CN114019200B - 一种10kV小车开关回路电阻试验自适应连接触头装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种10kV小车开关回路电阻试验自适应连接触头装置，包括触头机构、滑动机构和控制模块，通过控制模块控制滑动机构，以使触头机构的触头端张开或闭合，从而实现与10kV小车开关触指的自适应接触，代替了原本的线夹通过夹子钳住触指压紧弹簧进行回路电阻的方式。有效避免了目前试验线夹存在导致10kV小车开关触指弹簧松动和脱落，影响开关正常运行，甚至威胁人员安全问题。

Description

一种10kV小车开关回路电阻试验自适应连接触头装置

技术领域

本发明属于电力设施检测技术领域，具体涉及一种10kV小车开关回路电阻试验自适应连接触头装置。

背景技术

导电回路电阻试验是10kV小车开关最重要的预试项目之一，导电回路电阻的大小能够直接反应开关导电性能的优劣，对保障系统安全运行具有极其重要的作用。

当前对10kV小车开关进行导电回路电阻试验是利用回路电阻测试仪，该回路电阻测试仪测试线包括两组电压线和电流线。10kV小车开关两侧由触臂、触指和触指压紧弹簧构成，每组电流线夹和电压线夹分别夹在小车开关两侧的触指和触指压紧弹簧上。该接线方法存在两点不足：一是触指压紧弹簧在夹子压力作用下容易发生变形，影响其弹性甚至导致弹簧松动；二是在进行回路电阻试验时，通入规程要求的不小于100A的直流电流时，触指压紧弹簧由于大电流通过产生发热淬火而失去弹性，导致弹簧松动或脱落。

试验过程中，每进行一次10kV小车开关回路电阻试验，就会有两组电压线夹和电流线夹（共四个线夹）对小车开关两侧的触指压紧弹簧产生压力作用。在仪器显示故障一时，表示电流不通，需调整电流线夹接线后再重新试验；在仪器显示故障二时，表示电压不通，需调整电压线夹接线后再重新试验；当回路电阻值不理想时，需要调整电压和电流接线后再重新试验。不确定的多次重复试验使得线夹对触指压紧弹簧多次挤压，非常容易导致弹簧松动和脱落。如若未及时发现并消除弹簧松动或脱落缺陷，将导致动触头和开关柜静触头接触不良，引起开关柜异常发热影响开关正常运行，甚至威胁人员安全。同时，由于线夹压紧力较大，试验人员在使用线夹时较为费力才能使线夹张开，人机功效差。

综上所述，目前该试验线夹存在导致10kV小车开关触指弹簧松动和脱落，影响开关正常运行，甚至威胁人员安全和人机功效差等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在解决目前试验线夹存在导致10kV小车开关触指弹簧松动和脱落，影响开关正常运行，甚至威胁人员安全问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种10kV小车开关回路电阻试验自适应连接触头装置，包括：触头机构、滑动机构和控制模块；

