单柱双臂垂直伸缩式隔离开关分合闸到位检测方法及装置与流程

本发明属于电气设备状态监测领域，具体涉及单柱双臂垂直伸缩式隔离开关分合闸到位检测方法及装置。

背景技术：

高压隔离开关作为输变电系统的一个重要部件之一，是电网中使用量最大的一次设备，隔离开关合闸必须到位，保证触头触指接触良好，分闸必须有明确的空气绝缘距离，保证检修人员安全，因此，通过在隔离开关本体上加装智能部件，达到在检修运行中实时监测开关本体分合闸到位的目的，对于提高电网操作效率，减少人员巡查工作量，提高操作准确度，实现一键顺控、自动预警及智能决策有着重要作用。

现有的确定隔离开关分合闸到位检测的措施有：首先是采用图像识别技术，通过现场摄像机采用视频监控的形式，这种对于变电站布局有一定要求，摄像机有死角，为了保证各摄像机能够准确识别标志物，相与相之间必须有一定的空间，所以受天气、环境影响很大；其次是采用光学感应，利用光栅，如果开关导电臂到一定位置，光电耦合传感器发出信号，判断开关分合闸，没有直接判断触头触指接触，有可能造成漏判、误判；此外，采用低压端辅助触点形式的来判断开关分合闸，辅助开关必须通过有线与后台监控连接，而且不能准确判断触头触指接触情况；最后就是在触指位置加装压力传感器，这种型式只针对开关触指带有弹簧类型的隔离开关。

前三种方式是间接判断开关分合闸状态的方式，并不可靠，而单柱双臂垂直伸缩式隔离开关本身不具备开关触指弹簧结构，因此最后一种方式针对单柱双臂垂直伸缩式隔离开关并不适用,因此研究针对该型隔离开关分合位置判别方法将具有重要意义。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种单柱双臂垂直伸缩式隔离开关分合闸到位检测方法，所述单柱双臂垂直伸缩式隔离开关分合闸到位检测方法的过程简单，解决了无法直接测量单柱双臂垂直伸缩式隔离开关分合闸到位的问题。本发明还出了一种单柱双臂垂直伸缩式隔离开关分合闸到位检测装置。

根据本发明第一方面实施例的单柱双臂垂直伸缩式隔离开关分合闸到位检测方法，包括以下步骤：

合闸检测：合闸检测：s11)将合闸压力传感器设置在隔离开关的母线静触杆中；s12)合闸压力传感器采集所述母线静触杆的合闸压力，该合闸压力超过预设的合闸压力门限值即合闸到位；

分闸检测：s21)将分闸压板装置设置在所述隔离开关的导电底座限位安装板上，将分闸压力传感器设置在所述分闸压板装置中；s22)分闸压力传感器采集所述隔离开关的拐臂挤压分闸压板装置的分闸压力，该分闸压力超过预设的分闸压力门限值即分闸到位信号。

根据本发明实施例的单柱双臂垂直伸缩式隔离开关分合闸到位检测方法，至少具有如下技术效果：通过在隔离开关的母线静触杆中直接布置压力传感器，可以实现对隔离开关的母线静触杆在合闸时的合闸压力的直接采集。通过分闸压板装置将隔离开关的拐臂的压力方向改变，提供了直接采集隔离开关拐臂的分闸压力基础，然后通过分闸压力传感器完成对分闸过程中分闸压力的直接采集；最后通过将合闸压力、分闸压力和预设的合闸压力门限值、分闸压力门限值进行比对，即可判断所述隔离开关是否分合闸到位。相较于传统的间接测量的方式，抗干扰性更好、成本更低、准确性也越高。

根据本发明的一些实施例，所述分闸压板装置包括：分闸压板，设置于所述导电底座限位安装板上，用于受所述拐臂的挤压；压缩弹簧，其一端与所述分闸压力传感器连接，另一端与所述分闸压板连接。

