CN113848047A - 一种直动测量断路器开距超程的结构及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种直动测量断路器开距超程的结构，包括密封气箱，以及内设于密封气箱的断路器开关本体，断路器开关本体外缘面固设有真空灭弧室动触头；远离断路器开关本体与真空灭弧室动触头一端的相连接处，固设有绝缘延伸杆；绝缘延伸杆远离与真空灭弧室动触头的连接处的末端部贯穿密封气箱，连接外设于密封气箱外缘面的测距组件。本发明在保证原有断路器开关本体和气箱主体结构不变的基础上，设计安装绝缘延长杆，将运动行程外引，使运动关系直接准确，采用非接触检测方式，外置激光位移测距传感器，从而达到整体结构设计简单，运动数据测量精确，响应速度快，检测单元外置方便维护更换，并且成本较低，可实现大规模实际应用的优点。
Description
技术领域
本发明涉及真空断路器的超程开距检测技术领域，具体为一种直动测量断路器开距超程的结构及方法。
背景技术
断路器的机械特性也就是物理特性，断路器机械特性试验包括分合闸时间、速度、行程，开距，同期，弹跳等，目的是检测断路器开关的可靠性，根据试验结果判断断路器开关是继续使用、维修或更换。
目前，常见的充气柜、环网柜使用的真空断路器均密封在不锈钢气箱中，成套厂家多数在封箱前进行超程开距的测量，封箱至出厂均无配套装置进行检测，或有少数厂家在成套设备上安装角位移传感器，测量角度数据间接转化得出超程开距数据，由于制造误差和装配误差，转化后的数据偏差较大，仅能做参考使用。
在现有技术中，带有密封气箱的开关柜，如充气柜、环网柜等，其真空断路器均被密封在气箱中。想要测得断路器开关的超程开距数据，常规设计有如下两种方案：
方案一：为气箱内部加装传感器进行采集，由于传感器密封在气箱内部，如有损害无法维修更换，而且电子产品的寿命根本无法达到成套设备要求的使用寿命，故此方案不可行；
方案二：为安装角位移传感器，在操作机构上延伸出一根拐臂，连接角位移传感器旋转角度，将角度数值通过转换间接得到直线行程数值，但由于多组传动间隙的存在，测得的值并不精确，会影响对开关性能的判断。
综合上述两种方案，均不是可靠的应用方法，为了解决检测密封断路器超程开距的实际应用要求：精准性、可靠性和方便维护替换，最可靠的实施方案为检测单元外置，通过非接触式检测。
对于检测原理也做了多种比较，例如：超声隔着玻璃，信号完全衰减掉了；雷达利用多普勒效应，测量的是运动目标，其散射角太大，精度可疑；
而激光是最可行的方案，具有很好的精度。
基于此，需设计一种直动测量断路器超程开距的结构及测距方法，在保证原有断路器开关本体和气箱主体结构不变的基础上，设计安装绝缘延长杆，将运动行程外引，使运动关系直接准确，采用非接触检测方式，外置激光位移测距传感器的方式，节约成本的同时，实现大规模实际应用。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种直动测量断路器开距超程的结构及方法，以解决上述背景技术中提出的问题，解决了现有技术中的问题。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种直动测量断路器开距超程的结构，包括：
密封气箱，以及内设于所述密封气箱的断路器开关本体，其中，
所述断路器开关本体外缘面固设有真空灭弧室动触头；且
远离断路器开关本体与真空灭弧室动触头一端的相连接处，固设有绝缘延伸杆，用于在断路器开关本体的旋转运动下，随真空灭弧室动触头做同步往复运动；
绝缘延伸杆远离与真空灭弧室动触头的连接处的末端部贯穿密封气箱，连接外设于密封气箱外缘面的测距组件，以基于绝缘延伸杆的运动数值得到断路器开关本体的超程开距数据。
作为对本发明中所述一种直动测量断路器开距超程的结构的改进，所述测距组件包括直动观察窗组件，其中，
所述直动观察窗组件由观察窗压板、高强度透明观察窗和观察窗密封圈组成，所述观察窗压板固设于密封气箱外缘面，且通过观察窗密封圈与高强度透明观察窗结合而密闭形成一密封腔体，用于对绝缘延伸杆的运动轨迹进行可视。
作为对本发明中所述一种直动测量断路器开距超程的结构的改进，所述测距组件还包括激光测距传感器，所述激光测距传感器固设于密封气箱外缘面，用于对密封腔体内绝缘延伸杆的运动数值进行测量，以获取断路器开关本体的超程开距数据。
