矿用隔离开关分断试验用操作装置
技术领域
本实用新型涉及隔断开关领域,特别涉及一种矿用隔离开关分断试验用操作装置。
背景技术
矿用隔离开关(以下简称隔离开关),即在分位置时,触头间有符合规定要求的绝缘距离和明显的断口;在合位置时,能承载正常回路条件下的电流,及在规定时间承载短路电流或分断故障电流的开关设备。隔离开关是矿用防爆起动器中的主要部件之一,也是保证供电安全和人身安全的重要部件。按照煤矿规程和行业标准要求,在每台防爆起动器中都必须安装隔离开关,针对不同的隔离开关,标准要求具备分断1~6倍额定电流的能力,并且隔离开关分断能力试验属于型式试验的重要考核项目。
隔离开关分断能力试验是考核隔离开关在1.05或1.1倍额定电压下,分断1~6倍额定电流的能力,分断后不应用持续燃弧。隔离开关采用的是一种机械式分断的操作机构,操作时靠人力进行合分操作。传统的隔离开关分断能力试验,首先将隔离开关安装在操作支架上,试验回路接入通断试验系统,闭合隔离开关,待试验员接通通断试验系统,试验电流建立后100ms以后,隔离开关靠人力拉来,分断试验电流,试验完毕。
由于隔离开关为空气开关,分断时会产生较大的弧光,为保证操作人员的安全,传统对隔离开关的机械分断操作采用一个手柄套在隔离开关的转轴上,用一根绳子拴住手柄的上端,在远处拉动绳子后带动转轴分断隔离开关。
传统的拉绳操作分断方式需要两名试验员配合进行,一名试验员负责通断试验系统,在预备试验时给拉绳操作员发出准备信号,拉绳操作员听到送电信号后,迅速拉动绳子分断隔离开关。试验中存在操作员拉绳不及时造成通电时间过长,或提前拉绳造成通电时间过短(未建立满载电流),或拉绳不干脆造成不满足分断速度等问题,这些问题都增加了试验的不确定度,额外增加了试验考核的不确定因数。同时传统的操作方式在安装及操作上均不方便,试验程序占用时间较长,试验过程中发生的弧光短路现象,影响操作人员的人身安全,并造成心理的不安全感。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足和缺陷,提供一种将试验时的隔离开关分断由人工分断方式改变为机械分断方式的矿用隔离开关分断试验用操作装置,以解决上述问题。
本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现:
矿用隔离开关分断试验用操作装置,其特征在于,包括:
机壳;所述机壳分为左、右两部分,其中一部分为一个箱体,另一部分为一个试验通道;
安装在所述箱体内的气缸安装平台;
安装在所述试验通道内的试品安装架安装平台,所述试品安装架安装平台用以安装试品安装架,试品安装架用以安装待试验的隔离开关,该试品安装架安装平台的一端安装在所述试验通道与所述箱体相对的通道壁上,另一端延伸进所述箱体内并安装在所述气缸安装平台上;
安装在气缸安装平台上的分合闸用气缸,所述分合闸用气缸的推杆由所述箱体伸出而与待试验的隔离开关的转轴连接,驱动待试验的隔离开关的转轴转动而实现合闸和分闸;
一安装在所述箱体内的电磁阀组,所述电磁阀组通过气路与所述分合闸用气缸连接,以控制分合闸用气缸动作;
一安装在所述箱体内的控制装置,所述控制装置控制电磁阀组按照预先设定的试验程序动作。
为了实现带试验的隔离开关的正反向试验,在所述气缸安装平台上安装有正向限位气缸和反向限位气缸,所述正向限位气缸和反向限位气缸控制所述分合闸用气缸的正向动作和反向动作,进而实现待试验的隔离开关进行正向试验和反向试验;所述正向限位气缸和反向限位气缸与电磁阀组连接,受所述电磁阀组控制。