根据本发明的一些实施例，所述合闸压力传感器设置在所述母线静触杆的两侧。

根据本发明第二方面实施例的单柱双臂垂直伸缩式隔离开关分合闸到位检测装置，包括：合闸压力传感器，设置在隔离开关的母线静触杆中，用于采集所述母线静触杆的合闸压力；分闸压板装置，设置在所述隔离开关的导电底座限位安装板上，用于改变所述隔离开关的拐臂的分闸压力的方向；分闸压力传感器，设置在所述分闸压板装置中，用于通过所述分闸压板装置采集所述拐臂带来的分闸压力；监控端，分别与所述合闸压力传感器、分闸压力传感器电性连接，用于接收所述合闸压力、分闸压力并根据预设的合闸压力门限值、分闸压力门限值判断所述隔离开关是否分合闸到位。

根据本发明实施例的单柱双臂垂直伸缩式隔离开关分合闸到位检测装置，至少具有如下技术效果：通过合闸压力传感器可实现对隔离开关合闸到位的直接测量；通过分闸压板装置和分闸压力传感器可以实现对隔离开关分闸过程的直接测量；通过监控端，可实现对当前分合闸状态是否完成进行判断，确认是否真实分合闸到位。相较于传统的间接测量的设备成本更低，抗干扰性能会更强，且准确度会更高。

根据本发明的一些实施例，所述分闸压板装置包括：分闸压板，设置于所述导电底座限位安装板上，用于受所述拐臂的挤压；压缩弹簧，其一端与所述分闸压力传感器连接，另一端与所述分闸压板连接。

根据本发明的一些实施例，所述合闸压力传感器、分闸压力传感器与所述监控端之间电性连接有采集装置；所述采集装置用于接收合闸压力传感器、分闸压力传感器的分闸压力、合闸压力信号并传输至所述监控端。

根据本发明的一些实施例，所述合闸压力传感器、分闸压力传感器与所述采集装置无线连接。

根据本发明的一些实施例，所述采集装置还设置有数据通讯接口，所述数据通讯接口用于与外部设备实现数据交互。

根据本发明的一些实施例，所述合闸压力传感器、分闸压力传感器采用无源供电。

根据本发明的一些实施例，所述合闸压力传感器、分闸压力传感器皆连接有电源电子开关，所述电源电子开关用于改变所述合闸压力传感器、分闸压力传感器的运行状态。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。

图1是本发明第一方面实施例的隔离开关的合闸状态图；

图2是本发明第一方面实施例的母线静触杆结构简图；

图3是本发明第一方面实施例的隔离开关的结构简图(分闸状体)；

图4是本发明第一方面实施例的隔离开关拐臂位置的结构简图；

图5是本发明第一方面实施例的合闸压力传感器的结构示意图；

图6是本发明第二方面实施例的系统图。

附图标记：

合闸压力传感器110、

分闸压板装置210、分闸压板211、压缩弹簧212、分闸压力传感器220、

监控端310、采集装置320、

母线静触杆410、上压板411、下压板412、销轴413、导电底座限位安装板420、拐臂430、对折式双臂440。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，如果有描述到第一、第二、第三、第四等等只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

下面参考图1至图5描述根据本发明第一方面实施例的单柱双臂垂直伸缩式隔离开关分合闸到位检测方法。

根据本发明第一方面实施例的单柱双臂垂直伸缩式隔离开关分合闸到位检测方法，包括以下步骤：

合闸检测：s11)将合闸压力传感器110设置在隔离开关的母线静触杆410中；s12)合闸压力传感器110采集母线静触杆410的合闸压力，该合闸压力超过预设的合闸压力门限值即合闸到位；

分闸检测：s21)将分闸压板装置210设置在隔离开关的导电底座限位安装板420上，将分闸压力传感器220设置在分闸压板装置210中；s22)分闸压力传感器220采集隔离开关的拐臂430挤压分闸压板装置210的分闸压力，该分闸压力超过预设的分闸压力门限值即分闸到位信号。

参考图1至图5，为了保证直接进行合闸检测并且保证合闸检测的准确性，首先需要对合闸压力传感器110进行合理安装布置。参考图1、图2，在本发明的一些实施例中，合闸压力传感器110被设置在隔离开关的母线静触杆410中，合闸压力传感器110可以设置在母线静触杆410的一侧或两侧。最后在开始合闸检测后通过合闸压力传感器110采集母线静触杆410在合闸时收到的合闸压力，通过比较合闸压力与预设的合闸压力门限值即可完成合闸是否成功的判断。

