CN108572065B - 断路器超程检测装置及检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及断路器检测技术领域，具体涉及一种断路器超程检测装置及检测方法；本发明的断路器超程检测装置包括：用于驱动断路器手柄由断开到闭合方向转动的拨动结构、与拨动结构相连的扭力传感器、与扭力传感器相连的用于驱动拨动结构转动的旋转动力源，以及与旋转动力源和扭力传感器相连的控制单元，还包括与控制单元相连的供电机构；本发明的断路器超程检测装置及检测方法操作简单、检测效率高且检测结果精准。

Description

断路器超程检测装置及检测方法
技术领域
本发明涉及断路器检测技术领域，具体涉及一种断路器超程检测装置及检测方法。
背景技术
目前，小型断路器超程检测工艺为人工进行抽样检测，必须先破坏产品外壳，利用卡尺等测量工具进行手工检测，测量方式繁琐，测量数据不够准确，而且检测效率低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种操作简单、检测效率高且检测结果精准的断路器超程检测装置及检测方法。
一种断路器超程检测装置，其包括：用于驱动断路器手柄由断开到闭合方向转动的拨动结构、与拨动结构相连的扭力传感器24、与扭力传感器24相连的用于驱动拨动结构转动的旋转动力源，以及与旋转动力源和扭力传感器24相连的控制单元，还包括与控制单元相连的供电机构。
优选的，所述拨动结构包括与断路器的手柄插接的旋转棒28、与旋转棒28相连的旋转棒连接座27以及与旋转棒连接座27相连的传动轴26，传动轴26驱动旋转棒28以传动轴26为轴做圆周运动。
优选的，所述旋转棒连接座27包括设置在其一端的旋转棒安装孔271以及设置在旋转棒连接座27另一端的传动轴安装孔272。
优选的，所述旋转棒安装孔271一侧设置与其相通的旋转棒固定孔2710。
优选的，所述传动轴安装孔一侧设置第一矩形凹槽273，第一矩形凹槽273一侧设置与其相通的传动轴固定孔2720；所述传动轴26下端设置与第一矩形凹槽273配合使用的第二矩形凹槽，第一矩形凹槽273和第二矩形凹槽内设置第一传动轴固定件。
优选的，还包括检测装置支架1以及设置在检测装置支架1上部用于驱动拨动结构上下移动的升降结构。
优选的，所述升降结构包括升降动力源41以及与升降动力源41相连的传动结构，传动结构包括与升降动力源41相连的传动件42以及与传动件42固定连接且一侧与检测装置支架1滑动连接的连接板43，连接板43下端与传动轴26相连，上端与旋转动力源的减速箱22固定连接。
优选的，还包括与控制单元相连的光电传感器31，所述扭力传感器24上方设置与光电传感器31配合使用的定位金属片32。
优选的，所述光电传感器31是凹槽型光电传感器，定位金属片32为环形结构，其设置一个与光电传感器31配合使用的定位缺口。
一种断路器超程检测方法，包括以下步骤：
(1)将待测断路器手柄调至断开状态，并将该断路器的接线端子接电；
(2)旋转动力源带动小型断路器的手柄由断开向闭合方向转动，并同步检测扭力值，至该断路器的动静触头导通，从动静触头导通时刻开始记录旋转角度值，动静触头导通时的旋转角度值即为断路器的超程原点；
(3)继续转动该断路器手柄，直至检测到扭力峰值，停止旋转该断路器手柄，记录扭力峰值时的旋转角度值；
(4)计算扭力峰值时的旋转角度值与该断路器动静触头导通时的旋转角度值的角度差值，通过换算即可得到断路器的超程值。