触头机构为圆台体对称分瓣结构，触头机构的触头端在圆台体对称分瓣结构的头部呈张开或闭合状态，触头机构的固定端在圆台体对称分瓣结构的尾部固定设置；

滑动机构滑动设置于触头机构的内部，滑动机构在触头机构的内部轴向滑动以使触头端呈张开或闭合状态；

控制模块与触头机构的固定端固定连接且与滑动机构相接，用于控制滑动机构在触头机构内部的轴向运动。

优选的，控制模块具体包括：微机控制模块、电机驱动模块和压力传感器；

压力传感器用于采集触头机构的触头端与10kV小车开关触指接触的压力数据，并将采集的压力数据上传至微机控制模块；

电机驱动模块用于控制滑动机构的滑动行程；

微机控制模块用于启动电机驱动模块，以便电机驱动模块控制滑动机构的滑动行程；还用于根据接收到的压力数据停止电机驱动模块。

优选的，还包括：外部接口模块；

外部接口模块设置在控制模块的外部并与微机控制模块相接，用于对微机控制模块进行程序灌装与升级维护。

优选的，还包括：操作显示模块和电源模块；

操作显示模块和电源模块集成设置在控制模块远离触头机构的一端；

操作显示模块用于接收外部操作指令并将外部操作指令传送给微机控制模块，外部操作指令用于通过微机控制模块控制电机驱动模块的启停；

电源模块用于为操作显示模块、微机控制模块和电机驱动模块供电。

优选的，操作显示模块设置有压力设置按键，压力设置按键用于设置压力保护定值。

优选的，电源模块设置有内置电源和充电接口，电源模块通过内置电源或通过充电接口与外部电源相接进行供电。

优选的，还包括：手柄和试验线；

手柄和试验线均设置在操作显示模块远离控制模块的一端；

试验线的一端与触头机构相接，另一端插接在回路电阻测试仪的端口中。

优选的，滑动机构具体为圆台形滑块，圆台形滑块向靠近圆台体对称分瓣结构的尾部方向滑动时，触头机构的触头端张开；圆台形滑块向远离圆台体对称分瓣结构的尾部方向滑动时，触头机构的触头端闭合。

优选的，触头机构的触头端具体包括：电压触头和电流触头；

电压触头和电流触头与10kV小车开关触指接触部位的形状均为半球面形。

优选的，触头机构为圆台体对称分瓣结构具体为：

电压触头和电流触头构成圆台体对称分四瓣结构，电压触头为单瓣设置，电流触头为三瓣设置。

综上，本发明提供了一种10kV小车开关回路电阻试验自适应连接触头装置，包括触头机构、滑动机构和控制模块，通过控制模块控制滑动机构，以使触头机构的触头端张开或闭合，从而实现与10kV小车开关触指的自适应接触，代替了原本的线夹通过夹子钳住触指压紧弹簧进行回路电阻的方式。有效避免了目前试验线夹存在导致10kV小车开关触指弹簧松动和脱落，影响开关正常运行，甚至威胁人员安全问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的一种10kV小车开关回路电阻试验自适应连接触头装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种10kV小车开关回路电阻试验自适应连接触头装置张开状态的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种10kV小车开关回路电阻试验自适应连接触头装置的试验接线示意图；

图4为本发明实施例提供的一种10kV小车开关回路电阻试验自适应连接触头装置的试验流程图；

图5为本发明实施例提供的控制模块的控制原理图；

图6为本发明实施例提供的操作显示模块的外部示意图；

图7为本发明实施例提供的传统试验线夹的接线示意图。

附图中：1-电压触头，2-电流触头，3-压力传感器，4-滑块，5-驱动轴，6-微机控制模块及电机驱动模块，7-外部接口模块，8-电源模块及操作显示模块，9-手柄，10-电压试验线，11-电流试验线；

12、10kV小车开关，13-触臂，14-栅，15-触指，16-触指压紧弹簧，17-10kV小车开关回路电阻试验自适应连接触头装置，18-试验线，19-电流线，20-电压线，21-接地端口，22-回路电阻测试仪；

23-电源模块，24-操作显示模块，25-锂电池，26-Type-C接口，27-显示屏，28-压力设置按键，29-启动按键，30-关闭按键；

31-电流线夹，32-电压线夹。

具体实施方式

为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图7所示，当前对10kV小车开关12进行导电回路电阻试验是利用回路电阻测试仪22，该回路电阻测试仪试验线18包括两组电压线20和电流线19。10kV小车开关两侧由触臂13、栅14、触指15和触指压紧弹簧16构成，每组电流线夹31和电压线夹32分别夹在小车开关12两侧的触指15和触指压紧弹簧16上。该接线方法存在两点不足：一是触指压紧弹簧16在夹子压力作用下容易发生变形，影响其弹性甚至导致弹簧松动；二是在进行回路电阻试验时，通入规程要求的不小于100A的直流电流时，触指压紧弹簧16由于大电流通过产生发热淬火而失去弹性，导致弹簧松动或脱落。

试验过程中，每进行一次10kV小车开关回路电阻试验，就会有两组电压线夹32和电流线夹31（共四个线夹）对小车开关12两侧的触指压紧弹簧16产生压力作用。在仪器显示故障一时，表示电流不通，需调整电流线夹31接线后再重新试验；在仪器显示故障二时，表示电压不通，需调整电压线夹32接线后再重新试验；当回路电阻值不理想时，需要调整电压和电流接线后再重新试验。不确定的多次重复试验使得线夹对触指压紧弹簧16多次挤压，非常容易导致弹簧松动和脱落。如若未及时发现并消除弹簧松动或脱落缺陷，将导致动触头和开关柜静触头接触不良，引起开关柜异常发热影响开关正常运行，甚至威胁人员安全。同时，由于线夹压紧力较大，试验人员在使用线夹时较为费力才能使线夹张开，人机功效差。