作为对本发明中所述一种直动测量断路器开距超程的结构的改进，还包括固设于密封气箱外缘面以对测距组件进行防尘保护的金属可视防护罩。
在本发明提出的直动测量断路器开距超程的结构的可能实现方式中，所述真空灭弧室动触头通过滚轮螺杆连接绝缘延伸杆的顶端，且所述绝缘延伸杆顶端为方形结构，用于具备导向功能以防止螺纹旋转松动。
作为对本发明中所述一种直动测量断路器开距超程的结构的改进，所述绝缘延长杆由SMC材质圆棒制成，且其表面为伞裙结构，以增加爬电距离。
作为对本发明中所述一种直动测量断路器开距超程的结构的改进，所述激光测距传感器采用三相信号发生器，用于通过差分处理，滤除了由于装配偏差和零点漂移带来的信号误差，并在出厂前对误差进行校准和补偿。
与此同时，所述高强度透明观察窗采用5mm钢化玻璃开模制备而成，用于保证机械强度。
作为本发明的第二方面，一种直动测量断路器开距超程的方法，包括以下步骤：
第一步，密封气箱内组装
S1-1，将所述滚轮螺杆与带有方形结构的绝缘延伸杆顶端进行连接；
第二步，在密封气箱外缘面开设通孔，并将绝缘延伸杆贯穿至延伸出密封气箱外；
第三步，在所述密封气箱外缘面固设观察窗组件，用于对绝缘延伸杆的运动轨迹进行可视；
第四步，在观察窗组件相对于密封气箱的安装位置同侧处，固设激光测距传感器，以获取断路器开关本体的超程开距数据；
第五步，在密封气箱外缘面固设对测距组件进行防尘保护的金属可视防护罩。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明在保证原有断路器开关本体和气箱主体结构不变的基础上，设计安装绝缘延长杆，将运动行程外引，使运动关系直接准确，采用非接触检测方式，外置激光位移测距传感器，从而达到整体结构设计简单，运动数据测量精确，响应速度快，检测单元外置方便维护更换，并且成本较低，可实现大规模实际应用的优点。
附图说明
参照附图来说明本发明的公开内容。应当了解，附图仅仅用于说明目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制，在附图中，相同的附图标记用于指代相同的部件。其中：
图1为本发明一实施例中所提出的直动测量断路器开距超程的结构示意图；
图2为本发明一实施例中所提出的直动观察窗组件的结构示意图一；
图3为本发明一实施例中所提出的直动观察窗组件的结构示意图二。
附图标记说明：
1-密封气箱、2-断路器开关本体、3-真空灭弧室动触头、4-绝缘延伸杆、5-直动观察窗组件、6-激光测距传感器、7-金属可视防护罩、8-观察窗压板、9-高强度透明观察窗、10-观察窗密封圈。
具体实施方式
容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。
如图1-3所示，作为本发明的一个实施例，本发明提供技术方案：一种直动测量断路器开距超程的结构，包括
密封气箱1，以及内设于密封气箱1的断路器开关本体2，其中，
断路器开关本体2外缘面固设有真空灭弧室动触头3，可以理解的是，真空灭弧室动触头3通过滚轮螺杆连接绝缘延伸杆4的顶端，且绝缘延伸杆4顶端为方形结构，用于具备导向功能以防止螺纹旋转松动，远离断路器开关本体2与真空灭弧室动触头3一端的相连接处，固设有绝缘延伸杆4，用于在断路器开关本体2的旋转运动下，随真空灭弧室动触头3做同步往复运动，可以理解的是，绝缘延长杆由SMC材质圆棒制成，且其表面为伞裙结构，以增加爬电距离，绝缘延伸杆4远离与真空灭弧室动触头3的连接处的末端部贯穿密封气箱1，连接外设于密封气箱1外缘面的测距组件，以基于绝缘延伸杆4的运动数值得到断路器开关本体2的超程开距数据。
需要说明的是，在具体实施时，断路器开关本体2主轴的旋转运动，将引起真空灭弧室动触头3和绝缘延伸杆4的上下运动，故绝缘延伸杆4的运动数值为最直接的断路器开关本体2的超程开距数据。
在本发明的一实施例中，测距组件包括直动观察窗组件5以及激光测距传感器6，其中，
直动观察窗组件5由观察窗压板8、高强度透明观察窗9和观察窗密封圈10组成，观察窗压板8固设于密封气箱1外缘面，且通过观察窗密封圈10与高强度透明观察窗9结合而密闭形成一密封腔体，用于对绝缘延伸杆4的运动轨迹进行可视，同时，有利于激光穿透，通过紧固观察窗压板8，会压缩观察窗密封圈10，具有密封气体的目的，需要说明的是，高强度透明观察窗9采用5mm钢化玻璃开模制备而成，用于保证机械强度；且
