CN205484588U - 一种开关柜的自动测试设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种开关柜的自动测试设备，包括：试验机和输送机，试验机及其内滚道台主用于将开关柜就位及各项检测工作；输送机用于生产流水线与试验机之间在检测前后开关柜的转移、导向、方位转换和输送。本实用新型提供的开关柜自动测试设备，自动化程度高，可节省大量的人力和物力，同时大大的缩短了开关柜检测所需要的时间。

Description

一种开关柜的自动测试设备

技术领域

本实用新型涉及开关柜领域，更为具体地涉及一种开关柜的自动测试设备。

背景技术

开关柜（switch cabinet）是一种电气设备，开关柜外线先进入柜内主控开关，然后进入分控开关，各分路按其需要设置。如仪表，自控，电动机磁力开关，各种交流接触器等，有的还设高压室与低压室开关柜，设有高压母线，如发电厂等，有的还设有为保主要设备的低周减载。

开关柜的主要作用是在电力系统进行发电、输电、配电和电能转换的过程中，进行开合、控制和保护用电设备。开关柜内的部件主要有断路器、隔离开关、负荷开关、操作机构、互感器以及各种保护装置等组成。开关柜的分类方法很多，如通过断路器安装方式可以分为移开式开关柜和固定式开关柜；或按照柜体结构的不同，可分为敞开式开关柜、金属封闭开关柜、和金属封闭铠装式开关柜；根据电压等级不同又可分为高压开关柜，中压开关柜和低压开关柜等。主要适用于发电厂、变电站、石油化工、冶金轧钢、轻工纺织、厂矿企业和住宅小区、高层建筑等各种不同场合。

现有技术中，在进行中压GIS开关柜主回路绝缘试验之前，需要完成大量的准备工作。相比于试验所需的时间，准备工作所花的时间远远大于试验所需时间。所以要想提高开关柜试验的效率，缩短试验准备工作所花时间，是问题的关键。而试验准备工作所花时间大部分都集中在开关柜的输送、试验拼装以及母线套管的封堵上。因此，缩短这三种准备工作的时间将会在很大程度上缩短试验的时间，提高试验的效率。

实用新型内容

本实用新型提供一种本实用新型提供一种开关柜的自动测试设备，其特征在于，包括：试验机和输送机，试验机及其内滚道台主用于将开关柜就位及各项检测工作；输送机用于生产流水线与试验机之间在检测前后开关柜的转移、导向、方位转换和输送；所述输送机包括轨道车和旋转设备。

优选地，轨道车包含两台电机，一台用于实现轨道车在多条流水线上作出选择；另外一台电机与轨道车上的滚筒通过链条相连，将开关柜从流水线上输送到测试区内，同时检测完成后再将开关柜输出到流水线上。

优选地，所述轨道车由车架、多个滚筒组成的滚道及相应的动力和机械传动机构、小车行走车轮、轨道及相应的动力和机械传动机构、开关柜导向机构、后阻挡及相应的气动控制机构、行程开关、光电开关等电气控制系统组成。

优选地，旋转设备为转盘车，转盘车包括两台电机；一台电机实现转盘车滚筒的滚动，输送开关柜；另外一台电机结合回转齿轮，实现转盘车180°范围内的旋转。

优选地，转盘车由台架、多个滚筒组成的滚道、回转齿轮、相应的动力和机械传动机构及相应的气动控制机构、行程开关、光电开关电气控制系统组成。

优选地，转盘车的回转齿轮与电机的齿轮咬合实现转盘车180°和90°旋转；旋转齿轮上设置有三个限位开关，分别对90°和180°旋转命令起到限位作用；转盘车上设置有光电开关，对转盘车中间位置进行定位。

