CN112945528B - 一种充气隔离开关分合闸检测装置及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种充气隔离开关分合闸检测装置及其检测方法，包括工作台，所述工作台的后表面安装有控制器，所述工作台的内侧壁底部均匀安装有蓄电池，所述工作台的内侧壁中部安装有检测机构；所述检测机构包括两个基座、两个第一滚珠丝杠、两个第一步进电机、支撑架、两个基座板、两个电动推杆、第一连接板、第一激光传感器、光电接近开关；利用工作台装载的检测机构实现对充气隔离开关的静、动捕捉，在内部模拟导电辊的运行及合闸状态，利用光电接近开关及其空心套筒结构，配合遮架及遮块机构模拟合闸，依靠光电接近开关的数据反馈来判断充气隔离开关的合闸状态是否良好，全程不需人力接触，不仅保证了检测效果且避免了危险事故的发生。

Description

一种充气隔离开关分合闸检测装置及其检测方法

技术领域

本发明涉及充气隔离开关辅助装置技术领域，具体为一种充气隔离开关分合闸检测装置及其检测方法。

背景技术

充气隔离开关（也称为气动隔离开关）是一种应用于高压线路的特殊开关装置，它相较于机械式隔离开关最大的不同便是其利用气缸输出轴通过与传动轴的连接，通过安装在传动轴上的导电杆从而实现自身的分、合闸运动；

导电杆在自身重力以及零部件的配合间隙的影响下产生挠度变形，导电杆下垂。由于零部件配合间隙的不确定性，使得导电杆的下垂量实际值与理论值略有偏差，此外，由于操动机构气缸运动的特点，气缸输出力无法快速达到需要的操作力，需要一定的时间逐步增长，这就导致产品导电杆在分闸信号给出初期存在停顿问题，停顿过后，导电杆突然运动，整个分闸过程不平稳，动触头之间的合闸接触结构容易磨损，从而可能造成合闸不良的情况发生；而这类隔离开关通常负载数十万伏特的电压，即使是正常状态下的半合闸阶段，也会肉眼可见电流击穿周围的空气，而对于人工检测而言则难上加难，且很容易造成危险事故的发生。

为此，提出一种充气隔离开关分合闸检测装置及其检测方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种充气隔离开关分合闸检测装置及其检测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种充气隔离开关分合闸检测装置，包括工作台，所述工作台的后表面安装有控制器，所述工作台的内侧壁底部均匀安装有蓄电池，所述工作台的内侧壁中部安装有检测机构；

所述检测机构包括两个基座、两个第一滚珠丝杠、两个第一步进电机、支撑架、两个基座板、两个电动推杆、第一连接板、第一激光传感器、光电接近开关、第二连接板、第二激光传感器、遮架、两个第二滚珠丝杠和两个第二步进电机，所述基座的内侧壁与所述第一滚珠丝杠的外表面通过轴承转动连接，所述基座的后表面与所述第一步进电机的外表面通过螺钉螺纹连接，所述第一步进电机的输出轴与所述第一滚珠丝杠的螺纹杆焊接，所述第一滚珠丝杠的移动螺母与所述支撑架的内侧壁焊接，所述支撑架的内侧壁与两个所述第二滚珠丝杠的外表面通过轴承转动连接，所述支撑架的内侧壁一侧与两个所述第二步进电机通过螺钉螺纹连接，所述第二滚珠丝杠的螺纹杆与所述第二步进电机的输出轴焊接，所述第二滚珠丝杠的移动螺母与所述基座板的后表面焊接，所述电动推杆的外表面通过螺钉与所述基座板的前表面螺纹连接，一个所述电动推杆的活塞杆与所述第一连接板的外表面焊接，所述第一连接板的前表面与所述第一激光传感器通过螺钉螺纹连接，所述第一连接板的前表面与所述光电接近开关的后表面通过螺钉螺纹连接，另一个所述电动推杆的活塞杆与所述第二连接板的后表面焊接，所述第二连接板的前表面与所述第二激光传感器的后表面通过螺钉螺纹连接，所述遮架的后表面与所述第二连接板的前表面焊接；

所述控制器的电性输入端与所述蓄电池、所述第一激光传感器、所述第二激光传感器和所述光电接近开关的电性输出端电性连接，所述控制器的电性输出端与所述第一步进电机、所述电动推杆和所述第二步进电机的电性输入端电性连接。

