CN112054595B - 一种智能硬压板远方控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能硬压板远方控制装置，包括箱体、控制单元和若干执行插件；箱体内固定有所述控制单元，若干执行插件与所述箱体插装；所述执行插件与现有工程应用的屏柜内压板布置相匹配，每个所述执行插件彼此之间相互独立，无机械或电气干涉；执行插件与所述控制单元电气连接，所述控制单元用于控制执行插件完成自动投退。优点：本发明利用控制单元完成执行插件的压板变位和状态采集；节省了屏柜内空间，减少工程布线数量，大幅降低工程布线难度；本发明结构简单，制作、维护成本低，便于操作，稳定性强，有效降低运维人员的操作风险，提高了工作效率，降低了人工成本；有效提高了***的安全性，具有很强的实用性和广泛的适用性。
Description
技术领域
本发明涉及一种二次设备硬压板远方控制装置，具体涉及一种可实现压板远程投退和实时状态监测的智能硬压板远方控制装置，属于变电站技术领域。
背景技术
继电保护***是电力***中不可或缺的重要组成部分，继电保护***的可靠稳定直接关系着电力***的安全运行。电力压板是继电保护装置联系外部接线的桥梁和纽带，也是人机交互的一种手段，通过压板的投、退操作，可实现保护装置的部分功能，还可决定保护动作的结果。同时，压板是保护***中一个明显可见的断开点，运维人员可直观的观测到继电保护装置的跳闸电路是否与断路器的跳闸线圈连通，为检修、运行提供了极大的方便。
现有继电保护装置压板的运维由工作人员人工进行：操作压板时，需打开继电保护柜的柜门，再操作压板；检测压板状态时，需对压板进行逐一比对。
无论是操作压板还是检测压板状态，运维人员都需要先到达现场，然而，继电保护装置所处环境对运维人员的人身安全具有较大威胁：一方面二次设备通常设置在一次设备旁，本身环境存在风险；另一方面，机柜运行过程中本身带电，打开柜门操作压板更加大了操作人员出现危险的几率。与此同时，硬压板数量众多且形状相同，在人工运维过程中，容易出现误投漏投、误检漏检等事故，造成较大的安全隐患。
现阶段，有研究人员采用非接触式传感技术和图像识别技术实现了电力硬压板的实时状态监测，但上述技术只能监测压板状态，无法对压板进行自动操作，也无法对压板故障做出实时响应；有部分研究人员设计了可实现自动投退的电动压板，但上述电动压板结构相对复杂，且均采用电机驱动，需要配置额外的电机控制器和编码器，这也大大增加了上述电动压板控制***的复杂程度，且成本高，稳定性差，与此同时，上述电动压板均针对单一压板设计，在实际的工程应用中，具有布置和维护困难等问题，此外，上述电动压板虽具有一定的压板状态检测能力，但均为单状态确认或通过检测动作机构的运动状态间接反映压板的状态，可靠性较差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种智能硬压板远方控制装置。
为解决上述技术问题，本发明提供一种智能硬压板远方控制装置，包括箱体、控制单元和若干执行插件；
所述箱体内固定有所述控制单元，若干执行插件与所述箱体插装；
所述执行插件与现有工程应用的屏柜内压板布置相匹配，每个所述执行插件彼此之间相互独立，无机械或电气干涉；
所述执行插件与所述控制单元电气连接，所述控制单元用于控制执行插件完成自动投退。
进一步的，所述箱体高度为2U，其前面板尺寸和固定孔位置与现有机架式屏柜2U封板完全相同，可直接安装于现有屏柜内。
进一步的，所述箱体包括箱体外壳和导轨，所述导轨安装于所述箱体外壳内部用于所述执行插件的限位，所述箱体外壳后端预留接线端子上出口和接线端子下出口，所述箱体外壳后端底部设置有垫柱；
所述控制单元通过所述垫柱固定连接于所述箱体内，用于上传装置运行信息，接收处理控制信号。
