CN115684689A - 一种用于柱上开关状态检测的磁感应装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于柱上开关状态检测的磁感应装置，包括：固定模块，用于固定磁感应装置在柱上开关上的位置，包括有依次连接的卡板、固定板和转接板；指针转动模块，用于跟随柱上开关的指针进行转动，所述指针转动模块上设置有磁钢；磁感应模块，所述磁感应模块固定在转接板上，并设置有磁感应传感器用于感应指针转动模块的位置信号。本发明通过磁钢与磁感应传感器之间的磁感应作用对柱上开关进行分合闸位置的实时在线采集，配合信号的传输从而实现柱上开关的远程状态监测，减少需要人工到达现场进行巡检的人力物力支出。
Description
技术领域
本发明涉及电力设备检测技术领域，尤其是涉及一种用于柱上开关状态检测的磁感应装置。
背景技术
柱上开关通常用于配电网线路的联络、分段、支线上，方便线路运维检修工作，同时提高电网的供电可靠性。一部分在运的柱上开关由于投运时间较早，不具备二遥功能，不能满足当前配网线路智能化运维、高效运维的要求。目前，针对这类柱上开关的状态主要通过人工肉眼的方式进行判断，判断的准确性低。
在中国专利文献上公开的“一种FTU与柱上开关现场检测装置”，其公开号为CN112904195A，公开日期为2021-06-04，通过端子排和蓄电池设在主箱内；显示操作面板上设有数显指示灯；数显指示灯通过对内部接线上的电流互感器连接；数显指示灯与端子排对应的节点连接；航插接口设在主箱的两侧，并通过航插转接线分别与柱上开关和FTU电性连接；线箱可拆卸定位设在主箱内，用于实现对航插转接线的容置。本申请通过设置数显指示灯，来实现检测装置在不改变FTU与柱上开关的原有接线方式上，通过检测装置的转接，将FTU和柱上开关的运行状态信息直观显示在面板上，检测人员不需要携带大量检测设备即可完成检测，大大提高了工作效率，该检测装置将所需的检测仪器仪表整合在一起，使用方便。但是该技术依然需要工作人员到现场定期巡检，耗费人力且时效性低。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中需要人工到现场进行柱上开关状态判断或需要人工进行定期巡检从而耗费大量人力的问题，提供了一种用于柱上开关状态检测的磁感应装置，通过磁钢与磁感应传感器之间的磁感应作用对柱上开关进行分合闸位置的实时在线采集，配合信号的传输从而实现柱上开关的远程状态监测，减少需要人工到达现场进行巡检的人力物力支出。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于柱上开关状态检测的磁感应装置，包括：
固定模块，用于固定磁感应装置在柱上开关上的位置，包括有依次连接的卡板、固定板和转接板；
指针转动模块，用于跟随柱上开关的指针进行转动，所述指针转动模块上设置有磁钢；
磁感应模块，所述磁感应模块固定在转接板上，并设置有磁感应传感器用于感应指针转动模块的位置信号。
本发明中指针转动模块固定在柱上开关的指针上，随着指针转动而转动，当指针指向合闸状态时，指针转动模块的磁钢转动到合闸状态对应的位置，此时在磁感应模块内与磁钢转动到合闸状态对应的位置相对应的地方设置有一个磁感应传感器，和磁钢相互感应产生合闸状态信号；同样的，当指针指向分闸状态时，指针转动模块的磁钢转动到分闸状态对应的位置，在磁感应模块内与磁钢转动到分闸状态对应的位置相对应的地方设置有另一个磁感应传感器，和磁钢相互感应产生分闸状态信号；从而可以根据磁感应模块内磁感应传感器与磁钢感应产生的信号不同来检测柱上开关的状态，同时产生的信号可以通过无线传输实现远程监控。
作为优选，所述指针转动模块包括磁钢臂安装板，所述磁钢臂安装板的一端固定有限位块，另一端固定有磁钢臂；所述磁钢臂中设置有磁钢，所述限位块固定在柱上开关的指针上。