优选地，试验机包括开关柜封堵拼装设备，对开关柜进行封堵。

优选地，所述开关柜封堵拼装设备为压板封堵设备；所述开关柜封堵拼装设备为耐压过渡气室拼装设备。

优选地，试验机包括机架、机械传动部件、液压传动部件。

优选地，机械传动系统包括左右位移系统，所述左右位移系统包括：安装在机架上的上、下两根导轨，以及安装在机架上的电机、带轮、丝杠；机械传动系统还包括上下位移系统，所述上下位移系统包括：安装在机架上的左、右两根导轨、顶部安装的电机、带轮及贯穿框架上下的垂直丝杠。

本实用新型提供的开关柜自动测试设备，自动化程度高，可节省大量的人力和物力，同时大大的缩短了开关柜检测所需要的时间。

附图说明

图1为开关柜自动测试设备的示意图；

图2为轨道车的示意图；

图3为转盘车的示意图；

图4为ZX2开关柜的双母线馈线柜示意图；

图5为气室横移实现的示意图；

图6为气室升降实现的示意图。

具体实施方式

现有技术中，开关柜试验之前的准备工作包括：1、开关柜工装的气室位置调整如气室的上升下降、前后、左右均需要人力去推动；2、通过叉车、起重机等一些输送工具将开关柜输送到试验工装的指定位置；3、将润滑脂均匀地涂抹在母线连接处使用的硅橡胶绝缘件上的区域，并将其插入到开关柜的母线室母线连接口上；4、工装设备的耐压过渡气室和开关柜的母线室母线接口完好拼装，母线接口用涂有适量油脂的硅橡胶绝缘堵头封堵，然后采用专用的拉杆、夹具压紧母线上的绝缘堵头；5、涂有适量油脂的电缆插座专用堵头；7、用涂有油脂的电缆堵头对电缆口进行封堵，用气枪将堵头螺丝锁紧；8、电流互感器二次接线端子要短接并接地，电容分压装置的输出端子须短接并接地，试验时开关柜需要可靠接地。开关柜一次测试的准备工作完成，下一步即为对试验电缆加压开始试验。

从上述一次测试的准备工作中可以看出，开关柜母线室与耐压过渡气室的拼装；母线接口的封堵；开关柜的输送。这三步占了绝大部分的时间。要想提高一次测试工装的效率唯有缩短此三步所需的时间。

因此本实用新型提出一种开关柜的自动测试设备，包括：试验机和输送机两大部分。以下结合附图对本实用新型的开关柜自动测试设备进行详细说明。

图1为开关柜自动测试设备的示意图，本实用新型提出的开关柜自动测试设备主要由试验机和输送机两大部分组成，试验机1及其内滚道台主要执行开关柜2的准确就位及各项专业试验工作。而输送机3主要执行生产流水线与试验机1之间在试验前后开关柜2的转移、导向、方位转换和输送任务。

其中试验机1部分由机架、试验工装的左右、上下、纵向移位机构及相应的动力和机械传动系统、专业试验压板和相应的液压传动系统以及电气控制系统组成。通过试验机1一侧的吊挂式控制盒，可手控完成试验工装的移动、定位、施压等试验工作流程。

另外试验机1内的滚道台也属试验机部分，但其滚筒的电气控制与机外输送机控制系统合并。该滚道台除输送功能外，还担当着开关柜2进入该滚道台时的精确导向和最终的定位功能。

输送机3由轨道车和转盘车组成。轨道车由车架、多个滚筒组成的滚道及相应的动力和机械传动机构、小车行走车轮、轨道及相应的动力和机械传动机构、开关柜导向机构、后阻挡及相应的气动控制机构、行程开关、光电开关等电气控制系统等组成。除输送功能外，本小车可实现开关柜2在输送过程中向试验基准面靠拢的功能。转盘车由台架、多个滚筒组成的滚道、回转齿轮、相应的动力和机械传动机构及相应的气动控制机构、行程开关、光电开关等电气控制系统组成。除输送功能外，本台可实现开关柜正反面方位的转换功能。