即10kV小车开关进行导电回路电阻试验时，现有技术存在以下问题：

1）试验接线时，触指压紧弹簧16在线夹压力作用下容易发生变形，影响其弹性导致弹簧松动；

2）试验过程中，由于线夹直接夹住触指压紧弹簧16，在通入规程要求的不小于100A的直流电流时，触指压紧弹簧16由于大电流通过产生发热淬火而失去弹性，导致弹簧松动或脱落；

3）在试验数据异常调整线夹进行重复试验时，不仅较为费力，且使得线夹对触指压紧弹簧16多次挤压。

基于此，本发明提供一种10kV小车开关回路电阻试验自适应连接触头装置。

以下是对本发明的一种10kV小车开关回路电阻试验自适应连接触头装置的一个实施例进行的详细介绍。

请参阅图1和2，本实施例提供了一种10kV小车开关回路电阻试验自适应连接触头装置，包括：触头机构、滑动机构和控制模块。

在本实施例中，触头机构为圆台体对称分瓣结构，触头机构的触头端在圆台体对称分瓣结构的头部呈张开或闭合状态，触头机构的固定端在圆台体对称分瓣结构的尾部固定设置；

需要说明的是，触头机构的触头端包括电压触头1和电流触头2。电压触头1和电流触头2在10kV小车开关触指接触部位的外形均采用半球面形状设计。

另外可以将电压触头1、电流触头2设置为圆台体对称分四瓣结构，该结构易于实现张开或者闭合。并且电压触头1为单瓣设计，可满足试验过程电压采样回路对电压触头与10kV小车开关触指15接触良好的要求；电流触头2为三瓣设计，可满足试验过程电流输入回路对电流触头与10kV小车开关触指15接触良好的要求。

在本实施例中，滑动机构滑动设置于触头机构的内部，滑动机构在触头机构的内部轴向滑动以使电压触头1和电流触头2的触头端呈张开或闭合状态；

需要说明的是，滑块机构具体设置为一个圆台形的滑块4，装设于电压触头1、电流触头2集成的圆台体内，与电压触头1、电流触头2集成的圆台体配套使用，可通过设置内径的变化从而使得滑块4的滑动可以使分瓣结构张开或闭合。该滑块4通过驱动轴5与控制机构连接，控制模块通过驱动轴5带动滑块4运动使得电压触头1、电流触头2呈现张开或闭合的状态。

进一步的，圆台形滑块4向靠近圆台体对称分瓣结构的尾部方向滑动时，触头机构的触头端张开；圆台形滑块向远离圆台体对称分瓣结构的尾部方向滑动时，触头机构的触头端闭合。图2为圆台形滑块4向靠近圆台体对称分瓣结构的尾部方向滑动时，一种10kV小车开关回路电阻试验自适应连接触头装置张开状态的结构示意图。

在本实施例中，控制模块与触头机构的固定端固定连接且与滑动机构相接，用于控制滑动机构在触头机构内部的轴向运动。

本实施例提供了一种10kV小车开关回路电阻试验自适应连接触头装置，包括触头机构、滑动机构和控制模块，通过控制模块控制滑动机构，以使触头机构的触头端张开或闭合，从而实现与10kV小车开关触指的自适应接触，代替了原本的线夹通过夹子钳住触指压紧弹簧进行回路电阻的方式。有效避免了目前试验线夹存在导致10kV小车开关触指弹簧松动和脱落，影响开关正常运行，甚至威胁人员安全问题。

以上是对本发明的一种10kV小车开关回路电阻试验自适应连接触头装置的一个实施例进行的详细介绍，以下将对本发明的一种10kV小车开关回路电阻试验自适应连接触头装置的另一实施例进行详细的介绍。

请参阅图3-6，本实施例提供了一种10kV小车开关回路电阻试验自适应连接触头装置，包括：触头机构、滑动机构和控制模块。

在本实施例中，触头机构和滑动机构的具体设置与前述实施例相同，在此不再赘述。

在本实施例中，控制模块可以具体设置为包括微机控制模块、电机驱动模块（微机控制模块和电机驱动模块同时设置于图1中标号6处）和压力传感器3。

其中，压力传感器3用于采集触头机构的触头端与10kV小车开关触指接触的压力数据，并将采集的压力数据上传至微机控制模块。电机驱动模块用于控制滑动机构的滑动行程。微机控制模块用于启动电机驱动模块，以便电机驱动模块控制滑动机构的滑动行程；还用于根据接收到的压力数据停止电机驱动模块。

