CN110631820A - 一种快速机械开关绝缘到位时间测试工装及测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速机械开关绝缘到位时间测试工装及测试装置，该工装包括固定装置、位置调节装置和检测弹簧，该测试装置包括真空灭弧室、电磁斥力结构、示波器、智能控制机柜、控制回路及所述工装。本发明利用检测弹簧作为测量介质，通过将工装安装在快速机械开关上，根据不同型号真空灭弧室调节绝缘距离，实现多次有效的对快速机械开关运动到绝缘距离的时间进行精确测量；本发明的工装结构简单，拆卸组装十分便捷，检测弹簧的弹性延长了其使用寿命，大大减少了测量时间；该装置同时对快死机械开关测量不同行程时间也起到了新的指导作用，为测量绝缘到位时间提出了新的思路和简便的测试方法。

Description

一种快速机械开关绝缘到位时间测试工装及测试装置

技术领域

本发明属于快速机械开关测试技术领域，具体涉及一种快速机械开关绝缘到位时间测试工装及测试装置。

背景技术

随着近些年高压直流输电的大力发展，相应的对输电设备和输电安全提出了新的挑战。解决高压直流输电短路问题，目前国内外大多采用快速机械开关，快速机械开关具有快速切除故障等优点，当线路出现故障时快速机械开关需要在极短时间内带动真空灭弧室触头开断到耐受故障切除过程中暂态分断电压的绝缘距离要求，运动到绝缘距离时间是反映快速机械开关可靠性的关键因素。目前测量绝缘到位时间通常都采用滑动电阻测量，但所测量结果误差较大，不能准确反映快速机械开关切断电流能力，同时测量装置不能多次利用，往往不能达到很好的测量的效果。因此设计出一种精确、可靠和耐用的测量快速机械开关运动到绝缘距离时间的装置成为一个迫切的关键技术要求。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种快速机械开关绝缘到位时间测试工装及测试装置，旨在解决既有方法中存在的以上技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种用于进行快速机械开关绝缘到位时间测试的工装，包括：

固定装置、位置调节装置和检测弹簧；

所述固定装置用于将所述检测弹簧固定在所述位置调节装置上；

所述位置调节装置用于调节所述检测弹簧到快速机械开关的绝缘距离，并将调节后的工装固定在快速机械开关上；

所述检测弹簧用于在快速机械开关开闸达到绝缘距离时与真空灭弧室接触形成电流通路。

进一步地，所述固定装置一侧设置有贯穿所述固定装置的检测弹簧通孔；

所述检测弹簧穿过所述固定装置侧面的检测弹簧通孔并进行固定；

所述位置调节装置为L型结构，其一个端面与所述固定装置固定连接，另一端面与快速机械开关固定连接。

进一步地，所述固定装置在检测弹簧通孔的两侧分别设置有第一固定孔和第二固定孔，并通过第一固定孔和第二固定孔与所述位置调节装置固定连接。

进一步地，所述固定装置顶部设置有与所述检测弹簧通孔联通的第三固定孔，并通过与所述第三固定孔对应的第三螺丝将穿过所述检测弹簧通孔的检测弹簧进行固定。

进一步地，所述位置调节装置的一个端面设置有用于所述检测弹簧穿过并进行移动调节的移动调节滑槽，且在所述移动调节滑槽两侧分别设置有第一调节滑槽和第二调节滑槽，并通过分别穿过所述第一调节滑槽和第二调节滑槽的第一螺丝和第二螺丝与所述固定装置侧面的第一固定孔和第二固定孔固定连接。

进一步地，所述位置调节装置的另一端面分别设置有第四固定孔和第五固定孔，并通过分别穿过所述第四固定孔和第五固定孔的第四螺丝和第五螺丝与快速机械开关固定连接。

基于上述用于进行快速机械开关绝缘到位时间测试的工装，本发明还提出了一种应用上述工装的测试装置，包括：

真空灭弧室、电磁斥力结构、示波器、智能控制机柜、控制回路及如权利要求1至8任一所述的工装；

所述真空灭弧室包括触头A和触头B，所述触头A和触头B上下层叠并通过传动杆与所述电磁斥力结构连接，所述触头B的下方设置有固定在所述传动杆上的连杆螺母；

所述电磁斥力结构包括从上往下依次层叠设置的分闸线圈、金属盘和合闸线圈，所述金属盘的中心位置与所述传动杆固定连接；

所述示波器的一端与触头B电连接，所述示波器的另一端与所述工装的检测弹簧的一端电连接，所述示波器的触发信号输入端与所述智能控制机柜连接；

所述控制回路包括晶闸管K1、储能电容C1和续流二极管D1，所述晶闸管K1的阳极经过储能电容C1与所述分闸线圈电连接，所述晶闸管K1的阴极与所述金属盘电连接，所述晶闸管K1的控制极与所述智能控制机柜连接，所述续流二极管D1的正极与所述分闸线圈电连接，所述续流二极管D1的负极与所述金属盘电连接；