输送机可通过围栏外的操作台，实现开关柜2由流水生产线向试验机1的输送以及试验后的返回流程作业。

想要将开关柜输送到试验区进行测试，测试完成后再输出试验区，本实用新型通过电机正反转来实现，通过控制轨道车的电机的正转和反转实现开关柜的输送以及旋转等功能。

轨道车上包含两台电机，一台是为了实现轨道车在多条流水线，比如1#、2#、3#流水线上作出选择。另外一台电机与小车上的滚筒通过链条相连，将开关柜从流水线上输送到测试区内，同时测试完成后再将开关柜输出到流水线上。

图2为轨道车的示意图，如图所示，轨道车4有两条轨道5，通过控制电机的正反转，实现轨道车4在轨道5上左右运行。还包括三个限位开关X36、X37、X40，是为了控制轨道车4能够在1#、2#、3#流水线前停止。还包括四光电传感器X33、X34、X35、X41，分别用于1~3#流水线以及轨道车4的中间位置定位。

转盘车，该转盘车用于开关柜被输送到测试区后，对开关柜进行旋转操作。图3为转盘车的示意图，如图所示，转盘车6的功能也是由两台电机组成，一台电机实现转盘车6滚筒的滚动，输送开关柜2。另外一台电机结合回转齿轮，实现转盘车180°范围内的旋转。转盘车6的回转齿轮与电机的齿轮咬合实现转盘车180°和90°旋转。旋转齿轮上的X45、X46、X47三个限位开关分别对90°和180°旋转命令起到限位作用。X44为转盘车6上的光电开关，起到对转盘车01中间位置定位的作用。图上示出试验区的围栏和试验区的门。门的开关通过电磁阀气动控制，电磁阀X42、X43分别为门开到位限位开关和门关到位限位开关。

为便于开关柜2在此试验机1上被调整其的位置，能够较为方便的和耐压过渡气室进行拼装，因此本实用新型提供的试验机1可以在三维空间内任意位置上的调整。这样才可能很好的做到和耐压过渡气室的拼装。试验机1可以将开关柜在上下、左右、前后任意移动。满足了开关柜2一次试验拼装的要求。试验机1顶端有限位开关，当开关柜2运送到试验机1最顶端的时候触碰到了限位开关，滚筒会自行停止，停止继续运行。还包括左右滚轮，其目的是为了实现开关柜在试验机1上的左右移动。还包括结合左右滚轮组成一个升降台，实现开关柜在垂直方向上的升降（因为滚轮在左右移动开关柜时，需要先将开关柜托起）。图中升降台采用气动控制。通过电磁阀改变气流的方向，从而控制升降台的升降。

试验机1还包括开关柜封堵拼装设备，对开关柜进行封堵。

现有技术中，对开关柜进行封堵是个耗时很多的准备工作，所以缩短开关柜母线套管的封堵时间显得尤为重要。以前对开关柜母线接口的封堵采用的是专用拉杆人为锁紧，费时又费力。本实用新型利用机械和液压传动系统代替人为封堵。

在一个实施例中，所述开关柜2封堵拼装设备为压板封堵设备。请参考图4、图5、图6，图4为ZX2开关柜的双母线馈线柜示意图；图5为气室横移实现的示意图；图6为气室升降实现的示意图。在进行开关柜一次试验时，主母线套管其中一侧需要进行压板封堵。因此，在设计的工装中需要设计出两块液压压板40来封堵ZX2开关柜的母线套管。并结合ZX2开关柜母线套管的高度和大小尺寸。图中7为开关柜的主母线。同样，在进行开关柜一次试验时，主母线套管的其中一侧需要进行压板封堵。因此，在设计底下的压板时，需要结合ZX1.5-R开关柜的母线套管尺寸和高度（ZX1.2等型号开关柜需要压板大小类似于ZX1.5-R）来设计压板的大小尺寸.

