发电厂及变电站室内开关柜中接地刀闸运行状态监测系统的制造方法与工艺

本发明属于电力开关柜技术领域，具体涉及一种发电厂及变电站室内开关柜中接地刀闸运行状态监测系统。

背景技术：
发电厂及变电站是电力系统中发变电的重要组成部分，其中分布着大量重要的电气设备，例如发电机、变压器及各种测量、保护设备。为了适应电力系统的智能化要求，经过不断的研发及试验，开关柜成为了发电厂及变电站中不可或缺的一种电气设备，同时也成为了倒闸操作中最重要的部分。开关柜是在电力系统进行发电、输电、配电和电能转换的过程中，进行开合、控制和保护的一种电气设备，开关柜内的部件主要有断路器、隔离开关、负荷开关、操作机构、互感器以及接地刀闸等。电力系统关系着国家、各行各业及广大人民的方方面面，所以电力系统安全生产肩负着重大的责任，虽然电力部门对电力系统安全生产制定了严格的《安全生产规程》，但是各类电力事故仍旧层出不穷，尤其是在检修工作开展的期间，由于操作人员的粗心大意，没有查明电气设备带电情况，导致带电拉合刀闸的重大事故不断发生。电力生产的安全系数不能保障，非常容易给电力企业及操作人员带来巨大的损失，尤其是带电拉合接地刀闸的事故，此类事故不仅会给电力生产部门带来严重的损失，同时对操作人员的人身安全造成巨大的威胁。接地刀闸位于开关柜的下部，并在开关柜的后方有观测接地刀闸实际位置的可视化窗口，操作人员在倒闸操作之前需要根据接地刀闸的实际情况填写操作票，但是，由于一些员工的一时疏忽、老师傅的自身经验或总控室的信号传输错误，接地刀闸的实际情况容易被忽视，会导致操作票填写错误，更严重的会威胁到操作人员的生命安全。

技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种发电厂及变电站室内开关柜中接地刀闸运行状态监测系统，该系统主要根据超声波传感器及压力传感器分别采集的数据，双重判断接地刀闸的实际的开合位置，不仅实现了智能化判断，而且对智能化判断提供了可靠的保障；同时，该系统能弥补操作人员对接地刀闸实际位置判断不到位的缺陷，能够有效地减少带电拉合接地刀闸的事故。本发明解决上述技术问题是采取以下技术方案实现的：一种发电厂及变电站室内开关柜中接地刀闸运行状态监测系统，包括电源模块、智能处理模块、滑动模块、转动模块、伸缩模块、超声波模块、感压模块和显示模块；所述智能处理模块输出端分别连接滑动模块、转动模块、伸缩模块及超声波模块的输入端，超声波模块输入端采集接地刀闸的实际位置信号输出至智能处理模块；显示模块的输入端连接智能处理模块及感压模块的输出端进行接地刀闸实际位置显示；所述电源模块包括三块蓄电池、第一继电器、第二继电器、第一红外发射器、第一红外接收器，第一蓄电池的输出端连接第一继电器被控电路的一端，第一继电器被控电路的另一端与滑动模块、超声波模块、伸缩模块的电源端相连，第一继电器的控制电路与智能处理模块内的第一单片机输出端相连；第二蓄电池的输出端连接第二继电器被控电路的一端，第二继电器被控电路的另一端与感压模块相连，第二继电器的控制电路与感压模块内的第二单片机输出端相连；第三蓄电池连接显示模块的电源侧，第一红外发射器连接启动按钮，第一红外接收器分别连接第一单片机、第二单片机的输入端；所述智能处理模块包括第一单片机和第一无线发射器，第一单片机电源侧连接第一蓄电池的输出端，第一无线发射器的输入端连接第一单片机的输出端；所述滑动模块包括第一电机、滑轮、连接轴、色标传感器、第一A/D转换电路和滑道，第一电机固定安装在连接轴的内部空心结构中，其中，所述第一电机的输出端与滑轮的轮轴相连并带动其转动，连接轴的两侧装有带凹槽的滑轮并与滑轮上制有的凸槽嵌装在一起，所述滑道通过固