CN204287416U - 一种配液压机构断路器用单极断路器力值与位移测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种配液压机构断路器用单极断路器力值与位移测量装置，包括应变桥力值传感器和拉线位移传感器，以及同时接入两个传感器输出信号的测试控制箱；应变桥力值传感器包括内置应变片的销钉和紧定螺母，销钉穿过断路器的上夹件和操动机构的下夹件之间配合的对穿孔设置；销钉末端连接紧定螺母，首端通过拉线与拉线位移传感器连接；拉线位移传感器设置在断路器的底架法兰上。通过直接设置在断路器和操动机构连接部位的应变桥力值传感器对装配力值进行测量，能够在不改变产品装配工艺的情况下使用，测试精度高，安装拆卸方便快捷；通过拉线设置连接在一起的拉线位移传感器，实现单极断路器力值与位移的相对应关系测量，从而形成对应曲线关系。

Description

一种配液压机构断路器用单极断路器力值与位移测量装置

技术领域

本实用新型属于高压六氟化硫断路器产品领域，具体为一种配液压机构断路器用单极断路器力值与位移测量装置。

背景技术

电力设备是智能电网最重要的核心部分，它的正常运行是电网安全的根本保证，而且当今社会对电能的依赖性也越来越高，对供电设备的安全及可靠性也提出了更高的要求。因此，随着电力工业及电网建设的迅速发展，配液压叠簧机构的高压六氟化硫断路器的需求量越来越大，用户对电力设备的性能要求愈来愈高，越来越多的电力用户希望长期使用可靠性高且综合性能更优良的产品。

高压六氟化硫断路器优良的机械特性性能是产品质量的重要保证，也是产品高可靠性运行的前提，而单极断路器装配后分合闸力值的大小，也是影响断路器机械特性的重要因素。但是目前对于高压六氟化硫断路器单极断路器装配力值无法测量，还存在产品机械特性分散性差和可靠性低的问题。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种使用方便，测试精度高，测试可靠性强，能对高压六氟化硫断路器单极断路器装配力值进行测量的配液压机构断路器用单极断路器力值与位移测量装置。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

本实用新型一种配液压机构断路器用单极断路器力值与位移测量装置，包括应变桥力值传感器和拉线位移传感器，以及同时接入两个传感器输出信号的测试控制箱；所述的应变桥力值传感器包括内置应变片的销钉和紧定螺母，销钉穿过断路器的上夹件和操动机构的下夹件之间配合的对穿孔设置；销钉末端连接紧定螺母，首端通过拉线与拉线位移传感器连接；拉线位移传感器设置在断路器的底架法兰上。

优选的，销钉的中部沿周向开设有导槽，首端的端头呈柱状设置且与销钉主体呈T型设置；导槽内沿径向开设有安装通孔，应变片设置在安装通孔中，应变片的信号电缆由首端引出连接到测试控制箱的输入端。

优选的，紧定螺母和销钉的首端与对穿孔之间分别设置有套设在销钉上的防转垫片。

优选的，拉线位移传感器通过磁铁吸附在断路器的底架法兰上；拉线与应变桥力值传感器通过螺钉相连接。

优选的，测试控制箱包括箱体，以及设置在箱体中的高速数据采集卡、采集卡电源、控制输出电源和工控机；采集卡电源用于为高速数据采集卡提供电力，高速数据采集卡的I/O端口连接工控机；高速数据采集卡输出端经控制输出电源连接操动机构，输入端分别连接应变桥力值传感器和拉线位移传感器的输出端。

进一步，高速数据采集卡包括调理电路、A/D转换芯片、驱动储能控制芯片、单片机和接线端子；调理电路接入应变桥力值传感器和拉线位移传感器的采集信号，调理电路输出端连接单片机的输入端，单片机与工控机连接通信，单片机的输出端依次连接控制输出电源和驱动储能控制芯片，驱动储能控制芯片的输出端连接操动机构。

进一步，高速数据采集卡还包括两个断口输入端，用于测量断路器的刚合和刚分点以及左右两侧灭弧室的分合闸同期性。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型通过直接设置在断路器和操动机构连接部位的应变桥力值传感器对装配力值进行测量，能够在不改变产品装配工艺的情况下使用，测试精度高，安装拆卸方便快捷；通过拉线设置连接在一起的拉线位移传感器，能够在一次测量中同时检测出位移，从而能够实现单极断路器力值与位移的相对应关系测量，从而形成对应曲线关系，便于对断路器产品机械性能进行技术分析；整体结构简单，体积小巧，易于现场携带，可减轻测试人员劳动强度。

进一步的，将应变桥力值传感器设计成销钉结构，其安装外径与产品销钉相同。在测试时，用应变桥力值传感器代替产品销钉，更换便捷，不需改变产品现有装配工艺；同时利用在中部设置的导槽和安装通孔能够为应变片的安装提供空间和位置，通过对手段头部的柱状设置，保证上下夹件连接的同时。能够为信号电缆的引出预留空间。