需要说明的是，如图5所示，微机控制模块控制电机驱动模块带动滑块运动使电压触头1、电流触头2张开的同时即通过实时采集电压触头1和电流触头2与10kV小车开关触指15接触的压力数据，当采集的压力数据大于或等于压力保护定值时，微机控制模块控制电机驱动模块的电机停止转动，从而使滑块4停止运动，此时电压触头1和电流触头2与10kV小车开关触指15接触良好，确保10kV小车开关回路电阻试验可正常开展。

除此之外，在本实施例中还设置有外部接口模块7，该模块设置在控制模块的外部并与微机控制模块相接，用于对微机控制模块进行程序灌装与升级维护。

需要说明的是，外部接口模块7支持数据通讯，以便微机控制模块程序灌装与升级维护。

在本实施例中，还设置有操作显示模块24和电源模块23（操作显示模块24和电源模块23同时设置于图1中序号8处）。

其中，如图6所示，操作显示模块24和电源模块23集成设置在控制模块远离触头机构的一端；操作显示模块24用于接收外部操作指令并将外部操作指令传送给微机控制模块，外部操作指令用于通过微机控制模块控制电机驱动模块的启停；电源模块23用于为操作显示模块24、微机控制模块和电机驱动模块供电。具体的可以通过设置启动按键29和关闭按键30实现手动控制。启动按键29可触发微机控制模块控制电机驱动模块使所述装置的电压触头1、电流触头2张开，关闭按键30可触发微机控制模块控制电机驱动模块使所述装置的电压触头1、电流触头2闭合。

需要说明的是，操作显示模块24设置有压力设置按键28，压力设置按键28用于设置压力保护定值。操作显示模块24可设置压力保护定值并存储在微机控制模块，所设置的定值可确保电压触头1和电流触头2与10kV小车开关触指15接触良好。还设置有显示屏27，可显示本装置的电量情况。

在本实施例中，电源模块23设置有内置电源（可采用锂电池25）和充电接口（可采用Type-C接口26），电源模块8通过内置电源或通过充电接口与外部电源相接进行供电。

在本实施例中，还设置有手柄9和试验线。其中，手柄9和试验线18均设置在操作显示模块24远离控制模块的一端；试验线18的一端与触头机构相接，另一端插接在回路电阻测试仪的端口中。电压试验线10采用黑色绝缘多股软铜线，一端与电压触头1固定连接，另一端配置灯笼插头，可通过插拔方式与回路电阻测试仪22的电压端口连接。电流试验线11采用红色绝缘多股软铜线，一端与电流触头2固定连接，另一端配置灯笼插头，可通过插拔方式与回路电阻测试仪22的电流端口连接。手柄9采用圆柱形设计，便于手握，方便操作。回路电阻测试仪22的接地端口21试验时按要求可接地处理。

如图3所示，试验时10kV小车开关回路电阻试验自适应连接触头装置17的触头机构与10kV小车开关12的触指15接触连接，试验线18插接在回路电阻测试仪22中。

如图4所示，基于上述设置，本装置在试验时的具体流程如下：

1）按下启动按键29开始试验；

2）电机驱动电压触头1和电流触头2张开；

3）判断采样压力是否大于等于压力保护定值，若是，则继续执行后续步骤，若否，则返回执行步骤2；

4）电压触头1和电流触头2停止张开并保持当前状态；

5）测量回路电阻；

6）测试结束后关闭回路电阻测试仪；

7）按下关闭按键30；

8）电机驱动电压触头1和电流触头2闭合，结束试验。

本实施例提供了一种10kV小车开关回路电阻试验自适应连接触头装置，用于连接10kV小车开关和回路电阻测试仪，代替原本的线夹通过夹子钳住触指压紧弹簧进行回路电阻的方式。本装置相较于试验线夹具有如下优点：

1）本装置与10kV小车开关触指压紧弹簧无直接接触，不会对触指压紧弹簧造成损坏，使用时可根据实际情况设置压力保护定值，使所述装置的电压触头、电流触头在一定范围内自动适应与不同规格的10kV小车开关触指可靠连接，不会在机械上使触指变形。装置与10kV小车开关触指压紧弹簧无直接接触，避免了触指压紧弹簧直接通过大电流，从而有效防止触指压紧弹簧由于大电流通过产生发热淬火而失去弹性、导致弹簧松动或脱落等情况发生。

