CN213397603U - 一种多路机械操作试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种多路机械操作试验装置，包括PLC逻辑单元、触摸屏单元、信号输入单元、控制单元以及多路重载连接器接口单元；所述信号输入单元、触摸屏单元、信号输入单元以及控制单元均与所述PLC逻辑单元电信号连接，所述信号输入单元以及控制单元均与多路重载连接器接口单元电信号连接；所述PLC逻辑单元用于通过接收信号输入单元采集的隔离开关/接地开关/快速接地开关的开关位置，判断并输出合闸和分闸指令，由控制单元实现隔离开关/接地开关/快速接地开关的合闸、分闸操作。本装置能够满足变电站的GIS设备中隔离开关、接地开关和快速接地开关的相关试验，提高试验的可靠度、效率，降低试验工作量。

Description

一种多路机械操作试验装置

技术领域

本实用新型主要涉及变电站试验设备相关技术领域，具体是一种多路机械操作试验装置。

背景技术

气体绝缘封闭金属开关+设备(简称GIS)由断路器、隔离开关、接地开关、快速接地开关、套管、母线、电压互感器、电流互感器及控制、辅助回路组成，是变电站重要一次设备，具有战地面积小、维护方便的特点。一个完整间隔的GIS如图1，其中，CB为断路器，DS为隔离开关，ES为接地开关，HES为快速接地开关，CT为电流互感器，VT为电压互感器，BG为套管。

每个标准间隔的隔离开关、接地开关和快速接地开关的数量为6台，每个变电的GIS设备有数量不等的间隔数组成，所以每个变电站的GIS设备中隔离开关、接地开关和快速接地开关的数量非常多。根据要求，每个隔离开关、接地开关和快速接地开关在出厂试验时，必须进行不少于200次的机械操作试验，以考察每台开关的安装情况，各个零部件的配合情况，操作器的机械稳定性和开关内部动、静触头的磨损情况。每台隔离开关/接地开关/快速接地开关进行200次机械操作试验，考虑到操作器内电机的连续运转发热情况，每次的合闸、分闸操作都需要间隔一定的时间，所以一台隔离开关/接地开关或快速接地开关每次进行200次机械操作试验需要几个小时的时间。为了能够快速的同时进行多台隔离开关/接地开关/快速接地开关的200次机械操作试验，需要制作一种新的机械操作试验装置，以节省机械操作200次的试验时间，提高劳动效率，快速的完成隔离开关/接地开关/快速接地开关的200次机械操作，以满足产品的正常交货期。

传统的机械操作台采用硬接线继电器控制系统，对继电器的数量要求较多，各继电器之间需要大量的导线连接，降低了操作台的可靠度。而且机械继电器的触点长期使用容易磨损、老化，降低继电器的使用寿命，故障率比较高，需要定期的检修维护。目前只能进行单台开关的测试，受操作台实际尺寸的限制，增加更多的测试回路比较困难。随着测试台数的增加，测试回路庞大，占用大量的试验场地，同时增加试验台维修工作量。

实用新型内容

为解决目前技术的不足，本实用新型结合现有技术，从实际应用出发，提供一种多路机械操作试验装置，其能够同时驱动多台隔离开关/接地开关/快速接地开关同时进行200次机械操作试验。

本实用新型的技术方案如下：

一种多路机械操作试验装置，包括PLC逻辑单元、触摸屏单元、信号输入单元、控制单元以及多路重载连接器接口单元；

其中，所述信号输入单元、触摸屏单元、信号输入单元以及控制单元均与所述PLC逻辑单元电信号连接，所述信号输入单元以及控制单元均与多路重载连接器接口单元电信号连接；

所述PLC逻辑单元用于通过接收信号输入单元采集的隔离开关/接地开关/快速接地开关的开关位置，判断并输出合闸和分闸指令，由控制单元实现隔离开关/接地开关/快速接地开关的合闸、分闸操作。

进一步，所述试验装置还包括功能单元，所述功能单元通过电信号连接控制单元以及多路重载连接器接口单元；

所述控制单元用于在隔离开关/接地开关/快速接地开关操作器内有合闸、分闸继电器时直接输出至多路重载连接器接口单元，实现隔离开关/接地开关/快速接地开关的合闸、分闸操作；