为了更为清楚描速合闸压力传感器110在母线静触杆410的安装位置，这里对母线静触杆410的结构进行一个较为简单的描述。参考图2，母线静触杆410包括上压板411和下压板412；合闸压力传感器110就设置在上压板411和下压板412接触面的一端或两端，合闸压力传感器110地面垫有垫套垫；上压板411和下压板412之间通过销轴413进行固定，销轴413上套有用以保证绝缘的上滑套和下滑套。

下面简单叙述一下合闸检测的过程。

当隔离开关合闸时，隔离开关的对折式双臂440向上折叠运动，此时合闸压力传感器110会开始工作。对折式双臂440继续向上折叠运动，两臂之间的夹角逐渐变小，当夹住母线静触杆410时，母线静触杆410的上压板411和下压板412开始向内运动，直到夹紧动作完成。在夹紧动作完成的过程中，上压板411压到合闸压力传感器110上，合闸压力传感器110采集到开关合闸的夹紧力，这一夹紧力即合闸压力。合闸压力传感器110采集的合闸压力传输出去后，通过监控端310进行判断，当合闸压力大于等于预设的合闸压力门限值时，即完成合闸。

参考图1至图5，为了保证能够直接进行分闸检测并且保证分闸检测的准确性，首先需要对分闸压力传感器220进行合理安装布置。参考图3、图4，在本发明的一些实施例中，为了能够保证能够直接检测到分闸压力，同时又不会对隔离开关的运转造成影响，这里使用了分闸压板装置210进行辅助测量。分闸压板装置210主要用于改变隔离开关的拐臂430在分闸时的压力方向，让合闸压力能够被直接采集。分闸压板装置210通常直接设置在隔离开关的导电底座限位安装板420，这样可以保证隔离开关运转时隔离开关的拐臂430能够通过分闸压板装置210直接挤压到分闸压力传感器220。最后在开始分闸检测后，通过分闸压力传感器220采集隔离开关的拐臂430挤压分闸压板装置210的分闸压力，通过比较分闸压力与预设的分闸压力门限值即可完成分闸是否成功的判断。

下面简单叙述一下分闸检测的过程。

当隔离开关分闸时，隔离开关的对折式双臂440向下折叠运动，此时分闸压力传感器220会开始工作。对折式双臂440继续向下折叠运动，两臂之间的夹角逐渐扩大。在分闸过程中，隔离开关的拐臂430会顺时针转动，接近分闸到位时，拐臂430会压在分闸压板装置210上，此时拐臂430通过分闸压板装置210会开始挤压分闸压力传感器220。这一挤压过程产生的力便是分闸压力传感器220采集的分闸压力。采集的分闸压力传输出去后，通过监控端310进行判断，当分闸压力大于等于预设的分闸压力门限值时，即完成分闸。

根据本发明实施例的单柱双臂垂直伸缩式隔离开关分合闸到位检测方法，通过在隔离开关的母线静触杆410中直接布置压力传感器，可以实现对隔离开关的母线静触杆410在合闸时的合闸压力的直接采集。通过分闸压板装置210将隔离开关的拐臂430的压力方向改变，提供了直接采集隔离开关拐臂430的分闸压力基础，然后通过分闸压力传感器220完成对分闸过程中分闸压力的直接采集；最后通过将合闸压力、分闸压力和预设的合闸压力门限值、分闸压力门限值进行比对，即可判断隔离开关是否分合闸到位。相较于传统的间接测量的方式，抗干扰性更好、成本更低、准确性也越高。

在本发明的一些实施例中，分闸压板装置210包括：分闸压板211、压缩弹簧212。参考图4，分闸压板211，设置于导电底座限位安装板420上，用于受拐臂430的挤压；压缩弹簧212，其一端与分闸压力传感器220连接，另一端与分闸压板211连接。隔离开关在接近分闸完成的时候，隔离开关的拐臂430会开始接触到分闸压板211，此时继续完成分闸操作，拐臂430会继续挤压分闸压板211并通过分闸压板211进一步挤压压缩弹簧212，压缩弹簧212对分闸压力传感器220产生分闸压力。在实际生产中，分闸压板装置210的可以有多种形态，可以使用分闸压板211或其他配能够起到支撑的结构，压缩弹簧212也可以采用其他的具有恢复性的弹性结构。

