CN114487799A - 一种简化接线的开关柜机械特性试验辅助装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种简化接线的开关柜机械特性试验辅助装置，包括箱体、电路板、控制面板，电路板上设有控制模块、电源模块，控制模块设有若干电磁继电器，控制面板上设有与电路板连接的分合闸输入信号插孔、输出航空插头、若干控制模式选择按钮，分合闸输入信号插孔用于与机械特性测试仪的分合闸输出信号插孔连接，输出航空插头用于与断路器航空插头连接，控制模块与控制模式选择按钮连接，通过控制模式选择按钮对电磁继电器进行控制，使输出航空插头对应接线模式的针脚输出控制信号，电源模块用于输出直流电压驱动储能电机。本发明连接于机械特性测试仪器和被试断路器开关之间，简化传统繁琐的接线流程，并且可以适配多种型号断路器。

Description

一种简化接线的开关柜机械特性试验辅助装置

【技术领域】

本发明属于电力工程技术领域，具体涉及开关柜机械特性试验技术。

【背景技术】

机械特性试验是预防开关柜内开关操作事故的重要试验，其参数是考核开关状态是否完好的重要指标。一次机械特性试验共有5个环节，包括准备工作、被试设备接线、试验仪器接线、进行试验、拆除试验接线。

目前的机械特性试验存在以下难点：

1、分合闸线圈测量难。开关机械特性试验前，需要对开关的分合闸线圈电阻进行测量，测量时需要拆开开关前面板。由于开关内走线复杂，且分、合闸线圈引出二次线往往没有直接可供测量的点，需要循着其系统标号或者对侧标号前往开关内端子排上测量，其空间相当狭小，查找过程非常费时费力，且容易找错点。

2、合闸闭锁电磁铁寻找难。大部分10kV手车开关具有开关合闸闭锁电磁铁，在进行试验时，合闸闭锁电磁铁失去电源，需要试验人员拆开开关前面板，手动使合闸闭锁的触点闭合。拆装开关面板费时长，且容易损坏开关。

3、航空插头接线难。试验时，需从开关二次航空插头上的58个插针中找出试验所用的合闸、分闸回路插针，用鳄鱼线夹将连接试验仪器的测试线准确牢靠地夹在这些插针上，并用绝缘胶带将之包绕缠好，以防线夹误碰发生短路。由于该航空插头的插针分布密集，为了确保试验接线的准确性、可靠性和稳定性，每次试验接线完成后都需专人检查。

4、手动储能难。在每次合闸试验前，需要对开关进行储能。一般情况下，试验人员需要使用储能摇柄对开关进行手动储能。在储能过程中，试验人员需要花大量时间、力气去摇动手柄。而且可能造成储能弹簧脱扣弹出，形成严重的人身伤害事故。而且容易造成手车倾倒，需要专人进行监护。

【发明内容】

为了克服现有技术中的不足，本发明所要解决的技术问题在于提供一种简化接线的开关柜机械特性试验辅助装置，方便开关机械特性试验。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种简化接线的开关柜机械特性试验辅助装置，包括矩形的箱体、设于箱体内部的电路板、设于箱体表面的控制面板，所述电路板上设有控制模块、电源模块，所述控制模块设有若干电磁继电器，所述控制面板上设有与电路板连接的分合闸输入信号插孔、输出航空插头、若干控制模式选择按钮以及连接线、航空插座放置区，所述分合闸输入信号插孔用于与机械特性测试仪的分合闸输出信号插孔连接，所述输出航空插头用于与断路器航空插头连接，所述输出航空插头与控制模块连接，所述控制模块与控制模式选择按钮连接，通过控制模式选择按钮对电磁继电器进行控制，使输出航空插头对应接线模式的针脚输出信号，所述电源模块用于输出直流电压驱动储能电机。

优选的，所述控制面板上还设有一个与电源模块连接的空气开关，对应空气开关设有电机储能按钮和直流电源指示灯，电源模块直流电压输出经过空气开关。

优选的，所述控制模块设有用于解锁合闸闭锁电磁铁的合闸闭锁电磁铁自动解锁回路。

优选的，所述箱体上还设有将控制面板封盖其中的箱盖。

优选的，所述箱体采用铝合金材料制成。

优选的，所述电源模块采用市电交流整流供电，所述控制面板上设有用于接入市电的输入插座，所述输入插座与电源模块连接。

本发明采用上述技术方案，具有如下有益效果：

1、简化机械特性试验接线：本发明连接于机械特性测试仪器和被试开关之间，简化传统繁琐的接线流程。

2、适配多种型号断路器：本发明在电路板上设有控制模块，并通过选择不同的控制模式选择按钮进行控制，使输出航空插头对应接线模式的针脚输出控制信号，实现多种常见型号的断路器二次航空插头的针脚适配而不需要改变试验接线。