为了便于安装待试验的隔离开关,在所述箱体邻近试验通道一侧的箱壁上开设有一弧形槽,所述分合闸用气缸的推杆透过所述弧形槽;所述气缸安装平台轴设在所述箱体内,所述试品安装架安装平台的一端轴设在所述试验通道远离所述箱体一侧的通道壁上,另一端穿过邻近试验通道一侧的箱壁而轴设在所述气缸安装平台上,在所述气缸安装平台上安装有一驱动所述试品安装架安装平台翻转的摆动气缸,在箱体的一侧内壁与气缸安装平台之间设置有一伸缩气缸,通过摆动气缸和伸缩气缸分别驱动试品安装架安装平台和气缸安装平台同步翻转,以便于安装待试验的隔离开关;所述摆动气缸和伸缩气缸通过气路与所述电磁阀组连接,以受所述电磁阀组控制。
在本发明的一个优选实施例中,为了微调待试验的隔离开关的位置,所述试品安装架通过一手动微调机构安装在试品安装架安装平台上。
在本发明的一个优选实施例中,所述电磁阀组包括一个分合闸驱动电磁阀、第一排气电气阀、第二排气电磁阀、大隔离电磁阀、小隔离电磁阀、测试电磁阀、正向限位电磁阀、反向限位电磁阀、翻转驱动电磁阀、第一油雾器、第二油雾器、第一空滤减压装置、第二空滤减压装置、减压阀,所述分合闸驱动电磁阀为一个二位五通电磁阀,其余电磁阀均为二通电磁阀,其中,分合闸驱动电磁阀、第一排气电气阀、第二排气电磁阀、大隔离电磁阀、小隔离电磁阀、测试电磁阀、正向限位电磁阀、反向限位电磁阀、翻转驱动电磁阀均受所述控制装置所控制;所述第一空滤减压装置和第二空滤减压装置的入口通过气管连接储气罐的出口,所述储气罐的入口连接一空压机,第一空滤减压装置和第二空滤减压装置的出口分别通过气管连接第一油雾器和第二油雾器的入口,第一油雾器的出口通过气管连接到所述大隔离电磁阀的入口,第二油雾器的出口通过气管分别连接到测试电磁阀、减压阀、正向限位电磁阀、反向限位电磁阀、翻转驱动电磁阀的入口,减压阀的出口通过气管连接到所述小隔离电磁阀的入口,大隔离电磁阀的出口、测试电磁阀的出口和小隔离电磁阀的出口均通过气管连接到分合闸驱动电磁阀的入口,分合闸驱动电磁阀的第一、第二出口分别通过气管连接到第一排气阀、第二排气阀的入口,分合闸驱动电磁阀的第三、第四出口通过气管连接到分合闸用气缸上;正向限位电磁阀、反向限位电磁阀的出口通过气管分别连接到正向限位气缸和反向限位气缸上,翻转驱动电磁阀的出口连接到所述摆动气缸和伸缩气缸上。
在本发明的一个优选实施例中,所述控制装置包括一直流电源、一触摸屏控制器和一主控制器,所述触摸屏控制器安装在所述箱体一侧的箱壁上,所述直流电源的输入端接市电,直流电源的输出端接触摸屏控制器的输入端,触摸屏控制器的输出端连接主控制器的输入端,所述主控制器具有一用以控制大隔离电磁阀动作的第一控制信号输出端,一用以控制小隔离电磁阀动作的第二控制信号输出端,一用以控制正向限位电磁阀动作的第三控制信号输出端,一用以控制反向限位电磁阀动作的第四控制信号输出端,一用以控制分合闸驱动电磁阀进行合闸动作的第五控制信号输出端,一用以控制分合闸驱动电磁阀进行分闸动作的第六控制信号输出端,一用以控制第一排气电磁阀进行排气动作的第七控制信号输出端,一用以控制第二排气电磁阀进行排气动作的第八控制信号输出端,一用以控制测试电磁阀进行动作的第九控制信号输出端,一用以控制翻转驱动电磁阀动作的第十控制信号输出端以及一公共接地端,在所述主控制器上还连接有一通断试验信号清零开关。
在本发明的一个优选实施例中,所述主控制器内还设置有延时电路。
由于采用了如上的技术方案,本实用新型将传统的隔离开关分断方式由人工分断方式改变为机械分断方式,达到简化试验安装程序,减少操作人员的风险,较少试验过程中人为因素对试验产生的影响。
本实用新型的优点在于:
1、采用自动化机械转动的操作方式替代传动手动拉绳的方式来分断隔离开关。