本发明的断路器超程检测装置的旋转动力源通过拨动结构驱动断路器的手柄由断开到闭合方向转动，扭力传感器检测扭力数据，并将数据传输给控制单元，由控制单元分析得出断路器的超程值，本发明的断路器超程检测装置结构简单，且结果精确，超程检测操作检测易行，也大大提高了断路器超程检测的效率。此外，所述升降结构用于驱动拨动结构上下移动，实现拨动结构的旋转棒与断路器的手柄的配合，为断路器超程检测操作提供便利；所述传动轴安装孔一侧设置第一矩形凹槽、传动轴下端设置与第一矩形凹槽配合的第二矩形凹槽，第一矩形凹槽一侧设置传动轴固定孔，第一矩形凹槽和第二矩形凹槽中设置第一传动轴固定件，通过上述结构实现传动轴与旋转棒连接座的固定，结构简单且操作简便。本发明的检测方法，通过扭矩检测实现超程值的检测，操作简单，无需破坏或打开断路器的壳体，即可精准测量断路器的超程值。
附图说明
图1是本发明断路器超程检测装置的结构示意图；
图2是本发明旋转棒连接座的结构示意图；
图3是本发明断路器超程检测装置的另一结构示意图；
图4是本发明图3的I部分的结构示意图；
图5是本发明断路器超程检测扭力曲线图。
具体实施方式
以下结合附图1至5给出的实施例，进一步说明本发明的断路器超程检测装置的具体实施方式。本发明的断路器超程检测装置不限于以下实施例的描述。
本发明的断路器超程检测装置，其包括用于驱动断路器手柄由断开到闭合方向转动的拨动结构、与拨动结构相连的扭力传感器24、与扭力传感器24相连的用于驱动拨动结构转动的旋转动力源，以及与旋转动力源和扭力传感器24相连的控制单元，还包括与控制单元相连的用于为断路器接电的供电机构。目前，小型断路器超程检测的工艺需要破坏或打开小型断路器壳体并进行手工测量，操作复杂、检测效率低且检测精度差。本发明的小型断路器检测装置包括拨动结构、扭力传感器和旋转动力源，在小型断路器接电并处于断开状态下，旋转动力源通过拨动结构驱动小型断路器手柄转动，扭力传感器实时检测扭力数据并将扭力数据传输给控制单元，控制单元分析扭力数据并得出小型断路器的超程值。
如图1和3所示，本发明的小型断路器超程检测装置，其包括检测装置支架1，设置在检测装置支架1右侧并且由上而下依次相连的伺服电机21、减速箱22、第一联轴器23、扭力传感器24、第二联轴器25、传动轴26、旋转棒连接座27以及旋转棒28；所述扭力传感器24和伺服电机21均与控制单元相连。供电机构与控制单元连接，用于提供小型断路器动静触头导通信号。所述旋转动力源包括伺服电机21，当然也可以是其它提供转动动力源的设备；优选的还设有减速箱22。
如图2所示方向，所述旋转棒连接座27包括设置在其左端的旋转棒安装孔271以及设置在旋转棒连接座27右端的传动轴安装孔272。
优选的，所述旋转棒28与旋转棒安装孔271通过螺纹连接。
优选的，如图2所示，所述旋转棒安装孔271一侧设置与其相通的旋转棒固定孔2710，旋转棒固定孔2710内设置用于压紧旋转棒28的旋转棒压紧件。
优选的，如图2所示，所述传动轴安装孔272一侧设置与其相通第一矩形凹槽273，第一矩形凹槽273一侧设置与其相通的传动轴固定孔2720，传动轴26下端设置与第一矩形凹槽273配合使用的第二矩形凹槽，第一矩形凹槽273和第二矩形凹槽内设置第一传动轴固定件，传动轴固定孔2720内设置第二传动轴固定件，通过第一传动轴固定件压紧传动轴26，防止传动轴26在传动轴安装孔272中转动或从其中脱落。当然，所述传动轴26也可以采用其他方式与旋转棒连接座27连接，例如传动轴26下端为方形，传动轴安装孔273是与传动轴26下端匹配的方形孔，第二传动轴固定件通过传动轴固定孔2720压紧传动轴26，也可以防止传动轴26在传动轴安装孔272中转动或从其中脱落；因此，传动轴26和传动轴安装孔272的连接方式，只需满足避免传动轴26在传动轴安装孔272中转动和从其中脱落即可。
优选的，如图1和2所示，本发明的小型断路器超程检测装置还包括检测装置支架1以及设置在检测装置支架1上部的升降结构。所述升降结构包括设置在检测装置支架1左侧与其固定连接的升降动力源41以及与升降动力源41相连的传动结构，传动结构包括与升降动力源相连的传动件42以及与传动件42固定连接且与检测装置支架1滑动连接的连接板43，连接板43的上下两端均设置支撑板44，上端的支撑板44与减速箱22相连，下端的支撑板44与传动轴26相连。