定卡座固定在开关柜所在室内的屋顶上，所述色标传感器固定在连接轴中部上方并与颜色标志相对应，色标传感器通过第一A/D转换电路连接第一单片机的输入端；所述转动模块包括转台、固定基座、转动轮和转台底座；所述固定基座固定在连接轴的下端，在固定基座内部中心处装有滚轴，所述转动轮通过固定轴固定在滚轴上，在固定轴上安装有吊钩杆并通过固定卡扣将吊钩杆位置固定；在固定基座的正下方装有转座，在转座的上方平面上装有固定环；在吊钩杆的悬吊侧安装吊钩，吊钩钩入固定环实现固定基座与转座的连接；在转座的正下方位置处安装转动齿轮，转动齿轮的两侧嵌入小齿轮，该小齿轮固定在转台底座上并且在转台底座上安装电液推杆连接座；所述伸缩模块包括电液推杆和电液推杆连接座，电液推杆的一端通过电液推杆连接座连接至转动模块，电液推杆的推动侧连接超声波模块；所述超声波模块包括超声波传感器和第二A/D转换电路，超声波传感器的输入端采集接地刀闸的实际位置信号，超声波传感器的输出端通过第二A/D转换电路连接智能处理模块的第一单片机输入端；所述感压模块包括压力传感器、第三A/D转换电路、第二单片机、第二无线发射器，压力传感器的输入端安装在接地刀闸平衡弹簧的下部，压力传感器通过第三A/D转换电路连接第二单片机的输入端，第二单片机的输出端连接第二继电器控制电路，第二无线发射器的输入端连接第二单片机的输出端，第二无线发射器的输出端连接第二无线接收器的输入端；所述显示模块包括显示屏、第一无线接收器、第二无线接收器、第三单片机，第一无线接收器的输入端连接第一无线发射器的输出端，第二无线接收器的输入端连接第二无线发射器的输出端，第一无线接收器的输出端及第二无线接收器的输出端连接第三单片机的输入端，第三单片机的输出端连接显示屏，在显示屏旁安装有整体启动按钮和具体编号启动按钮并与第三单片机相连接。进一步，所述超声波模块包括超声波传感器、集成块和备用超声波传感器，所述的超声波传感器及备用超声波传感器固定在集成块中。本发明的优点和积极效果是：1、本发明利用在启动按钮上安装的第一红外发射器，与连接第一单片机、第二单片机的第一红外接收器启停系统，根据实时需要控制整个系统的运行，避免了系统在闲置时不需要运行模块的自动耗能现象，同时延长了系统整体的使用寿命。2、本发明采用智能处理模块把所有的命令都集中在智能处理模块上，在系统整体启动后，智能处理模块能够根据具体的程序逐步向滑行模块、伸缩模块、超声波模块发出相应的指令，并且在系统检测到超声波模块中的超声波传感器故障后，智能处理模块能够向转动模块发出转动指令，自动地启动超声波模块中的备用超声波传感器，有效地预防了因系统故障导致的判断误差性。3、本发明不仅利用超声波传感器的超声波检测接地刀闸的具体实际位置，同时利用压力传感器检测接地刀闸的具体实际位置，根据这两种方法的判断结果来判断接地刀闸的实际位置，避免了单一判断方法可能带来的误差性，使判断结果更加可靠，为判断结果提供了有力地保障。4、本发明利用发电厂及变电站开关柜所在室内的屋顶的宽敞性及无干扰性，在开关柜所在室内的屋顶上合理地布置滑行轨道，不仅避免了对发电厂及变电站的其他电气设备造成影响，同时避免了对发电厂及变电站工作人员的日常工作造成一定的干扰，而且滑行轨道安装简单、使用方便。5、本发明采用带凸槽的滑道，同时采用带凹槽的滑轮，带凹槽的滑轮嵌在带凸槽的滑道上滑行，不仅有效地指导了滑轮的行驶方向，而且有效地避免了滑轮脱轨的现象。6、本发明根据发电厂及变电站开关柜所在室内的实际情况在滑道上实际需要停靠的具体位置安装停靠标识的颜色标志，并将色标传感器安装在滑轮连接轴中间的转轴上方，在滑行的过程中色变传感器能够自动识别各种颜色的停靠标识，确保在实际需要停靠的具体位置准确停靠，避免了停靠带来的距离误差性，能够有效可靠地实现了定点停靠。