本发明中柱上开关的指针是绕固定轴转动的，指针转动模块的限位块卡接在指针上进行固定，磁钢臂安装板的一端与限位块固定连接，使得整个指针转动模块和指针绕同一个固定轴转动，磁钢臂安装板是一个有两道折的钣金件，在磁钢臂安装板的另一端固定有磁钢臂，使得由磁钢臂固定的磁钢和指针位于固定轴相反的两个方向，且磁钢、固定轴和指针在同一条直线上，因此可以有磁钢的位置反应指针的指向从而反应柱上开关的状态。
作为优选，所述磁感应模块包括传感器固定板，所述传感器固定板固定在由安装盒体和盒盖组成的安装盒腔体内；所述传感器固定板上固定有两个磁感应传感器，所述安装盒体的一侧设置有金属软管接头，所述金属软管接头用于磁感应传感器的走线。
本发明中安装盒体和盒盖组成一个密封的腔体，在内部固定有传感器固定板，在传感器固定板长度方向一左一右对称设置有两个磁感应传感器，且磁感应传感器在传感器固定板上的位置可以进行微调，使得一个传感器与合闸状态时的磁钢的位置相对应，另一个传感器与分闸状态时的磁钢的位置相对应；两个传感器的信号输出线通过金属软管接头连出；同时也可以在腔体内设置接线端子，通过接线端子一端连接传感器，另一端接绝缘阻燃屏蔽线缆从金属软管接头连出，达成密封和方便接线的目的。
作为优选，所述安装盒体的开口边缘设置有边缘凸起部，所述盒盖面向开口的一侧设置有与边缘凸起部形状匹配的凹槽；所述安装盒体和盒盖之间设置有密封垫。本发明中在安装盒体和盒盖上设置相对应的边缘凸起部和凹槽，在增强固定连接效果的基础上增加腔体的密封性；与此同时设置在安装盒体和盒盖之间的密封垫能进一步加强腔体的密封性能。
作为优选，所述卡板包括卡板水平部和连接在卡板水平部两端的卡板竖直部，在两个卡板竖直部之间设置有连接在卡板水平部上的卡板凸条；所述固定板两端各设置有一个与卡板竖直部对应的连接凸块，在两个连接凸块之间设置有固定凸条，所述固定板上设置有两个转接凸块。
本发明中柱上开关上有分合指示牌，该指示牌和柱上开关本体之间存在有一定的间隙，卡板上设置的卡板凸条可以卡入分合指示牌上端的间隙当中，而固定板上设置的固定凸条可以卡入分合指示牌下端的间隙当中；从而将卡板卡在分合指示牌的上端，固定板卡在分合指示牌的下端，同时在卡板竖直部和连接凸块上都设置有螺纹孔，可以通过螺丝将卡板竖直部和对应的连接凸块固定连接，从而将卡板和固定板固定在分合指示牌上。
作为优选，所述转接板包括转接板水平部和连接在转接板水平部两端的转接板竖直部，所述转接板竖直部与固定板上的转接凸块对应连接，所述转接板水平部与磁感应模块的安装盒体固定连接。
本发明中转接板的转接板竖直部和固定板上的转接凸块上都设置有对应的螺纹孔，可以通过螺丝将转接板固定连接到固定板上，在转接板水平部上固定有安装盒体；使得指针旋转的固定轴在固定板和转接板围城的区域内，同时安装盒体位于固定轴的下方；同时指针转动模块中磁钢转动的水平高度范围在安装盒体的水平高度上下限范围内。
本发明具有如下有益效果：通过固定在指针上的磁钢与磁感应传感器之间的磁感应作用，采用非接触方式对柱上开关进行分合闸位置的实时在线采集，配合信号的传输从而实现柱上开关的远程状态监测，减少需要人工到达现场进行巡检的人力物力支出；整个装置可以通过附件方式安装上柱上开关上，不需要改变和破坏原有的设备。
附图说明
图1是本发明实施例中柱上开关的示意图；
图2是本发明实施例中磁感应装置的爆炸示意图；
图3是本发明实施例中磁感应装置的正视图；
图4是本发明实施例中磁感应装置的正视剖面图；
图5是本发明实施例中磁感应装置的侧视剖面图；
图6是本发明实施例中磁感应模块的爆炸示意图；
图7是本发明实施例中磁感应装置安装在柱上开关上使用的示意图；
图中：1110、卡板； 1111、卡板水平部；1112、卡板竖直部；1120、固定板；1121、连接凸块；1122、转接凸块；1123、固定凸条；1130、转接板；1131、转接板竖直部；1132、转接板水平部；1210、盒盖；1220、密封垫；1230、磁感应传感器；1240、传感器固定板；1241、固定槽；1250、固定块；1260、接线端子；1270、安装盒体；1271、安装盒腔体；1272、安装盒体通孔端；1273、边缘凸起部；1280、金属软管接头；1310、限位块；1320、磁钢臂安装板；1321、环形板；1322、直板；1330、磁钢臂；1340、磁钢；2000、柱上开关；2010、分合指示牌；2011、分合指示牌间隙；2012、分合指示牌上端面；2013、分合指示牌下端面；2020、指针。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。