所述控制单元还用于在隔离开关/接地开关/快速接地开关操作器内没有合闸、分闸继电器时，驱动功能单元输出至多路重载连接器接口单元，实现隔离开关/接地开关/快速接地开关的合闸、分闸操作。

进一步，所述试验装置还包括外接电源单元。

进一步，所述外接电源单元设计为三路独立电源；

其中，第一路电源为PLC逻辑单元和触摸屏单元以及输出插座的电源，此路电源经过AC220/AC220隔离变压器给PLC逻辑单元和触摸屏单元供电，并设置有专用按钮开关；

第二路电源为控制电源，用于为合闸、分闸继电器提供电源，并设置有C10A专用开关保护；

第三路为电机电源，并设置有C32A专用开关保护。

进一步，所述试验装置还包括信号输出单元，所述信号输出单元与所述PLC逻辑单元通过电信号连接。

进一步，所述试验装置配用的输入输出采用和开关特性仪相同的接线方式，配用的电缆在实验装置和开关特性仪之间通用。

进一步，所述的多路重载连接器接口单元为10路重载连接器接口单元。

进一步，所述试验装置包括一个长方体的中空密封壳体，电器元件置于所述壳体内。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型是一种可以同时驱动10台隔离开关/接地开关/快速接地开关同时进行200次机械操作试验多路机械操作试验装置，能够满足变电站的GIS设备中隔离开关、接地开关和快速接地开关的相关试验，提高试验的可靠度、效率，降低试验工作量。

2、本实用新型基于PLC实现，用其内部逻辑关系代替实际的硬件连接线，一方面可以克服传统继电器带来的各种弊端。另一方面由兼容基于传统继电器的设计思想和技术方案，特别是PLC能够将电控(逻辑控制)、电仪(过程控制)和电结(运动控制)集于一体，方便灵活的组成各种不同规模和需要的控制系统，可以适应多种控制的需要。

3、本实用新型可以选用任意一路进行机械操作试验，也可以选用任意几路同时进行机械操作试验，每路之间互不干扰，互不影响，安全可靠，而且可以同时进行隔离开关、接地开关、快速接地开关三种不同类型开关的机械操作试验。

附图说明

附图1为完整的GIS结构示意图。

附图2为为本实用新型的结构原理图。

附图3为本实用新型俯视面板结构示意图；

附图4为本实用新型平视面板结构示意图；

附图5为本实用新型侧视面板结构示意图；

附图6为本实用新型操作器内有合闸、分闸继电器时控制原理示意图；

附图7为本实用新型操作器内没有合闸、分闸继电器时控制原理示意图。

具体实施方式

结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

如图2所示，本实施例提供的一种多路机械操作试验装置。这是一款可以同时驱动10台隔离开关/接地开关/快速接地开关同时进行200次机械操作试验多路机械操作试验装置。

本实施例所采用的具体技术方案为：

一种多路机械操作试验装置，(如图3、4、5所示)包括一个壳体以及置于壳体内部的电器元件；其中，壳体为长方体中空密闭壳体，壳体内设有一个信号输入单元，一个PLC逻辑单元，一个触摸屏显示和控制单元，一个控制单元，一个信号输出单元，一个功能单元，一个外接电源单元，10路重载连接器接口单元。信号输入单元、触摸屏显示和控制单元、信号输入单元以及控制单元均与PLC逻辑单元电信号连接，信号输入单元以及控制单元均与10路重载连接器接口单元电信号连接，功能单元通过电信号连接控制单元以及10路重载连接器接口单元。

目前所用的隔离开关/接地开关/快速接地开关每台的接线方式基本相同，每台电机的功率比较小，完全可以多台同时进行200次机械操作试验。结合目前的试验能力和情况，结合隔离开关/接地开关/快速接地开关的结构形式，结合目前试验场所情况，结合目前的开关特性仪的接线方式等，本实施例提出了一种多路机械操作试验装置。此装置用可编程控制器(PLC)内部已定义的各种辅助继电器代替传统的机械触点继电器，用内部逻辑关系代替实际的硬件连接线。一方面可以克服传统继电器带来的各种弊端。另一方面由兼容基于传统继电器的设计思想和技术方案。特别是PLC能够将电控(逻辑控制)、电仪(过程控制)和电结(运动控制)集于一体，方便灵活的组成各种不同规模和需要的控制系统，可以适应多种控制的需要。此外还有如下特点：①可靠性高，抗干扰能力强。与传统的继电器控制系统中使用了大量的中间继电器、时间继电器相比，PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件，接线可减少互继电器控制系统的1/10――1/100，因触点接触不良造成的故障大为减少。②操作简洁。触摸屏显示方便，简单明了，容易操作，互动性强。③体积小，能耗低。使用PLC后，可以减少大量的中间继电器和时间继电器，降低了自身的功耗，减小了外形和体积，方便移动和摆放。