所述工装固定在快速机械开关上，其检测弹簧的另一端设置为与连杆螺母间隔需要测试的快速机械开关绝缘距离。

本发明的有益效果是：本发明利用检测弹簧作为测量介质，通过将工装安装在快速机械开关上，根据不同型号真空灭弧室调节绝缘距离，实现多次有效的对快速机械开关运动到绝缘距离的时间进行精确测量；本发明的工装结构简单，拆卸组装十分便捷，检测弹簧的弹性延长了其使用寿命，大大减少了测量时间；该装置同时对快死机械开关测量不同行程时间也起到了新的指导作用，为测量绝缘到位时间提出了新的思路和简便的测试方法。

附图说明

图1是本发明的用于进行快速机械开关绝缘到位时间测试的工装结构图；

图2是本发明的工装正视图；

图3是本发明的工装俯视图；

图4是本发明的工装后视图；

图5是本发明的工装侧视图；

图6是本发明的快速机械开关绝缘到位时间测试装置结构示意图。

其中附图标记为：固定装置1，检测弹簧通孔101，第一固定孔102，第二固定孔103，第三固定孔104，第一螺丝105，第二螺丝106，第三螺丝107，位置调节装置2，移动调节滑槽201，第一调节滑槽202，第二调节滑槽203，第四固定孔204，第五固定孔205，检测弹簧3。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

目前用于高压直流断路器的快速机械开关多采用斥力机构和永磁机构作为驱动装置，为了能快速切除线路故障，要求快速机械开关要在几ms内带动真空灭弧室运动到耐受故障切除过程中暂态分段电压的绝缘距离要求。因此准确测量快速机械开关运动到绝缘距离时间对于有效分断极其重要。

因此，本发明提供了一种能够有效、准确测量快速机械开关运动到绝缘距离时间的工装，包括：固定装置1、位置调节装置2和检测弹簧3；

其中固定装置1用于将所述检测弹簧3固定在所述位置调节装置2上；位置调节装置2用于调节所述检测弹簧3到快速机械开关的绝缘距离，并将调节后的工装固定在快速机械开关上；检测弹簧3用于在快速机械开关开闸达到绝缘距离时与真空灭弧室接触形成电流通路。

本发明采用能够多次利用的检测弹簧3作为测量介质，不仅解决了测量误差较大的问题，同时也利用了检测弹簧3的导电性和可恢复性特性，实现多次有效的利用该工装对快速机械开关运动到绝缘距离所需时间进行精确测量。

本发明中的固定装置1采用立方体结构，其一个侧面设置有贯穿所述固定装置1的检测弹簧通孔101，在该侧面的检测弹簧通孔101的两侧分别设置有第一固定孔102和第二固定孔103，并通过第一固定孔102和第二固定孔103 与所述位置调节装置2固定连接。

作为一种实现方式，这里的第一固定孔102和第二固定孔103均为螺纹孔，从而可以利用螺栓与第一固定孔102和第二固定孔103连接，将固定装置1与位置调节装置2固定连接。

此外，固定装置1顶部还设置有与所述检测弹簧通孔101联通的第三固定孔104，第三固定孔104与检测弹簧通孔101形成T型通孔，第三固定孔104 采用螺纹孔，从而可以通过与所述第三固定孔104对应的第三螺丝107旋紧抵触穿过所述检测弹簧通孔101的检测弹簧3，将检测弹簧3固定在检测弹簧通孔101内。

将整个工装安装固定在快速机械开关上后，通过调节检测弹簧3伸缩距离，使检测弹簧3在测量时能与快速机械开关上的连杆螺丝稳定接触。调节好长度之后，用第三螺丝固定好检测弹簧3，防止其松动。

本发明通过固定装置1将位置调节装置2和检测弹簧3固定为一个牢固的整体，为了增大测量回路导电性能，同时增加工装自身硬度，减小快速机械开关动作时抖动带来测量误差，因此选用金属材料。