在本发明的一些实施例中，参考图2，合闸压力传感器110设置在母线静触杆410的两侧。在实际检测中，可能会存在隔离开关合闸时，母线静触杆410两侧的受力可能出现不一致的情况，如果因为有一边提前受力，而此时合闸压力传感器110正好设置在这一侧，则可能会造成合闸不充分的问题，最终可能会导致整个电网供电故障。因此，在母线静触杆410两侧同时设置合闸压力传感器110可以有效的避免这个问题，只有当两个合闸压力传感器110采集的合闸压力值都满足要求时才会判断为合闸。而且通过这种方式，可以对一部分有故障的隔离开关进行告警，例如：有的隔离开关的母线静触杆410本身出现形变。

根据本发明第二方面实施例的单柱双臂垂直伸缩式隔离开关分合闸到位检测装置，包括：合闸压力传感器110、分闸压板装置210、分闸压力传感器220、监控端310。合闸压力传感器110，设置在隔离开关的母线静触杆410中，用于采集母线静触杆410的合闸压力；分闸压板装置210，设置在隔离开关的导电底座限位安装板420上，用于改变隔离开关的拐臂430的分闸压力的方向；分闸压力传感器220，设置在分闸压板装置210中，用于通过分闸压板装置210采集拐臂430带来的分闸压力；监控端310，分别与合闸压力传感器110、分闸压力传感器220电性连接，用于接收合闸压力、分闸压力并根据预设的合闸压力门限值、分闸压力门限值判断隔离开关是否分合闸到位。

参考图1至图6。当隔离开关需要合闸时，此时监控端310会发出合闸检测信号，合闸压力传感器110开始工作，合闸压力传感器110开始持续采集母线静触杆410的上压板411压到合闸压力传感器110的合闸压力，并将该合闸压力传输到监控端310，监控端310通过比较合闸压力与合闸压力门限值的大小完成是否合闸到位判断，当合闸压力大于等于合闸压力门限值时确定隔离开关合闸到位。当隔离开关需要分闸时，此时监控端310会发出分闸检测信号，分闸压力传感器220开始工作，分闸压力传感器220通过分闸压板装置210开始持续采集隔离开关的拐臂430带来的分闸压力，并将该分闸压力传输到监控端310，监控端310通过比较分闸压力与分闸压力门限值的大小完成是否分闸到位判断，当分闸压力大于等于分闸压力门限值时确定隔离开关分闸到位。

根据本发明实施例的单柱双臂垂直伸缩式隔离开关分合闸到位检测装置，通过合闸压力传感器110可实现对隔离开关合闸到位的直接测量；通过分闸压板装置210和分闸压力传感器220可以实现对隔离开关分闸过程的直接测量；通过监控端310，可实现对当前分合闸状态是否完成进行判断，确认是否真实分合闸到位。相较于传统的间接测量的设备成本更低，抗干扰性能会更强，且准确度会更高。

在本发明的一些实施例中，分闸压板装置210包括：分闸压板211、压缩弹簧212。参考图4，分闸压板211，设置于导电底座限位安装板420上，用于受拐臂430的挤压；压缩弹簧212，其一端与分闸压力传感器220连接，另一端与分闸压板211连接。隔离开关在接近分闸完成的时候，隔离开关的拐臂430会开始接触到分闸压板211，此时继续完成分闸操作，拐臂430会继续挤压分闸压板211并通过分闸压板211进一步挤压压缩弹簧212，压缩弹簧212对分闸压力传感器220产生分闸压力。在实际生产中，分闸压板装置210的可以有多种形态，可以使用分闸压板211或其他配能够起到支撑的结构，压缩弹簧212也可以采用其他的具有恢复性的弹性结构。