作为本技术方案的进一步优选的：所述工作台的下表面通过螺钉螺纹连接有四个万向轮。

作为本技术方案的进一步优选的：所述工作台的前表面两侧通过销轴铰接有两个门体，所述门体的外表面粘接有遮光板。

作为本技术方案的进一步优选的：所述工作台的内侧壁安装有微光摄像头，所述工作台的外表面安装有电子屏，所述微光摄像头和所述电子屏的电性输入端与所述控制器的电性输出端电性连接。

作为本技术方案的进一步优选的：所述基座的外表面焊接有第一滑轨，所述第一滑轨的外表面与所述支撑架的内侧壁滑动连接，所述支撑架的前表面焊接有两个第二滑轨，两个所述第二滑轨的外表面分别与两个所述基座板的后表面滑动连接，所述基座板的前表面焊接有两个第三滑轨，所述第三滑轨的外表面与所述第一连接板和所述第二连接板的后表面滑动连接。

作为本技术方案的进一步优选的：所述遮架的另一侧焊接有遮块，所述光电接近开关的输出端焊接有空心套筒，所述空心套筒的内侧壁与所述遮块的外表面相适配。

另外本发明还提供一种充气隔离开关分合闸检测装置的检测方法，具体包括以下步骤：

S1、将工作台及整体装置推到所需检测的配电箱处，首先断开充气隔离开关的手动闸刀，并控制气缸复位，随后将工作台贴合配电箱，并将两个门体及遮光板遮盖住配电柜，工作人员依靠微光摄像头及电子屏进行查看，随后以充气隔离开关的导电辊及动触头为起始点，以充气隔离开关的静触头为终点，通过控制器控制检测机构进行两点定位；

S2、检测机构中，第一步进电机控制第一滚珠丝杠带动支撑架调节整体机构与充气隔离开关之间的间距，避免后续电流击穿，随后通过两组第二步进电机控制两组第二滚珠丝杠的移动螺母进行移动，带动两个基座板配合第二滑轨进行滑移，在此期间，两组第二步进电机分别依靠第一激光传感器及第二激光传感器作为参数指引，为控制器输出电信号并控制第一连接板及第二连接板的具体间距，即确认S1步骤中的两点位置；

S3、随后进行充气隔离开关的合闸测试，工作人员控制配电箱气缸启动，气缸带动充电辊及动触头进行移动，此时第一激光传感器侦测到物体移动，输出信号至控制器进行信号交互，控制器控制该第二步进电机启动，带动第二滚珠丝杠将该基座板及其第一连接板进行同步移动，当气缸输出完毕后，如若第二连接板的遮架没能配合光电接近开关，即光电接近开关仍能输出电信号，则判定该充气隔离开关合闸情况不良或合闸结构故障。

作为本技术方案的进一步优选的：在所述S3中，如若第二连接板的遮架及其遮块结构没能配合光电接近开关及其空心套筒结构，即光电接近开关仍能输出电信号，则判定该充气隔离开关合闸情况不良或合闸结构故障。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

一、利用工作台装载的检测机构实现对充气隔离开关的静、动捕捉，在内部模拟导电辊的运行及合闸状态，利用光电接近开关及其空心套筒结构，配合遮架及遮块机构模拟合闸，依靠光电接近开关的数据反馈来判断充气隔离开关的合闸状态是否良好，全程不需人力接触，不仅保证了检测效果且避免了危险事故的发生；

二、利用三组步进电机及滚珠丝杆机构，实现针对不同配电箱的充气隔离开关安装的不同角度、高度进行自适应调节，可以满足实际情况下的不同检测需求，满足了广泛适用性需求。

附图说明

图1为本发明的一视角立体结构示意图；

图2为本发明的另一视角立体结构示意图；

图3为本发明的另一视角立体结构示意图；

图4为本发明的检测机构一视角立体结构示意图；

图5为本发明的检测机构另一视角立体结构示意图；

图6为本发明的检测机构另一视角立体结构示意图；

图7为本发明的支撑架立体结构示意图；

图8为本发明的控制器电路图。

图中：1、工作台；101、万向轮；2、门体；201、遮光板；3、控制器；301、电子屏；302、微光摄像头；4、蓄电池；5、检测机构；501、基座；5011、第一滑轨；502、第一滚珠丝杠；503、第一步进电机；504、支撑架；5041、第二滑轨；505、基座板；5051、第三滑轨；506、电动推杆；507、第一连接板；508、第一激光传感器；509、光电接近开关；5091、空心套筒；510、第二连接板；511、第二激光传感器；513、遮架；514、第二滚珠丝杠；515、第二步进电机；5131、遮块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种充气隔离开关分合闸检测装置，包括工作台1，工作台1的后表面安装有控制器3，工作台1的内侧壁底部均匀安装有蓄电池4，工作台1的内侧壁中部安装有检测机构5；

