CN116935600B - 高压开关柜防误闭锁故障监测警示系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力开关柜防误闭锁设备的故障监测报警技术领域，具体是一种高压开关柜防误闭锁故障监测警示系统，它包括设置在联锁主轴末端的锁止块检测模块、与锁止块检测模块信号连接的微处理器、与微处理器信号连接的警示终端；所述锁止块检测模块包括用于检测后柜门打开时锁止块是否动作的检测头；当后柜门打开，锁止块没有动作时，锁止块检测模块将信号发送给微处理器，微处理器控制警示终端发出警示信号。本发明能够监测并及时警示联锁主轴末端的锁止块卡死故障以及联锁主轴变形故障。

Description

高压开关柜防误闭锁故障监测警示系统

技术领域

本发明涉及电力开关柜防误闭锁设备的故障监测报警技术领域，具体是一种高压开关柜防误闭锁故障监测警示系统。

背景技术

为了保障人身安全，高压开关柜应具有防误闭锁功能，即通常所说的“五防”。常规防误闭锁方式主要有机械闭锁、程序锁、电气联锁和电磁锁四种，其中，以机械闭锁为主。

其中，主要用于设备停电检修时接地用的高压开关柜接地刀，是保护人身安全的一个主要部件，它与配电柜的断路、前后柜门等元件都存在机械联锁，但由于产品材质差、人为操作不当或使用环境等因素，联锁主轴以及后柜门联锁结构会出现故障，具体表现为：

后柜门打开后，用于闭锁联锁主轴的锁止块的转轴变形或锈蚀，导致锁止块不能落下，联锁主轴不闭锁。这种情形下，可能会有操作人员基于对机械闭锁的信任，或者疏忽等原因，不去关注后柜门是否关闭，而“自信”的认为，只要联锁主轴能转动，就说明后柜门已经关闭，进而操作接地刀分闸，可能造成操作人员误入带电间隔事故。

2、联锁主轴与接地刀联动，在操作接地刀分合闸时，联锁主轴会受到拉力或压力，尤其在接地刀分合闸卡顿时，操作人员用力操作手柄导致联锁主轴发生弯曲变形，进而导致联锁主轴卡顿难以分合闸故障，甚至损坏轴承座等其它部件，导致安全事故。

现有技术中，并没有对接地刀联锁主轴的锁止块进行故障监测报警的方案，只有单独增设的误入带电间隔的报警装置，如公开号为CN109272706A的中国发明专利公开的高压开关柜带电间隔的报警装置，它通过一个带有接点的行程开关类元件、一个警铃类元件和带电显示器，并且利用相应接点的串联、并联，实现了报警装置。当有人员误入带电间隔、并且打开高压开关柜后门时，本装置行程开关内的一对接点闭合，回路接通报警器，发出警示。虽然具有误入带电间隔报警功能，但对于机械联锁的故障却无法监测报警，设备运行存在安全隐患。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种高压开关柜防误闭锁故障监测警示系统，它能够监测并及时警示联锁主轴末端的锁止块卡死故障以及联锁主轴变形故障，杜绝安全事故的发生。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

高压开关柜防误闭锁故障监测警示系统，它包括设置在联锁主轴末端的锁止块检测模块、与锁止块检测模块信号连接的微处理器、与微处理器信号连接的警示终端；

所述锁止块检测模块包括用于检测后柜门打开时锁止块是否动作的检测头；当后柜门打开，锁止块没有动作时，锁止块检测模块将信号发送给微处理器，微处理器控制警示终端发出警示信号。

进一步的，所述检测头为对射式光电开关，所述锁止块的后方设置推动销，所述对射式光电开关位于所述推动销的行程轨迹末端；当后柜门打开，所述锁止块下落过程中，所述对射式光电开关始终被所述推动销和锁止块遮挡。

进一步的，所述锁止块的侧面设置有向所述推动销方向延伸的挡板。

进一步的，它还包括紧急锁销，所述紧急锁销为电动销，在所述联锁主轴上设置有与紧急锁销对应的销孔；当所述后柜门打开，锁止块没有动作时，所述微处理器控制所述紧急锁销伸入所述销孔。

进一步的，在所述联锁主轴的接地刀联杆位置设置有与所述微处理器信号连接的联锁主轴弯曲检测装置，当所述联锁主轴弯曲检测装置检测到联锁主轴弯曲时，所述微处理器控制警示终端发出警示信号；所述联锁主轴弯曲检测装置包括两个带有半圆形凹槽的安装块，所述安装块上设置位移传感器，位移传感器的测量杆穿过安装块后位于半圆形凹槽底部；所述安装块的末端可滑动设置在固定板的滑槽内，在所述固定板的上下两端设置有伸入滑槽的顶紧螺栓；所述紧急锁销固定在安装块上。

进一步的，所述警示终端设置在仪表门上，警示终端包括声光报警装置。

进一步的，所述微处理器与上位机通信连接，用于将故障信号传送给上位机。

进一步的，在所述联锁主轴的接地刀联杆位置设置有与所述微处理器信号连接的联锁主轴弯曲检测装置，当所述联锁主轴弯曲检测装置检测到联锁主轴弯曲时，所述微处理器控制警示终端发出警示信号。