如图1所示是现有的柱上开关2000，在柱上开关表面固定有分合指示牌2010，包括有分合指示牌上端面2012和分合指示牌下端面2013，分合指示牌和柱上开关之间存在有分合指示牌间隙2011，在分合指示牌下方设置有指针2020，指针转动的固定轴位于分合指示牌中线的延长线上。在本发明中固定模块中的卡板1110和固定板1120固定在分合指示牌上，
如图2-6所示，一种用于柱上开关状态检测的磁感应装置，包括：
固定模块，用于固定磁感应装置在柱上开关上的位置，包括有依次连接的卡板1110、固定板1120和转接板1130；指针转动模块，用于跟随柱上开关的指针进行转动，所述指针转动模块上设置有磁钢1340；磁感应模块，所述磁感应模块固定在转接板1130上，并设置有磁感应传感器1230用于感应指针转动模块的位置信号。
指针转动模块包括磁钢臂安装板1320，是一个有两道折的钣金件，其一端为环形板1321，另一端为直板1322，环形板和直板都是竖直方向的；环形板和限位块1310通过固定连接，两者上都设置有螺纹孔通过螺钉连接，环形板中间的圆孔与限位块中间的圆孔同心且和指针2020转动的固定轴同轴设置。直板上固定有磁钢臂1330，磁钢臂固定在直板面向磁感应模块的一侧，且同样通过螺钉和螺纹孔连接；磁钢臂1330中设置有放置磁钢的槽对磁钢1340进行固定，限位块1310卡接在柱上开关的指针上。
如图6所示，磁感应模块包括传感器固定板1240，传感器固定板1240固定在由安装盒体1270和盒盖1210组成的安装盒腔体1271内；安装盒腔体的底部设置有若干个连接限位块，传感器固定板通过螺钉和螺纹孔连接在连接限位块上将安装盒腔体分为上下两层，在传感器固定板的中间位置设置有凹槽，该凹槽的形状与接线端子1260的形状相吻合，从而将接线端子固定在安装盒腔体的下层，且接线端子有部分凸出高于传感器固定板平面。在传感器固定板的凹槽两侧对称设置有一左一右两个固定槽1241，在左侧固定槽上方设置有一个磁感应传感器，左侧固定槽下方设置有一个固定块，通过螺钉连接固定块和磁感应传感器1230从而将传感器固定在传感器固定板上；在右侧固定槽上以同样的方式固定有另一个磁感应传感器；可以通过将传感器沿固定槽方向左右移动来微调传感器的位置。安装盒体1270的一侧为安装盒通孔端1273，设置有金属软管接头1280，两个磁感应传感器的信号线连接到接线端子，接线端子再通过线缆从金属软管接头中接出，连接到相应的无线传输模块中，将信号远程传输。
安装盒体1270的开口边缘设置有边缘凸起部1273，盒盖1210面向开口的一侧设置有与边缘凸起部1273形状匹配的凹槽；在安装盒体1270和盒盖1210之间设置有密封垫1220对腔体进行密封处理，密封垫可以是硅胶垫。
卡板1110包括卡板水平部1111和连接在卡板水平部1111两端的卡板竖直部1112，在两个卡板竖直部1112之间设置有连接在卡板水平部上的卡板凸条；卡板凸条的厚度与分合指示牌间隙相吻合，卡板竖直部的厚度大于卡板水平部，且在卡板竖直部的底面设置有螺纹孔。固定板1120的两端各设置有一个与卡板竖直部1112对应的连接凸块1121，在连接凸块上设置有和卡板竖直部的螺纹孔相对应的螺纹通孔，从而可以通过螺钉将固定板和卡板连接；在两个连接凸块1121之间设置有固定凸条1123，固定凸条的厚度与分合指示牌间隙相吻合，固定板1120上设置有两个转接凸块1122，转接凸块和固定凸条在固定板相对的两侧，在转接凸块的水平方向设置有螺纹孔。
