CN112904076A - 一种接触式高精度验电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种接触式高精度验电装置，本发明的装置包括固定基座、验电组件、检测组件、驱动组件和控制组件；所述驱动组件和所述检测组件均安装在所述固定基座上；所述驱动组件用于驱动所述验电组件运动，使所述验电组件中的验电钩与接触网接触；所述控制组件通过所述检测组件的高压互感器对接触网电压进行检测，并采用高压互感器副边放电的方式判断接触网是否持续爬电。本发明提出的接触式高精度验电装置解决了接触网电压检测精度过低，检修作业人员无法实时知道接触网电压状态，存在接触检测不可靠，以及绝缘子持续爬电等安全隐患问题。

Description

一种接触式高精度验电装置

技术领域

本发明属于轨道交通检测技术领域，具体涉及一种接触式高精度验电装置。

背景技术

在轨道交通领域，除了城市轨道交通中部分采用直流1800V供电和第三轨直流750V供电，其他地方均采用额定交流27.5KV高压供电，在进行车顶整备、检修、设备维护等工作之前，需要执行隔离开关分闸断电，验电，余电释放，接地等操作。其中验电接地尤为重要。

目前市面上在隔离开关断电之后，采用的验电方式分为非接触式验电和人工手动接触式验电，这两种验电方式的验电精度最高只能达到13％，当存在接触网残压或者绝缘子爬电低于13％的时候则无法检测，这时候检修作业人员会默认为接触网无电进行接地操作，存在一定危险性，同时目前市面上判断与接触网的接触是否可靠均采用单一的检测方式，并且检测方式采用低压传感器或者限位开关，无法满足在接触网上有27.5KV高压的绝缘需求，存在不可靠性，并且当绝缘子存在持续爬电，电压低于接触网电压13％时候，一旦接地线出现任何接触不良的情况，均会对检修作业人员带了人身安全的危险。

发明内容

为了解决现有验电装置存在作业效率低且存在安全隐患的技术问题，本发明提供了一种接触式高精度验电装置。本发明在解决验电精度及接触可靠性的同时，判断是否存在绝缘子持续爬电的情况，确保在整个作业过程中实时进行接触网电压的检测，将接触网的电压进行实时显示，检修作业人员能实时了解接触网上的带电状况，从而保证人员生命安全，同时提高作业效率。

本发明通过下述技术方案实现：

一种接触式高精度验电装置，本发明的装置包括固定基座、验电组件、检测组件、驱动组件和控制组件；

所述驱动组件和所述检测组件均安装在所述固定基座上；

所述驱动组件用于驱动所述验电组件运动，使所述验电组件中的验电钩与接触网接触；

所述控制组件通过所述检测组件的高压互感器对接触网电压进行检测，并采用高压互感器副边放电的方式判断接触网是否持续爬电。

本发明通过自动控制验电组件中的验电钩与接触网进行接触，通过高压线将接触网的高压电传导到高压互感器上进行转换为低压信号，最后送入控制组件的变送器和控制器进行电压采集及信号输出，实现接触式验电。

当检测到接触网存在超过安全接地要求的高压时，本发明可通过对接触网残压进行放电来判断残压是否具备能量，如果通过泄放残压降低到安全接地电压以内，则输出可以接地的指令，如果残压泄放后电压一直不变则进行系统告警，说明此时存在持续爬电等安全隐患。

优选的，本发明的验电组件包括绝缘杆、验电钩、弓形钩、连杆固定支架、连杆；

其中，所述绝缘杆的末端与所述驱动组件连接，所述弓形钩连接在所述绝缘杆顶端，所述弓形钩的连接端和自由端之间设置有镂空孔，所述验电钩的一端转动连接在所述镂空孔中靠近所述弓形钩连接端的一侧，所述弓形钩和所述验电钩之间设置有弹性部件；