3、断路器自动储能：本发明在电路板上设有电源模块，通过输出航空插头输出电源，自动给开关储能电机提供稳压电源，实现断路器自动储能，缩短传统试验时手动储能的时间。

4、合闸回路闭锁电磁铁解锁：本发明在电路板上设有用于解锁合闸闭锁电磁铁的合闸闭锁电磁铁自动解锁回路，通过输出航空插头输出解锁信号使开关合闸闭锁电磁铁得电解锁，避免了传统试验中繁琐的手动解锁流程。

本发明的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。

【附图说明】

下面结合附图对发明做进一步的说明：

图1为带辅助装置的开关机械特性试验接线示意图；

图2为开关柜机械特性试验辅助装置的控制面板平面图；

图3为10kV真空断路器航空插头针脚布置示意图；

图4为控制模块电路原理图一；

图5为控制模块电路原理图二。

【具体实施方式】

下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。

结合目前变电站10kV断路器手车的现场情况，明确定位10kV断路器手车机械特性试验辅助装置的具体功能：简化10kV断路器手车机械特性试验的接线，适配多种型号断路器，断路器自动储能，合闸回路闭锁电磁铁自动解锁，节约试验时间，提高试验接线的准确性、可靠性和稳定性。

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

本发明的一种简化接线的开关柜机械特性试验辅助装置，连接在机械特性测试仪和变电站10kV断路器手车的断路器之间，为方便携带，本发明的一种简化接线的开关柜机械特性试验辅助装置采用箱体式设计，箱体内部按照功能的不同可划分为装置电源区、装置空开区、装置按钮区、信号输入区、航空插头输出区、灯光指示区，可实现以下功能：

A、层次分明的队列式设计，接线更加便捷，提高了使用的安全性。

B、信号灯的设计起到了监视和警示的作用。

C、空气开关可以及时切断电源，保护人身和设备安全。

参照图1和图2所示，一种简化接线的开关柜机械特性试验辅助装置，包括矩形的箱体、设于箱体内部的电路板、设于箱体表面的控制面板，所述电路板上设有控制模块、电源模块，所述控制模块设有若干电磁继电器，所述控制面板上设有与电路板连接的分合闸输入信号插孔、输出航空插头、若干控制模式选择按钮，所述分合闸输入信号插孔用于与机械特性测试仪的分合闸输出信号插孔连接，所述输出航空插头用于与断路器航空插头连接，所述输出航空插头与控制模块连接，所述控制模块与控制模式选择按钮连接，通过控制模式选择按钮对电磁继电器进行控制，使输出航空插头对应接线模式的针脚输出信号，所述电源模块用于输出直流电压驱动储能电机。

输出航空插头与断路器航空插头连接，集成多种输出功能，包括输出多种控制信号、输出电源自动给开关储能电机提供稳压电源。并且能适配绝大多数市面上的航空插头，并且连接方便、可靠，避免了传统接线可能出现的虚接、短路等问题，增加了试验的安全性。

10kV开关机械特性辅助装置内置了市面上常见的多种10kV断路器手车航空插头引脚的接线模式，并可一键切换，解决了传统机械特性试验查找针脚难、查线难的问题，极大的节省了试验时间。

实现了开关的电动储能。这一功能节约了大量试验因为手动储能浪费的时间，同时节约了人力，避免了在手动储能过程中因储能不到位、储能弹簧脱扣、开关手车倾覆等造成的人身意外伤害和设备损坏。

目前开关站的断路器型号主要有VS1型、VB5-12型、ZN65型，且所有10kV断路器航空插头的大小、形状及针脚分布均一致，因此可以使用一款通用的航空插头对不同型号断路器进行适配，通过航空插头活动端的针脚引出线实现断路器开关特性试验辅助装置至断路器航空插头的连接。

如图3所示，为10kV真空断路器航空插头针脚布置示意图，其针脚功能如表1所示。

表1针脚功能

型号	合闸	分闸	储能
				VS1	04(+)-14(-)	30(+)-31(-)	25(+)-35(-)
VB5-12	04(+)-05(-)	06(+)-07(-)	02(+)-03(-)
				ZN65	07(+)-09(-)	09(+)-08(-)	01(+)-02(-)

电磁继电器是利用电磁铁控制工作电路通断的一种电子控制器件。在继电器线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点(常开触点)吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点(常闭触点)释放。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。电磁继电器可以用较小的电流、较低的电压去控制较大电流、较高的电压，在电路中起到控制电路与输出电路、安全隔离的作用。