优选的，如图1所示，所述检测装置支架1上部一侧设置滑轨，连接板43一侧设置与滑轨配合使用的滑件。当然，所述滑轨和滑件也可以互换位置，即检测装置支架1上部一侧设置滑件，连接板43一侧设置与滑件配合使用的滑轨。
优选的，如图4所示，所述连接板43一侧设置与控制单元相连的光电传感器31，光电传感器31是凹槽型光电传感器，扭力传感器24和第一联轴器23之间设置与光电传感器31配合使用的定位金属片32，定位金属片32与减速箱22的输出轴固定连接，定位金属片32为环形结构，其设置一个与光电传感器31配合使用的定位缺口。工作时，所述伺服电机21通过减速箱22带动定位金属片32转动，拨动结构也随之转动，当定位金属片32的定位缺口经过光电传感器31的凹槽时，光电传感器31将信号反馈给控制单元，此位置即为伺服电机21的原点，即拨动结构的旋转棒28的零位；当旋转棒28处于零位时，升降结构动作，使旋转棒28下移实现旋转棒28与小型断路器手柄的配合，进一步提高了本发明的小型断路器超程检测装置的自动化程度。所述的控制单元为PLC控制器和或PC等控制设备。优选的，所述的控制单元为PLC控制器，PLC控制器与伺服电机21、供电机构和升降动力源41连接，所述的扭力传感器24与PLC控制器连接或PC连接。
本发明还提供了一种断路器超程检测方法，包括以下步骤：
(1)将待测断路器手柄调至断开状态，并将该断路器的接线端子接电；
(2)旋转动力源带动小型断路器的手柄由断开向闭合方向转动，并同步检测扭力值，至该断路器的动静触头导通，从动静触头导通时刻开始记录旋转角度值，动静触头导通时的旋转角度值即为断路器的超程原点；
(3)继续转动该断路器手柄，直至检测到扭力峰值，停止旋转该断路器手柄，记录扭力峰值时的旋转角度值；
(4)计算扭力峰值时的旋转角度值与该断路器动静触头导通时的旋转角度值的角度差值，通过换算即可得到断路器的超程值。
本发明的检测方法，通过扭矩检测实现超程值的检测，操作简单，无需破坏或打开断路器的壳体，即可精准测量断路器的超程值。以下将结合本发明的小型断路器超程检测装置的工作过程对本发明的小型断路器超程检测方法进行详细说明：
(1)所述光电传感器31、定位金属片32、伺服电机21和控制单元配合，实现旋转棒28的零点定位；
(2)将断开状态的小型断路器放置在本发明的小型断路器超程检测装置的拨动机构下方，并将小型断路器的两接线端子与供电机构连接；
(3)所述控制单元控制升降结构动作，带处于零点位置的旋转棒28下移与小型断路器的手柄插接；
(4)所述控制单元控制伺服电机21动作，通过旋转棒28带动小型断路器的手柄由断开向闭合方向转动，至小型断路器动静触头闭合时刻，供电机构将动静触头导通信号反馈给控制单元，控制单元控制伺服电机21暂定动作，控制单元开始记录伺服电机即旋转棒28的旋转角度值，起始值为小型断路器的超程原点；
(5)所述控制单元控制伺服电机21继续动作，通过旋转棒28继续带动小型断路器的手柄转动，扭力传感器24实时检测扭力值并将扭力值信号反馈给控制单元，当扭力传感器24检测到扭力值的峰值时，控制单元控制伺服电机21停止动作，控制单元记录扭力峰值时旋转棒的旋转角度值；
(6)所述控制单元分析扭力传感器24检测的扭力值曲线以及扭力峰值时的旋转棒旋转角度值与小型断路器动静触头开始导通时旋转棒的旋转角度值(即小型断路器的超程原点)的尺寸差值，可得到伺服超程行程(动静触头导通到力值峰值之间旋转棒的旋转距离)，检测时，由于旋转棒与小型断路器手柄做同步圆周运动，小型断路器手柄通过小型断路器的操作机构驱动动触头动作，实现动触头与静触头的闭合，因此，基于伺服超程行程与小型断路器动触头转动行程之间的对应关系(旋转棒的转动半径和角度与动触头转动半径和及角度的对应关系)，即可得到小型断路器的超程值。计算时可基于伺服电机的转动角度，获得伺服超程行程再基于对应关系获得小型断路器的超程值；也可以基于伺服电机的转动角度获得动触头的超程转动角度，再基于动触头转动半径计算小型断路器的超程值。