进一步的，还包括接线端子插座Ⅰ和接线端子插座Ⅱ；
所述接线端子插座Ⅰ焊接固定于所述控制单元前端，与所述执行插件数量相同，用于所述控制单元与所述执行插件的电气连接；
所述接线端子插座Ⅱ焊接固定于所述控制单元后端，从所述接线端子下出口探出，用于装置与外部的通信和通电。
进一步的，所述执行插件包括压板自动投退机构、投状态感知模块、退状态感知模块插件面板、插件插板、动作机构固定板、插板安装块、接线端子插头，接线端子插座Ⅲ、标签框和弹簧螺钉；
所述压板自动投退机构包括插拔式压板、动作机构和动力机构，所述插拔式压板、所述动作机构和所述动力机构从前至后依次连接；
所述插拔式压板前端固定有Z型盖板；
所述插件面板与所述插件插板通过所述插板安装块固定连接，所述插拔式压板、所述投状态感知模块、所述退状态感知模块和所述标签框固定连接于所述插件面板，所述动作机构、所述动力机构通过所述动作机构固定板固定连接于所述插件插板，所述弹簧螺钉压铆连接于所述插件面板；
当所述插拔式压板处于投状态，所述投状态感知模块在所述Z型盖板的作用下触发导通；
当所述插拔式压板处于退状态，所述退状态感知模块和所述插拔式压板的电极插头形成导通回路；
所述插件插板的后端下侧设有所述接线端子插头，所述动力机构、所述投状态感知模块和所述退状态感知模块的导线接入所述接线端子插头，所述接线端子插头与所述接线端子插座Ⅰ插接；
所述插件插板的后端上侧固定有接线端子插座Ⅲ，所述插拔式压板的主回路导线接入所述接线端子插座Ⅲ，并经由所述接线端子上出口引出，通过屏柜内电气走线与二次设备相连；
所述执行插件通过所述弹簧螺钉与所述箱体固定。
进一步的，所述动作机构采用交替式自锁止平转动耦合机构，用于将单自由度平动输入转化为双自由度平动和转动耦合运动输出，完成压板的投退操作。
进一步的，所述动力机构采用通电运动且失电复位的平动动力源。
进一步的，所述投状态感知模块采用接触式或非接触式传感器。
进一步的，所述退状态感知模块包括一对设于所述插拔式压板的退状态位置的电极插座，所述电极插座与所述插拔式压板的电极插头相匹配。
本发明所达到的有益效果：
本发明利用控制单元的开入开出功能和遥信遥控功能完成执行插件的压板变位和状态采集；采用模块化、标准化设计，具有插件插箱式结构，可直接与标准2U封板互换，实现了装置的快速工程应用和不停机便捷运维；采用控制单元、执行机构一体化设计，利用对插式接线端子在装置内部完成接线，节省屏柜内空间，减少工程布线数量，大幅降低工程布线难度。
本发明结构简单，制作、维护成本低，便于操作，稳定性强，有效降低运维人员的操作风险，提高了工作效率，降低了人工成本；有效提高了***的安全性，具有很强的实用性和广泛的适用性。
附图说明
图1为本发明的一种智能硬压板远方控制装置示意图；
图2为本发明的控制单元装配示意图；
图3为本发明的执行插件结构示意图；
图4为本发明的压板自动投退机构的结构示意图；
图5为本发明的执行插件“投”状态示意图；
图6为本发明的执行插件“退”状态示意图。
附图中标记的含义如下：
图1：1、箱体，2、执行插件；
图2：3、控制单元，11、箱体外壳，12、导轨，13、垫柱，31、接线端子插座Ⅰ，32、接线端子插座Ⅱ；
图3：21、压板自动投退机构，22、投状态感知模块，23、退状态感知模块，24、插件面板，25、插件插板，26、动作机构固定板，27、插板安装块，28、接线端子插头，29、接线端子插座Ⅲ，210、标签框，211、弹簧螺钉；
图4：2101、插拔式压板，2102、动作机构，2103、动力机构，2104、Z型盖板。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
