CN110966915B - 隔离开关制造方法及驱动机构输出转角-温度试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及角度计量技术领域，特别涉及一种隔离开关制造方法及驱动机构输出转角‑温度试验装置。该试验装置包括恒温箱、隔离开关驱动机构、安装轴和角度传感器；隔离开关驱动机构设于恒温箱内；安装轴单独设置，并固定连接在隔离开关驱动机构的输出轴上且与输出轴同轴，或者安装轴直接由隔离开关驱动机构的输出轴构成；角度传感器固定在安装轴上，用于测量隔离开关驱动机构的输出转角。该试验装置用于测量隔离开关驱动机构在不同温度条件下的输出转角。

Description

隔离开关制造方法及驱动机构输出转角-温度试验装置

技术领域

本发明涉及角度计量技术领域，特别涉及一种隔离开关制造方法及驱动机构输出转角-温度试验装置。

背景技术

隔离开关的运行受使用环境中温度的影响较大，高温和低温会使隔离开关的机械特性发生变化，进而会使隔离开关驱动机构的输出转角发生变化，输出转角过小会导致隔离开关无法正常合闸，输出转角过大，会导致隔离开关的动、静触头冲击过大而受损；总之，隔离开关驱动机构的输出转角异常，会使隔离开关无法正常工作，进而会影响电力系统的安全稳定运行。

因此，在设计隔离开关之前，需要先研究隔离开关在不同温度下其驱动机构的输出转角的大小，以便设置角度补偿量使隔离开关在各种温度条件下均能正常分合闸。

发明内容

本发明的目的是提供一种隔离开关制造方法，用于设计在不同温度下均能正常分合闸的隔离开关；本发明还提供一种驱动机构输出转角-温度试验装置，用于实施上述隔离开关制造方法。

为实现上述目的，本发明所提供的隔离开关制造方法采用以下技术方案：

根据隔离开关驱动机构的输出转角与温度的关系，为要制造的隔离开关预设角度补偿量，使其满足相应温度下分合闸到位的要求；其中隔离开关驱动机构的输出转角与温度的关系是通过以下步骤获得的：

步骤一，测量不同温度条件下试验用隔离开关驱动机构的输出转角；

步骤二，根据试验所得数据，绘制输出转角-温度曲线，此曲线即代表隔离开关驱动机构的输出转角与温度的关系。

本发明所提供的隔离开关制造方法的有益效果是：该方法通过测量不同温度条件下试验用隔离开关驱动机构的输出转角，然后根据测得的输出转角的数据，绘制出输出转角-温度曲线，在制造隔离开关时，可以根据上述曲线得到各种温度条件下对应的隔离开关的输出转角，然后为要制造的隔离开关预设角度补偿量，使其满足相应温度下分合闸到位的要求。

进一步的，温度的变化是通过将试验用隔离开关驱动机构设在恒温箱内实现的。通过恒温箱设置温度的变化，不仅简单方便，而且温度条件稳定，使得试验的结果更加准确。

进一步的，试验用隔离开关驱动机构的输出转角是通过相对试验用隔离开关驱动机构的输出轴固定，并与之同步的角度传感器测量得到的。通过角度传感器测量试验用隔离开关驱动机构的输出转角简单方便。

本发明所提供的驱动机构输出转角-温度试验装置采用以下技术方案：

该驱动机构输出转角-温度试验装置用于测量不同温度条件下隔离开关驱动机构的输出转角，包括：

恒温箱；

隔离开关驱动机构，设于恒温箱内；

安装轴，单独设置，并固定连接在隔离开关驱动机构的输出轴上且与输出轴同轴，或者直接由隔离开关驱动机构的输出轴构成；

角度传感器，固定在安装轴上，用于测量隔离开关驱动机构的输出转角。

本发明所提供的驱动机构输出转角-温度试验装置的有益效果是：该试验装置包括恒温箱，恒温箱可以调节箱内的温度，从而可以模拟隔离开关实际使用过程中不同的温度环境，然后通过角度传感器，可以测量隔离开关驱动机构在不同温度条件下的输出转角，测量的输出转角可作为不同温度条件下使用的隔离开关开发的理论依据。

进一步的，角度传感器通过安装件固定在安装轴上，安装件为抱箍结构，在抱箍结构的一侧设有传感器安装板，角度传感器固定在传感器安装板上。该安装件的结构较为简单，且安装方便。

进一步的，角度传感器通过固定结构固定在安装轴上，固定结构包括供角度传感器固定的固定板和与固定板相对固定的螺纹柱，安装轴上配套螺纹柱设有供螺纹柱穿过的安装孔，固定结构的螺纹柱穿过安装孔后通过配套螺母实现固定结构的固定。这种形式的固定结构较为简单，且安装方便。

