中一个实施例中，所述显示面板中设置有多个数显仪表，所述数显仪表与所述孔洞一一对应，用于显示安装在所述孔洞中的所述电阻应变式传感器检测到的压力的大小。
在其中一个实施例中，所述电阻应变式传感器还包括阻挡部，所述阻挡部设置于所述电阻应变式传感器嵌入所述安装板的一端，用于防止在与所述梅花触头实现连接过程中从所述安装板中滑落。
综上，本发明提供了一种触头啮合力检测装置和平台。触头啮合力检测装置，包括电阻应变式传感器和显示面板。所述电阻应变式传感器的外表面形状与梅花触头的内壁形状相匹配，在受到梅花触头施加的外力时产生形变，并根据自身所述形变计算所述外力的大小。所述显示面板与所述电阻应变式传感器电连接，用于显示计算出的所述压力的大小。本发明中，由于电阻应变式传感器外表面形状与梅花触头的内壁形状相匹配，且能够根据所述形变计算出所述外力的大小，因此在需要检测梅花触头的啮合力时，只需要将电阻应变式传感器与梅花触头连接，即可在显示面板中显示出该梅花触头的实际啮合力，实现了对动、静触头间啮合力进行准确、便捷和直观的测量，避免了因啮合压力不足而导致开关柜内发生故障。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种触头啮合力检测装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种触头啮合力检测装置的电气结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种触头啮合力检测装置的剖面结构示意图；
图4为本发明实施例提供的电阻应变式传感器测试原理示意图；
图5为本发明实施例提供的一种触头啮合力检测平台的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的一种安装板的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，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改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
请参见图1、图2和图3，本发明实施例提供了一种触头啮合力检测装置，包括电阻应变式传感器100和显示面板200。
所述电阻应变式传感器100的外表面形状与梅花触头的内壁形状相匹配，在受到梅花触头施加的外力时产生形变，并根据自身所述形变计算所述外力的大小。
所述显示面板200与所述电阻应变式传感器100电连接，用于显示计算出的所述压力的大小。
可以理解，由于电阻应变式传感器100外表面形状与梅花触头的内壁形状相匹配，且能够根据自身所述形变计算出所述外力的大小，因此在需要检测梅花触头的啮合力时，只需要将电阻应变式传感器100与梅花触头连接，即可在显示面板200中显示出该梅花触头的实际啮合力，实现了对动、静触头间啮合力进行准确、便捷和直观的测量。此外，还避免了因静触头啮合压力不足，动、静触头连接部位接触电阻过大，造成运行中温度过高而引发故障，以及运行过程中因啮合力不足使得连接不牢固，在受到电动力的作用后产生松脱而引发柜内电弧故障，降低了损坏设备的风险。
在其中一个实施例中，所述电阻应变式传感器100包括基座110、弹性体120、电阻应变片130和检测电路140。
所述弹性体120与所述基体同轴设置，共同形成模拟触头，且所述弹性体120与所述基座110之间存在间隙，以使所述弹性体120在受到压力时产生弹性形变。
所述电阻应变片130设置于所述弹性体120，所述弹性体120产生形变时所述电阻应变片130相应产生形变，所述电阻应变片130的形变引起其电阻发生改变。
所述检测电路140与所述电阻应变片130电连接，用于根据所述电阻应变片130的电阻的变化计算所述弹性体120受到的压力。