所述验电钩的连接端通过连接块和所述连杆的一端连接，所述连杆的另一端通过连杆支架安装在所述连杆固定支架上，所述连杆固定支架安装在所述绝缘杆上；

验电过程中，首先绝缘杆在驱动组件的驱动下，带动所述验电钩与所述接触网接触，所述验电钩在所述接触网的挤压下顺时针运动，所述验电钩的连接端压缩所述弹性部件的同时带动所述连杆做直线运动，所述接触网落入所述验电钩的凹槽中时，所述验电钩上的第一检测组件采集到接触网接触信号；所述验电钩继续顺时针运动，所述弹性部件继续压缩，所述连杆继续做直线运动，直到位于所述连杆末端的第二检测组件采集到接触到位信号，即绝缘杆运动到位，停止驱动，然后开始进行验电检测。

现有验电装置判断与接触网的接触是否可靠均采用单一的检测方式，并且检测方式采用低压传感器或者限位开关，无法满足在接触网上有27.5KV高压的绝缘需求，针对此问题，本发明采用两级检测方式，对验电钩和接触网的接触以及验电钩与接触网接触到位进行两级检测，提高了检测精度和可靠性。

优选的，本发明的第一检测组件和第二检测组件均采用光纤传感器。本发明的检测组件采用光纤传感器，不存在绝缘问题。

优选的，本发明的检测组件包括安装平台、高压熔断器和高压互感器；

其中，所述安装平台设置在所述固定基座上；

所述高压熔断器和高压互感器均安装在所述安装平台上；

所述高压互感器通过所述高压熔断器、验电线和所述验电钩与所述接触网进行导通验电。

优选的，本发明的检测组件还包括熔断器安装支架和熔断器安装支耳；

所述高压熔断器包括绝缘子和高压熔断管；

其中，所述熔断器安装支架与固定在所述安装平台上的所述熔断器安装支耳相连，所述绝缘子固定在所述熔断器安装支耳27上，所述高压熔断管与所述绝缘子通过连接支架连接。

优选的，本发明的驱动组件包括电机、推杆、传动轴和转动机构；

所述电机通过电机安装支耳安装在所述固定基座上，所述转动机构与所述验电组件连接；

所述电机通过所述推杆带动所述传动轴直线运动；

所述传动轴驱动所述转动机构转动，从而驱动所述验电组件运动，以使所述验电组件中的所述验电钩与接触网接触。

本发明通过设置驱动组件来驱动验电组件摆动，实现验电钩与接触网接触验电。

优选的，本发明的驱动组件还包括限位传感器；

所述推杆的两端各设置一个所述限位传感器。

优选的，本发明的控制组件包括控制箱；

所述控制箱内设置有控制器、放电电阻和变送器；

所述放电电阻并联连接在所述高压互感器的副边，所述变压器输入端与所述放电电阻并联连接，所述变压器输出端与所述控制器的输入端连接。

优选的，本发明的控制箱内还设置有显示器；

所述显示器与所述控制器的输出端连接。

优选的，本发明的固定基座为水泥立柱或H型钢立柱。

本发明具有如下的优点和有益效果：

1、本发明提出的接触式高精度验电装置解决了接触网电压检测精度过低，检修作业人员无法实时知道接触网电压状态，存在接触检测不可靠，以及绝缘子持续爬电等安全隐患问题。

2、本发明的验电装置的验电电压精度为2％，目前市面上的验电装置无论是非接触式验电还是人工接触式验电，精度都大于13％，即最低采集电压根据接触网额定电压27.5KV计算为3575V，残压能量依然很高。

3、本发明采用两级检测手段，对验电钩和接触网的接触以及验电钩和接触网接触到位进行检测，能够提高检测精度和可靠性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的验电装置原理示意图。