更进一步的，所述联锁主轴弯曲检测装置包括两个带有半圆形凹槽的安装块，所述安装块上设置位移传感器，位移传感器的测量杆穿过安装块后位于半圆形凹槽底部；所述安装块的末端可滑动设置在固定板的滑槽内，在所述固定板的上下两端设置有伸入滑槽的顶紧螺栓。

本发明的有益效果是：

本发明通过锁止块检测模块对锁止块和推动销的动作进行检测，当后柜门打开而锁止块卡住未动作时，在开关柜的仪表门上进行报警警示，防止操作人员误操作接地刀。本发明还可对联锁主轴的变形弯曲进行测量，避免联锁主轴弯曲时操作人员蛮力操作，损坏其它联锁部件，造成安全事故。在锁止块卡死时，本发明还可以同步锁住联锁主轴，杜绝误操作事故。

本发明能够及时发现联锁主轴的机械故障，杜绝此类故障发生后造成的误操作，保障操作人员的安全。

附图说明

图1为本发明的原理框图；

图2为本发明联锁主轴上的元件安装结构示意图；

图3为图2中局部A放大图；

图4为图2中局部B放大图；

图5为当后柜门闭合后锁止块和推动销位置状态示意图；

图6为当后柜门打开后锁止块卡住的状态示意图；

图7为本发明的警示终端在仪表门上的示意图；

图8为本发明的安装块安装侧面剖视示意图；

图中，1、联锁主轴；101、竖销；2、锁止块；201、限位槽；202、挡板；3、推动销；4、对射式光电开关；5、紧急锁销；6、仪表门；7、扬声器；8、警示灯；9、接地刀联杆；10、显示屏；11、联锁主轴警示灯；12、安装块；121、宽板；13、位移传感器；14、固定板；141、滑槽；15、顶紧螺栓；16、支架。

具体实施方式

下面结合附图1-8对本发明的具体实施例做详细介绍：

首先，对图2所示的结构做简单介绍：高压开关柜的联锁主轴1（接地刀联锁主轴的简称）的前端为接地刀操作手柄连接部，并带有其他联锁机构，它与现有技术相同，在这里不再细述。联锁主轴1的中间位置与接地刀通过接地刀联杆9连接，转动联锁主轴1，可带动接地刀联杆9实现接地刀的分合闸。联锁主轴1的后端（图2中局部B）是与后柜门闭锁的结构。

本发明第一实施例如下：

高压开关柜防误闭锁故障监测警示系统包括设置在联锁主轴1末端的锁止块检测模块、与锁止块检测模块信号连接的微处理器、与微处理器信号连接的警示终端，警示终端优选采用警示灯和扬声器，警示灯采用红绿两色，正常时亮绿灯，故障发生时亮红灯并发出报警声。微处理器还可以与上位机（如五防主机、远程电脑等）连接，用于将故障信号传送给上位机。

所述锁止块检测模块包括用于检测后柜门打开时锁止块是否动作的检测头，检测头可以采用行程开关，而本申请中优选采用光电开关，具体安装方式见下述。当后柜门打开，锁止块2没有下落的动作时，锁止块检测模块将信号发送给微处理器，微处理器控制警示终端发出警示信号，提醒操作人员后柜门闭锁失效。

锁止块2采用推动销3（如图5所示，推动销3在关闭后柜门时被推入，从而顶起锁止块2。在后柜门打开时，推动销3弹出，锁止块2落下，锁止块2的限位槽201将联锁主轴1上的竖销101卡住限位，使联锁主轴1无法转动）推动绕转轴动作，推动销3在退回（即后柜门被打开）时，锁止块2不下落（锁止块2转轴变形或锈蚀等原因卡住），此时闭锁失效。为了检测此时的状态，所述检测头设计为对射式光电开关4，当所述锁止块2的推动销3将锁止块2推起后，所述对射式光电开关4固定在所述推动销3前端（图5中的右端）两侧的支架16上，即对射式光电开关4位于推动销3行程轨迹末端。如图6所示位置。为了能够完全遮挡对射式光电开关4，所述锁止块2的侧面设置向所述推动销3方向延伸的挡板202。当后柜门打开，所述锁止块2下落过程中，所述对射式光电开关4先是被推动销3遮挡，然后被锁止块2遮挡，整个过程中对射式光电开关4不被触发。当后柜门打开，因锁止块2的转轴变形或锈蚀等原因导致锁止块2无法下落时，对射式光电开关4被触发，如图6所示，此时，对射式光电开关4将信号发送给微处理器，微处理器控制警示终端发出警示信号。

本发明第二实施例如下：

为了避免锁止块2卡住后操作人员误操作，在本发明的第一实施例基础上增加紧急锁销5，所述紧急锁销5为电动销，在所述联锁主轴1上设置有与紧急锁销5对应的销孔。当所述后柜门打开，锁止块2没有动作时，所述微处理器可控制所述紧急锁销5动作，紧急锁销5的插销伸入所述销孔形成闭锁。