2、操作装置采用气动技术作为机械分断的动力,保证了操作的分断力和分断速度。
3、操作装置的主控制器采用PIC4520单片机为核心,对输入的启动信号程序判断后控制电磁阀,使气缸执行动作;
4、采用触摸屏控制器为人机交互界面,实现操作动作参数的简便设置。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型矿用隔离开关分断试验用操作装置的透视结构示意图。
图2是本实用新型的正视图。
图3为本实用新型矿用隔离开关分断试验用操作装置的电磁阀组的原理框图。
图4为本实用新型矿用隔离开关分断试验用操作装置的电原理示意图。
图5为本实用新型矿用隔离开关分断试验用操作装置试验流程图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示,进一步阐述本实用新型。
参见图1和图2所示,矿用隔离开关分断试验用操作装置包括机壳100、气缸安装平台600、试品安装架安装平台220、分合闸用气缸310、电磁阀组510、控制装置500、伸缩气缸350、正向限位气缸320和反向限位气缸330,机壳100分为左、右两部分,其中一部分为一个箱体101,另一部分为一个试验通道102。
试品安装架安装平台220安装在试验通道102内,试品安装架安装平台220用以安装试品安装架221,试品安装架221通过一手动微调机构210安装在试品安装架安装平台220上,试品安装架221用以安装待试验的隔离开关,该试品安装架安装平台220的一端安装在试验通道102与箱体101相对的通道壁上,另一端延伸进箱体101内并安装在气缸安装平台600上,气缸安装平台600安装在箱体101内。
分合闸用气缸310安装在气缸安装平台600上,分合闸用气缸310的推杆311由箱体101伸出而与待试验的隔离开关的转轴连接,驱动待试验的隔离开关的转轴转动而实现合闸和分闸。
为了实现带试验的隔离开关的正反向试验,在气缸安装平台600上安装有正向限位气缸320和反向限位气缸330,正向限位气缸320和反向限位气缸330控制分合闸用气缸310的正向动作和反向动作,进而实现待试验的隔离开关进行正向试验和反向试验,正向限位气缸320和反向限位气缸330与电磁阀组510连接,受电磁阀组510控制。
控制装置500和电磁阀组510均安装在箱体101内,控制装置500控制电磁阀组510按照预先设定的试验程序动作,电磁阀组510通过气路与分合闸用气缸310连接,以控制分合闸用气缸310动作。
为了便于安装待试验的隔离开关,在箱体101邻近试验通道102一侧的箱壁上开设有一弧形槽103,分合闸用气缸310的推杆311透过弧形槽103;气缸安装平台600轴设在箱体101内,试品安装架安装平台220的一端轴设在试验通道102远离箱体101一侧的通道壁上,另一端穿过邻近试验通道102一侧的箱壁而轴设在气缸安装平台600上,在气缸安装平台600上安装有一驱动试品安装架安装平台220翻转的摆动气缸340,在箱体101的一侧内壁与气缸安装平台600之间设置有一伸缩气缸350,通过摆动气缸340和伸缩气缸350分别驱动试品安装架安装平台220和气缸安装平台300同步翻转,以便于安装待试验的隔离开关,摆动气缸340和伸缩气缸350通过气路与电磁阀组510连接,以受电磁阀组510控制。