激光测距传感器6固设于密封气箱1外缘面，用于对密封腔体内绝缘延伸杆4的运动数值进行测量，以获取断路器开关本体2的超程开距数据，需要说明的是，激光测距传感器6采用三相信号发生器，用于通过差分处理，滤除了由于装配偏差和零点漂移带来的信号误差，并在出厂前对误差进行校准和补偿。
在本发明的一实施例中，本发明还包括固设于密封气箱1外缘面以对测距组件进行防尘保护的金属可视防护罩7。
作为本发明的第二方面，基于上述技术构思，提出了一种直动测量断路器开距超程的方法，包括以下步骤：
第一步，密封气箱1内组装
S1-1，将滚轮螺杆与带有方形结构的绝缘延伸杆4顶端进行连接；
第二步，在密封气箱1外缘面开设通孔，并将绝缘延伸杆4贯穿至延伸出密封气箱1外；
第三步，在密封气箱1外缘面固设直动观察窗组件5，用于对绝缘延伸杆4的运动轨迹进行可视；
第四步，在直动观察窗组件5相对于密封气箱1的安装位置同侧处，固设激光测距传感器6，以获取断路器开关本体2的超程开距数据；
第五步，在密封气箱1外缘面固设对测距组件进行防尘保护的金属可视防护罩7。
需要说明的是，本发明第二方面中没有介绍到的直动测量断路器开距超程的结构，可以参见本发明上述实施例中的相关描述，此处不一一赘述。
本发明的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本发明技术思想的前提下，对上述实施例进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种直动测量断路器开距超程的结构，其特征在于：包括：
密封气箱，以及内设于所述密封气箱的断路器开关本体，其中，
所述断路器开关本体外缘面固设有真空灭弧室动触头；且
远离断路器开关本体与真空灭弧室动触头一端的相连接处，固设有绝缘延伸杆，用于在断路器开关本体的旋转运动下，随真空灭弧室动触头做同步往复运动；
绝缘延伸杆远离与真空灭弧室动触头的连接处的末端部贯穿密封气箱，连接外设于密封气箱外缘面的测距组件，以基于绝缘延伸杆的运动数值得到断路器开关本体的超程开距数据。
2.根据权利要求1所述的一种直动测量断路器开距超程的结构，其特征在于：所述测距组件包括直动观察窗组件，其中，
所述直动观察窗组件由观察窗压板、高强度透明观察窗和观察窗密封圈组成，所述观察窗压板固设于密封气箱外缘面，且通过观察窗密封圈与高强度透明观察窗结合而密闭形成一密封腔体，用于对绝缘延伸杆的运动轨迹进行可视。
3.根据权利要求1或2所述的一种直动测量断路器开距超程的结构，其特征在于：所述测距组件还包括激光测距传感器，所述激光测距传感器固设于密封气箱外缘面，用于对密封腔体内绝缘延伸杆的运动数值进行测量，以获取断路器开关本体的超程开距数据。
4.根据权利要求1所述的一种直动测量断路器开距超程的结构，其特征在于：还包括固设于密封气箱外缘面以对测距组件进行防尘保护的金属可视防护罩。
5.根据权利要求1所述的一种直动测量断路器开距超程的结构，其特征在于：所述真空灭弧室动触头通过滚轮螺杆连接绝缘延伸杆的顶端，且所述绝缘延伸杆顶端为方形结构，用于具备导向功能以防止螺纹旋转松动。
6.根据权利要求1所述的一种直动测量断路器开距超程的结构，其特征在于：所述绝缘延长杆由SMC材质圆棒制成，且其表面为伞裙结构，以增加爬电距离。
7.根据权利要求3所述的一种直动测量断路器开距超程的结构，其特征在于：所述激光测距传感器采用三相信号发生器，用于通过差分处理，滤除了由于装配偏差和零点漂移带来的信号误差，并在出厂前对误差进行校准和补偿。
8.根据权利要求2所述的一种直动测量断路器开距超程的结构，其特征在于：所述高强度透明观察窗采用5mm钢化玻璃开模制备而成，用于保证机械强度。
9.一种直动测量断路器开距超程的方法，依据权利要求1-8所述的直动测量断路器开距超程的结构，其特征在于：包括以下步骤：
第一步，密封气箱内组装
S1-1，将所述滚轮螺杆与带有方形结构的绝缘延伸杆顶端进行连接；
第二步，在密封气箱外缘面开设通孔，并将绝缘延伸杆贯穿至延伸出密封气箱外；
第三步，在所述密封气箱外缘面固设观察窗组件，用于对绝缘延伸杆的运动轨迹进行可视；
第四步，在观察窗组件相对于密封气箱的安装位置同侧处，固设激光测距传感器，以获取断路器开关本体的超程开距数据；
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