一种智能硬压板远方控制装置，如图1和图2所示，由箱体1，执行插件2和控制单元3组成。箱体1的高度为2U，前面板尺寸和固定孔位置与现有机架式屏柜压板封板完全相同。箱体1内插装9组执行插件2，与现有工程应用的屏柜内压板布置相匹配，执行插件2通过弹簧螺钉211与箱体1固定，彼此之间相互独立，无机械或电气干涉，可单独安装和维护。
箱体1包括箱体外壳11和导轨12，导轨12安装于箱体外壳11内部用于执行插件2的插装限位，箱体外壳11背部预留了接线端子上出口和接线端子下出口。箱体外壳后端底部设置有垫柱13，控制单元3通过垫柱13固定连接于箱体1内。
控制单元3包括CPU、通讯模块、开入模块、开出模块、电源模块、PCB板，接线端子插座Ⅰ31和接线端子插座Ⅱ32，用于上传装置运行信息，接收处理控制指令。接线端子插座Ⅰ31焊接固定于控制单元3前端，与执行插件2数量相同，用于控制单元3与执行插件2的连接。接线端子插座Ⅱ32焊接固定于控制单元3后端，从箱体外壳11接线端子下出口探出，用于装置与外部的通信和通电。
如图3和图4所示，执行插件2包括压板自动投退机构21、投状态感知模块22、退状态感知模块23、插件面板24、插件插板25、动作机构固定板26、插板安装块27、接线端子插头28，接线端子插座Ⅲ29、标签框210和弹簧螺钉211。插件面板24与插件插板25通过插板安装块27固定连接，插拔式压板2101、投状态感知模块22、退状态感知模块23和标签框210固定连接于插件面板24，动作机构2102、动力机构2103通过动作机构固定板26固定连接于插件插板25，弹簧螺钉211压铆连接于插件面板24。
压板自动投退机构21包括插拔式压板2101、动作机构2102和动力机构2103从前至后依次连接组成，插拔式压板2101前端固定有Z型盖板2104。动作机构2102采用一种交替式自锁止平转动耦合机构，将单自由度平动输入转化为双自由度平动和转动耦合运动输出，以实现压板的投退操作，动力机构2103为通电运动、失电复位的平动动力源，优选推拉式电磁铁。
投状态感知模块22为轻触开关，实际应用中也可采用电感式接近开关、光电式接近开关、光纤式接近开关等接触式和非接触式传感器。退状态感知模块23包括一对设于插拔式压板2101退状态位置的电极插座，电极插座与插拔式压板2101的电极插头相匹配。
插件插板25的后端下侧设有接线端子插头28，动力机构2103、投状态感知模块22和退状态感知模块23的导线接入接线端子插头28，接线端子插头可与接线端子插座Ⅰ31插接。插件插板25后端上侧固定有接线端子插座Ⅲ29，插拔式压板2101主回路导线接入接线端子插座Ⅲ29，并经由箱体外壳11接线端子上出口引出，通过屏柜内电气走线与二次设备相连；
如图5和图6所示，当插拔式压板2101处于投状态，投状态感知模块22在Z型盖板2104的作用下触发导通，此时退状态感知模块23未导通，控制单元3接收开入信号“10”，即压板处于投状态；当插拔式压板2101处于退状态，退状态感知模块23和插拔式压板2101电极插头形成导通回路，此时Z形盖板2104与投状态感知模块22失去接触，投状态感知模块22未导通，控制单元3接收开入信号“01”，即压板处于退状态；当控制单元3接收开入信号“00”或“11”说明***出现异常，以此***可实现压板状态的双源确认。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种智能硬压板远方控制装置，其特征在于，包括箱体（1）、控制单元（3）和若干执行插件（2）；
所述箱体（1）内固定有所述控制单元（3），若干执行插件（2）与所述箱体（1）插装；
所述执行插件（2）与现有工程应用的屏柜内压板布置相匹配，每个所述执行插件彼此之间相互独立，无机械或电气干涉；
所述执行插件（2）与所述控制单元（3）电气连接，所述控制单元（3）用于控制执行插件（2）完成自动投退；