在另一实施例中，所述开关柜封堵拼装设备为耐压过渡气室32拼装设备。在进行开关柜一次试验时，需要将耐压过渡气室32和开关柜主母线其中一侧套管完好拼装。在这个过程中，耐压过渡气室32需要在空间任意位置上作调整。因此本实施例利用丝杆14和轨道13，将电机23的圆周运动转换为直线运动。如图5所示，在机架上下各安装一条轨道21，通过滑块将横移框架与机架相连，丝杆螺母通过螺栓连于移动框架之上，再将电机23通过皮带与丝杆20相连。这样就可以通过电机23的运转带动丝杆20作圆周运动，从而让丝杆螺母带动横移框架做左右移动。如图6所示，在横移框架两侧各安装一条轨道30。升降台24通过滑块与横移框架相连，同时与丝杆螺母用螺栓相连。安装与横移框架顶端的电机23通过皮带轮与贯穿横移框架的丝杆20相连。这样，通过电机23的转动可以带动丝杆20作圆周运动，从而带动升降台24作上下直线运动。升降台24上安装两条滑块轨道21。将气室放置台33通过滑块与升降台24连接，再将液压压板安装与升降台上，推动和拉回耐压过渡气室32。耐压过渡气室32与气室放置台33之间是可拆卸的。

该试验机中实现压力作用的五个与油缸同心的压板即是由五个油缸分别带动的液压执行机构。每一压板两边均有一个导杆，保证了压板行进及受压时形态的稳定。液压系统中的五个油缸共有两种行程规格：240MM 及340MM。仅为一个的短行程油缸设于“升降台架”上，随“升降台架”的上下左右移动而移动并通过其上压板对“试验工装”进行推移、施压和回拉；而四个长行程油缸设于横移框架对面一侧的机架上，位置是固定的，用于对试验开关柜的施压。四个长行程油缸两个在上，两个在下，其高度（相对于开关柜安装底面）分别为多数开关箱上下两个母线套管的中心位置。其上、下每两缸水平中心距上下有别，同样以适应多数开关箱母线套组孔中心距，减少开关箱横向定位次数而设定。

试验机左侧最前方部件是给电缆加压的托架，安装于工装机架上。托架可以实现伸缩和旋转的功能。具有很强的适用性，同时也很好的节省了空间资源，提高了试验的效率。

以下介绍试验机的使用方法：

1）试验机顶部装有一盏双色警示灯,而在电箱上也有两个指示灯。当接通电源后电箱上的红色灯点亮，表明电源已接通。再按下电箱上的启动按钮,电箱上的绿色灯就会点亮并且试验机顶端的警示灯上的红色灯也会点亮，表明该试验机将要进入工作状态。再打开设于试验机立柱上的三个急停开关后,则警示灯上的绿色灯也点亮，表明该试验机的急停控制已进入多处控制状态，可安全地进行试验操作了。

2）在“操作控制盒”上按动“油泵启动”按钮，用点动手法先后按动 1#-5#各油缸动作按钮及“纵移小车”的上、下、左、右各按钮，以检查液压传动系统及各机械传动系统运行是否正常。最后再检查在各系统及部件的运行过程中急停按钮的急停功能是否能确保发挥。通过以上检查，确认设备各系统均处正常工作状态后，方可进行下一步的试验工作。

3）将机内小车沿机内、外轨道推至机外小车上并按该机种的定位标记锁紧“滑动定位块机构”，再将待试验开关箱按其定位块的位置吊至机内小车上。最后将装有开关箱的机内小车推至机内并用小车上的弹簧插销定位于机架中。

4）人工前移“纵移小车”至适当位置，将“试验工装”吊至其上安装紧固并把电缆放置到专用支架上。此时，即可将测试用工具或附件装于开关箱上进行下一步的设备操作。

5）点动 1# 油缸按钮，直至 1#油缸处的压板（或压板垫块）与“试验工装”呈接触的状态；挂放“回拉挂钩”于工装两侧的拉钩座上。

6）分别位于“纵移小车”及横移框架上的两个红色箭头，其在标尺上所指的位置反映着“试验工装”当前的上下左右位置。按需点动上、下、左、右各按钮，使“试验工装”到达相对于该型号开关箱的正确位置（标尺上相应的位置标记）。之后，即可点动须施压的各油缸的按钮并进而到达相应的接触位置，最后，按照“加压按钮”已分组控制来设置的规定（见第七条中的说明）和本次试验所需要的加压油缸组别来按动相应的“加压按钮”，开始其开关箱的加压试验阶段。