结合图3所示,电磁阀组510包括一个分合闸驱动电磁阀F6、第一排气电气阀F1、第二排气电磁阀F2、大隔离电磁阀F3、小隔离电磁阀F5、测试电磁阀F4、正向限位电磁阀F31、反向限位电磁阀F32、翻转驱动电磁阀F33、第一油雾器400a、第二油雾器400b、第一空滤减压装置410a、第二空滤减压装置410b、减压阀F7,分合闸驱动电磁阀F6为一个二位五通电磁阀,其余电磁阀均为二通电磁阀,其中,分合闸驱动电磁阀F6、第一排气电气阀F1、第二排气电磁阀F2、大隔离电磁阀F3、小隔离电磁阀F5、测试电磁阀F4、正向限位电磁阀F31、反向限位电磁阀F32、翻转驱动电磁阀F33均受控制装置500所控制;第一空滤减压装置410a和第二空滤减压装置410b的入口通过气管连接储气罐700的出口,储气罐700的入口连接一空压机800,第一空滤减压装置410a和第二空滤减压装置410b的出口分别通过气管连接第一油雾器400a和第二油雾器400b的入口,第一油雾器400a的出口通过气管连接到大隔离电磁阀F3的入口,第二油雾器400b的出口通过气管分别连接到测试电磁阀F4、减压阀F7、正向限位电磁阀F31、反向限位电磁阀F32、翻转驱动电磁阀F33的入口,减压阀F7的出口通过气管连接到小隔离电磁阀F5的入口,大隔离电磁阀F3的出口、测试电磁阀F4的出口和小隔离电磁阀F5的出口均通过气管连接到分合闸驱动电磁阀F6的入口,分合闸驱动电磁阀F6的第一、第二出口分别通过气管连接到第一排气阀F1、第二排气阀F2的入口,分合闸驱动电磁阀F6的第三、第四出口通过气管连接到分合闸用气缸310上;正向限位电磁阀F31、反向限位电磁阀F32的出口通过气管分别连接到正向限位气缸320和反向限位气缸330上,翻转驱动电磁阀F33的出口连接到摆动气缸340和伸缩气缸350上。
结合图4所示,控制装置500包括一直流电源520、一触摸屏控制器110和一主控制器1000,触摸屏控制器110安装在箱体101一侧的箱壁上,直流电源520的输入端接市电,直流电源520的输出端接触摸屏控制器110的输入端,触摸屏控制器110的输出端连接主控制器1000的输入端,主控制器1000具有一用以控制大隔离电磁阀F3动作的第一控制信号输出端P1,一用以控制小隔离电磁阀F5动作的第二控制信号输出端P2,一用以控制正向限位电磁阀F31动作的第三控制信号输出端P3,一用以控制反向限位电磁阀F32动作的第四控制信号输出端P4,一用以控制分合闸驱动电磁阀F6进行合闸动作的第五控制信号输出端P5,一用以控制分合闸驱动电磁阀F6进行分闸动作的第六控制信号输出端P6,一用以控制第一排气电磁阀F1进行排气动作的第七控制信号输出端P7,一用以控制第二排气电磁阀F2进行排气动作的第八控制信号输出端P8,一用以控制测试电磁阀F4进行动作的第九控制信号输出端P9,一用以控制翻转驱动电磁阀F33动作的第十控制信号输出端P10以及一公共接地端P11,在主控制器1000上还连接有一通断试验信号清零开关S,主控制器1000内还设置有延时电路(图中未示出)。
本实用新型的工作原理如下:
参见图1至图5,本实用新型采用自动化机械转动的操作方式替代传动手动拉绳的方式来分断隔离开关。
首先试验员接通整个操作装置的电源,并根据待试验的隔离开关型号,决定是否需要翻转试品安装架安装平台220,以便于安装待试验的隔离开关型号。如果需要翻转试品安装架安装平台220,则点击触摸屏控制器110上的平台调整按钮,翻转驱动电磁阀F33得电而工作,通过摆动气缸340和伸缩气缸350同步驱动翻转试品安装架安装平台220和气缸安装平台600同步向下翻转至最低位置,翻转试品安装架安装平台220和气缸安装平台600翻转到位后,将待试验的隔离开关安装到试品安装架221上,并使分合闸用气缸310的推杆311与待试验的隔离开关的转轴连接,待试验的隔离开关安装过程中,可以通过手动微调机构210调节试品安装架221的位置。待试验的隔离开关安装好以后,点击触摸屏控制器110上平台调整按钮,翻转驱动电磁阀F33得电而工作,通过摆动气缸340和伸缩气缸350同步驱动翻转试品安装架安装平台220和气缸安装平台600同步向下翻转至试验位置即可。