所述箱体（1）包括箱体外壳（11）和导轨（12），所述导轨（12）安装于所述箱体外壳（11）内部用于所述执行插件（2）的限位，所述箱体外壳（11）后端预留接线端子上出口和接线端子下出口，所述箱体外壳后端底部设置有垫柱（13）；所述控制单元（3）通过所述垫柱（13）固定连接于所述箱体（1）内，用于上传装置运行信息，接收处理控制信号；
所述执行插件（2）包括压板自动投退机构（21）、投状态感知模块（22）、退状态感知模块（23）、插件面板（24）、插件插板（25）、动作机构固定板（26）、插板安装块（27）、接线端子插头（28），接线端子插座Ⅲ（29）、标签框（210）和弹簧螺钉（211）；
所述压板自动投退机构（21）包括插拔式压板（2101）、动作机构（2102）和动力机构（2103），所述插拔式压板（2101）、所述动作机构（2102）和所述动力机构（2103）从前至后依次连接；
所述插拔式压板（2101）前端固定有Z型盖板（2104）；
所述插件面板（24）与所述插件插板（25）通过所述插板安装块（27）固定连接，所述插拔式压板（2101）、所述投状态感知模块（22）、所述退状态感知模块（23）和所述标签框（210）固定连接于所述插件面板（24），所述动作机构（2102）、所述动力机构（2103）通过所述动作机构固定板（26）固定连接于所述插件插板（25），所述弹簧螺钉（211）压铆连接于所述插件面板（24）；
当所述插拔式压板（2101）处于投状态，所述投状态感知模块（22）在所述Z型盖板（2104）的作用下触发导通；
当所述插拔式压板（2101）处于退状态，所述退状态感知模块（23）和所述插拔式压板（2101）的电极插头形成导通回路；
所述插件插板（25）的后端下侧设有所述接线端子插头（28），所述动力机构（2103）、所述投状态感知模块（22）和所述退状态感知模块（23）的导线接入所述接线端子插头（28），所述接线端子插头（28）与接线端子插座Ⅰ（31）插接；
所述插件插板（25）的后端上侧固定有接线端子插座Ⅲ（29），所述插拔式压板（2101）的主回路导线接入所述接线端子插座Ⅲ（29），并经由所述接线端子上出口引出，通过屏柜内电气走线与二次设备相连；
所述执行插件（2）通过所述弹簧螺钉（211）与所述箱体（1）固定。
2.根据权利要求1所述的智能硬压板远方控制装置，其特征在于，所述箱体（1）高度为2U，其前面板尺寸和固定孔位置与现有机架式屏柜2U封板完全相同，可直接安装于现有屏柜内。
3.根据权利要求1所述的智能硬压板远方控制装置，其特征在于，还包括接线端子插座Ⅰ（31）和接线端子插座Ⅱ（32）；
所述接线端子插座Ⅰ（31）焊接固定于所述控制单元（3）前端，与所述执行插件（2）数量相同，用于所述控制单元（3）与所述执行插件（2）的电气连接；
所述接线端子插座Ⅱ（32）焊接固定于所述控制单元（3）后端，从所述接线端子下出口探出，用于装置与外部的通信和通电。
4.根据权利要求1所述的智能硬压板远方控制装置，其特征在于，所述动作机构（2102）采用交替式自锁止平转动耦合机构，用于将单自由度平动输入转化为双自由度平动和转动耦合运动输出，完成压板的投退操作。
5.根据权利要求1所述的智能硬压板远方控制装置，其特征在于，所述动力机构（2103）采用通电运动且失电复位的平动动力源。
6.根据权利要求1所述的智能硬压板远方控制装置，其特征在于，所述投状态感知模块（22）采用接触式或非接触式传感器。
7.根据权利要求1所述的智能硬压板远方控制装置，其特征在于，所述退状态感知模块（23）包括一对设于所述插拔式压板（2101）的退状态位置的电极插座，所述电极插座与所述插拔式压板（2101）的电极插头相匹配。
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