检测机构5包括两个基座501、两个第一滚珠丝杠502、两个第一步进电机503、支撑架504、两个基座板505、两个电动推杆506、第一连接板507、第一激光传感器508、光电接近开关509、第二连接板510、第二激光传感器511、遮架513、两个第二滚珠丝杠514和两个第二步进电机515，基座501的内侧壁与第一滚珠丝杠502的外表面通过轴承转动连接，基座501的后表面与第一步进电机503的外表面通过螺钉螺纹连接，第一步进电机503的输出轴与第一滚珠丝杠502的螺纹杆焊接，第一滚珠丝杠502的移动螺母与支撑架504的内侧壁焊接，支撑架504的内侧壁与两个第二滚珠丝杠514的外表面通过轴承转动连接，支撑架504的内侧壁一侧与两个第二步进电机515通过螺钉螺纹连接，第二滚珠丝杠514的螺纹杆与第二步进电机515的输出轴焊接，第二滚珠丝杠514的移动螺母与基座板505的后表面焊接，电动推杆506的外表面通过螺钉与基座板505的前表面螺纹连接，一个电动推杆506的活塞杆与第一连接板507的外表面焊接，第一连接板507的前表面与第一激光传感器508通过螺钉螺纹连接，第一连接板507的前表面与光电接近开关509的后表面通过螺钉螺纹连接，另一个电动推杆506的活塞杆与第二连接板510的后表面焊接，第二连接板510的前表面与第二激光传感器511的后表面通过螺钉螺纹连接，遮架513的后表面与第二连接板510的前表面焊接；

控制器3的电性输入端与蓄电池4、第一激光传感器508、第二激光传感器511和光电接近开关509的电性输出端电性连接，控制器3的电性输出端与第一步进电机503、电动推杆506和第二步进电机515的电性输入端电性连接。

本实施例中，具体的：工作台1的下表面通过螺钉螺纹连接有四个万向轮101；万向轮101为整体机构提供移动性需求，在实际情况下可以满足不同的使用需求。

本实施例中，具体的：工作台1的前表面两侧通过销轴铰接有两个门体2，门体2的外表面粘接有遮光板201；门体2及遮光板201用于遮盖配电柜，防止后续操作时外界光线干扰光电接近开关509。

本实施例中，具体的：工作台1的内侧壁安装有微光摄像头302，工作台1的外表面安装有电子屏301，微光摄像头302和电子屏301的电性输入端与控制器3的电性输出端电性连接；工作人员依靠微光摄像头302及电子屏301进行查看。

本实施例中，具体的：基座501的外表面焊接有第一滑轨5011，第一滑轨5011的外表面与支撑架504的内侧壁滑动连接，支撑架504的前表面焊接有两个第二滑轨5041，两个第二滑轨5041的外表面分别与两个基座板505的后表面滑动连接，基座板505的前表面焊接有两个第三滑轨5051，第三滑轨5051的外表面与第一连接板507和第二连接板510的后表面滑动连接；第一滑轨5011、第二滑轨5041和第三滑轨5051均提供支撑架504、基座板505、第一连接板507和第二连接板510在进行进给运动时的稳定支撑力。

本实施例中，具体的：遮架513的另一侧焊接有遮块5131，光电接近开关509的输出端焊接有空心套筒5091，空心套筒5091的内侧壁与遮块5131的外表面相适配；如若第二连接板510的遮架513及其遮块5131结构没能配合光电接近开关509及其空心套筒5091结构，即光电接近开关509仍能输出电信号，则判定该充气隔离开关合闸情况不良或合闸结构故障。

本实施例中，具体的：控制器3的具体型号为FX3GA；第一激光传感器508和第二激光传感器511的具体型号为HM90；光电接近开关509的具体型号为NI2-M8-AN6X；第一步进电机503和第二步进电机515的具体型号为DS-25RS370；电动推杆506的具体型号为GRA-D3。