本发明中的位置调节装置2为L型结构，其一个端面与所述固定装置1固定连接，另一端面与快速机械开关固定连接；具体地，位置调节装置2的一个端面设置有用于所述检测弹簧3穿过并进行移动调节的移动调节滑槽201，且在所述移动调节滑槽201两侧分别设置有第一调节滑槽202和第二调节滑槽 203，并通过分别穿过所述第一调节滑槽202和第二调节滑槽203的第一螺丝 105和第二螺丝106与所述固定装置1侧面的第一固定孔102和第二固定孔103 固定连接，从而将位置调节装置2与固定装置1连接固定成一个整体；同时根据不同型号真空灭弧室所要测试的绝缘距离调节第一螺丝105和第二螺丝106 分别在第一调节滑槽202和第二调节滑槽203内的位置，实现不同绝缘距离的快速机械开关进行快速测试，提高了快速机械开关的测试效率。

位置调节装置2的另一端面分别设置有第四固定孔204和第五固定孔205，并通过分别穿过所述第四固定孔204和第五固定孔205的第四螺丝和第五螺丝与快速机械开关固定连接，从而将调节好位置的工装稳定固定在所测快速机械开关上。

本发明中的检测弹簧3选用中径较小、长度适宜和刚度较小的弹簧，其具有几方面的作用：第一，利用检测弹簧3在测量时起导通电流作用；第二，在多次测量过程中，由于检测弹簧3具有弹性因此其恢复性很强，这样不仅提高了测试效率同时也能高测量的准确性；第三，选用中径和弹性系数较小的检测弹簧3，便于测量电压等级较低、绝缘距离较短的快速机械开关，同时避免在检测弹簧3测量过程中弯曲时所带来的反力，从而减小测量误差，提高测量结果的精度。

下面针对上述用于进行快速机械开关绝缘到位时间测试的工装，本发明提出了一种快速机械开关绝缘到位时间测试装置，包括：

真空灭弧室、电磁斥力结构、示波器、智能控制机柜、驱动电路及上述工装；

所述真空灭弧室包括触头A和触头B，所述触头A和触头B上下层叠并通过传动杆与所述电磁斥力结构连接，所述触头B的下方设置有固定在所述传动杆上的连杆螺母；

所述电磁斥力结构包括从上往下依次层叠设置的分闸线圈、金属盘和合闸线圈，所述金属盘的中心位置与所述传动杆固定连接；

所述示波器的一端与触头B电连接，所述示波器的另一端与所述工装的检测弹簧3的一端电连接，所述示波器的触发信号输入端与所述智能控制机柜连接；

所述驱动电路包括晶闸管K1、储能电容C1和续流二极管D1，所述晶闸管K1的阳极经过储能电容C1与所述分闸线圈电连接，所述晶闸管K1的阴极与所述金属盘电连接，所述晶闸管K1的控制极与所述智能控制机柜连接，所述续流二极管D1的正极与所述分闸线圈电连接，所述续流二极管D1的负极与所述金属盘电连接；

所述工装固定在快速机械开关上，其检测弹簧3的另一端设置为与连杆螺母间隔需要测试的快速机械开关绝缘距离。

本发明在示波器与工装的检测弹簧3之间还设置有指示灯和电池，电池的正极经过电阻和指示灯与所述工装的检测弹簧3的一端电连接，电池的负极接地并与示波器的另一端电连接。

本发明的快速机械开关绝缘到位时间测试装置的工作原理为：

当晶闸管K1导通后，储能电容器C1向分闸线圈放电产生脉冲电流，该电流在线圈周围产生交变磁场，金属盘由于磁场的作用产生反向的感应涡流，感应涡流产生的磁场与分闸线圈产生的磁场产生巨大的电磁斥力，推动金属盘运动，进而带动传动杆以及真空灭弧室触头运动，实现快速开断操作。续流二极管D1起导通和续流作用，关合过程原理类似。快速机械开关的作用就是在线路发生故障时，以极短的时间切断线路，起保护线路的作用。

利用本发明的快速机械开关绝缘到位时间测试装置测量快速机械开关运动到绝缘距离时间的测试方式为：

将数字示波器一端接在真空灭弧室触头B端，另一端接在工装弹簧上的一端，并在示波器上添加一个触发信号。因为测量前，开关处于合闸状态，触头 A和B接触。当输电线路出现故障时，智能控制机柜给快速机械开关分闸信号，然后控制回路放电，储能电容C1给分闸线圈通电形成磁场，金属盘上感应形成涡流，形成的电磁斥力从而推动金属盘的运动，进而带动真空灭弧室触头B 快速运动。当触头运动到绝缘距离后，测量弹簧3和传动杆处的连杆螺母接触，此时测量回路接通，此时测量指示灯点亮，电流信号触发示波器进行波形采集，示波器采集到相应的运动到绝缘距离时间波形。