2）本装置与10kV小车开关触指压紧弹簧无直接接触，避免了触指压紧弹簧直接通过大电流，从而有效防止触指压紧弹簧由于大电流通过产生发热淬火而失去弹性、导致弹簧松动或脱落等情况发生。

3）本装置通过微机控制模块一键即可控制电压触头、电流触头自适应电动张开或闭合，试验接线、拆线操作方便快捷，人机功效良好。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种10kV小车开关回路电阻试验自适应连接触头装置，其特征在于，包括：触头机构、滑动机构和控制模块；

所述触头机构为圆台体对称分瓣结构，所述触头机构的触头端在所述圆台体对称分瓣结构的头部呈张开或闭合状态，所述触头机构的固定端在所述圆台体对称分瓣结构的尾部固定设置；

所述滑动机构滑动设置于所述触头机构的内部，所述滑动机构在所述触头机构的内部轴向滑动以使所述触头端呈张开或闭合状态，所述滑动机构具体为圆台形滑块，所述圆台形滑块向靠近所述圆台体对称分瓣结构的尾部方向滑动时，所述触头机构的触头端张开；所述圆台形滑块向远离所述圆台体对称分瓣结构的尾部方向滑动时，所述触头机构的触头端闭合；

所述控制模块与所述触头机构的固定端固定连接且与所述滑动机构相接，用于控制所述滑动机构在所述触头机构内部的轴向运动。

2.根据权利要求1所述的一种10kV小车开关回路电阻试验自适应连接触头装置，其特征在于，所述控制模块具体包括：微机控制模块、电机驱动模块和压力传感器；

所述压力传感器用于采集所述触头机构的触头端与10kV小车开关触指接触的压力数据，并将采集的所述压力数据上传至所述微机控制模块；

所述电机驱动模块用于控制所述滑动机构的滑动行程；

所述微机控制模块用于启动所述电机驱动模块，以便所述电机驱动模块控制所述滑动机构的滑动行程；还用于根据接收到的所述压力数据停止所述电机驱动模块。

3.根据权利要求2所述的一种10kV小车开关回路电阻试验自适应连接触头装置，其特征在于，还包括：外部接口模块；

所述外部接口模块设置在所述控制模块的外部并与所述微机控制模块相接，用于对所述微机控制模块进行程序灌装与升级维护。

4.根据权利要求2所述的一种10kV小车开关回路电阻试验自适应连接触头装置，其特征在于，还包括：操作显示模块和电源模块；

所述操作显示模块和电源模块集成设置在所述控制模块远离所述触头机构的一端；

所述操作显示模块用于接收外部操作指令并将所述外部操作指令传送给所述微机控制模块，所述外部操作指令用于通过所述微机控制模块控制所述电机驱动模块的启停；

所述电源模块用于为所述操作显示模块、微机控制模块和电机驱动模块供电。

5.根据权利要求4所述的一种10kV小车开关回路电阻试验自适应连接触头装置，其特征在于，所述操作显示模块设置有压力设置按键，所述压力设置按键用于设置压力保护定值。

6.根据权利要求4所述的一种10kV小车开关回路电阻试验自适应连接触头装置，其特征在于，所述电源模块设置有内置电源和充电接口，所述电源模块通过所述内置电源或通过所述充电接口与外部电源相接进行供电。

7.根据权利要求4所述的一种10kV小车开关回路电阻试验自适应连接触头装置，其特征在于，还包括：手柄和试验线；

所述手柄和试验线均设置在所述操作显示模块远离所述控制模块的一端；

所述试验线的一端与所述触头机构相接，另一端插接在回路电阻测试仪的端口中。

8.根据权利要求1所述的一种10kV小车开关回路电阻试验自适应连接触头装置，其特征在于，所述触头机构的触头端具体包括：电压触头和电流触头；

所述电压触头和所述电流触头与10kV小车开关触指接触部位的形状均为半球面形。

9.根据权利要求8所述的一种10kV小车开关回路电阻试验自适应连接触头装置，其特征在于，所述触头机构为圆台体对称分瓣结构具体为：

所述电压触头和所述电流触头构成圆台体对称分四瓣结构，所述电压触头为单瓣设置，所述电流触头为三瓣设置。

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