图2为本发明的验电装置与接触网刚接触的结构示意图。

图3为本发明的验电装置与接触网接触良好的结构示意图。

图4为本发明验电结束后验电装置结构左视图。

图5为本发明验电结束后验电装置结构正视图。

图6为本发明图2B的局部放大器。

图7为本发明图2C的局部放大图。

图8为本发明图2A的局部放大图。

图9为本发明图3D的局部放大图。

图10为本发明的验电组件放大图。

图11为本发明的验电装置另一种具体实施例与接触网接触的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-电机，2-推杆，3-转动轴，4-控制箱，5-高压熔断器，6-高压互感器，7- 转动机构，8-绝缘摆臂，9-验电钩组件，10-连杆机构，11-连杆固定支架，12- 第一光纤传感器，13-连杆支架，14-连杆，15-连接块，16-弹性元件，17-固定销， 18-弓形钩，19-验电钩，20-安装支耳，21-互感式限位传感器，23-电机安装支耳，24-安装平台，25-熔断器安装支架，26-绝缘子，27-熔断器安装支耳，28-高压熔断管，29-第二光纤传感器，30-固定夹，31-绝缘杆，33-连接支架。

具体实施方式

在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所发明的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本发明的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

在本发明的各种实施例中，表述“或”或“A或/和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“A或B”或“A或/和B中的至少一个”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。

在本发明的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本发明的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。

应注意到：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件，则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时，可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。

在本发明的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本发明的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

相较于现有验电装置存在接触网电压检测精度过低，检修作业人员无法实时知道接触网电压状态，存在接触检测不可靠，以及绝缘子持续爬电等安全隐患问题，本实施例提出了一种应用于轨道交通行业接触网断送电流程中的接触式高精度验电装置。

本实施例的验电装置包括固定基座、验电组件、检测组件、驱动组件和控制组件。

其中，驱动组件和检测组件均安装在固定基座上；驱动组件用于驱动验电组件摆动运动，使验电组件中的验电钩与接触网接触；检测组件的高压互感器原边与接触网电连接，进行电压采集并将其传输给控制组件；控制组件通过高压互感器对接触网电压进行检测，并通过高压互感器副边放电的方式对接触网是否存在持续爬电进行检测。

当检测到接触网存在超过安全接地要求的高压时，可通过对接触网残压进行放电来判断残压是否具备能量，如果通过泄放残压降低到安全接地电压以内，则输出可以接地的指令，如果残压泄放后电压抑制不变则进行系统告警，说明此时存在绝缘子持续爬电或隔离开关没断开等安全隐患。

具体如图1-6所示，本实施例的固定基座采用但不限于水泥立柱或H型钢立柱。

本实施例的验电组件包括验电绝缘杆8、以及位于验电绝缘杆8顶部的验电钩19和弓形钩18、与验电钩19连接的连杆机构、用于检测接触网接触的光纤传感器29、用于检测接触到位的光纤传感器12、设置在验电钩19和弓形钩18 之间的弹性元件16。

本实施例的检测组件包括高压互感器6和高压熔断器5，且高压互感器6和高压熔断器5均安装在安装平台24上，安装平台24固定在水平立柱或H型钢立柱上离地4米左右位置。

本实施例的驱动组件包括驱动电机1、推杆2、传动轴3、转动机构7、以及设置在推杆2上下两端的互感式限位传感器21。

驱动电机1通过电机安装支耳23安装在水泥立柱或H型钢立柱离地1米位置处，传动轴3与水泥立柱或H型钢立柱平行安装，驱动电机1通过推杆2带动传动轴3做直线运动，传动轴3带动转动机构7转动，转动机构7安装在水泥立柱或H型钢顶部离地5米左右位置。

本实施例的控制组件包括控制箱4，控制箱4内部设置有控制器、放电电阻、变送器。

变送器和放电电阻均与高压互感器6的副边并联连接，变送器的输出端与控制器连接，光纤传感器、限位传感器均与控制器连接。

控制箱安装于水泥立柱或H型钢立柱1.5米左右位置。

本实施例的验电装置工作过程为：

验电开始，首先通过电机1带动推杆2转动，从而驱动传动杆3向下运动，传动杆3带动转动机构7逆时针旋转，转动机构7带动验电绝缘杆8逆时针运动，验电绝缘杆8带动验电钩19运动与接触网接触；在验电钩19与接触网继续接触的过程中，在接触网的挤压下，验电钩19顺时针运动，从而带动连杆机构做直线运动，接触网落入验电钩19的凹槽中，验电钩19上设置的光纤传感器29采集到接触网接触信号；验电钩19继续顺时针运动，弹性元件16(本实施例采用但不限于弹簧)继续压缩，连杆机构继续做直线运动，直到位于连杆机构末端的光纤传感器采集到接触到位信号；验电绝缘杆8运动到位，电机停止工作。