进一步的，当安装轴单独设置时，安装轴通过抱箍与隔离开关驱动机构的输出轴固定连接。这样设置便于在安装轴上安装角度传感器，避免隔离开关驱动机构的输出轴伸出其壳体过少而不便于安装角度传感器，通过抱箍连接较为方便简单。

进一步的，角度传感器为光电传感器。光电传感器具有体积小、重量轻、精度高、反应快的优点。

进一步的，角度传感器为磁敏电阻式角度传感器。磁敏电阻式角度传感器可靠性高，使用寿命长。

进一步的，驱动机构输出转角-温度试验装置还包括显示屏，角度传感器与显示屏信号连接。这样设置，可以直接在显示屏上显示出输出转角的具体数值。

附图说明

图1是本发明所提供的驱动机构输出转角-温度试验装置的实施例的结构示意图；

图2是本发明所提供的驱动机构输出转角-温度试验装置的实施例中的安装件的结构示意图；

图3是本发明所提供的隔离开关制造方法的实施例的输出转角与温度的关系图。

附图中：1-恒温箱，2-驱动机构，3-安装轴，4-连接抱箍，5-安装抱箍，6-角度传感器，7-数据线，8-显示屏，11-穿孔，21-输出轴，51-第一箍件，52-第二箍件，521-传感器安装板，101-曲线，102-趋势线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。

本发明所提供的驱动机构输出转角-温度试验装置的实施例：

如图1所示，该驱动机构输出转角-温度试验装置包括一个恒温箱1，恒温箱1能够调节箱内的温度并使箱内持续保持一定温度，在恒温箱1内安装有驱动机构2，驱动机构2为用于隔离开关的驱动机构，驱动机构2的输出轴21通过连接抱箍4固定连接有安装轴3，安装轴3与输出轴21同轴，连接抱箍4为工业生产中常用的抱箍结构。

如图1和图2所示，在安装轴3上固定有一个安装抱箍5，安装抱箍5包括第一箍件51和第二箍件52，第一箍件51和第二箍件52通过螺栓固定连接，第一箍件51和第二箍件52相对抱紧在安装轴3上，在第二箍件52上设有一个传感器安装板521，传感器安装板521用于安装角度传感器6，角度传感器6通过数据线7及相关模数转换器(图中未示出)与恒温箱1外的显示屏8连接，在恒温箱1上开设有供数据线7穿出的穿孔11，本实施例中的角度传感器6为光电传感器；安装抱箍5构成安装件。

该驱动机构输出转角-温度试验装置在使用时，首先调整恒温箱1内的温度为设定温度，然后启动驱动机构2，驱动机构2的输出轴21转动，并带动安装轴3转动，进而带动角度传感器6转动，角度传感器6可以测量出安装轴3的转动角度，进而可以测量出驱动机构2的输出转角，同时角度传感器6输出电信号，电信号经相关的模数转换器转换，并最终在显示屏8中显示出具体数值。

上述实施例中，角度传感器通过安装抱箍固定在安装轴上，安装抱箍构成安装件。在其他实施例中，角度传感器也可以通过其他形式安装在安装轴上，如：通过固定结构安装在安装轴上，固定结构包括供角度传感器固定的固定板和与固定板相对固定的螺纹柱，安装轴上配套螺纹柱设有供螺纹柱穿过的安装孔，固定结构的螺纹柱穿过安装孔后通过配套螺母实现固定结构的固定；或者，角度传感器可以自带一个沿安装轴的轴向延伸的安装板，安装板上设有安装孔，在安装轴上对应安装孔设有螺纹孔，安装板通过配套螺钉固定在安装轴上，从而实现角度传感器的固定。

上述实施例中，安装轴单独设置，并通过连接抱箍固定在驱动机构的输出轴上。在其他实施例中，安装轴也可以直接由驱动机构的输出轴构成，即角度传感器直接安装在驱动机构的输出轴上，同样可以使用。

上述实施例中，角度传感器为光电传感器。在其他实施例中，角度传感器也可以是其他类型的角度传感器，如可以是磁敏电阻式角度传感器。

上述实施例中，角度传感器与显示屏之间通过数据线信号连接。在其他实施例中，角度传感器也可以与显示屏无线信号连接，同样可以使用，由于无线信号连接方式较为常见，此处不再赘述。

本发明所提供的隔离开关制造方法的实施例：

首先将试验用隔离开关驱动机构(试验用隔离开关驱动机构的正常输出转角为90°)放入恒温箱内，分别设置恒温箱的温度为-60℃、-40℃、-20℃、0℃、+20℃、+40℃、+60℃，然后在每个温度条件下，测量五次隔离开关驱动机构的输出转角，并求出每个温度条件下对应的隔离开关驱动机构的输出转角的平均值，如下表1所示。