进一步的，力值传感器配有防转垫片，紧贴在下夹叉安装后用螺母固定，可防止应变桥力值传感器在测试时发生转动，提高测量精度。

进一步的，拉线位移传感器底部配有磁铁，安装时直接吸附在断路器底架上，安装拆卸极其便捷。

进一步的，通过箱体将测试控制部件进行统一设置和安装，占用空间小，防护能力好。利用分开供电保证高速数据采集卡使用的同时满足对操动机构的控制；利用设置的工控机，能实现测试力值与位移的可视化曲线显示，并能进行曲线读取；控制输出电源通过工控机进行命令输入，实现对单极断路器液压机构进行精确控制，使电机工作的最短单位时间为0.1S。

进一步的，高速数据采集卡利用条例电路对采集的信号进行处理，再经A/D转换芯片输入到单片机中，进行处理；通过设置的两个断路器断口输入端，能实现测量断路器的刚合、刚分点以及左右两侧灭弧室的分合闸同期性。

附图说明

图1为本实用新型传感部分的使用结构示意图。

图2为本实用新型实例中所述的测试控制箱示意图；2a为正视图，2b为正面剖视框图。

图3为本实用新型实施例中所述的结构总图。

图4为本实用新型实施例中所述的结构原理框图。

图中：1为应变桥力值传感器，2为拉线位移传感器，3为测试控制箱，销钉4，防转垫片5，紧定螺母6，7为安装通孔，8为磁铁9为高速数据采集卡，10为控制输出电源，11为上夹件，12为下夹件，13为断路器，14为操动机构。

具体实施例

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。

本实用新型一种配液压机构断路器用单极断路器力值与位移测量装置，如图3所示，其包括应变桥力值传感器1和拉线位移传感器2，以及同时接入两个传感器输出信号的测试控制箱3；如图1所示，应变桥力值传感器1包括内置应变片的销钉4和紧定螺母6，销钉4穿过断路器13的上夹件11和操动机构的下夹件12之间配合的对穿孔设置；销钉4末端连接紧定螺母6，首端通过拉线与拉线位移传感器2连接；拉线位移传感器2设置在断路器13的底架法兰上。其中，如图1所示，销钉4的中部沿周向开设有导槽，首端的端头呈柱状设置且与销钉主体呈T型设置；导槽内沿径向开设有安装通孔7，应变片设置在安装通孔7中，应变片的信号电缆由首端引出连接到测试控制箱3的输入端。紧定螺母6和销钉3的首端与对穿孔之间分别设置有套设在销钉3上的防转垫片5。

本优选实施例中，如图1所示，拉线位移传感器2通过磁铁8吸附在断路器13的底架法兰上；拉线与应变桥力值传感器1通过螺钉相连接。

如图2和图4所示，测试控制箱3包括箱体，以及设置在箱体中的高速数据采集卡9、采集卡电源、控制输出电源10和工控机；采集卡电源用于为高速数据采集卡9提供电力，高速数据采集卡9的I/O端口连接工控机；高速数据采集卡9输出端经控制输出电源10连接操动机构14，输入端分别连接应变桥力值传感器1和拉线位移传感器2的输出端。高速数据采集卡9包括调理电路、A/D转换芯片、驱动储能控制芯片、单片机和接线端子；调理电路接入应变桥力值传感器1和拉线位移传感器2的采集信号，调理电路输出端连接单片机的输入端，单片机与工控机11连接通信，单片机的输出端依次连接控制输出电源10和驱动储能控制芯片，驱动储能控制芯片的输出端连接操动机构14。高速数据采集卡9还包括两个断口输入端，用于测量断路器的刚合和刚分点以及左右两侧灭弧室的分合闸同期性。

具体的，如图3所示，采用液压叠簧机构作为操动机构14，本实用新型包括传感部分和测试控制部分。如图1所示，传感部分包括应变桥力值传感器1和拉线位移传感器2。销钉式力传感器1与断路器13和操动机构14相互装配用的销子尺寸相同，测试时代替销子安装到连接叠簧机构与单极断路器本体直动密封杆与液压机构连接处，如图1所示，也就是设置在活塞杆相互连接配合的上夹件11和下夹件12上，并固定有防转垫片5；拉线位移传感器2底部带磁铁8，使用时吸附到断路器13的底架上，并将拉线与应变桥力值传感器1相连；如图1所示，当活塞杆上下运动时，应变桥力值传感器1也随活塞杆上下运动，并采集到的所受力值信号；拉线位移传感器2的拉线随应变桥力值传感器1运动而运动。将两个传感器的电信号通过电缆送入测试控制箱3进行数据采集、记录和存储，从而确定出力值与位移的对应关系。