待试验的隔离开关处于试验位置后,首先通过触摸屏控制器110对整个操作装置的控制装置初始化,初始化后进入参数设定步骤,在参数设定步骤中对分断方向、隔离开关规格、通电时间等试验参数进行设定,参数设定好以后则进入试验。
对于单次试验而言,首先主控制器1000对是否合闸进行判断,若不合闸,则返回至参数设定步骤,若合闸,则进入合闸步骤,在合闸步骤中,分合闸驱动电磁阀F6得电进入合闸工作状态,给分合闸用气缸310供气,分合闸用气缸310的推杆311推动待试验的隔离开关转轴转动进行合闸,待试验的隔离开关合闸后,主控制器1000判断是否进入试验,如果不进入试验,则分合闸驱动电磁阀F6给分合闸用气缸310反向供气,分合闸用气缸310的推杆311推动待试验的隔离开关转轴反向转动进行分闸,分闸后进入参数设定步骤。如果继续进行试验,主控制器100判断是否需要调整翻转试品安装架安装平台220和气缸安装平台600的位置,如果不需要,则返回至合闸步骤;如果需要调整翻转试品安装架安装平台220和气缸安装平台600的位置,主控制器1000使翻转驱动电磁阀F33得电而工作,通过摆动气缸340和伸缩气缸350同步驱动翻转试品安装架安装平台220和气缸安装平台600位置,位置调整好以后,则进入试验预备步骤。进入试验预备步骤后,主控制器1000首先检测是否有通断信号,如果有,主控制器1000中延时电路工作,进入试验延时步骤,如果无通断信号,则返回到试验预备步骤进行检查。合闸时间到后,分合闸驱动电磁阀F6得电给分合闸用气缸310反向供气,分合闸用气缸310的推杆311推动待试验的隔离开关转轴反向转动进行分闸,试验完成,单次试验完成后,返回至参数设定步骤,进入下一次试验。如果没有下一下试验,则结束试验。
对于多次试验而言,参数设定好以后,主控制器1000给测试电磁阀F4通电,测试电磁阀F4动作,主控制器1000检测到测试电磁阀F4动作信号后,通过触摸屏控制器110输入试验次数,然后开始试验,试验过程中,分合闸驱动电磁阀F6得电给分合闸用气缸310反复进行正向和反向供气,分合闸用气缸310的推杆311推动待试验的隔离开关转轴反复进行正向和反向转动,隔离开关进行多次的合闸和分闸试验,主控制器1000对试验次数进行计数,判断是否达到设定的试验次数,如果没有达到,则分合闸驱动电磁阀F6得电给分合闸用气缸310反复进行正向和反向供气,若达到设定的试验次数,分合闸驱动电磁阀失电,试验完成。
试验过程中,大隔离电磁阀F3、小隔离电磁阀F5和测试电磁阀F4的控制逻辑如表1所示;
表1
这种自动化的操作装置将传统的隔离开关分断方式由人工分断方式改变为机械分断方式,达到简化试验安装程序,减少操作人员的风险,较少试验过程中人为因素对试验产生的影响,还可通过控制装置准确地控制通电时间和操作频率。
本发明的矿用隔离开关分断试验用操作装置可用于隔离开关的合分操作、隔离开关分断试验、隔离开关机械寿命试验、隔离开关电气寿命试验。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解,本实用新型不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理,在不脱离本实用新型精神和范围的前提下,本实用新型还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。