7）① “1#油缸”、 5 个“加压”、“上”、 “下”、 “左”、 “右”、 “退回”这十一个按钮均为点动控制(即按即动,不按不动)；其余按钮在一次按动后即开始执行其动作功能,直到行程开关起作用时或压力到达设定的极限值时动作停止。②“加压按钮”分组控制油缸的设定：加压 1#按钮：1#、2#油缸； 加压 2#按钮：1#、3#油缸； 加压 3#按钮：1#、4#油缸； 加压4#按钮：1#、5#油缸； 加压 5#按钮：1#、4#、5#油缸。

输送机的操作步骤为：

1)当有试验任务时,首先选定要试验的开关柜，判定开关柜的厚度规格及是否需转180度等注意事项，来手工调整好轨道车上导杆的位置。

2)按动我们要提取的开关柜所在流水线的编号按钮（1#\2#\3#其中之一），轨道车自动启动向选定编号的流水线方向运行，当轨道车到达选定编号的流水线（行程开关判断）后自动停止。

3)按下进件按钮，（当选定编号的流水线上有开关柜时，如果无开关柜，停留在1、2步）轨道车滚筒和选定编号的流水线同时自动启动，轨道车滚筒向试验机方向旋转，流水线的滚筒向轨道车方向旋转，选定编号的流水线上的开关柜慢慢向轨道车上移动。

4)当开关柜完全进入轨道车后（接近开关检测），轨道车滚筒、相应编号的流水线自动停止。

5)按下1#线按钮，轨道车自动启动向1#流水线方向移动。

6)当轨道车到达1#流水线位置后，轨道车自动停止。

7)按下旋转车进件按钮后，此时自动确认围栏门是否处于完全开启状态，及转盘车是否处于输送位置，如确认是，则轨道车和转盘车的滚筒均自动启动，自动向试验机方向（进件）旋转。

8)当开关柜完全进入转盘车后（接近开关检测），转盘和轨道车滚筒均自动停止。此时，需操作人员先确认开关柜是否需转向。

9)如确认开关柜需转180°，则由操作人员按下转盘车180°旋转按钮，则转盘车自动旋转180°。（此时可以对放置于旋转车上的开关柜进行一些试验前的准备工作，如拆除开关柜的吊耳、用绝缘堵头给母线套管封堵等。）

10)准备工作完成后，由操作人员按下试验车进件按钮，转盘车滚筒和试验机内滚筒均向试验机方向自动启动旋转，开关柜自动向试验机方向移动。

11)当开关柜完全进入试验机后（行程开关判断），转盘车滚筒和试验机内滚筒均同时停止。按下关门按钮，此时围栏门自动关闭，开关柜进入试验状态。

12)当操作人员确认开关柜已试验完毕，且试验机各部位已回复原位，按下开门按钮，此时门自动打开。

13)操作人员按下退件按钮，此时判断转盘车是否是在输送位置，如果不是，转盘车和试验车将会不动作。

14)按下旋转90°或180°按钮，恢复转盘车的输送位置后。按下退件按钮试验机内滚筒和转盘车滚筒自动启动，向轨道车方向旋转。

15)当开关柜完全进入转盘车时（接近开关检测），转盘车滚筒和试验机内滚筒均同时停止。此时，同样需操作人员先确认开关柜是否需转向。

16)如确认开关柜需转180°，则由操作人员按下转盘车180°旋转按钮，则转盘车自动旋转180°。（此时可以重新按上开关柜的吊耳以及取下开关柜母线套管上的硅橡胶堵头）

17)如确认开关柜无需旋转（或转盘车已确认旋转180°后），由操作人员按下转盘退件按钮，转盘车滚筒和轨道车滚筒均向流水线方向自动启动旋转，开关柜自动向流水线方向移动。（此步PLC程序会自动确认围栏门已完全处于开启状态，轨道车处于1#线位置）