如图5所示，为本发明小型断路器超程检测扭力曲线图，记录了从小型断路器手柄开始旋转到动静触头导通直至合闸成功扭力传感器24检测的扭力力值曲线，从动静触头导通(1.5s)到合闸过程完成(4.0s)的区域即为小型断路器的超程区域。小型断路器的超程值为伺服超程行程的15％(对于不同的断路器换算系数不同)，将换算获得的小型断路器超程值与预定的阈值比较，在阈值范围内的为合格，否则为不合格。
表一：三个小型断路器超程值转换示例
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种断路器超程检测装置，其特征在于其包括：用于驱动断路器手柄由断开到闭合方向转动的拨动结构、与拨动结构相连的扭力传感器（24）、与扭力传感器（24）相连的用于驱动拨动结构转动的旋转动力源，以及与旋转动力源和扭力传感器（24）相连的控制单元，还包括与控制单元相连的供电机构；
检测时，所述断路器在断开状态下且接线端子通过供电机构接电，控制单元通过旋转动力源、拨动结构驱动断路器手柄由断开向闭合方向转动，扭力传感器（24）同步监测扭力值，控制单元从断路器的动静触头导通时刻开始记录旋转角度值，动静触头导通时的旋转角度值即为断路器的超程原点，控制单元记录扭力峰值时的旋转角度值，计算扭力峰值时的旋转角度值与断路器的动静触头导通时刻的旋转角度值的差值，通过换算即可得到断路器的超程值。
2.根据权利要求1所述的断路器超程检测装置，其特征在于：所述拨动结构包括与断路器的手柄插接的旋转棒（28）、与旋转棒（28）相连的旋转棒连接座（27）以及与旋转棒连接座（27）相连的传动轴（26），传动轴（26）驱动旋转棒（28）以传动轴（26）为轴做圆周运动。
3.根据权利要求2所述的断路器超程检测装置，其特征在于：所述旋转棒连接座（27）包括设置在其一端的旋转棒安装孔（271）以及设置在旋转棒连接座（27）另一端的传动轴安装孔（272）。
4.根据权利要求3所述的断路器超程检测装置，其特征在于：所述旋转棒安装孔（271）一侧设置与其相通的旋转棒固定孔（2710）。
5.根据权利要求3所述的断路器超程检测装置，其特征在于：所述传动轴安装孔一侧设置第一矩形凹槽（273），第一矩形凹槽（273）一侧设置与其相通的传动轴固定孔（2720）；所述传动轴（26）下端设置与第一矩形凹槽（273）配合使用的第二矩形凹槽，第一矩形凹槽（273）和第二矩形凹槽内设置第一传动轴固定件。
6.根据权利要求1所述的断路器超程检测装置，其特征在于：还包括检测装置支架（1）以及设置在检测装置支架（1）上部用于驱动拨动结构上下移动的升降结构。
7.根据权利要求6所述的断路器超程检测装置，其特征在于：所述升降结构包括升降动力源（41）以及与升降动力源（41）相连的传动结构，传动结构包括与升降动力源（41）相连的传动件（42）以及与传动件（42）固定连接且一侧与检测装置支架（1）滑动连接的连接板（43），连接板（43）下端与传动轴（26）相连，上端与旋转动力源的减速箱（22）固定连接。
8.根据权利要求1所述的断路器超程检测装置，其特征在于：还包括与控制单元相连的光电传感器（31），所述扭力传感器（24）上方设置与光电传感器（31）配合使用的定位金属片（32）。
9.根据权利要求8所述的断路器超程检测装置，其特征在于：所述光电传感器（31）是凹槽型光电传感器，定位金属片（32）为环形结构，其设置一个与光电传感器（31）配合使用的定位缺口。
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