7、本发明根据发电厂及变电站室内开关柜的具体分布及编号，针对不同编号的开关柜，在其需要停靠的具体位置处安装不同颜色的停靠标志，可以根据第一红外发射器和第一红外接收器的红外编码针对某一编号开关柜接地刀闸实际具体位置，设置采集某一种颜色的停靠标志来启动系统，也可以根据第一红外发射器和第一红外接收器的红外编码针对发电厂及变电站室内全部开关柜接地刀闸实际具体位置，设置采集多种颜色的停靠标志来启动系统。8、本发明在结构上采用转动模块连接滑动模块与伸缩模块，当系统检测到超声波模块的超声波传感器出现故障不能正常工作时，系统自动驱动转动模块中的步进电机转动，由于旋转轴在步进电机的带动下旋转，同时带动旋转齿轮转动，进而实现整个转台的转动，可以实现超声波模块中的集成块旋转180度，实现备用超声波传感器的启动。9、本发明采用电液推杆实现伸缩模块的自动伸缩，在滑行模块在具体位置停靠后，电液推杆自动伸长到指定位置，并在采集完数据后，电液推杆自动收缩到原状，便捷有效的实现了伸缩模块的自动伸缩，为整个系统采集数据提供了有利因素。10、本发明采用超声波传感器判断接地刀闸的实际具体位置，由于超声波的传播原理，超声波在各大领域运用广泛，本发明利用超声波的折射及反射现象，准确的判断接地刀闸的具体开合位置，原理简单，可靠实用，同时在超声波模块中的集成块的四面中，其中一面安装超声波传感器，在其对面安装备用的超声波传感器，在系统检测到正在使用的超声波传感器故障时，系统可以自动地启动备用超声波传感器。11、本发明采用压力传感器判断接地刀闸的实际具体位置，接地刀闸在合闸位置和分闸位置时，平衡弹簧下部的压力传感器能够采集到不同的数据信号，根据压力传感器的这一性能，可以准确的判断接地刀闸的具体开合位置，安装简单，判断精确。12、本发明采用显示屏来显示接地刀闸的实际具体位置，利用超声波模块和感压模块采集到的综合数据完成对接地刀闸的实际具体位置的判断，并将对接地刀闸的实际具体位置的判断结果用显示屏显示出来，为发电厂及变电站中工作人员的日常工作带来了巨大的便利条件，同时也为发电厂及变电站中工作人员的安全提供了相当有力的保障，可以有效地避免由于操作人员的一时疏忽带来的安全隐患。附图说明图1是本发明的系统连接示意图；图2是本发明的滑行模块与开关柜的安装关系示意图；图3是本发明的滑行模块、伸缩模块、超声波模块的安装关系示意图；图4是本发明的颜色标志识别安装位置示意图；图5是本发明的转动模块结构示意图；图6是本发明的固定基座内部结构示意图；图7是本发明的转座及吊钩结构示意图；图8是本发明的转台内部结构示意图；图9是本发明的感压模块结构示意图；图10是本发明的显示屏结构示意图；其中，1：电源模块，2：智能处理模块，3：滑动模块，4：转动模块，5：伸缩模块，6：超声波模块，7：感压模块，8：显示模块，9：开关柜，10：接地刀闸实际位置观测口；301：滑道，302：凸槽，303滑轮，304：凹槽，305色标传感器，306：颜色标志，307：固定卡座，308：固定螺栓，309：滑道固定孔，310：连接轴；401：转台，402：固定基座，403：吊钩杆，404：转座，405：转动齿轮，406：小齿轮，407：转动轮，408：固定卡扣，409：滚轴，410：固定轴，411：固定环，412：吊钩,413:小齿轮联轴，4011：转台底座；501：电液推杆，502：电液推杆连接座；601：超声波传感器，602：集成块，603：备用超声波传感器；701：压力传感器，702：第二无线发射器，703传感集成块；801：显示屏,101：整体启动按钮，102：具体编号启动按钮...