本实施例所提供的机械操作试验装置可以选用任意一路进行机械操作试验，也可以选用任意几路同时进行机械操作试验，每路之间互不干扰，互不影响，安全可靠。而且可以同时进行隔离开关、接地开关、快速接地开关三种不同类型开关的机械操作试验。PLC逻辑单元通过接收信号输入单元采集的隔离开关/接地开关/快速接地开关的辅助开关的位置，判断并输出合闸和分闸指令，控制单元，实现隔离开关/接地开关/快速接地开关的合闸、分闸操作，具体的又分如下两种情况：

1、如果隔离开关/接地开关/快速接地开关操作器内有合闸、分闸继电器，PLC逻辑单元发出合闸、分闸指令信号后，通过控制单元直接输出10路重载连接器接口(如图6)，实现隔离开关/接地开关/快速接地开关的合闸、分闸操作。

2、如果隔离开关/接地开关/快速接地开关操作器内内没有合闸、分闸继电器，PLC逻辑单元发出合闸、分闸指令信号，控制单元去驱动功能单元，再输出到10路重载连接器接口(如图7)，实现隔离开关/接地开关/快速接地开关的合闸、分闸操作。

在实际应用时考虑到以上两种情况，接线时有各自单独接点也有可以公用点，因此，可以将这些线按一定顺序排列到一个连接器内，根据需要选择不同的辅助插件即可，不需要准备两种电缆，方便快捷，节约成本。

在本实施例中，控制回路和电机回路分开设计，相互之间互不影响。可以根据需要控制回路和电机回路分别提供不同类型和不同电压的电源回路，满足各种类型电源的要求。如果10路隔离开关/接地开关/快速接地开关同时进行机械操作试验时，负载比较大，因此电源采用外接式回路，并将电源设计为三路独立电源：1路PLC控制器和触摸屏及输出插座的电源，此路电源经过AC220/AC220隔离变压器给PLC控制器和触摸屏供电，起到保护作用，并设置了专用按钮开关。2路是控制电源，为合闸、分闸继电器提供电源，使用C10A专用开关保护。3路是电机电源，电机回路的负载较大，使用C32A专用开关保护，每路插头接线一致，互相通用。

本实施例的多路机械试验装置的输入输出，采用和开关特性仪相同的接线方式。配用的电缆与在多路机械操作试验装置和开关特性仪之间可以通用。把电缆连接到多路机械操作试验装置上可以进行200次机械操作试验，把电缆连接开关特性仪器上可以进行机械特性数据测量，方便快捷。电缆两端的连接器采用和多路机械操作装置相同的接线方式，多根电缆可以首位衔接，对摆放距离远近不同位置的隔离开关/接地开关/快速接地开关能够灵活应对。对于操作器内有合闸、分闸继电器和操作器内没有合闸、分闸继电器的操作器，只要更换辅助插头即可，不需要更换电缆，也不需要改接线，非常方便。连开装置配备了专用小推车，上层放置多路机械操作试验装置，下层放置电缆和辅助插头，移动、摆放和使用都非常方便。