通过验电钩19、验电线(为高压线，图中未示出)以及高压熔断器5将高压互感器6和接触网导通进行验电：高压互感器6将接触网的电压值送入控制箱4中的变送器，变送器将其传送给控制器进行采集，同时如果接触网有电，通过放电电阻进行放电。

本实施例的控制箱4内还设置有LED显示器，用于显示检测的电压值。

本实施例的验电装置能够实现自动验电和接地的功能，提高了验电的智能化、自动化水平，解决了现有验电装置需要人工操作，存在安全隐患的问题。

实施例2

本实施例对上述实施例1中的检测组件作了进一步优化，具体如图7所示，本实施例的检测组件包括安装平台24、熔断器安装支架25、绝缘子26、熔断器安装支耳27、高压熔断管28、高压互感器6和连接支架33；

其中，高压互感器6安装在安装平台24上，熔断器安装支架25与固定在安装平台24上的熔断器安装支耳27相连，绝缘子26固定在熔断器安装支耳27 上，高压熔断管28与绝缘子26通过连接支架33连接。

实施例3

针对现有验电装置验电钩与接触网接触不可靠的检测问题，本实施例对验电组件进行了进一步优化。

具体如图8-10所示，本实施例的验电组件包括绝缘杆8、验电钩19、弓形钩18、连杆固定支架11、连杆14、连接块15和弹性元件16。

绝缘杆8的末端与驱动组件连接，弓形钩18固定连接在绝缘杆8顶端，弓形钩18的连接端和自由端之间设置有镂空孔，验电钩19的一端转动连接在镂空孔中靠近弓形钩18连接端的一侧，弓形钩18和验电钩19之间设置有弹性部件16。

验电钩19的连接端通过连接块15和连杆14的一端连接，连杆14的另一端通过连杆支架13安装在连杆固定支架11上，连杆固定支架11安装在绝缘杆 8上；

验电过程中，首先在驱动组件的驱动下，验电钩19与接触网接触，验电钩 19在接触网的挤压下顺时针运动，验电钩19的连接端压缩弹性部件16的同时带动连杆14直线运动，接触网落入验电钩19的凹槽中时，验电钩上的第一光纤传感器29采集到接触网接触信号；验电钩19继续顺时针运动，弹性部件16 继续压缩，连杆14继续做直线运动，直到位于连杆14末端的第二光纤传感器 12采集到接触到位信号，即验电绝缘杆8运动到位，电机停止工作，进行验电。

本实施例采用了两级光纤传感器对验电钩19和接触网的接触以及验电钩与接触网接触到位进行检测，同时光纤传感器不存在绝缘问题，能够提高检测的精度和可靠性。

实施例4

本实施例可将上述实施例1提出的验电装置中的检测组件和安装平台直接取消，整个装置就为接地装置，验电钩19与接触网接触之后直接进行接地操作，具体如图11所示。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种接触式高精度验电装置，其特征在于，该装置包括固定基座、验电组件、检测组件、驱动组件和控制组件；