另外本发明还提供一种充气隔离开关分合闸检测装置的检测方法，具体包括以下步骤：

S1、将工作台1及整体装置推到所需检测的配电箱处，首先断开充气隔离开关的手动闸刀，并控制气缸复位，随后将工作台1贴合配电箱，并将两个门体2及遮光板201遮盖住配电柜，工作人员依靠微光摄像头302及电子屏301进行查看，随后以充气隔离开关的导电辊及动触头为起始点，以充气隔离开关的静触头为终点，通过控制器3控制检测机构5进行两点定位；

S2、检测机构5中，第一步进电机503控制第一滚珠丝杠502带动支撑架504调节整体机构与充气隔离开关之间的间距，避免后续电流击穿，随后通过两组第二步进电机515控制两组第二滚珠丝杠514的移动螺母进行移动，带动两个基座板505配合第二滑轨5041进行滑移，在此期间，两组第二步进电机515分别依靠第一激光传感器508及第二激光传感器511作为参数指引，为控制器3输出电信号并控制第一连接板507及第二连接板510的具体间距，即确认S1步骤中的两点位置；

S3、随后进行充气隔离开关的合闸测试，工作人员控制配电箱气缸启动，气缸带动充电辊及动触头进行移动，此时第一激光传感器508侦测到物体移动，输出信号至控制器3进行信号交互，控制器3控制该第二步进电机515启动，带动第二滚珠丝杠514将该基座板505及其第一连接板507进行同步移动，当气缸输出完毕后，如若第二连接板510的遮架513没能配合光电接近开关509，即光电接近开关509仍能输出电信号，则判定该充气隔离开关合闸情况不良或合闸结构故障。

本实施例中，具体的：在S3中，如若第二连接板510的遮架513及其遮块5131结构没能配合光电接近开关509及其空心套筒5091结构，即光电接近开关509仍能输出电信号，则判定该充气隔离开关合闸情况不良或合闸结构故障。

工作原理或者结构原理：利用工作台1装载的检测机构5中的第一激光传感器508和第二激光传感器511，实现对充气隔离开关的静、动捕捉，在内部模拟导电辊的运行及合闸状态，利用光电接近开关509及其空心套筒5091结构，配合遮架513及遮块5131机构模拟合闸，依靠光电接近开关509的数据反馈来判断充气隔离开关的合闸状态是否良好，全程不需人力接触，不仅保证了检测效果且避免了危险事故的发生；

利用三组步进电机及滚珠丝杆机构，实现针对不同配电箱的充气隔离开关安装的不同角度、高度进行自适应调节，可以满足实际情况下的不同检测需求，满足了广泛适用性需求。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种充气隔离开关分合闸检测装置，包括工作台（1），其特征在于：所述工作台（1）的后表面安装有控制器（3），所述工作台（1）的内侧壁底部均匀安装有蓄电池（4），所述工作台（1）的内侧壁中部安装有检测机构（5）；

所述检测机构（5）包括两个基座（501）、两个第一滚珠丝杠（502）、两个第一步进电机（503）、支撑架（504）、两个基座板（505）、两个电动推杆（506）、第一连接板（507）、第一激光传感器（508）、光电接近开关（509）、第二连接板（510）、第二激光传感器（511）、遮架（513）、两个第二滚珠丝杠（514）和两个第二步进电机（515），所述基座（501）的内侧壁与所述第一滚珠丝杠（502）的外表面通过轴承转动连接，所述基座（501）的后表面与所述第一步进电机（503）的外表面通过螺钉螺纹连接，所述第一步进电机（503）的输出轴与所述第一滚珠丝杠（502）的螺纹杆焊接，所述第一滚珠丝杠（502）的移动螺母与所述支撑架（504）的内侧壁焊接，所述支撑架（504）的内侧壁与两个所述第二滚珠丝杠（514）的外表面通过轴承转动连接，所述支撑架（504）的内侧壁一侧与两个所述第二步进电机（515）通过螺钉螺纹连接，所述第二滚珠丝杠（514）的螺纹杆与所述第二步进电机（515）的输出轴焊接，所述第二滚珠丝杠（514）的移动螺母与所述基座板（505）的后表面焊接，所述电动推杆（506）的外表面通过螺钉与所述基座板（505）的前表面螺纹连接，一个所述电动推杆（506）的活塞杆与所述第一连接板（507）的外表面焊接，所述第一连接板（507）的前表面与所述第一激光传感器（508）通过螺钉螺纹连接，所述第一连接板（507）的前表面与所述光电接近开关（509）的后表面通过螺钉螺纹连接，另一个所述电动推杆（506）的活塞杆与所述第二连接板（510）的后表面焊接，所述第二连接板（510）的前表面与所述第二激光传感器（511）的后表面通过螺钉螺纹连接，所述遮架（513）的后表面与所述第二连接板（510）的前表面焊接；