本实施例中，所述弹性体120与所述基体同轴设置，共同形成模拟触头，即所述模拟触头的外表形状与所述梅花触头的内壁形状相匹配，因此可与梅花触头实现连接。由于所述弹性体120与所述基座110之间存在间隙，以使所述弹性体120在受到压力时产生弹性形变，因此设置于所述弹性体120的所述电阻应变片130也会相应产生形变。可以理解，一般电阻应变片130是由直径为0.02～0.05mm的康铜丝或镍铬丝绕成栅状(或用很薄的金属箔腐蚀成栅状)夹在两层绝缘薄片中(基底)制成，用镀银铜线与应变片丝栅连接，作为电阻片引线，它能将机械构件上应变的变化转换为电阻变化。当所述横梁发生形变时，电阻应变片130两端受力产生形变，从而引起电阻率发生变化，即所述电阻应变片130的电阻发生变化。因此，可以通过电阻应变片130电阻的变化来计算所述模拟开关受到的压力，即计算出所述梅花触头的啮合力。
请参见图4，本实施例中，所述检测电路140采用惠更斯桥对应变片的电阻进行检测，所述应变片具有两条引出线，通过这两条引出线接入到惠更斯桥中(即图中待测应变电阻的位置)，实现对电阻应变片130的电阻变化的测量，进而将电阻的变化转变为电压输出，并进一步根据输出的电压确认梅花触头弹性体120施加的压力的大小。
在其中一个实施例中，所述弹性体120的固定端与所述基座110的固定端固定连接，所述基座110的自由端和所述弹性体120的自由端位于所述弹性体120的固定端和/或所述基座110的固定端固定的同一侧。
在其中一个实施例中，所述弹性体120包括头部121和横梁122。
所述头部121设置于所述弹性体120的自由端，呈半环状，用于与所述梅花触头中的部分触点弹性接触；和
所述横梁122一端与所述头部121固定连接，另一端与所述基座110的固定端固定连接，在所述头部121受到压力时产生形变。
本实施例中，所述头部121与所述梅花触头中的部分触点弹性接触，接收梅花触头施加的压力后向基座110靠近，同时带动所述横梁122与头部121连接的一端也想基座110靠拢，由于所述横梁122的另一端(即所述弹性体120的固定端)与基座110一体成型/固定连接，二者的固定端之间不存在间隙，因此横梁122的固定端无法向基座110靠拢，从而引起所述横梁122发生形变。
在其中一个实施例中，所述头部121关于经过所述横梁122与所述头部121连接处的所述模拟触头的轴截面对称。
可以理解，所述头部121关于经过所述横梁122与所述头部121连接处的所述模拟触头的轴截面对称，即所述弹性体120为T型弹性体120时，不仅可以承受称重传感器所受的外力，对外力产生反作用力，达到相对静平衡；其次还能够要产生一个高品质的应变场(区)，即T型弹性体120仅在垂直于中心轴方向的力的作用下产生形变，使粘贴在此区的电阻应变片130比较理想的完成形变到电信号的转换任务，有利于提高检测的可靠性。
在其中一个实施例中，所述基座110上设置凹槽111，所述凹槽111的形状与所述头部121的形状相匹配。本实施例中，通过设置与所述头部121的形状相匹配的凹槽111，形成与梅花触头内壁形状匹配的模拟触头。
在其中一个实施例中，所述横梁122中设置有安装槽(未图示)和过孔(未图示)，其中所述安装槽用于放置所述电阻应变片130，所述电阻应变片130与所述检测电路140利用穿过所述过孔的导线实现电连接。本实施例中，所述安装槽设置在所述横梁122的侧面，以使横向在受到压力发生形变时可以引起所述电阻应变片130产生形变。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种触头啮合力检测平台，请参见图5，所述触头啮合力检测平台包括测试基台300和设置在所述测试基台300上的触头啮合力检测装置，其中所述触头啮合力检测装置为上述任一实施例所述的触头啮合力检测装置。
在其中一个实施例中，所述测试基台300包括开关小车支撑导轨310和安装板320，其中所述安装板320设置于所述开关小车导轨的一端，且与所述开关小车支撑导轨310垂直。可以理解，所述安装板320用于放置所述电阻应变式传感器100，所述电阻应变式传感器100的中心轴与所述开关小车导轨平行，以使开关小车在沿所述开关小车支撑导轨310移动时，开关小车上水平设置的静触头可与安装板320上的电阻应变式传感器100实现可动连接，进而分别测试开关小车上各个静触头的啮合力。
在其中一个实施例中，请参见图6，所述安装板320上设置有多个孔洞321，所述孔洞321与所述电阻应变式传感器100一一对应，所述电阻应变式传感器100嵌入设置在所述孔洞321中。本实施例中，通过嵌入的方式将所述电阻应变式传感器100设置在所述安装板320上，便于在电阻应变式传感器100发生损坏时进行更换。