在PLC控制器方面，考虑到10路输出可以同时独立输入信号和输出指令，也可以任意单个独立输入信号和输出指令，互不干扰。可以采用总开始和停止继电器，总停止继电器和M1002继电器并用，M1002继电器具有断电启动瞬时脉冲复位停止继电器，防止在多路机械操作装置在没有手动停止时突然断电，恢复供电后各个回路程序自动运行的情况。手动单分和单合采用继电器触点相互闭锁，防止同时发出合闸和分闸指令。手动单分和单合又与程序中的自动合闸和分闸指令相互闭锁，防止在自动程序执行时，手动合闸和分闸发出相反的指令，对设备造成损坏。在自动程序中，可以利用辅助开关的转换来执行合闸和分闸指令，为了防止设定的合闸/分闸指令时间没有执行完毕，就发出分闸/合闸指定(合闸和分闸指令同时发出)，在自动合闸/分闸回路中设置了互相闭锁，只有合闸/分闸指令执行完毕，再执行分闸/合闸指令。合闸和分闸指令持续时间可以自由设定，根据电机运转时间的长短，增加1s～2s，完全可以保护电机正常运转。如果电机遇到堵转的情况，空开会跳开，以保护电机。自动程序设置了辅助开关监视回路，辅助开关接通时会有输出信号，可以间接检查接线是否正确。每路合闸/分闸指令回路中设置了停止回路，当计数器达到设置的次数、200次机械操作中间需要人为停止时，就会停止执行合闸/分闸指定。合闸和分闸指定持续时间达到设定的时间后会自动停止，发出信号输出。每路的计数器设置在分闸回路里，每合闸、分闸一次计数一次。计数器达到设定的次数后，会自动停止，并发出信号输出。手动合闸和分闸回路，在自动程序没有执行时，可以进行手动的单分和单合操作。在自动程序正在执行时，手动的单分和单合操作无效，不能实现单分和单合操作。PLC内部设置逻辑程序，可以实现自动合闸、分闸操作，单次合闸、分闸操作，也可以进行10000次的机械寿命试验，计数器具有断电保持功能，中断操作后，下次执行程序可以接着进行计数。多路机械操作装置合闸、分闸持续时间范围0～999.9s，合闸、分闸之间的时间间隔范围0～9999.9s。计数器设定范围0～99999次。PLC控制器和触摸屏采用AC220V电源。控制电源可根据需要选用DC110V、DC220V、AC220V,电机电源也可根据需要选用DC110V、DC220V、AC220V。

Claims (8)

1.一种多路机械操作试验装置，其特征在于，包括PLC逻辑单元、触摸屏单元、信号输入单元、控制单元以及多路重载连接器接口单元；

其中，所述信号输入单元、触摸屏单元、信号输入单元以及控制单元均与所述PLC逻辑单元电信号连接，所述信号输入单元以及控制单元均与多路重载连接器接口单元电信号连接；

所述PLC逻辑单元用于通过接收信号输入单元采集的隔离开关/接地开关/快速接地开关的开关位置，判断并输出合闸和分闸指令，由控制单元实现隔离开关/接地开关/快速接地开关的合闸、分闸操作。

2.根据权利要求1所述的多路机械操作试验装置，其特征在于，所述试验装置还包括功能单元，所述功能单元通过电信号连接控制单元以及多路重载连接器接口单元；

所述控制单元用于在隔离开关/接地开关/快速接地开关操作器内有合闸、分闸继电器时直接输出至多路重载连接器接口单元，实现隔离开关/接地开关/快速接地开关的合闸、分闸操作；

所述控制单元还用于在隔离开关/接地开关/快速接地开关操作器内没有合闸、分闸继电器时，驱动功能单元输出至多路重载连接器接口单元，实现隔离开关/接地开关/快速接地开关的合闸、分闸操作。

3.根据权利要求2所述的多路机械操作试验装置，其特征在于，所述试验装置还包括外接电源单元。

4.根据权利要求3所述的多路机械操作试验装置，其特征在于，所述外接电源单元设计为三路独立电源；

其中，第一路电源为PLC逻辑单元和触摸屏单元以及输出插座的电源，此路电源经过AC220/AC220隔离变压器给PLC逻辑单元和触摸屏单元供电，并设置有专用按钮开关；

第二路电源为控制电源，用于为合闸、分闸继电器提供电源，并设置有C10A专用开关保护；

第三路为电机电源，并设置有C32A专用开关保护。

5.根据权利要求1所述的多路机械操作试验装置，其特征在于，所述试验装置还包括信号输出单元，所述信号输出单元与所述PLC逻辑单元通过电信号连接。

6.根据权利要求1所述的多路机械操作试验装置，其特征在于，所述试验装置配用的输入输出采用和开关特性仪相同的接线方式，配用的电缆在实验装置和开关特性仪之间通用。

7.根据权利要求1所述的多路机械操作试验装置，其特征在于，所述的多路重载连接器接口单元为10路重载连接器接口单元。

8.根据权利要求1～7任一项所述的多路机械操作试验装置，其特征在于，所述试验装置包括一个长方体的中空密封壳体，电器元件置于所述壳体内。

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