一种有载分接开关主触头预紧状态检测装置及方法

本申请属于触头预紧状态检测，涉及一种有载分接开关主触头预紧状态检测的技术，具体是一种有载分接开关主触头预紧状态检测装置及方法。

背景技术：

1、有载分接开关是特高压换流变压器中唯一频繁动作的核心装备，其中主触头机构是分接开关的执行机构，用来承载电流或者接通断开电路。主触头机构控制了电路的通断以配合其它机构完成n到n+1或n+1到n的快速切换动作，从而控制切换芯子的整体电路通断时序。因此，确保主触头机构中的多层多相主触头均处于正常预紧工作状态下，是有载分接开关完成正常切换的关键。

2、主触头切换的原理是快速机构释放能量，带动主轴连续旋转运动，从而驱动动触头旋转，进而实现动静触头从一侧接触-中间断开-另一侧接触的时序要求。其中，位于静触头后端的压缩弹簧起到了储能和释能的作用，在动静触头接触过程中确保了触头位置能够正常压缩和回复，进而完成完整的切换动作。因此，在实际切换前通过对主触头预紧状态进行完整检测，及时发现故障弹簧，对有载分接开关切换的可靠性有着十分重要的意义。然而，现有针对有载分接开关的技术多集中在有载分接开关的结构设计领域，涉及有载分接开关主触头预紧状态的检测技术较少，大多通过经验法进行判断，缺少采集完整可靠数据进行判断的科学方法。

技术实现思路

1、本申请的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种有载分接开关主触头预紧状态检测装置及方法，本申请能够有效采集数据计算得到主触头预压缩力与预压缩距离数据，从而判断当前主触头预紧状态。

2、为了实现上述目的，本申请采用以下技术方案予以实现：

3、第一方面，本申请提供一种有载分接开关主触头预紧状态检测装置，包括：

4、升降机构，所述升降机构包括升降外框，所述升降外框内侧设置旋转升降台，所述旋转升降台能够在升降电机的驱动下在升降外框内纵向运动；

5、测力机构，所述测力机构安装于旋转升降台上，升降外框能够由有载分接开关主触头的中部伸入，使测力机构能够对有载分接开关主触头的多层多相主触头机构的弹簧施力，并采集压缩力数据和压缩距离数据；

6、旋转机构，所述旋转机构安装于升降机构下方，用于驱动旋转升降台旋转，使测力机构能够在升降外框内旋转。

7、进一步地，本申请测力机构设置有3个，沿周向均匀布置在旋转升降台上。

8、进一步地，本申请测力机构包括进给电机、位移传感器、力传感器以及丝杠导轨机构；进给电机安装于旋转升降台上，并通过丝杠导轨机构与力传感器相连，位移传感器与力传感器固定相连；所述力传感器在进给电机的驱动下，使力传感器的顶头与多层多相主触头机构相接触，用于采集压缩力数据；所述位移传感器用于采集压缩距离数据。

9、进一步地，本申请旋转机构包括轴承和套设在轴承内的回转轴；所述回转轴下端连接旋转电机，上端连接旋转升降台。

10、进一步地，本申请升降电机通过联轴器与旋转升降台相连。

11、进一步地，本申请力传感器为微型称重力传感器，所述位移传感器为激光位移传感器。

12、第二方面，本申请提供一种有载分接开关主触头预紧状态检测方法，包括以下步骤：

13、步骤1，布置测力机构，并使测力机构中的力传感器与主触头机构a相顶层的主触头处于同一水平面直线上；

14、步骤2，启动测力机构中的进给电机，推动力传感器使其与主触头接触，并计量弹簧压缩力，同时位移传感器计量弹簧压缩距离；

15、步骤3，控制进给电机持续推动压缩主触头，至极限距离时力传感器停止计数，同时位移传感器停止计数；

16、步骤4，控制进给电机复位，带动测力机构至初始位置，同时旋转机构启动，带动测力机构切换至下一相；

17、步骤5，判断当前测力机构是否处于a相，若不是则重复步骤2至步骤4；若处于a相则判断当前测力机构是否位于主触头最底层，若未处于最底层则启动升降机构，带动测力机构移动到下一层，使测力机构中的力传感器与a相下层主触头处于同一水平面直线上，并重复步骤2至步骤4；若已处于最底层则结束测量，回复至初始位置。