其中，应变桥力值传感器1穿过产品上下夹件的对穿孔，其两端与操动机构14的下夹件12接触，中部与断路器13的上夹件11接触；防转垫片5紧贴操动机构14的下夹件12设置，防止应变桥力值传感器1旋转；应变桥力值传感器1的信号输出端与测试控制箱3中的高速数据采集卡9相连。

如图2所示，测试控制部分用于控制电压和控制时间的输入，测试部分包括高速数据采集卡9和工业控制计算机，现有的控制统计软件嵌入到工控机中，各部分均集成到箱体内，如图2所示。测试时，将液压叠簧机构的电机电源、分合闸电磁阀、应变桥力值传感器1和拉线位移传感器2分别与测量控制箱通过快速接头接线。

其中，控制输出电源10由内部AC/DC隔离电路、工业级芯片、电子元器件、接线端子、高频屏蔽壳体等组成；控制输出电源10通过信号电缆一端与高速数据采集卡9相连，另一端通过驱动储能控制芯片与单极断路器液压机构相连；设置有现有测试程序的工控机由8寸TFT工业平板显示器、工业触摸屏、Intel NM10高速芯片组、内存条，硬盘、铝镁合金结构箱体、Windows XP操作***和Labview测试软件组成；工控机通过信号电缆与高速数据采集卡9相连。

打开电源，通过工控机设置电机运行时间和电磁铁跳动时间。启动运行，电机对液压机构持续打压，达到电磁铁跳动时间即发生跳动，活塞杆动作。电机持续打压，带动机构活塞杆继续分(合)闸，从而带动单极断路器分合闸。分合闸过程中应变桥力值传感器1与拉线位移传感器2的信号同步传回工控机，经处理后，通过显示界面获得力值、位移的曲线显示。力值位移曲线显示的结果可进行保存、查询、并可以通过USB导出，便于技术人员积累进行数据研究，能够供测试过程中各种运行状态的曲线，包括力值、位移、刚合点、刚合刚分后的行程，而且可对历史数据进行查阅。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式仅限于此，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (7)

1.一种配液压机构断路器用单极断路器力值与位移测量装置，其特征在于，包括应变桥力值传感器(1)和拉线位移传感器(2)，以及同时接入两个传感器输出信号的测试控制箱(3)；所述的应变桥力值传感器(1)包括内置应变片的销钉(4)和紧定螺母(6)，销钉(4)穿过断路器(13)的上夹件(11)和操动机构的下夹件(12)之间配合的对穿孔设置；销钉(4)末端连接紧定螺母(6)，首端通过拉线与拉线位移传感器(2)连接；拉线位移传感器(2)设置在断路器(13)的底架法兰上。

2.根据权利要求1所述的一种配液压机构断路器用单极断路器力值与位移测量装置，其特征在于，所述销钉(4)的中部沿周向开设有导槽，首端的端头呈柱状设置且与销钉主体呈T型设置；导槽内沿径向开设有安装通孔(7)，应变片设置在安装通孔(7)中，应变片的信号电缆由首端引出连接到测试控制箱(3)的输入端。

3.根据权利要求1所述的一种配液压机构断路器用单极断路器力值与位移测量装置，其特征在于，紧定螺母(6)和销钉(3)的首端与对穿孔之间分别设置有套设在销钉(3)上的防转垫片(5)。

4.根据权利要求1所述的一种配液压机构断路器用单极断路器力值与位移测量装置，其特征在于，所述的拉线位移传感器(2)通过磁铁(8)吸附在断路器(13)的底架法兰上；拉线与应变桥力值传感器(1)通过螺钉相连接。

5.根据权利要求1所述的一种配液压机构断路器用单极断路器力值与位移测量装置，其特征在于，所述的测试控制箱(3)包括箱体，以及设置在箱体中的高速数据采集卡(9)、采集卡电源、控制输出电源(10)和工控机；采集卡电源用于为高速数据采集卡(9)提供电力，高速数据采集卡(9)的I/O端口连接工控机；高速数据采集卡(9)输出端经控制输出电源(10)连接操动机构(14)，输入端分别连接应变桥力值传感器(1)和拉线位移传感器(2)的输出端。

6.根据权利要求5所述的一种配液压机构断路器用单极断路器力值与位移测量装置，其特征在于，所述的高速数据采集卡(9)包括调理电路、A/D转换芯片、驱动储能控制芯片、单片机和接线端子；调理电路接入应变桥力值传感器(1)和拉线位移传感器(2)的采集信号，调理电路输出端连接单片机的输入端，单片机与工控机(11)连接通信，单片机的输出端依次连接控制输出电源(10)和驱动储能控制芯片，驱动储能控制芯片的输出端连接操动机构(14)。

7.根据权利要求5所述的一种配液压机构断路器用单极断路器力值与位移测量装置，其特征在于，所述的高速数据采集卡(9)还包括两个断口输入端，用于测量断路器的刚合和刚分点以及左右两侧灭弧室的分合闸同期性。