18)当开关柜完全进入轨道车后（接近开关判断），转盘车和轨道车滚筒自动停止。按下选定编号的流水线按钮，轨道车自动启动向选定编号的流水线方向移动。

19)当轨道车到达选定编号的流水线后，轨道车自动停止。此时如流水线上无产品（行程开关判断，如有产品时可另行选择空闲流水线编号，则轨道车会自动移动至选定编号的流水线后，轨道车自动停止。），则此时轨道车和选定编号流水线滚筒同时自动启动（向流水线方向旋转），开关柜向流水线方向移动，当开关柜完全进入相应的流水线（接近开关判断）后，轨道车和流水线滚筒自动停止，一个自动流程结束。

本实用新型提供的开关柜的自动测试设备,将原由人力完成的各项繁重的试验准备工作大部分改由电力驱动的机械传动和液压传动所替代,实现了各主要试验工作程序的机械化和电控化。大量的节省了时间,减轻了工作人员的劳动强度，提高了开关柜试验的效率和质量。

尽管本实用新型的内容就其公开的具体实施方式作出了完整而清晰的描述，但其不仅限于此。对于所属技术领域的人员来说，通过这些表述的指导而对本实用新型作出改进和替代是有可能发生的，且这些改进和替代包含在本实用新型之中。

Claims (10)

1.一种开关柜的自动测试设备，其特征在于，包括：试验机和输送机，试验机及其内滚道台主用于将开关柜就位及各项检测工作；输送机用于生产流水线与试验机之间在检测前后开关柜的转移、导向、方位转换和输送；所述输送机包括轨道车和旋转设备。

2.如权利要求1 所述的开关柜的自动测试设备，其特征在于，所述轨道车由车架、多个滚筒组成的滚道及相应的动力和机械传动机构、小车行走车轮、轨道及相应的动力和机械传动机构、开关柜导向机构、后阻挡及相应的气动控制机构、行程开关、光电开关组成。

3.如权利要求1 所述的开关柜的自动测试设备，其特征在于，轨道车包含两台电机，一台用于实现轨道车在多条流水线上作出选择；另外一台电机与轨道车上的滚筒通过链条相连，将开关柜从流水线上输送到测试区内，同时检测完成后再将开关柜输出到流水线上。

4.如权利要求1 所述的开关柜的自动测试设备，其特征在于，旋转设备为转盘车，转盘车由台架、多个滚筒组成的滚道、回转齿轮、相应的动力和机械传动机构及相应的气动控制机构、行程开关、光电开关电气控制系统组成。

5.如权利要求1 所述的开关柜的自动测试设备，其特征在于，旋转设备为转盘车，转盘车包括两台电机；一台电机实现转盘车滚筒的滚动，输送开关柜；另外一台电机结合回转齿轮，实现转盘车180°范围内的旋转。

6.如权利要求5 所述的开关柜的自动测试设备，其特征在于，转盘车的回转齿轮与电机的齿轮咬合实现转盘车180°和90°旋转；旋转齿轮上设置有三个限位开关，分别对90°和180°旋转命令起到限位作用；转盘车上设置有光电开关，对转盘车中间位置进行定位。

7.如权利要求1 所述的开关柜的自动测试设备，其特征在于，试验机包括开关柜封堵拼装设备，对开关柜进行封堵；所述开关柜封堵拼装设备为压板封堵设备。

8.如权利要求7 所述的开关柜的自动测试设备，其特征在于，所述开关柜封堵拼装设备为耐压过渡气室拼装设备。

9.如权利要求1 所述的开关柜的自动测试设备，其特征在于，试验机包括机架、机械传动部件、液压传动部件。

10.如权利要求9 所述的开关柜的自动测试设备，其特征在于，机械传动系统包括左右位移系统，所述左右位移系统包括：安装在机架上的上、下两根导轨，以及安装在机架上的电机、带轮、丝杠；机械传动系统还包括上下位移系统，所述上下位移系统包括：安装在机架上的左、右两根导轨、顶部安装的电机、带轮及贯穿框架上下的垂直丝杠。