所述控制器（3）的电性输入端与所述蓄电池（4）、所述第一激光传感器（508）、所述第二激光传感器（511）和所述光电接近开关（509）的电性输出端电性连接，所述控制器（3）的电性输出端与所述第一步进电机（503）、所述电动推杆（506）和所述第二步进电机（515）的电性输入端电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种充气隔离开关分合闸检测装置，其特征在于：所述工作台（1）的下表面通过螺钉螺纹连接有四个万向轮（101）。

3.根据权利要求1所述的一种充气隔离开关分合闸检测装置，其特征在于：所述工作台（1）的前表面两侧通过销轴铰接有两个门体（2），所述门体（2）的外表面粘接有遮光板（201）。

4.根据权利要求3所述的一种充气隔离开关分合闸检测装置，其特征在于：所述工作台（1）的内侧壁安装有微光摄像头（302），所述工作台（1）的外表面安装有电子屏（301），所述微光摄像头（302）和所述电子屏（301）的电性输入端与所述控制器（3）的电性输出端电性连接。

5.根据权利要求4所述的一种充气隔离开关分合闸检测装置，其特征在于：所述基座（501）的外表面焊接有第一滑轨（5011），所述第一滑轨（5011）的外表面与所述支撑架（504）的内侧壁滑动连接，所述支撑架（504）的前表面焊接有两个第二滑轨（5041），两个所述第二滑轨（5041）的外表面分别与两个所述基座板（505）的后表面滑动连接，所述基座板（505）的前表面焊接有两个第三滑轨（5051），所述第三滑轨（5051）的外表面与所述第一连接板（507）和所述第二连接板（510）的后表面滑动连接。

6.根据权利要求1所述的一种充气隔离开关分合闸检测装置，其特征在于：所述遮架（513）的另一侧焊接有遮块（5131），所述光电接近开关（509）的输出端焊接有空心套筒（5091），所述空心套筒（5091）的内侧壁与所述遮块（5131）的外表面相适配。

7.根据权利要求5所述的一种充气隔离开关分合闸检测装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将工作台（1）及整体装置推到所需检测的配电箱处，首先断开充气隔离开关的手动闸刀，并控制气缸复位，随后将工作台（1）贴合配电箱，并将两个门体（2）及遮光板（201）遮盖住配电柜，工作人员依靠微光摄像头（302）及电子屏（301）进行查看，随后以充气隔离开关的导电辊及动触头为起始点，以充气隔离开关的静触头为终点，通过控制器（3）控制检测机构（5）进行两点定位；

S2、检测机构（5）中，第一步进电机（503）控制第一滚珠丝杠（502）带动支撑架（504）调节整体机构与充气隔离开关之间的间距，避免后续电流击穿，随后通过两组第二步进电机（515）控制两组第二滚珠丝杠（514）的移动螺母进行移动，带动两个基座板（505）配合第二滑轨（5041）进行滑移，在此期间，两组第二步进电机（515）分别依靠第一激光传感器（508）及第二激光传感器（511）作为参数指引，为控制器（3）输出电信号并控制第一连接板（507）及第二连接板（510）的具体间距，即确认S1步骤中的两点位置；

S3、随后进行充气隔离开关的合闸测试，工作人员控制配电箱气缸启动，气缸带动充电辊及动触头进行移动，此时第一激光传感器（508）侦测到物体移动，输出信号至控制器（3）进行信号交互，控制器（3）控制该第二步进电机（515）启动，带动第二滚珠丝杠（514）将该基座板（505）及其第一连接板（507）进行同步移动，当气缸输出完毕后，如若第二连接板（510）的遮架（513）没能配合光电接近开关（509），即光电接近开关（509）仍能输出电信号，则判定该充气隔离开关合闸情况不良或合闸结构故障。

8.根据权利要求7所述的一种充气隔离开关分合闸检测装置的检测方法，其特征在于：在所述S3中，如若第二连接板（510）的遮架（513）及其遮块（5131）结构没能配合光电接近开关（509）及其空心套筒（5091）结构，即光电接近开关（509）仍能输出电信号，则判定该充气隔离开关合闸情况不良或合闸结构故障。

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