表1

根据表1中的平均输出转角及对应的温度值，利用MATLAB软件绘制出输出转角-温度曲线，如图3所示，曲线绘制过程为：首先根据(+60，90.716)、(+40，90.186)、(+20，90.022)、(0,88.658)、(-20,88.96)、(-40,89.1125)、(-60,88.062)七个点，绘制出曲线101，然后利用MATLAB软件可拟合出一条趋势线102，该趋势线102即代表了隔离开关驱动机构的输出转角与温度的关系；同时还可以得到输出转角与温度的方程：

f(x)＝P1·x⁴+P2·x³+P3·x²+P4·x+P5

其中，p1＝-1.853×10^-7,p2＝1.8×10^-6,p3＝7.781×10^-4,p4＝1.491×10^-2,P5＝88.9，此方程同样代表了隔离开关驱动机构的输出转角与温度的关系。

根据趋势线102或上述方程，可以得到-60℃～+60℃范围内任意温度条件下的隔离开关驱动机构的输出转角，根据得到的输出转角，可以为要制造的隔离开关预设角度补偿量，使其满足相应温度下分合闸到位的要求。

上述实施例中，通过将隔离开关驱动机构设置在恒温箱内来实现温度的调节。在其他实施例中，也可以通过其他途径来实现温度的调节，如低温的试验可以选择在一个冷库中进行，高温试验的环境也可以在一个封闭空间内通过空调等装置制造出来。

上述实施例中，隔离开关驱动机构的输出转角的测量是通过角度传感器实现的。在其他实施例中，隔离开关驱动机构的输出转角也可以通过其他方法得到，如可以在安装轴上固定一个指针，在指针所指位置通过其他支撑结构固定一个刻有角度的刻度盘，可以通过隔离开关驱动机构的输出轴转动过程中指针所指刻度的变化量来得到隔离开关驱动机构的输出转角。

Claims (10)

1.隔离开关制造方法，其特征是，根据隔离开关驱动机构的输出转角与温度的关系，为要制造的隔离开关预设角度补偿量，使其满足相应温度下分合闸到位的要求；其中隔离开关驱动机构的输出转角与温度的关系是通过以下步骤获得的：

步骤一，测量不同温度条件下试验用隔离开关驱动机构的输出转角；

步骤二，根据试验所得数据，绘制输出转角-温度曲线，此曲线即代表隔离开关驱动机构的输出转角与温度的关系。

2.根据权利要求1所述的隔离开关制造方法，其特征是，温度的变化是通过将试验用隔离开关驱动机构设在恒温箱内实现的。

3.根据权利要求1或2所述的隔离开关制造方法，其特征是，试验用隔离开关驱动机构的输出转角是通过相对试验用隔离开关驱动机构的输出轴固定，并与之同步的角度传感器测量得到的。

4.一种用于实施权利要求1所述的隔离开关制造方法的驱动机构输出转角-温度试验装置，用于测量不同温度条件下隔离开关驱动机构的输出转角，其特征是，包括：

恒温箱；

隔离开关驱动机构，设于恒温箱内；

安装轴，单独设置，并固定连接在隔离开关驱动机构的输出轴上且与输出轴同轴，或者直接由隔离开关驱动机构的输出轴构成；

角度传感器，固定在安装轴上，用于测量隔离开关驱动机构的输出转角；

根据得到的不同温度条件下的输出转角，为要制造的隔离开关预设角度补偿量，使其满足相应温度下分合闸到位的要求。

5.根据权利要求4所述的驱动机构输出转角-温度试验装置，其特征是，角度传感器通过安装件固定在安装轴上，所述安装件为抱箍结构，在抱箍结构的一侧设有传感器安装板，角度传感器固定在所述传感器安装板上。

6.根据权利要求4所述的驱动机构输出转角-温度试验装置，其特征是，角度传感器通过固定结构固定在安装轴上，所述固定结构包括供角度传感器固定的固定板和与固定板相对固定的螺纹柱，安装轴上配套螺纹柱设有供螺纹柱穿过的安装孔，固定结构的螺纹柱穿过安装孔后通过配套螺母实现固定结构的固定。

7.根据权利要求4或5或6所述的驱动机构输出转角-温度试验装置，其特征是，当安装轴单独设置时，安装轴通过抱箍与隔离开关驱动机构的输出轴固定连接。

8.根据权利要求4或5或6所述的驱动机构输出转角-温度试验装置，其特征是，所述角度传感器为光电传感器。

9.根据权利要求4或5或6所述的驱动机构输出转角-温度试验装置，其特征是，所述角度传感器为磁敏电阻式角度传感器。

10.根据权利要求4或5或6所述的驱动机构输出转角-温度试验装置，其特征是，所述驱动机构输出转角-温度试验装置还包括显示屏，角度传感器与显示屏信号连接。

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