一种变电站智能压板的制作方法

文档序号:13702978阅读:206来源:国知局
技术领域本发明属于电力系统变电站设备领域,尤其是涉及一种变电站压板。

背景技术:
国内继电保护装置配置的保护出口压板迄今已有数十年历史,完全不具有智能化特性,与历经多次更新换代具有良好智能化性能的现代微机保护相比已显得十分落后。传统的保护出口压板存在以下问题:1)除了功能上要求的接通、断开两个状态,旋压式操作的传统保护压板还存在似合似断的中间状态(未旋紧状态),这种中间状态不易被及时发现,成为危及电网安全的重大隐患。2)运行中易发生人员误碰、误挂导致压板误闭合的情况。3)不具备压板自身状态上传功能,无法实现其运行状态的远方监测和智能巡检。当压板出现误投、漏投、未旋紧情况时,不能被及时发现和纠正,可造成保护装置拒动或误动,给电网安全运行带来威胁。4)由于无法对压板的位置状态进行远方监测,运维人员须定期现场人工核查压板状态正确性,工作效率低下且容易出错,因误投压板造成的事故时有发生。

技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种变电站智能压板,以解决传统压板可靠性不高,智能化不高的问题,实现压板状态的远方监测和智能巡检。为实现上述目的,本发明采用的技术方案为:变电站智能压板,包括底座和压板,所述的底座上设有静触头,所述的压板上设有动触头;压板的与底座之间通过万向节进行铰接固定,所述的压板上表层设有RFID标签,该RFID标签设有内置天线;所述的压板在靠近动触头侧的上端设有触点开关,该触点开关与所述的内置天线进行电连接;所述的底座上设有与所述的触点开关对应的金属连接片。压板与底座之间采用闸刀式结构,解决了旋压式结构容易存在旋压空位的问题,提高了压板的可靠性;通过在压板上设置RFID标签,当压板与底座扣合时,触动压板动触头侧的触点开关,接通RFID标签的天线电路,标签的状态可被RFID标签读取设备读取,从而定期或实时地将压板的状态向远程终端传送,解决了压板状态的智能化监控。因此,本发明是利用该触点开关控制RFID标签电路通断状态以实现对压板通断状态的检测。进一步的,所述的万向节包括万向轴和连杆,所述的万向轴由相互垂直的纵轴和横轴构成,所述的连杆与万向轴之间设有90度旋转限位结构。更进一步的,所述的底座四周设有挡板。本方案的万向节只能够沿着纵向和横向90度转动,避免压板断开时或断开后位置不确定影响其他压板的正常运行等;底座的四周设有挡板,可有效的防止压板接通时操作过度损伤压板。进一步的,所述的静触头为一对三角形金属弹片,该三角形金属弹片的开口处的两侧分别设有折边,该折边与所述的三角形的底部紧贴底座挡板,所述的三角形金属弹片采用锡磷青铜金属材料制成。金属弹片与闸刀压片接通时保持有一定的接触压力,从而保证压板接通状态及操作的可靠性,锡磷青铜材料可提高触头的耐磨性,减少触头的损伤变型。进一步的,变电站智能还包括一个RFID标签读取设备,该读取设备用于读取RFID标签的状态,并将读取到的状态上传到远方综合信息采集终端。更进一步的,所述的RFID标签读取设备固定在变电站屏柜上,该标签读取设备通过RJ45/RS485通信方式将标签状态上传到远方综合信息采集终端。进一步的,所述的RFID标签读取设备为手持式移动RFID标签读取设备,该手持式移动设备通过无线通信方式将标签状态上传到远方综合信息采集终端。更进一步的,所述的手持式移动RFID标签读取设备的通信方式为WIFI通信或zigbee通信。固定或手持式移动RFID标签读取设备可将压板的状态实时或定期读取,并上传到远方的综合信息采集终端,在监控室即可了解到压板的闭合断开状态,实现了压板状态的远方监测和智能巡检。附图说明图1变电站智能压板断开结构示意图;图2底座上的静触头结构示意图;图3压板上的动触头与底座上的静触头闭合时结构示意图;图4固定式RFID标签读取设备工作原理示意图;图5手持式RFID标签读取设备工作原理示意图。