CN112290439A - 一种10kV开关小车控制驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种10kV开关小车控制驱动装置，涉及高压配电技术领域，所述控制驱动装置包括：控制模块、驱动单元、传动机构、手动电动切换单元，所述驱动单元包括驱动电机，控制模块与驱动电机电连接，驱动单元通过传动机构将动力传输给开关小车的丝杆，手动电动切换单元切换驱动单元的手动或电动驱动模式；本发明的目的在于克服现有技术中电动驱动的稳定性和可靠性较低的缺陷，提供一种可切换手动或电动驱动模式的10kV开关小车控制驱动装置，既可以电动操作省时省力，同时可以进行手动操作可靠性更高。

Description

一种10kV开关小车控制驱动装置
技术领域
本发明涉及高压配电技术领域，更具体地，涉及一种10kV开关小车控制驱动装置。
背景技术
10kV开关小车传统的操作方法是人工操作，即采用适配的小车摇把将开关小车摇至工作位置或试验位置。随着现代化建设，变电站数量日益增加，10kV开关柜也随之增加。在进行开关柜检修、验收、送电等操作中均需要人工操作开关小车至正确位置，使用传统手摇方法进行操作耗时耗力，且因操作人员手法、力量不一，可能会导致小关小车部分闭锁件受损甚至变形。在日复一日的操作中，开关小车传动部件及机械闭锁部件也会出现磨损，此时人工将开关小车摇进摇出存在一定的安全风险。
公开号为CN108471073A公开日：2018-08-31提出的一种中置柜开关手车自动推送装置通过电机带动螺纹杆转动，进而推动底板带动开关手车本体的升降，调节开关手车本体到合适的高度；但由于电动驱动涉及的零件多，电动驱动的稳定性和可靠性要低于手动驱动，因此仅采用电动驱动无法在电动部件故障时工作，影响工作效率，间接影响停电时间和复电效率。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的电动驱动的稳定性和可靠性较低，仅采用电动驱动无法在电动部件故障时工作，影响操作进度的缺陷，提供一种10kV开关小车控制驱动装置，既可以电动操作省时省力，同时可以进行手动操作可靠性更高。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种10kV开关小车控制驱动装置，包括：控制模块、驱动单元、传动机构、手动电动切换单元、电动回路，其中，控制模块与驱动单元电连接，驱动单元通过传动机构正向或反向驱动开关小车丝杆的正转或反转；电动回路用于为驱动单元供电；所述手动电动切换单元与所述驱动单元电连接；
所述驱动单元包括手动驱动模式、电动驱动模式，其中，所述手动驱动模式，是指在电动回路断电的情况下，通过人力带动所述驱动单元；所述电动驱动模式，是指在电动回路上电的情况下，所述驱动单元执行控制模块发出的指令；所述手动电动切换单元用于切换所述驱动单元的手动驱动模式或电动驱动模式。
在使用过程中，手动电动切换单元切换到电动模式时，电动回路上电，控制模块通过控制驱动单元正向驱动或反向驱动实现开关小车的摇入摇出；手动电动切换单元切换到手动模式时，电动回路断电，通过人力带动所述驱动单元正向驱动或反向驱动实现开关小车的摇入摇出。
优选地，所述开关小车控制驱动装置设有外壳，所述驱动单元安装在所述开关小车控制驱动装置外壳的内部；所述驱动单元设置有手动摇把插口，所述驱动单元的手动摇把插口正对的所述开关小车控制驱动装置的外壳上设置有手动操作孔；所述手动操作孔一侧设置有操作孔挡板，所述操作孔挡板用于打开和关闭手动操作孔，所述操作孔挡板设有锁定卡扣，所述锁定卡扣用于锁定和解锁所述操作孔挡板，当锁定卡扣锁定所述操作孔挡板时，操作孔挡板无法被打开，所述手动操作孔被锁定在关闭状态。
优选地，所述开关小车控制驱动装置还包括电动回路开关，所述电动回路开关与所述电动回路电连接，当所述操作孔挡板打开后，所述操作孔挡板压住所述电动回路开关，所述电动回路断电。