所述驱动组件和所述检测组件均安装在所述固定基座上；

所述驱动组件用于驱动所述验电组件运动，使所述验电组件中的验电钩(19)与接触网接触；

所述控制组件通过所述检测组件的高压互感器(6)对接触网电压进行检测，并采用高压互感器(6)副边放电的方式判断接触网是否持续爬电。

2.根据权利要求1所述的一种接触式高精度验电装置，其特征在于，所述验电组件包括绝缘杆(8)、验电钩(19)、弓形钩(18)、连杆固定支架(11)、连杆(14)；

其中，所述绝缘杆(8)的末端与所述驱动组件连接，所述弓形钩(18)连接在所述绝缘杆(8)顶端，所述弓形钩(18)的连接端和自由端之间设置有镂空孔，所述验电钩(19)的一端转动连接在所述镂空孔中靠近所述弓形钩(18)连接端的一侧，所述弓形钩(18)和所述验电钩(19)之间设置有弹性部件(16)；

所述验电钩(19)的连接端通过连接块(15)和所述连杆(14)的一端连接，所述连杆(14)的另一端通过连杆支架(13)安装在所述连杆固定支架(11)上，所述连杆固定支架(11)安装在所述绝缘杆(8)上；

验电过程中，首先绝缘杆(8)在驱动组件的驱动下，带动所述验电钩(19)与所述接触网接触，所述验电钩(19)在所述接触网的挤压下顺时针运动，所述验电钩(19)的连接端压缩所述弹性部件(16)的同时带动所述连杆(14)做直线运动，所述接触网落入所述验电钩(19)的凹槽中时，所述验电钩上的第一检测组件采集到接触网接触信号；所述验电钩(19)继续顺时针运动，所述弹性部件(16)继续压缩，所述连杆(14)继续做直线运动，直到位于所述连杆(14)末端的第二检测组件采集到接触到位信号，即绝缘杆(8)运动到位，停止驱动，然后开始进行验电检测。

3.根据权利要求2所述的一种接触式高精度验电装置，其特征在于，所述第一检测组件和第二检测组件均采用光纤传感器。

4.根据权利要求1所述的一种接触式高精度验电装置，其特征在于，所述检测组件包括安装平台(24)、高压熔断器(5)和高压互感器(6)；

其中，所述安装平台(24)设置在所述固定基座上；

所述高压熔断器(5)和高压互感器(6)均安装在所述安装平台(24)上；

所述高压互感器(6)通过所述高压熔断器(5)、验电线和所述验电钩(19)与所述接触网进行导通验电。

5.根据权利要求4所述的一种接触式高精度验电装置，其特征在于，所述检测组件还包括熔断器安装支架(25)和熔断器安装支耳(27)；

所述高压熔断器(5)包括绝缘子(26)和高压熔断管(28)；

其中，所述熔断器安装支架(25)与固定在所述安装平台(24)上的所述熔断器安装支耳(27)相连，所述绝缘子(26)固定在所述熔断器安装支耳27上，所述高压熔断管(28)与所述绝缘子(26)通过连接支架(33)连接。

6.根据权利要求1所述的一种接触式高精度验电装置，其特征在于，所述驱动组件包括电机(1)、推杆(2)、传动轴(3)和转动机构(7)；

所述电机(1)通过电机安装支耳(23)安装在所述固定基座上，所述转动机构(7)与所述验电组件连接；

所述电机(1)通过所述推杆(2)带动所述传动轴(3)直线运动；

所述传动轴(3)驱动所述转动机构(7)转动，从而驱动所述验电组件运动，以使所述验电组件中的所述验电钩(19)与接触网接触。

7.根据权利要求6所述的一种接触式高精度验电装置，其特征在于，所述驱动组件还包括限位传感器(21)；

所述推杆(2)的两端各设置一个所述限位传感器(21)。

8.根据权利要求1所述的一种接触式高精度验电装置，其特征在于，所述控制组件包括控制箱(4)；

所述控制箱(4)内设置有控制器、放电电阻和变送器；

所述放电电阻和变送器的输入端均并联连接在所述高压互感器的副边，所述变压器输出端与所述控制器的输入端连接。

9.根据权利要求8所述的一种接触式高精度验电装置，其特征在于，所述控制箱(4)内还设置有显示器；

所述显示器与所述控制器的输出端连接。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种接触式高精度验电装置，其特征在于，所述固定基座为水泥立柱或H型钢立柱。

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