18、进一步地，本申请根据所述弹簧压缩力和弹簧压缩距离得到弹簧的压缩力-压缩距离特征曲线，根据压缩力-压缩距离特征曲线计算得到主触头预压缩力与预压缩距离，根据主触头预压缩力与预压缩距离判断主触头的预紧状态。

19、与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：

20、本申请通过组织合理的测量方式，解决了有载分接开关中主触头机构多层多相触头预紧状态便捷测量的难题，利用本申请所提出的测量方法，可以有效提高有载分接开关主触头预紧状态检测的效率和可靠性。

技术特征：

1.一种有载分接开关主触头预紧状态检测装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的有载分接开关主触头预紧状态检测装置，其特征在于，所述测力机构(2)设置有3个，沿周向均匀布置在旋转升降台(15)上。

3.根据权利要求1或2所述的有载分接开关主触头预紧状态检测装置，其特征在于，所述测力机构(2)包括进给电机(5)、位移传感器(7)、力传感器(6)以及丝杠导轨机构(8)；进给电机(5)安装于旋转升降台(15)上，并通过丝杠导轨机构(8)与力传感器(6)相连，位移传感器(7)与力传感器(6)固定相连；所述力传感器(6)在进给电机(5)的驱动下，使力传感器(6)的顶头(9)与多层多相主触头机构相接触，用于采集压缩力数据；所述位移传感器(7)用于采集压缩距离数据。

4.根据权利要求1所述的有载分接开关主触头预紧状态检测装置，其特征在于，所述旋转机构(3)包括轴承(10)和套设在轴承(10)内的回转轴(11)；所述回转轴(11)下端连接旋转电机，上端连接旋转升降台(15)。

5.根据权利要求1所述的有载分接开关主触头预紧状态检测装置，其特征在于，所述升降电机(12)通过联轴器(13)与旋转升降台(15)相连。

6.根据权利要求1所述的有载分接开关主触头预紧状态检测装置，其特征在于，所述力传感器(6)为微型称重力传感器(6)，所述位移传感器(7)为激光位移传感器(7)。

7.一种采用权利要求1-6任一项所述装置的有载分接开关主触头预紧状态检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的有载分接开关主触头预紧状态检测方法，其特征在于，根据所述弹簧压缩力和弹簧压缩距离得到弹簧的压缩力-压缩距离特征曲线，根据压缩力-压缩距离特征曲线计算得到主触头预压缩力与预压缩距离，根据主触头预压缩力与预压缩距离判断主触头的预紧状态。

技术总结
本申请公开了一种有载分接开关主触头预紧状态检测装置及方法，包括升降机构，测力机构和旋转机构。升降机构包括升降外框，升降外框内侧设置旋转升降台，旋转升降台能够在升降电机的驱动下在升降外框内纵向运动；测力机构安装于旋转升降台上，升降外框能够由有载分接开关主触头的中部伸入，使测力机构能够对有载分接开关主触头的多层多相主触头机构的弹簧施力，并采集压缩力数据和压缩距离数据；旋转机构安装于升降机构下方，用于驱动旋转升降台旋转，使测力机构能够在升降外框内旋转。经过本申请的检测过程能够完成对于主触头机构中位于多层多相主触头末端弹簧的压缩力与压缩距离数据的测量，进而为判断主触头预紧状态提供数据支撑。

技术研发人员：南凯刚,沈黎,张进华,方斌,李光明,毛国新,王一辰,段金燕,王晨,成海炎,周意葱
受保护的技术使用者：西安交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25