转接板1130包括转接板水平部1132和连接在转接板水平部1132两端的转接板竖直部1131，转接板竖直部1131上设置有螺纹孔，与固定板1120上的转接凸块1122通过螺钉对应连接，将转接板固定在固定板上，转接板水平部1132位于转接板竖直部的下方，与磁感应模块的安装盒体1270固定连接。
本发明中指针转动模块固定在柱上开关的指针上，随着指针转动而转动，当指针指向合闸状态时，指针转动模块的磁钢转动到合闸状态对应的位置，此时在磁感应模块内与磁钢转动到合闸状态对应的位置相对应的地方设置有一个磁感应传感器，和磁钢相互感应产生合闸状态信号；同样的，当指针指向分闸状态时，指针转动模块的磁钢转动到分闸状态对应的位置，在磁感应模块内与磁钢转动到分闸状态对应的位置相对应的地方设置有另一个磁感应传感器，和磁钢相互感应产生分闸状态信号；从而可以根据磁感应模块内磁感应传感器与磁钢感应产生的信号不同来检测柱上开关的状态，同时产生的信号可以通过无线传输实现远程监控。
本发明中柱上开关的指针是绕固定轴转动的，指针转动模块的限位块卡接在指针上进行固定，磁钢臂安装板的一端与限位块固定连接，使得整个指针转动模块和指针绕同一个固定轴转动，磁钢臂安装板是一个有两道折的钣金件，在磁钢臂安装板的另一端固定有磁钢臂，使得由磁钢臂固定的磁钢和指针位于固定轴相反的两个方向，且磁钢、固定轴和指针在同一条直线上，因此可以有磁钢的位置反应指针的指向从而反应柱上开关的状态。限位块根据指针进行定制，需要刚好能够卡在指针上，防止指针转动时发生偏转。
本发明中安装盒体和盒盖组成一个密封的腔体，在内部固定有传感器固定板，在传感器固定板长度方向一左一右对称设置有两个磁感应传感器，且磁感应传感器在传感器固定板上的位置可以进行微调，使得一个传感器与合闸状态时的磁钢的位置相对应，另一个传感器与分闸状态时的磁钢的位置相对应；两个传感器的信号输出线通过金属软管接头连出；同时也可以在腔体内设置接线端子，通过接线端子一端连接传感器，另一端接绝缘阻燃屏蔽线缆从金属软管接头连出，达成密封和方便接线的目的。
本发明中在安装盒体和盒盖上设置相对应的边缘凸起部和凹槽，在增强固定连接效果的基础上增加腔体的密封性；与此同时设置在安装盒体和盒盖之间的密封垫能进一步加强腔体的密封性能。
本发明中柱上开关上有分合指示牌，该指示牌和柱上开关本体之间存在有一定的间隙，卡板上设置的卡板凸条可以卡入分合指示牌上端的间隙当中，而固定板上设置的固定凸条可以卡入分合指示牌下端的间隙当中；从而将卡板卡在分合指示牌的上端，固定板卡在分合指示牌的下端，同时在卡板竖直部和连接凸块上都设置有螺纹孔，可以通过螺丝将卡板竖直部和对应的连接凸块固定连接，从而将卡板和固定板固定在分合指示牌上。
本发明中转接板的转接板竖直部和固定板上的转接凸块上都设置有对应的螺纹孔，可以通过螺丝将转接板固定连接到固定板上，在转接板水平部上固定有安装盒体；使得指针旋转的固定轴在固定板和转接板围城的区域内，同时安装盒体位于固定轴的下方；同时指针转动模块中磁钢转动的水平高度范围在安装盒体的水平高度上下限范围内。
如图3、4、5所示是本发明的磁感应装置组装完成之后的示意图，如图7所示是将磁感应装置安装到柱上开关后的示意图，在图中卡板卡接在分合指示牌上端面，其卡板凸条插入位于上侧的分合指示牌间隙；固定板卡接在分和指示牌下端面，其固定凸条插入位于下侧的分合指示牌间隙。通过螺钉连接卡板和固定板从而将固定模块固定在分合指示牌上，然后将磁感应模块固定在转接板的转接板水平部远离柱上开关的一侧。在安装完成后指针位于固定模块和指针转动模块之间，指针转动模块的限位块卡接在指针上固定，从而使得指针转动模块跟随指针一起转动。磁钢臂安装板的环形板连接限位块，磁钢臂安装板的直板面向磁感应模块的一侧连接磁钢臂，使得磁钢臂与安装盒体存在一定间隙，并在磁钢臂中设置磁钢。磁感应传感器设置在安装盒腔体上侧最靠近磁钢臂的一侧，使得磁感应传感器更容易与磁钢感应。同时磁感应传感器的信号输出线连接到接线端子的一端，从接线端子的另一端合成线束线缆后从金属软管接头中接出连接到电力专网的外置天线上，从而将检测到的柱上开关状态信号通过无线传输实现远程监控。本本发明的装置可以内置蓄电池进行供电，也可以连接外界的太阳能供电装置进行供电。
