CN109449060B - 一种用测力传感器在线监测高压断路器机构弹簧的方法 - Google Patents

Abstract

本发明断路器技术领域，尤其是涉及一种用测力传感器在线监测高压断路器机构弹簧的方法，断路器包括主壳体以及连接的在其前端且与其内部连通的副壳体，主壳体由上至下依次设有上支架、真空灭弧室、下支架、开闭机构、绝缘拉杆和转动杆，副壳体由水平设置的隔板分隔成控制室和操纵室，控制室内安装有控制器和报警器，操纵室呈L型，且操纵室的竖直部内安装有弹簧操纵机构，转动杆的一端贯穿操纵室的水平部并与弹簧操纵机构传动连接，弹簧操纵机构与转动杆传动连接。优点在于：本发明通过测力传感器配合控制器来对分闸弹簧和触头弹簧的压缩力进行实时的监测，可有效降低电力故障发生的概率，保证了电网长效稳定的运行。

Description

一种用测力传感器在线监测高压断路器机构弹簧的方法

技术领域

本发明断路器技术领域，尤其是涉及一种用测力传感器在线监测高压断路器机构弹簧的方法。

背景技术

断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。断路器可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件。目前，已获得了广泛的应用。

目前，电网所使用的断路器在工作时，其内部的弹簧操纵机构需要与转动杆和分闸弹簧配合工作，分闸弹簧在进行频繁的压缩以及受外部环境的影响后，其弹力会发生改变，如果其弹力达不到使得弹簧操纵机构复位的标准，容易导致分闸过程的失败，继而导致断路器失去对电网的保护作用；除此之外，断路器中所使用的触头弹簧也存在的老化变形的问题，其弹力值如果达不到标准，会造成接触行程缩短，继而使得断路器分闸后无法进行合闸，最终导致断路器出现故障，影响到电网正常的电力输送。

为此，我们提出一种用测力传感器在线监测高压断路器机构弹簧的方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种可对断路器弹簧的压缩力进行在线监测，并可及时发出安全警报的高压断路器机构弹簧的监测方法。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种用测力传感器在线监测高压断路器机构弹簧的方法，所述断路器包括主壳体以及连接的在其前端且与其内部连通的副壳体，所述主壳体由上至下依次设有上支架、真空灭弧室、下支架、开闭机构、绝缘拉杆和转动杆，所述副壳体由水平设置的隔板分隔成控制室和操纵室，所述控制室内安装有控制器和报警器，所述操纵室呈L型，且操纵室的竖直部内安装有弹簧操纵机构，所述转动杆的一端贯穿操纵室的水平部并与弹簧操纵机构传动连接，所述转动杆的通过转轴与转动杆左右侧壁转动连接，且转动杆靠近弹簧操纵机构的一端上侧连接有分闸弹簧，所述分闸弹簧的上端连接有第一测力传感器，所述第一测力传感器安装在操纵室水平部的顶壁上；所述开闭机构包括连接在绝缘拉杆上端的移动块，所述移动块为中空结构，且移动块内的底部安装有第二测力传感器，所述第二测力传感器的上端连接有触头弹簧，所述触头弹簧的上端连接有触头，且触头的上端贯穿移动块的顶面设置，所述触头的上侧设有弹性触片，所述弹性触片的上侧设有与真空灭弧室连接的导电触块，所述导电触块与下支架固定连接；所述第一测力传感器和第二测力传感器的信号输出端分别与控制器的信号输入端电性连接，所述控制器的信号输出端与报警器电性连接。

所述用测力传感器在线监测高压断路器机构弹簧的方法如下：

由第一测力传感器来检测分闸弹簧工作时的拉力，并将分闸弹簧的压缩力值传输至控制器中，由控制器中的第一压力对比模块将实时的检测值与预设值进行比较，判断分闸弹簧是否工作正常，如果分闸弹簧处于非正常工作状态，控制器控制报警器工作。

由第二测力传感器来检测触头弹簧工作时的拉力，并将触头弹簧的压缩力值传输至控制器中，由控制器中的第二压力对比模块将实时的检测值与预设值进行比较，判断触头弹簧是否工作正常，如果触头弹簧处于非正常工作状态，控制器控制报警器工作。

在上述的用测力传感器在线监测高压断路器机构弹簧的方法中，所述主壳体的背部设有与真空灭弧室电性连接上出线端子以及与弹性触片电性连接的下出线端子，所述报警器包括设置在其前端的报警灯，且报警器贯穿副壳体并延伸至其外侧。

在上述的用测力传感器在线监测高压断路器机构弹簧的方法中，所述下支架呈倒U型，所述移动块上端位于下支架的开口内侧，且移动块的前后两端均连接有限位滑块，且移动块的开口内侧壁上设有与限位滑块配合连接的限位滑槽，所述触头包括下端与触头弹簧连接的绝缘板，所述绝缘板的上端连接有绝缘柱，所述绝缘柱的上端贯穿至移动块的外侧。

在上述的用测力传感器在线监测高压断路器机构弹簧的方法中，所述控制器包括控制单元和压力对比单元，所述压力对比单元由第一压力对比模块和第二压力对比模块组成，且第一压力对比模块和第二压力对比模块分别与控制单元双向电性连接。