优选地，所述操作孔挡板上设有挡板锁定控制开关；所述挡板锁定控制开关用于控制操作孔挡板的锁定与解锁，同时用于控制电动回路的上电或断电，当所述挡板锁定时电动回路导通上电，当所述操作孔挡板解锁时电动回路断电。
优选地，所述手动电动切换单元包括：电磁铁、转换开关，其中转换开关与电磁铁连接，转换开关用于切换电动驱动模式或手动驱动模式；当转换开关切换到电动驱动模式时，关闭操作孔挡板，电磁铁上电，通过电磁铁的磁力关闭所述锁定卡扣，操作孔挡板被锁定；当转换开关切换到手动驱动模式时，电磁铁断电，所述锁定卡扣开启，操作孔挡板解除锁定。
优选地，所述驱动单元包括电机。
优选地，所述电机采用伺服电机。
优选地，所述控制模块与驱动电机电连接，获取伺服电机工作状态信号，包括：转速信号、堵转信号、力矩信号。
优选地，所述控制模块包括存储器、处理器、报警器、显示器，所述处理器分别与存储器、显示器、报警器连接，存储器存储第一次电动摇入摇出过程的力矩数据作为标准力矩数据，之后开关小车进行电动摇入摇出过程中，所述处理器实时获取伺服电机的力矩信号，并且将实时的力矩信号与摇入过程中开关小车在对应位置的标准力矩数据进行计算获得力矩偏离率，然后将所述力矩偏离率与预设阈值比较：当力矩偏离率大于控制模块内预设的第一阈值时所述处理器控制所述报警器发出警报；当力矩偏离率大于控制模块内预设的第二阈值时所述处理器发出停转指令控制所述伺服电机停止转动，且所述处理器通过所述显示器显示故障信号。
优选地，所述控制模块的输入端与开关小车所在开关柜的状态输出接口连接，获取开关小车工作、试验位置信号，开关小车分、合状态信号，接地开关分、合状态信号，带电隔室门板的关闭、打开信号。
本技术方案中，采用手动和电动两种驱动模式，手动驱动模式下，需解除锁定卡扣对操作孔挡板的锁定，然后打开操作孔挡板，安装手动摇把，通过锁定卡扣的解锁动作和/或操作孔挡板的开启动作使电动回路断电；电动驱动模式下，需关闭操作孔挡板并通过锁定卡扣将操作孔挡板进行锁定，通过锁定卡扣的锁定动作和/或操作孔挡板的关闭动作触发电动回路上电；保证同一时间只能采取一种驱动模式。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：可选择电动驱动模式或手动驱动模式，在保证可靠性的前提下，有效提高操作效率；控制驱动装置接收并记录开关柜的状态信号和电动操作过程中电机的输出信号，使操作过程数据化，积累多次操作的数据可以反映开关小车摇入摇出过程的易故障点，为优化结构和操作流程提供参考。
附图说明
图1为根据本发明实施例的控制驱动装置架构图。
图2为操作孔挡板锁定状态图。
图3为操作孔挡板开锁状态图。
图4为根据本发明实施例的控制模块架构图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
在本实施例中提供了一种10kV开关小车控制驱动装置，图1是根据本发明实施例的10kV开关小车控制驱动装置架构图，如图1所示，该控制驱动装置包括：控制模块12、驱动单元13、传动机构14、电动回路15、手动电动切换单元11，所述驱动单元13采用伺服电机，控制模块12与驱动单元13电连接，驱动单元13通过传动机构14正向或反向驱动开关小车丝杆16的正转或反转，电动回路15用于为驱动单元13供电；所述手动电动切换单元11与所述驱动单元13电连接；
所述驱动单元13具有的驱动模式包括手动驱动模式、电动驱动模式，其中，所述手动驱动模式，是指在电动回路15断电的情况下，通过人力带动所述驱动单元13；所述电动驱动模式，是指在电动回路15上电的情况下，所述驱动单元13执行控制模块12发出的指令；所述手动电动切换单元11用于切换所述驱动单元13的手动驱动模式或电动驱动模式，并将控制驱动装置处于手动驱动模式还是电动驱动模式反馈给控制模块12。