具体实施方式下面结合附图对本发明进一步详细的说明。如图1所示,变电站智能压板,包括底座1和压板2,底座1通过接线柱5固定于电气设备屏上。所述的底座1上设有静触头4,所述的压板2上设有动触头8,该动触头8(闸刀压片)固定在压板连片9下表面;压板2的与底座1之间通过万向节3进行铰接固定。压板与底座之间采用闸刀式结构,解决了旋压式结构容易存在旋压空位的问题,提高了压板的可靠性。所述压板2的上表层设有RFID标签10,该RFID标签设有内置天线。所述的压板2在靠近动触头侧的上端设有触点开关12,该触点开关12与所述的内置天线进行电连接(触点开关引出自RFID标签内的天线电路),所述的底座1上设有与所述的触点开关12对应的金属连接片11。当压板闭合时,底座上连接片与压板上对应的触点开关接触并产生接触压力,触点开关通过连接片接通,使RFID标签内的天线电路被接通,实现标签的可控读取。通过在压板上设置RFID标签10,当压板与底座扣合时,触动压板触头侧的触点开关,接通RFID标签的天线电路,使RFID标签状态变为可以被辩识的读取,并通过固定或手持RFID标签读取设备将压板的状态传送至远程终端,解决了压板状态的智能化监控。因此,通过采用触点开关控制RFID电路的先进技术,实现了自动或手动现场检测以及远方监控压板的运行状态,从而进一步提升微机保护装置整体智能化水平。所述的万向节包括万向轴和连杆,所述的万向轴由相互垂直的纵向转轴6和横向转轴7构成,所述的连杆与万向轴之间设有90度旋转限位结构;该90度限位采用在连杆与转轴的连接部分设置有V形限位结构。如图2和图3所示,压板底座的四周设有挡板17,可有效防止压板接通时操作过度损伤压板。静触头4为一对三角形金属弹片,该三角形金属弹片的开口处的两侧分别设有折边,该折边与所述的三角形的底部紧贴底座1的挡板17上,静触头4的这种“支撑性结构”设计,可提高弹片的耐受性、稳定性和使用寿命,因此,靠弹片的设计结构和材料自身的张力,当压板接通时,压板2上的闸刀压片8插入三角形金属弹片4的开口处,使动触头与静触头接通时保持有一定的接触压力,确保压板接通状态及操作的可靠性。变电站智能压板还包括一个RFID标签读取设备,该读取设备用于辩识和读取RFID标签的状态,并将读取到的状态上传到远方综合信息采集终端15。如图4所示,在实际使用中,标签读取设备可采用固定式RFID标签读取设备13,通常安装在变电站屏柜后侧。固定式RFID标签读取设备包括状态采集模块、状态显示模块和状态收集模块,各模块分别用于读取标签状态信息、显示标签读取信息以及按照电气屏柜上各标签的电子编号收集整理读取到的标签(压板)状态信息)。当压板2闭合时,RFID标签10能够反应压板2为接通状态,固定式RFID标签读取设备13可按固定时间间隔读取RFID标签10的状态,汇总IED14用于汇总多个电气屏柜的压板状态数据,再通过RJ45或者RS485将汇总的多屏柜压板数据上传至综合信息采集终端15,实现压板状态的实时上传。如图5所示,所述的RFID标签读取设备也可采用手持式移动RFID标签读取设备16,该手持式移动RFID标签读取设备包括状态收集终端,通过WIFI、zigbee或蓝牙通信方式将收集到的标签状态信息上传到远方的综合信息采集终端15。当压板2闭合时,RFID标签10能够反应压板2的状态,运维人员通过手持式RFID标签读取设备在一定的距离内读取标签(压板)当前状态。手持式读取终端通过WIFI、蓝牙或Zigbee无线通信方式与安装于远方的综合信息采集终端4连接,上传收集的压板状态数据,实现压板状态的远方监测和智能巡检。上述两种方案在读取压板状态信息时,手持式或固定式的RFID阅读器发出超高频(915MHz)的射频信号,当智能压板处于闭合状态时,安装于压板上的触点开关被底座上对应位置上的金属连接片所接通,使固定于压板上的RFID标签天线处于接通状态,能够通过耦合元件实现射频信号的空间耦合。