在第一和第二实施例中，所述警示终端优选设置在仪表门6上，警示终端包括声光报警装置，如图7所示，声光报警装置包括扬声器7和警示灯8。

本发明第三实施例如下：

在所述联锁主轴1靠近接地刀联杆9位置设置有与所述微处理器信号连接的联锁主轴弯曲检测装置，联锁主轴弯曲检测装置可以采用高精度位移传感器，在联锁主轴1的中心轴对称两侧分别设置一个，也可以在联锁主轴1周围等间距设置3个或4个。当所述联锁主轴弯曲检测装置检测到联锁主轴1变形位移量超过设定值时，所述微处理器控制警示终端发出警示信号，该警示信号可以是警示灯、扬声器或者两者的组合。本发明优选采用显示屏10和联锁主轴警示灯11的方式，显示屏10上显示位移传感器测量的偏移量，本发明在联锁主轴1的上下两个位置对称设置了两个位移传感器13，如图7所示，显示屏10上显示两个位移传感器的数值，分别为“上偏移”“下偏移”。当上偏移或下偏移的偏移量达到设定的数值后，微处理器控制联锁主轴警示灯11变成红色。

为了方便安装，所述联锁主轴弯曲检测装置包括两个带有半圆形凹槽的安装块12，所述安装块12上设置位移传感器13，位移传感器13的测量杆穿过安装块12后位于半圆形凹槽底部，两个位移传感器13的测量杆前端之间的距离正好等于联锁主轴1的直径。所述安装块12的末端可滑动设置在固定板14的滑槽141内，具体的，可滑动方式如图8所示，安装块12的末端设置宽板121，所述固定板14上的滑槽141横截面为T型，宽板121位于T型滑槽内，在所述固定板14的上下两端设置有伸入滑槽的顶紧螺栓15，安装时将联锁主轴1穿入两个安装块12之间的孔，通过调节下方的顶紧螺栓15，使位移传感器13读数为零，再拧紧上方的顶紧螺栓15即可。在本实施例中，其中一个安装块12轴向延伸一段，所述紧急锁销5固定在安装块12的延伸段上。

本发明的工作原理如下：

锁止块2故障，防止后柜门打开状态下的接地刀分闸操作警示：在正常状态下，对射式光电开关4始终被锁止块2和推动销3遮挡，不会被触发。当锁止块2的转轴故障，锁止块2无法下落且后柜门被打开时，对射式光电开关4检测到信号，微处理器控制警示终端发出声光报警信号。同时，微处理器还可将信号发送给上位机。对于安装紧急锁销5的设备，微处理器同时控制紧急锁销5动作，将联锁主轴1紧急闭锁。

联锁主轴1变形弯曲故障：正常状态下，仪表门6上的显示屏10上显示两个位移传感器13的数值，当位移传感器13检测的数值大于设定的最大值时，微处理器控制警示终端的联锁主轴警示灯11亮红灯。

尽管上述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，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 (4)

1.高压开关柜防误闭锁故障监测警示系统，其特征在于：它包括设置在联锁主轴末端的锁止块检测模块、与锁止块检测模块信号连接的微处理器、与微处理器信号连接的警示终端；

所述锁止块检测模块包括用于检测后柜门打开时锁止块是否动作的检测头；当后柜门打开，锁止块没有动作时，锁止块检测模块将信号发送给微处理器，微处理器控制警示终端发出警示信号；

所述检测头为对射式光电开关，所述锁止块的后方设置推动销，所述对射式光电开关位于所述推动销的行程轨迹末端；当后柜门打开，所述锁止块下落过程中，所述对射式光电开关始终被所述推动销和锁止块遮挡；

所述锁止块的侧面设置有向所述推动销方向延伸的挡板；

所述警示终端设置在开关柜的仪表门上，警示终端包括声光报警装置；

在所述联锁主轴的接地刀联杆位置设置有与所述微处理器信号连接的联锁主轴弯曲检测装置，当所述联锁主轴弯曲检测装置检测到联锁主轴弯曲时，所述微处理器控制警示终端发出警示信号；

所述联锁主轴弯曲检测装置包括两个带有半圆形凹槽的安装块，所述安装块上设置位移传感器，位移传感器的测量杆穿过安装块后位于半圆形凹槽底部；所述安装块的末端可滑动设置在固定板的滑槽内，在所述固定板的上下两端设置有伸入滑槽的顶紧螺栓。

2.根据权利要求1所述的高压开关柜防误闭锁故障监测警示系统，其特征在于:它还包括紧急锁销，所述紧急锁销为电动销，在所述联锁主轴上设置有与紧急锁销对应的销孔；当所述后柜门打开，锁止块没有动作时，所述微处理器控制所述紧急锁销伸入所述销孔。

3.根据权利要求1所述的高压开关柜防误闭锁故障监测警示系统，其特征在于:所述微处理器与上位机通信连接，用于将故障信号传送给上位机。

4.根据权利要求2所述的高压开关柜防误闭锁故障监测警示系统，其特征在于:所述紧急锁销固定在安装块上。