一种高压隔离开关物理位置传感装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种高压隔离开关物理位置传感装置，它是一种结构简单、便于安装、通用性强、低成本的物理位置传感装置，适用于电力系统的高压隔离开关的物理位置测量，进行故障诊断，捕捉故障征兆，对故障发展趋势做出判断。属于电力系统故障诊断设备技术领域。
【背景技术】
[0002]电力系统的发展对隔离开关(/接地开关/快速接地开关)的性能要求越来越高，高压隔离开关正朝着高可靠性、组合化、智能化方向发展。我国高压隔离开关产品结构形式多样，主要技术参数均达到国际先进水平，但是在产品可靠性、防腐性及免维护性方面与国外产品仍存在差距，主要存在的问题包括触头过热、瓷瓶断裂、运动卡滞以及分合闸不到位等，这严重影响了电力系统的安全运行。本专利申请对隔离开关物理位置的传感方法的研究与应用，可以获得开关的位置，实现对开关触头位置、速度、行程的在线监测，实时了解设备运行情况，捕捉故障征兆，对故障发展趋势做出判断，提高设备使用效率。
【实用新型内容】
[0003]为实现电力系统中高压隔离开关的故障预测与诊断，本实用新型提供一种高压隔离开关物理位置传感装置，它可以实现对开关触头位置、速度、行程的在线监测，有利于对开关设备健康水平进行评估，实时了解设备运行情况，捕捉故障征兆，对故障发展趋势做出判断，做出有针对性的检修计划，由计划维修向状态维修转变，提高设备使用效率。该高压隔离开关物理位置传感装置还可以与开关设备控制器相结合，根据线路实际情况，实现隔离开关触头的运动过程的可控性，这有利于提高隔离开关的机械、电气寿命和可靠性。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0005]本实用新型是一种高压隔离开关物理位置传感装置，它是由增量式光电编码器、机箱以及电路板组成。其之间的关系是:电路板固定于机箱内部，增量式光电编码器固定于机箱外并通过导线与机箱上的接口连接。该增量式光电编码器是瑞普安华高公司生产的型号为ZNT8022-G2500BZ-05L的编码器，它具有分辨率高、精度高、结构简单、体积小、可靠性高等优点，广泛应用于角位移测量中，有多种测量范围可以选择。增量式光电编码器是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换为脉冲或数字量的传感器，增量式光电编码器由光栅盘和光电检测模块组成，光栅盘是在一定直接的圆板上等分的开通若干个长方形空，主轴旋转时，光栅盘与主轴同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测模块输出若干脉冲信号；该机箱是外形满足EIA规格的Iu机箱；该电路板是由测量模块、通信模块、电源电路、按键电路、EEPROM和实时时钟芯片组成；彼此相互连接。
[0006]该测量模块包括:增量式光电编码器(11)、光电隔离电路(12)、差分放大电路
(13)、FPGA(H);彼此之间相互连接；增量式光电编码器(11)用于获取隔离开关主轴的角位移，输出的脉冲信号经过光电隔离电路(12)与差分放大电路(13)，输入FPGA(H)，并由FPGA(14)依据主轴角位移与开关位移之间的确定的关系，对测量结果进行处理进而得到开关的实际位移。
[0007]该通信模块包括:MAX485芯片(21)、485接口(22)及其电路，彼此之间相互连接；它用于通过RS485协议实现FPGA (14)与上位机的通讯，将测量模块得到的开关位置等信息传递给上位机，接收上位机发来的指令并进行相应的处理。
[0008]该电源电路将现场供给的电源通过直流电压转换器分成若干互相隔离的电源，分别为测量模块、通信模块、按键电路、EEPROM和实时时钟芯片DS1302提供工作所需电源。
[0009]该按键电路由开关和LED组成；彼此之间相互连接；当上位机要求发送具体某一路或者某几路增量式光电编码器(11)的信号时，可以通过开关进行操作，同时由LED进行显不O
[0010]其中，测量过程中各个重要参数(如角度范围)存储在外部的EEPROM中，防止掉电后数据丢失。
[0011]其中，所述FPGA(H)与该实时时钟芯片DS1302通信，读取日期及设定时间。
[0012]其中，所述实时时钟芯片DS1302配有外置电源，设备掉电后时钟仍正常运行，上电后无需重新设定时间日期。
[0013]位于机箱外部的增量式光电编码器获得隔离开关主轴的角位移，由于主轴角位移与开关位移之间存在着确定的关系，对主轴与开关触头之间机械位移关系的计算与标定，可以得到主轴角位移与开关位移之间的函数关系，即通过测量主轴的角位移，并利用他们之间的函数关系来间接测量开关的实际位移。
[0014]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:可以实现对开关触头位置、速度、行程的在线监测，有利于对开关设备健康水平进行评估，实时了解设备运行情况，捕捉故障征兆，对故障发展趋势做出判断，做出有针对性的检修计划，由计划维修向状态维修转变，提高设备使用效率。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的正视图。
[0016]图2为本实用新型的背视图。
[0017]图3为本实用新型的内部图。
[0018]图4为增量式光电编码器的立体图。
[0019]图5为本发明的电路工作原理图。
[0020]图中符号说明如下:
[0021]I指示灯；2开关；3增量式光电编码器接口 ；4电路板。
[0022]11、增量式光电编码器；12、光电隔离电路；13、差分放大电路；
[0023]14、FPGA ;21、MAX485 芯片;22、485 接口。
【具体实施方式】
[0024]见图1一图5，本实用新型是一种高压隔离开关物理位置传感装置，它是由增量式光电编码器11、机箱以及电路板组成。其之间的关系是:电路板固定于机箱内部，增量式光电编码器11固定于机箱外并通过导线与机箱上的接口连接。该增量式光电编码器