在耦合通道内,根据射频通信的时序关系实现能量的传递和数据的交换。此时,智能压板状态信息经过加密由RFID标签传递给固定式或手持式阅读器,再上送至远方的服务终端。基于位和时隙相结合的防冲突防碰撞技术,手持式或固定式的RFID阅读器可同时识别不低于50个智能压板的状态。采用固定或手持式移动RFID标签读取设备可将压板的状态实时读取,并上传到远方的综合信息采集终端上,在监控室即可了解到压板的闭合断开状态,实现了压板实现压板状态的远方监测和智能巡检。本发明的变电站智能压板工作原理如下:1)进行接通操作时,压板2通过万向节中的纵向转轴6向上转动,当压板2上的闸刀压片8(动触头)可靠压入带有一定强度的金属弹片4(静触头)时,压板2受底座挡板17的阻挡而被限位于接通位置,使动触头不会过度压迫静触头,保证压板的使用寿命。2)进行断开操作时,压板2通过纵向转轴6向下转动,由于压板2与“万向节”3之间形成的相互制约作用,压板2被限位于水平的断开位,从而避免压板因过度打开影响下面其他压板的正常运行。3)进行预合操作时,压板2通过横向转轴7由左至右反时针水平转动,万向节中的限位结构使压板2限位于预合位,保证压板2达预合位时刚好正向面对压板底座,从而可以安全可靠地进行下一步闭合操作。4)进行静止操作时,压板2通过横向转轴7向左侧顺时针水平转动,万向节中的限位结构使压板2固定限位于左侧静止位,防止压板转动角度过大或不足造成人员误碰误合。本发明利用RFID标签的可辩识性(可否被读取)特性,将其附着在压板上,并利用触点开关控制RFID标签电路通断状态以实现检测压板的通断状态。当压板2闭合时,压板2上端的触点开关被底座上对应的金属连接片短接,触点开关接通RFID标签通信信道,压板当前状态信息可被RFID标签采集终端所读取,并可通过有效的通信手段方便地被其他智能设备采集,实现变电站压板状态的远方监视。本发明通过万向节与压板相关部位的限位结构对压板的接通、断开、静止、预合状态进行固定限位,本方案的万向节的连杆只能够沿着纵向和横向转动,且转动的最大角度为在90度,避免了压板断开时或断开后位置不确定影响其他压板的正常运行。为提高触头的韧性和耐磨性,减少触头损伤,三角形金属弹片采用磷青铜金属材料制成,为保证RFID标签被读取状态的正确性和安全性,对标签信息进行数据加密。名词解释:本发明中涉及的RFID(RadioFrequencyIdentification),是无线通信领域一种无线射频技术。可通过无线模式识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。RFID系统由下面四部分组成:1)应答器(RFID标签)(Tag):由耦合元件(天线电路)及芯片组成,每个标签具有唯一的电子编码,附着在物体上标识目标对象;2)阅读器(Reader):读取标签信息的设备,可设计为手持式或者固定式;3)天线(Antenna):在标签和阅读器之间传递射频信号。在实际运用中,射频信号有四种不同波段的频率,每一种频率都有各自的特性。(根据本发明智能压板的技术要求和工作原理,选择超高频(915MHz)为使用频率。)4)应用软件系统:是应用层软件,主要将收集的数据进一步处理,展现给使用者。RFID技术发展至今,有以下特点:1)快速扫描。RFID辨识器可同时辨识读取数个RFID标签;2)小型化。RFID标签体积小型化、形状多样化;3)穿透性和无屏障阅读。RFID能够穿透纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质,并进行穿透性通信;4)无源化。标签可以采用无源设计,不需要供电电源;5)安全性。由于RFID承载的是电子式信息,其数据内容可经密码保护,使其内容不易被伪造。
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