磁感应传感器可以检测到磁场的变化，当磁感应传感器附近有磁钢时，磁感应传感器会收到信号；在本发明的实施例中设置有两个磁感应传感器，一个用于检测指针的分闸状态信号，为分位传感器，另一个用于检测指针的合闸状态信号，为合位传感器。当指针指向分闸状态时，根据磁钢的位置调节并固定其中一个磁感应传感器的位置，让磁感应传感器能够接收到分闸信号；当指针指向合闸状态时，同样根据磁钢的位置调节并固定另一个磁感应传感器的位置，让该磁感应传感器能够接收到合闸信号。完成两个磁感应传感器的位置固定后，当指针指向分合指示牌的分位时，表明处于分闸状态，此时能够接收分闸信号的磁感应传感器有信号并输出分闸信号；当指针指向分合指示牌的合位时，表明处于合闸状态，此时能够接收合闸信号的磁感应传感器有信号并输出合闸信号。因此，当分位传感器有信号时，可以判断此时柱上开关处于分闸状态；当合位传感器有信号时，我们可以判断此时柱上开关处于合闸状态。
上述实施例是对本发明的进一步阐述和说明，以便于理解，并不是对本发明的任何限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种用于柱上开关状态检测的磁感应装置，其特征在于，包括：
固定模块，用于固定磁感应装置在柱上开关上的位置，包括有依次连接的卡板（1110）、固定板（1120）和转接板（1130）；
指针转动模块，用于跟随柱上开关的指针进行转动，所述指针转动模块上设置有磁钢（1340）；
磁感应模块，所述磁感应模块固定在转接板（1130）上，并设置有磁感应传感器（1230）用于感应指针转动模块的位置信号。
2.根据权利要求1所述的一种用于柱上开关状态检测的磁感应装置，其特征在于，所述指针转动模块包括磁钢臂安装板（1320），所述磁钢臂安装板（1320）的一端固定有限位块（1310），另一端固定有磁钢臂（1330）；所述磁钢臂（1330）中设置有磁钢（1340），所述限位块（1310）固定在柱上开关的指针上。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于柱上开关状态检测的磁感应装置，其特征在于，所述磁感应模块包括传感器固定板（1240），所述传感器固定板（1240）固定在由安装盒体（1270）和盒盖（1210）组成的安装盒腔体（1271）内；所述传感器固定板（1240）上固定有两个磁感应传感器（1230），所述安装盒体（1270）的一侧设置有金属软管接头（1280），所述金属软管接头（1280）用于磁感应传感器（1230）的走线。
4.根据权利要求3所述的一种用于柱上开关状态检测的磁感应装置，其特征在于，所述安装盒体（1270）的开口边缘设置有边缘凸起部（1273），所述盒盖（1210）面向开口的一侧设置有与边缘凸起部（1273）形状匹配的凹槽；所述安装盒体（1270）和盒盖（1210）之间设置有密封垫（1220）。
5.根据权利要求1或2所述的一种用于柱上开关状态检测的磁感应装置，其特征在于，所述卡板（1110）包括卡板水平部（1111）和连接在卡板水平部（1111）两端的卡板竖直部（1112），在两个卡板竖直部（1112）之间设置有连接在卡板水平部上的卡板凸条；所述固定板（1120）两端各设置有一个与卡板竖直部（1112）对应的连接凸块（1121），在两个连接凸块（1121）之间设置有固定凸条（1123），所述固定板（1120）上设置有两个转接凸块（1122）。
6.根据权利要求5所述的一种用于柱上开关状态检测的磁感应装置，其特征在于，所述转接板（1130）包括转接板水平部（1132）和连接在转接板水平部（1132）两端的转接板竖直部（1131），所述转接板竖直部（1131）与固定板（1120）上的转接凸块（1122）对应连接，所述转接板水平部（1132）与磁感应模块的安装盒体（1270）固定连接。
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