本实施例中驱动电机采用伺服电机，控制模块12发出指令控制伺服电机执行相应动作并且控制模块12获取伺服电机的状态信号，所述伺服电机的状态信号包括：转速信号、堵转信号、力矩信号；控制模块12与开关小车所在开关柜的状态输出端子连接，获取开关小车工作、试验位置信号，开关小车分、合状态信号，接地开关分、合状态信号，带电隔室门板的关闭、打开信号。如图4所示，控制模块12包括处理器41、存储器42、显示器43、报警器44，所述处理器41分别与存储器42、显示器43、报警器44连接。
在具体实施过程中，所述智能控制驱动装置通过航空插与开关柜连接取电，开关小车工作、试验位置信号，开关小车分、合状态信号，接地开关分、合状态信号，带电隔室门板的关闭、打开信号，通过开关柜的状态输出端子接入到控制模块12上，由控制模块12按照预设的逻辑判断当前操作指令是否符合操作条件，实现电动操作的电气五防。控制模块12的存储器42存储第一次电动摇入摇出过程的力矩数据作为标准力矩数据，之后开关小车进行电动摇入摇出过程中，所述处理器41实时获取伺服电机的力矩信号，并且将实时的力矩信号与摇入摇出过程中开关小车在对应位置的标准力矩数据进行计算获得力矩偏离率，然后将所述力矩偏离率与预设阈值比较：当力矩偏离率大于控制模块12内预设的第一阈值时所述处理器41控制所述报警器44发出警报；当力矩偏离率大于控制模块12内预设的第二阈值时所述处理器41发出停转指令控制所述伺服电机停止转动，且所述处理器41通过所述显示器43显示故障信号；本实施例中所述第一阈值为10％，所述第二阈值为20％。
实施例2
在本实施例中，手动电动切换单元11用来切换手动驱动模式或电动驱动模式，并且同一时刻只可选择手动或电动一种驱动模式进行操作，所述传动机构14可以是齿轮、链条或皮带轮和皮带中的一种或多种。
图2是操作孔挡板锁定状态图，图3是操作孔挡板开锁状态图
所述驱动单元13设有手动操作孔和操作孔挡板，所述操作孔挡板设有锁定机构，通过手动电动切换单元11改变所述锁定机构的解锁和锁定状态。在本实施例中所述锁定机构为锁舌卡扣结构，如图2和图3所示，包括：挡板21、挡板锁定控制开关22、锁主体23、锁舌卡扣24、电路开关25、锁舌26；锁舌卡扣24和电路开关25设置在控制驱动装置上，挡板锁定控制开关22、锁主体23和锁舌26设置在挡板21上，锁舌26有弹出和收回两种状态，通过挡板锁定控制开关22切换锁舌26的两种状态，在锁舌26处于弹出状态时，操作孔挡板被锁定，锁舌26前端顶住电路开关25，使电动回路上电，所述电动回路用于为驱动单元供电，电动回路上电后电机接收到控制模块12发出的控制信号，电机执行相应的动作；当锁舌26处于收回状态时，操作孔挡板解除锁定，电路开关25弹起，电动回路断电，电机无法转动。
通过上述结构，实现手动电动切换功能，保证在同一时间只有一种驱动模式可被执行。
在本发明的其他实施例中，还可以通过其他锁定和开锁方式实现手动电动切换功能，例如通过拨动开关控制锁舌26弹出或收回；将锁舌26设置在控制驱动装置上电路按钮设置在挡板21上；或是电路开关25采用自锁开关，自锁开关既控制电动回路的通断，也控制挡板的锁定和解锁状态，在自锁开关触发挡板锁定状态时，电动回路上电接通，当自锁开关触发挡板解锁状态时，电动开关断电。
实施例3
在本实施例中，所述手动电动切换单元11包括：电磁铁、转换开关，其中转换开关与电磁铁连接，转换开关用于切换电动驱动模式或手动驱动模式；当转换开关切换到电动驱动模式时，关闭操作孔挡板，电磁铁上电，通过电磁铁的磁力关闭所述锁定卡扣，操作孔挡板被锁定；当转换开关切换到手动驱动模式时，电磁铁断电，所述锁定卡扣开启，操作孔挡板解除锁定，在实际操作时，操作人员将操作孔挡板打开，然后将手动操作摇把插入手动操作孔，操作人员转动摇把经过手动传动机构带动开关小车丝杆转动，从而控制开关小车摇入或摇出。
相同或相似的标号对应相同或相似的部件；
