本发明涉及电力系统中的高压开关设备领域，具体涉及一种三相联动型gis隔离开关位置分相指示装置。
背景技术：
六氟化硫封闭式组合电器(以下简称gis)包括断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线、电缆终端、进出线套管等元件，经设计有机地组合成一个整体。断路器、隔离开关、接地隔离开关都封装在金属气室内。
随着社会用电需求的不断增加，新建、改造变电站的数量随之增加，但由于土地资源日趋稀缺，gis/hgis变电站成为一种趋势。gis成套组合开关设备有着占地面积小，日常维护工作量少，运行相对可靠等优势，但由于断路器、隔离开关、接地隔离开关都封装在金属气室内，可视化程度较低；大部分隔离开关和接地开关均采取三相联动的方式，通过单一操作机构箱传动主轴带动相间传动连杆，实现三相隔离开关同步动作。而操作机构箱传动主轴转动时，带动位置指示牌实现分合闸位置指示。但由于该类型隔离开关的分合闸位置指示牌只表示三相设备整体动作状态，无法实现单相隔离开关分合位指示，因此对判断单相隔离开关是否分合到位带来不便。而且，该类型隔离开关本体到位置指示器之间经过多个连杆、齿轮及器件的多重转接，若其中一个连杆或器件出现偏差，隔离开关的位置将无法准确指示。隔离开关和接地开关的分合闸是否完全到位严重影响到gis的正常运行和现场工作人员的安全保障，甚至影响到整个电网的正常运作。
针对上述问题，目前国内大部分已投运的220kvgis组合设备，对于三相联动式隔离开关，主要通过以下两种方式实现单相隔离开关的分合位置指示：(1)在各相传动连杆拐臂处安装喷涂过红绿磁漆的止位螺栓，实现隔离开关分合位置指示。(2)在各相传动连杆拐臂处安装指针刻度盘式机械指示装置，通过分合闸状态指针及分合闸位置刻度线实现分合闸位置指示。上述分合闸位置指示方式，均通过机械部件实现，在指示精确度上存在一定误差性，当隔离开关分合闸不到位的偏移量较小时，不可直观的反映出来，如果分合闸位置不到位，将会引起gis设备内部故障，导致电网安全事故。
发明专利内容
鉴于以上问题，本发明提供一种三相联动型gis隔离开关位置分相指示装置，可直观显示分合闸位置，并解决了以往纯机械测量导致误差较大问题，提高了测量精确度。
为达到上述目的，采用以下技术方案：
一种三相联动型gis隔离开关位置分相指示装置，包括可固定于gis开关上的固定抱箍，所述固定抱箍通过连杆连接有一控制装置，所述控制装置连接一显示装置，所述固定抱箍还通过组合连杆机构连接有一角度测量装置，所述角度测量装置包括角度传感器，所述角度传感器与所述控制装置电连接，所述控制装置将接收到的角度传感器发出的信号转换为数字信号，传输给所述显示装置，所述显示装置实现数字化指示。
还包括一按钮装置，所述按钮装置与所述显示装置连接，所述按钮装置可设定各状态下的角度。
所述控制装置为arduino控制装置。
所述显示装置为lcd显示装置。
所述角度测量装置还包括机械传动机构。
所述机械传动机构包括直径、厚度均相同的第一传动轮与第二传动轮，所述第一传动轮与第二传动轮形成靠背轮机构，所述第一传动轮固定于单相gis隔离开关本体传动连杆拐臂处，所述第二传动轮与所述连杆组合机构连接，所述角度传感器固定于所述第二传动轮内。
进一步地，所述传动轮为硅材质的传动轮。
所述机械传动机构包括直径相同的第一齿轮皮带轮与第二齿轮皮带轮，所述第一齿轮皮带轮与第二齿轮皮带轮之间通过齿轮皮带连接，形成齿轮皮带轮机构，所述第一齿轮皮带轮固定于单相gis隔离开关本体传动连杆拐臂处，所述第二齿轮皮带轮与所述连杆组合机构连接，所述角度传感器固定于所述第二齿轮皮带轮内。