在其中一个实施例中，所述显示面板200中设置有多个数显仪表，所述数显仪表与所述孔洞321一一对应，用于显示安装在所述孔洞321中的所述电阻应变式传感器100检测到的压力的大小。
在其中一个实施例中，所述电阻应变式传感器100还包括阻挡部400，所述阻挡部设置于所述电阻应变式传感器100嵌入所述安装板320的一端，用于防止在与所述梅花触头实现连接过程中从所述安装板320中滑落。
综上，本发明提供了一种触头啮合力检测装置和平台。触头啮合力检测装置，包括电阻应变式传感器100和显示面板200。所述电阻应变式传感器100的外表面形状与梅花触头的内壁形状相匹配，在受到梅花触头施加的外力时产生形变，并根据所述形变计算所述外力的大小。所述显示面板200与所述电阻应变式传感器100电连接，用于显示计算出的所述压力的大小。本发明中，由于电阻应变式传感器100外表面形状与梅花触头的内壁形状相匹配，且能够根据所述形变计算出所述外力的大小，因此在需要检测梅花触头的啮合力时，只需要将电阻应变式传感器100与梅花触头连接，即可在显示面板200中显示出该梅花触头的实际啮合力，实现了对动、静触头间啮合力进行准确、便捷和直观的测量，避免了因啮合压力不足而导致开关柜内发生故障。此外，还避免了因静触头啮合压力不足，动、静触头连接部位接触电阻过大，造成运行中温度过高而引发故障，以及运行过程中因啮合力不足使得连接不牢固，在受到电动力的作用后产生松脱而引发柜内电弧故障，降低了损坏设备的风险。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (6)
1.一种触头啮合力检测装置，其特征在于，包括：
电阻应变式传感器，所述电阻应变式传感器的外表面形状与梅花触头的内壁形状相匹配，在受到梅花触头施加的外力时产生形变，并根据自身所述形变计算所述外力的大小；以及
显示面板，与所述电阻应变式传感器电连接，用于显示计算出的所述外力的大小；所述电阻应变式传感器包括：
基座；
弹性体，与所述基座同轴设置，共同形成模拟触头，且所述弹性体与所述基座之间存在间隙，以使所述弹性体在受到外力时产生弹性形变，所述弹性体的固定端与所述基座的固定端固定连接，所述基座的自由端和所述弹性体的自由端位于所述弹性体的固定端和所述基座的固定端固定的同一侧；
电阻应变片，设置于所述弹性体，所述弹性体产生形变时所述电阻应变片相应产生形变，所述电阻应变片的形变引起其电阻发生改变；以及
检测电路，与所述电阻应变片电连接，用于根据所述电阻应变片的电阻的变化计算所述弹性体受到的外力，所述弹性体包括：
头部，设置于所述弹性体的自由端，呈半环状，用于与所述梅花触头中的部分触点弹性接触；和
横梁，一端与所述头部固定连接，另一端与所述基座的固定端固定连接，在所述头部受到外力时产生形变，所述横梁中设置有安装槽和过孔，其中所述安装槽用于放置所述电阻应变片，所述电阻应变片与所述检测电路利用穿过所述过孔的导线实现电连接，所述头部关于经过所述横梁与所述头部连接处的所述模拟触头的轴截面对称，所述基座上设置凹槽，所述凹槽的形状与所述头部的形状相匹配。
2.一种触头啮合力检测平台，其特征在于，包括测试基台和设置在所述测试基台上的触头啮合力检测装置，其中所述触头啮合力检测装置为权利要求1所述的触头啮合力检测装置。
3.如权利要求2所述的触头啮合力检测平台，其特征在于，所述测试基台包括：
开关小车支撑导轨；和
安装板，设置于所述开关小车支撑导轨的一端，且与所述开关小车支撑导轨垂直。
4.如权利要求3所述的触头啮合力检测平台，其特征在于，所述安装板上设置有多个孔洞，所述孔洞与所述电阻应变式传感器一一对应，所述电阻应变式传感器嵌入设置在所述孔洞中。
5.如权利要求4所述的触头啮合力检测平台，其特征在于，所述显示面板中设置有多个数显仪表，所述数显仪表与所述孔洞一一对应，用于显示安装在所述孔洞中的所述电阻应变式传感器检测到的外力的大小。
6.如权利要求3所述的触头啮合力检测平台，其特征在于，所述电阻应变式传感器还包括阻挡部，所述阻挡部设置于所述电阻应变式传感器嵌入所述安装板的一端，用于防止所述电阻应变式传感器在与所述梅花触头实现连接过程中从所述安装板中滑落。
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