附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种10kV开关小车控制驱动装置，其特征在于，包括：控制模块、驱动单元、传动机构、手动电动切换单元、电动回路，其中，控制模块与驱动单元电连接，驱动单元通过传动机构正向或反向驱动开关小车丝杆的正转或反转；电动回路用于为驱动单元供电；所述手动电动切换单元与所述驱动单元电连接；
所述驱动单元具有的驱动模式包括手动驱动模式、电动驱动模式，其中，所述手动驱动模式，是指在电动回路断电的情况下，通过人力带动所述驱动单元；所述电动驱动模式，是指在电动回路上电的情况下，所述驱动单元执行控制模块发出的指令；所述手动电动切换单元用于切换所述驱动单元的手动驱动模式或电动驱动模式。
2.根据权利要求1所述的一种10kV开关小车控制驱动装置，其特征在于所述开关小车控制驱动装置设有外壳，所述驱动单元安装在所述开关小车控制驱动装置外壳的内部；所述驱动单元设置有手动摇把插口，与所述驱动单元的手动摇把插口正对的所述开关小车控制驱动装置的外壳上设置有手动操作孔；所述手动操作孔一侧设置有操作孔挡板，所述操作孔挡板用于打开和关闭手动操作孔；所述操作孔挡板设有锁定卡扣，所述锁定卡扣用于锁定和解锁所述操作孔挡板，当锁定卡扣锁定所述操作孔挡板时，操作孔挡板无法被打开，所述手动操作孔被所述操作孔挡板隔档。
3.根据权利要求2所述的一种10kV开关小车控制驱动装置，其特征在于所述开关小车控制驱动装置还包括电动回路开关，所述电动回路开关与所述电动回路电连接；当所述操作孔挡板打开后，所述操作孔挡板触发所述电动回路开关，所述电动回路开关断开，所述电动回路断电。
4.根据权利要求2所述的一种10kV开关小车控制驱动装置，其特征在于所述操作孔挡板上设有挡板锁定控制开关；所述挡板锁定控制开关用于控制操作孔挡板的锁定与解锁，同时用于控制电动回路的上电或断电，当所述操作孔挡板锁定时电动回路导通上电，当所述操作孔挡板解锁时电动回路断电。
5.根据权利要求2所述的一种10kV开关小车控制驱动装置，其特征在于所述手动电动切换单元包括：电磁铁、转换开关，其中转换开关与电磁铁连接，转换开关用于切换电动驱动模式或手动驱动模式；当转换开关切换到电动驱动模式时，关闭操作孔挡板，电磁铁上电，通过电磁铁的磁力关闭所述锁定卡扣，操作孔挡板被锁定；当转换开关切换到手动驱动模式时，电磁铁断电，所述锁定卡扣开启，操作孔挡板解除锁定。
6.根据权利要求1所述的一种10kV开关小车控制驱动装置，其特征在于所述驱动单元包括电机。
7.根据权利要求6所述的一种10kV开关小车控制驱动装置，其特征在于所述电机采用伺服电机。
8.根据权利要求7所述的一种10kV开关小车控制驱动装置，其特征在于所述控制模块获取伺服电机的工作状态信号，其中工作状态信号包括：转速信号、堵转信号、力矩信号。
9.根据权利要求8所述的一种10kV开关小车控制驱动装置，其特征在于所述控制模块包括存储器、处理器、报警器、显示器，所述处理器分别与存储器、显示器、报警器连接，存储器存储第一次电动摇入摇出过程的力矩数据作为标准力矩数据，之后开关小车进行电动摇入摇出过程中，所述处理器实时获取伺服电机的力矩信号，并且将实时的力矩信号与摇入摇出过程中开关小车在对应位置的标准力矩数据进行计算获得力矩偏离率，所述处理器将所述力矩偏离率与预设阈值比较：当力矩偏离率大于控制模块内预设的第一阈值时所述处理器控制所述报警器发出警报；当力矩偏离率大于控制模块内预设的第二阈值时所述处理器发出停转指令控制所述伺服电机停止转动，且所述处理器通过所述显示器显示故障信号。
10.根据权利要求9所述的一种10kV开关小车控制驱动装置，其特征在于所述控制模块的输入端与开关小车所在开关柜的状态输出接口连接，获取开关小车工作、试验位置信号，开关小车分、合状态信号，接地开关分、合状态信号，带电隔室门板的关闭、打开信号。
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