所述组合连杆机构包括依次首尾相连的第一连杆、第二连杆及第三连杆，所述第一连杆的首端与所述抱箍相连，所述第三连杆与所述第二连杆通过一可调定位螺栓连接，所述第三连杆上设置有螺栓卡槽，所述可调定位螺栓的螺杆穿过所述螺栓卡槽与所述第二连杆的螺孔与螺母连接。
进一步地，所述螺栓卡槽为直线型螺栓卡槽。
进一步地，螺栓卡槽为波浪型螺栓卡槽。
本发明的有益效果是：
1、本发明三相联动型gis隔离开关位置分相指示装置利用背靠轮机构或齿轮皮带轮机构，可在单相隔离开关本体传动连杆拐臂处实现分合闸转动角度直接测量，解决以往纯机械单相指示、多连杆传动三相指示所存在的测量误差较大问题，提高了测量精确度。
2、利用控制装置及lcd显示器实现了电子测量及数字化指示，替代传统的机械指示，具有指示直观、测量精准等优点，且可通过测量角度的微小变化量直观反映隔离开关是否存在分合闸不到位故障。同时，本装置采用模块化组装方式，具有维护方便、维修成本低等优点。
附图说明
图1为本发明三相联动型gis隔离开关位置分相指示装置的接线框图。
图2为本发明三相联动型gis隔离开关位置分相指示装置的电路原理图。
图3为实施例一的结构示意图。
图4为实施例一的可调定位螺栓的结构示意图。
图5为实施例一的arduinounor3平台电路原理图。
图6为实施例一的lcdkeypadshield平台电路原理图。
图7为实施例二的机械传动机构的结构示意图。
图8为实施例三的可调定位螺栓的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。
实施例一：
结合图1、图2所示，三相联动型gis隔离开关位置分相指示装置，包括控制装置10、lcd显示装置20及角度测量装置50。控制装置10与角度测量装置50、lcd显示装置20均电连接，整个装置的工作由电源装置60提供所需动力。为了便于方便查看各相隔离开关的参数，该装置还包括有一led指示装置30，led指示装置30与控制装置10连接，实现不同位置状态的指示。为了设定各状态下的角度值，该装置还包括一按钮装置40，按钮装置40与lcd显示装置20连接。
如图3所示，控制装置10通过连杆连接一固定抱箍70，角度测量装置50通过组合连杆机构80连接于固定抱箍70。
组合连杆机构80包括第一连杆81、第二连杆82及第三连杆83。
角度测量装置50主要由角度传感器51以及机械传动部分组成。其中，角度传感器51采用了wdd35d4型导电塑料角位移传感器。其电阻值为5kω，阻值公差为±15％，独立线性为0.1％，机械转角为360°连续，启动力矩为≤1x10^-4n·m，轴承为两组滚珠轴承。
机械传动部分采用了直径、厚度均一致的第一传动轮52与第二传动轮53相联，构成靠背轮机构，在第二传动轮53的上方还设置有一防雨罩54。工作方式如下：第一传动轮52固定在单相gis隔离开关本体传动连杆拐臂处，第二传动轮53用于安装固定角度传感器51，当隔离开关因分合闸操作而转动一定角度时，固定在本体传动连杆拐臂处的第一传动轮52也转动相同的角度，同时带动第二传动轮53转动相同量的圆弧周长，由于第一传动轮52与第二传动轮53的直径一致，故第一传动轮52与第二传动轮53转动的角度一致，即角度传感器51转动的角度与隔离开关分合闸操作时转动的角度一致。防雨罩54可以防止在下雨天时，角度传感器51被雨水打湿。
靠背轮机构的压紧力控制主要通过连接第二连杆82与第三连杆83的可调定位螺栓90实现，可调定位螺栓90的结构如图4所示。第三连杆83上开设有直线型的螺栓卡槽831，可调定位螺栓90的螺杆穿过螺栓卡槽831与第二连杆82的螺孔与螺母连接。