在本发明的一些实施例中，参考图6，合闸压力传感器110、分闸压力传感器220与监控端310之间电性连接有采集装置320；采集装置320用于接收合闸压力传感器110、分闸压力传感器220的分闸压力、合闸压力信号并传输至监控端310。在实际工程中，通常会存在很多的隔离开关需要同时监测，此时如果全部通过合闸压力传感器110、分闸压力传感器220直接连接的方式，会造成布线上的巨大困难。此时通过增加采集装置320，可以同时将一片区域内的所有隔离开关的合闸压力传感器110、分闸压力传感器220信号进行汇集再传输出去，这样可以有效的减小布线和通讯的难度。此外，在所需要汇集的采集装置320的数量仍然过大或传输距离较远时，可以进一步增加交换机作为中间转接，最终可以实现在监控端310完成对大范围区域的隔离开关分合闸是否到位的监控。此外，在一些大型工程中，还会根据实际需求增加汇控柜，已满足更大的通信需求。

在本发明的一些实施例中，合闸压力传感器110、分闸压力传感器220与采集装置320无线连接。参考图6，合闸压力传感器110、分闸压力传感器220与采集装置320无线连接。在实际工程中，很多时候因为隔离开关较多，不便于进行大规模的进行有线连接，此时可以通过增加无线模块的方式，来帮助合闸压力传感器110、分闸压力传感器220与采集装置320进行无线连接。通信的频段也使用免申请的无线通讯频段，这样可以更有效的提高检测装置的应用范围，在本发明的一实施例中，具体采用433mhz频段进行无线通讯。

在本发明的一些实施例中，采集装置320可以根据实际使用需求选择有源和无源供电，采集装置320的天线可以采用分体设计，也可以采用一体化设计。采集装置320可以直接设置在隔离开关的操作机构控制箱中，并直接利用操作机构控制箱内的dc/ac220v取电。在本发明的一些实施例中，采集装置320与监控端310可以通过光纤进行数据传输，数据规约支撑modbus_rtu或者iec60870-5-103、iec61850规约。采集装置320也可以通过无线与智能手机互联，从智能手机上可以读取采集的相关参数。

在本发明的一些实施例中，采集装置320内设置有存储器，用于数据存储。采集装置320通过存储器可以具备数据保存、传输功能，用于保存数据按照时间、日期、被测电位置保存数据。

在本发明的一些实施例中，采集装置320还设置有数据通讯接口，数据通讯接口用于与外部设备实现数据交互。数据通讯接口可以用于直接连接外部显示设备。通过数据通讯接口可以外接显示器，甚至可以与智能手机互联读取数据。数据通讯接口还可以用于接收角度信号、扭矩信号、电机功率信号。通过自身预留数据通讯接口可以与其他的信号采集装置320连接，并可以实现最终在监控端310上同时查看这些接入的信息。这样可以将本检测装置提升为一个检测平台，极大的极大地提高了利用率，解决了成本。数据通讯接口根据需求可以直接设置多个，则可以同时满足多种需求。

在本发明的一些实施例中，合闸压力传感器110、分闸压力传感器220采用无源供电。无源供电具体可以采用两节高能锂电池进行无源供电，高能锂电池可以选用以色列tadirantlh4902。

在本发明的一些实施例中，合闸压力传感器110、分闸压力传感器220皆连接有电源电子开关，电源电子开关用于改变合闸压力传感器110、分闸压力传感器220的运行状态。合闸压力传感器110、分闸压力传感器220在隔离开关分合闸到位后不需要一直处于工作状态,通过电源电子开关可以使处于合闸压力传感器110、分闸压力传感器220在运行和休眠两种状态下进行切换。当接收到采集装置320发送的工作信号后,电源电子开关才接通合闸压力传感器110、分闸压力传感器220进行工作,实际耗电量会降到非常低。采用高能锂电池的前提下能够保证3到6年的寿命要求,可靠稳定。通过无源供电、电源电子开关、无线通讯结合方式，可以有效的降低布线的难度，进而极大的降低后期的维护成本。

在本发明的一些实施例中，参考图5，合闸压力传感器110、分闸压力传感器220结构相同，这样可以便于合闸压力传感器110、分闸压力传感器220进行互换。

在本发明的一些实施例中，检测装置工作的环境温度-40℃～+105℃跨度比较大,检测装置要能耐受一定的温度，对于分闸压力传感器220、合闸压力传感器110模块的温度要求为：-40℃～+85℃的环境温度，并且传感器壳体有一定的绝缘性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上述结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。