控制模块电路参照图4和图5所示，图中符号的含义见表2。

表2

符号：		含义：
			KM1～3		电磁继电器
SB1～4		模式按钮
			I		航空插头引脚

如图4和图5所示，通过控制模式选择按钮对电磁继电器进行控制，使输出航空插头对应接线模式的针脚输出控制信号。例如若要选择接线模式一(VS1、VD4、VEP类型断路器手车)，按下模式选择按钮1，电磁继电器KM1线圈得电，KM1常开触点闭合，使辅助装置航空插头对应接线模式一的针脚输出控制信号；若要选择其他接线模式，按下对应模式的按钮即可实现一键切换。

同时，在辅助装置工作中需确保多个KM线圈不能同时得电，否则会导致航空插头针脚输出混乱，试验无法进行甚至发生严重的短路故障。因此，控制电路采用了按钮联锁(机械联锁)与继电器联锁(电气联锁)双重联锁的安全保障措施，在选择某一模式时，确保其他模式的控制回路被切断。

进一步的，所述控制面板上还设有一个与电源模块连接的空气开关，对应空气开关设有电机储能按钮和直流电源指示灯，电源模块直流电压输出经过空气开关。采用开关电源供电，具有过载、过压、短路保护等功能，实现断路器储能电机安全可靠一键储能。

针对带有合闸闭锁回路的断路器，电路板上设有用于解锁合闸闭锁电磁铁的合闸闭锁电磁铁自动解锁回路。避免了因打开开关前柜门、开关仓内空间狭小、光线昏暗操作不便等导致的大量时间浪费，增加了试验人员的安全性。

为了在不使用时保护控制面板，所述箱体上还设有将控制面板封盖其中的箱盖。所述箱体采用铝合金材料制成。

本实施例中，所述电源模块采用市电交流整流供电，所述控制面板上设有用于接入市电的输入插座，所述输入插座与电源模块连接。

如图2所示，控制面板上还设有连接线、航空插座放置区，该区域设置成凹槽形式，将连接线、航空插座放置其中，在10kV断路器手车机械特性试验接线时，拿出连接线、航空插座进行接线。

本发明可有效地缩短10kV开关机械特性试验中检查闭锁电磁铁、航空插头接线和开关手动储能等环节的时间。如表3所示，检修人员使用辅助装置搭配试验仪器，将10kV开关机械特性试验时间由原来的35.3分钟下降至12.4分钟，可高效完成对变电站10kV开关柜多间隔的机械特性试验，从而节省变电站间隔检修的时间，缩短用户停电的时间，提高变电站10kV开关柜检修工作的效率。

表3 10kV开关机械特性试验平均用时

使用电源模块输出直流电压驱动储能电机并检查其储能效果。得到实验数据如表4所示。

表4电源模块驱动下电机储能效果统计

经过实际测试，储能电机的储能效果稳定，该电源模块满足使用需求。

以上所述，仅为发明的具体实施方式，但发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (6)

1.一种简化接线的开关柜机械特性试验辅助装置，其特征在于，包括矩形的箱体、设于箱体内部的电路板、设于箱体表面的控制面板，所述电路板上设有控制模块、电源模块，所述控制模块设有若干电磁继电器，所述控制面板上设有与电路板连接的分合闸输入信号插孔、输出航空插头、若干控制模式选择按钮以及连接线、航空插座放置区，所述分合闸输入信号插孔用于与机械特性测试仪的分合闸输出信号插孔连接，所述输出航空插头用于与断路器航空插头连接，所述输出航空插头与控制模块连接，所述控制模块与控制模式选择按钮连接，通过控制模式选择按钮对电磁继电器进行控制，使输出航空插头对应接线模式的针脚输出信号，所述电源模块用于输出直流电压驱动储能电机。

2.根据权利要求1所述的一种简化接线的开关柜机械特性试验辅助装置，其特征在于，所述控制面板上还设有一个与电源模块连接的空气开关，对应空气开关设有电机储能按钮和直流电源指示灯，电源模块直流电压输出经过空气开关。

3.根据权利要求1所述的一种简化接线的开关柜机械特性试验辅助装置，其特征在于，所述控制模块设有用于解锁合闸闭锁电磁铁的合闸闭锁电磁铁自动解锁回路。

4.根据权利要求1所述的一种简化接线的开关柜机械特性试验辅助装置，其特征在于，所述箱体上还设有将控制面板封盖其中的箱盖。

5.根据权利要求1所述的一种简化接线的开关柜机械特性试验辅助装置，其特征在于，所述箱体采用铝合金材料制成。

6.根据权利要求1所述的一种简化接线的开关柜机械特性试验辅助装置，其特征在于，所述电源模块采用市电交流整流供电，所述控制面板上设有用于接入市电的输入插座，所述输入插座与电源模块连接。

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