靠背轮机构的压紧力控制的原理为：当安装在单相gis隔离开关本体传动连杆拐臂处的第一传动轮52固定后，松开可调定位螺栓90处螺母，调整装置上第三连杆83长度，使带有角度传感器51的第二传动轮53与拐臂处传动轮紧压后，紧固可调定位螺栓90处螺母，使连杆位置锁死，从而使两个传动轮不会容易打滑。另外，由于传动轮的制造材料为硅橡胶，其摩擦系数较大，故在无外力推动的情况下，两个传动轮不会因为自身重力等因素而发生打滑现象。
如图5所示，控制装置10为arduino控制装置，采用了arduinounor3平台，其核心处理器采用atmelatmega328微处理控制器，同时具有14路数字输入/输出口(其中6路可作为pwm输出)，6路模拟输入。同时，该平台还包含了一个16mhz晶体振荡器，一个采用了atmega16u2接口芯片的usb口，一个电源插座，一个icspheader和一个复位按钮，且在aref处增加了两个管脚sda和scl，支持i2c接口，以及增加了ioref和一个预留管脚，以便扩展板将能兼容5v和3.3v核心板。
如图6所示，lcd显示装置20及按钮装置40采用了lcdkeypadshield平台，该平台以2行16字节的1602蓝色背景液晶显示屏作为主要显示装置，并扩展了多个按键输入，以作为lcd显示屏的菜单选择按键或操控按键使用，其中所扩展的arduinoreset按键，方便用户进行软件调试。同时，该平台还扩展了调节电位器，以便调节lcd屏的对比度。另外，该平台还扩展了a0～a5的3p模拟接口，pin0到3，pin11到13的数字接口，以及icsp接口。
工作过程如下：
将角度测量装置50安装在单相隔离开关本体传动连杆拐臂处，通过固定抱箍70固定，测量现传动连杆拐臂所处角度，接着通过arduino控制装置将模拟量转换为数字量，并通过lcd显示装置20实现数字化指示。同时，根据隔离开关现处分合位状态，通过按钮装置40，将现拐臂所处角度设定为对应位置状态初始角度，随后根据厂家设计的分合闸状态下传动连杆拐臂转动角度差或通过分合闸操作，通过按钮装置40设定另一分合闸位置状态对应的状态初始角度，此时，lcd显示装置20即可实现传动连杆拐臂实际角度及对应位置状态的数字化指示。而且，还可通过led指示装置20实现不同位置状态的指示。另一方面，运行过程中，当本装置测量发现传动连杆拐臂所处角度与设定初始值不一致时，还会通过lcd显示装置显示相应告警信息。
实施例二：
将实施例一中的靠背轮机构改造为齿轮皮带轮机构，如图7所示。齿轮皮带轮机构由第一齿轮皮带轮52、第二齿轮皮带轮53以及一条椭圆形齿轮皮带构成，工作原理如下：将第一齿轮皮带轮52固定在单相gis隔离开关本体传动连杆拐臂处，第二齿轮皮带轮53安装固定角度传感器51，当隔离开关因分合闸操作而转动一定角度时，固定在本体传动连杆拐臂处的第一齿轮皮带轮52也转动相同的角度，随后通过齿轮皮带，带动安装角度传感器的第二齿轮皮带轮53转动相同量的圆弧周长，由于两个齿轮皮带轮的直径一致，故两个齿轮皮带轮转动的角度一致，即角度传感器51转动的角度与隔离开关分合闸操作时转动的角度一致。
实施例三:
进一步地，可调整固定连接杆上可调定位螺栓卡槽831结构，将实施例一中的直线型螺栓卡槽改造为螺纹型螺栓卡槽，如图8所示。螺纹型螺栓卡槽831的螺纹大小与可调定位螺栓90直径一致，可以提高可调定位螺栓90的紧固可靠性，使其不容易发生移位。
实施例四：
进一步地，将实施例二中的直线型螺栓卡槽831改造为螺纹型螺栓卡槽，螺纹型螺栓卡槽831的螺纹大小与可调定位螺栓90直径一致，同样可以使角度传感器转动的角度与隔离开关分合闸操作时转动的角度一致，并且可以提高可调定位螺栓90的紧固可靠性，使其不容易发生移位。
上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。