绝缘距离时间波形图如图5所示，快速机械开关到达绝缘距离时间为触发信号和绝缘到位信号时间的差。这里以500kV快速机械机械开关为例，绝缘距离为10mm，所测到达绝缘距离时间为1.82ms，可精确至微秒。这与滑动电阻和激光位移传感器测量数据更加准确，同时，由于该工装是直接固定在快速机械开关上的，测量弹簧3与连杆螺母接触紧密，在测量过程中能够形成稳定的回路，因此所测结果也会更加可靠。由于该工装结构简单，使用起来拆卸组装十分便捷，检测弹簧3的弹性延长了其使用寿命，大大减少了测量时间。该装置同时对快速机械开关测量不同行程时间也起到了新的指导作用，为测量绝缘到位时间提出了新的思路和简便的测试方法。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种用于进行快速机械开关绝缘到位时间测试的工装，其特征在于，包括：

固定装置(1)、位置调节装置(2)和检测弹簧(3)；

所述固定装置(1)用于将所述检测弹簧(3)固定在所述位置调节装置(2)上；

所述位置调节装置(2)用于调节所述检测弹簧(3)到快速机械开关的绝缘距离，并将调节后的工装固定在快速机械开关上；

所述检测弹簧(3)用于在快速机械开关开闸达到绝缘距离时与真空灭弧室接触形成电流通路。

2.如权利要求1所述的用于进行快速机械开关绝缘到位时间测试的工装，其特征在于，

所述固定装置(1)一侧设置有贯穿所述固定装置(1)的检测弹簧通孔(101)；

所述检测弹簧(3)穿过所述固定装置(1)侧面的检测弹簧通孔(101)并进行固定；

所述位置调节装置(2)为L型结构，其一个端面与所述固定装置(1)固定连接，另一端面与快速机械开关固定连接。

3.如权利要求2所述的用于进行快速机械开关绝缘到位时间测试的工装，其特征在于，

所述固定装置(1)在检测弹簧通孔(101)的两侧分别设置有第一固定孔(102)和第二固定孔(103)，并通过第一固定孔(102)和第二固定孔(103)与所述位置调节装置(2)固定连接。

4.如权利要求3所述的用于进行快速机械开关绝缘到位时间测试的工装，其特征在于，

所述固定装置(1)顶部设置有与所述检测弹簧通孔(101)联通的第三固定孔(104)，并通过与所述第三固定孔(104)对应的第三螺丝(107)将穿过所述检测弹簧通孔(101)的检测弹簧(3)进行固定。

5.如权利要求4所述的用于进行快速机械开关绝缘到位时间测试的工装，其特征在于，

所述位置调节装置(2)的一个端面设置有用于所述检测弹簧(3)穿过并进行移动调节的移动调节滑槽(201)，且在所述移动调节滑槽(201)两侧分别设置有第一调节滑槽(202)和第二调节滑槽(203)，并通过分别穿过所述第一调节滑槽(202)和第二调节滑槽(203)的第一螺丝(105)和第二螺丝(106)与所述固定装置(1)侧面的第一固定孔(102)和第二固定孔(103)固定连接。

6.如权利要求5所述的用于进行快速机械开关绝缘到位时间测试的工装，其特征在于，

所述位置调节装置(2)的另一端面分别设置有第四固定孔(204)和第五固定孔(205)，并通过分别穿过所述第四固定孔(204)和第五固定孔(205)的第四螺丝和第五螺丝与快速机械开关固定连接。

7.一种快速机械开关绝缘到位时间测试装置，其特征在于，包括：

真空灭弧室、电磁斥力结构、示波器、智能控制机柜、控制回路及如权利要求1至8任一所述的工装；

所述真空灭弧室包括触头A和触头B，所述触头A和触头B上下层叠并通过传动杆与所述电磁斥力结构连接，所述触头B的下方设置有固定在所述传动杆上的连杆螺母；

所述电磁斥力结构包括从上往下依次层叠设置的分闸线圈、金属盘和合闸线圈，所述金属盘的中心位置与所述传动杆固定连接；

所述示波器的一端与触头B电连接，所述示波器的另一端与所述工装的检测弹簧(3)的一端电连接，所述示波器的触发信号输入端与所述智能控制机柜连接；

所述控制回路包括晶闸管K1、储能电容C1和续流二极管D1，所述晶闸管K1的阳极经过储能电容C1与所述分闸线圈电连接，所述晶闸管K1的阴极与所述金属盘电连接，所述晶闸管K1的控制极与所述智能控制机柜连接，所述续流二极管D1的正极与所述分闸线圈电连接，所述续流二极管D1的负极与所述金属盘电连接；

所述工装固定在快速机械开关上，其检测弹簧(3)的另一端设置为与连杆螺母间隔需要测试的快速机械开关绝缘距离。

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