与现有的技术相比，本用测力传感器在线监测高压断路器机构弹簧的方法的优点在于：

1、本发明通过在分闸弹簧的一端连接第一测力传感器，并将第一测力传感器与控制器电连接，可通过第一测力传感器配合控制器来对分闸弹簧的压缩力值进行实时在线监测，保证了弹簧操纵机构的正常工作。

2、本发明通过在触头弹簧的一端连接第二测力传感器，并将第二测力传感器与控制器电连接，可通过第二测力传感器配合控制器来对触头弹簧的压缩力值进行实时在线监测，保证了断路器分闸后能够进行正常的合闸，进而保证了断路器中开闭机构的正常工作。

3、本发明通过在副壳体内设置报警器，并报警器与控制器电性连接，可将分闸弹簧和触头弹簧的非正常工作信息通过声光报警的形式传递出来，以便于相关的电网维护人员及时的发现并解决断路器的工作故障。

附图说明

图1为本发明提出的一种用测力传感器在线监测高压断路器机构弹簧的方法中断路器的侧面透视图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为本发明提出的一种用测力传感器在线监测高压断路器机构弹簧的方法的工作原理框图。

图中：1主壳体、2副壳体、3上支架、4真空灭弧室、5下支架、6开闭机构、7绝缘拉杆、8转动杆、9隔板、10控制室、11操纵室、12控制器、13报警器、14弹簧操纵机构、15分闸弹簧、16第一测力传感器、17移动块、18第二测力传感器、19触头弹簧、20触头、21弹性触片、22导电触块、23上出线端子、24下出线端子、25报警灯、26绝缘板、27绝缘柱。

具体实施方式

以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。

实施例

参照图1-3，一种用测力传感器在线监测高压断路器机构弹簧的方法，断路器包括主壳体1以及连接的在其前端且与其内部连通的副壳体2，主壳体1由上至下依次设有上支架3、真空灭弧室4、下支架5、开闭机构6、绝缘拉杆7和转动杆8，值得一提的是，副壳体2由水平设置的隔板9分隔成控制室10和操纵室11。

副壳体2由水平设置的隔板9分隔成控制室10和操纵室11，控制室10内安装有控制器12和报警器13，具体的，报警器13包括设置在其前端的报警灯25，且报警器13贯穿副壳体2并延伸至其外侧，采用声光两种方式进行报警，可提升警示的效果；操纵室11呈L型，且操纵室11的竖直部内安装有弹簧操纵机构14，转动杆8的一端贯穿操纵室11的水平部并与弹簧操纵机构14传动连接，转动杆8通过转轴与转动杆8左右侧壁转动连接，且转动杆8靠近弹簧操纵机构14的一端上侧连接有分闸弹簧15，分闸弹簧15的上端连接有第一测力传感器16，第一测力传感器16安装在操纵室11水平部的顶壁上。

开闭机构6包括连接在绝缘拉杆7上端的移动块17，具体的，下支架5呈倒U型，移动块17上端位于下支架5的开口内侧，且移动块17的前后两端均连接有限位滑块，且移动块17的开口内侧壁上设有与限位滑块配合连接的限位滑槽；移动块17为中空结构，且移动块17内的底部安装有第二测力传感器18，第二测力传感器18的上端连接有触头弹簧19，触头弹簧19的上端连接有触头20，且触头20的上端贯穿移动块17的顶面设置，具体的，触头20包括下端与触头弹簧19连接的绝缘板26，绝缘板26的上端连接有绝缘柱27，绝缘柱27的上端贯穿至移动块17的外侧；触头20的上侧设有弹性触片21，弹性触片21的上侧设有与真空灭弧室4连接的导电触块22，导电触块22与下支架5固定连接；第一测力传感器16和第二测力传感器18的信号输出端分别与控制器12的信号输入端电性连接，控制器12的信号输出端与报警器13电性连接。

本发明中，控制器12包括控制单元和压力对比单元，压力对比单元由第一压力对比模块和第二压力对比模块组成，且第一压力对比模块和第二压力对比模块分别与控制单元双向电性连接；其中控制单元以AT89S51单片机为主控芯片，利用其自带的串行界面可进行功能性编程，以满足自动控制的需求。

本发明工作原理如下：

利用第一测力传感器16来检测分闸弹簧15工作时的拉力，并将分闸弹簧15的压缩力值传输至控制器12中，由控制器12中的第一压力对比模块将实时的检测值与预设值进行比较，判断分闸弹簧15是否工作正常，如果分闸弹簧15处于非正常工作状态，控制器12控制报警器13工作。

利用第二测力传感器18来检测触头弹簧19工作时的拉力，并将触头弹簧19的压缩力值传输至控制器12中，由控制器12中的第二压力对比模块将实时的检测值与预设值进行比较，判断触头弹簧19是否工作正常，如果触头弹簧19处于非正常工作状态，控制器12控制报警器13工作。

作为一种改进，报警器13的包括两个报警灯，且两个报警灯可分别发出红色和蓝色的灯光报警，红色的灯光报警表示分闸弹簧15出现故障，蓝色的灯光报警表示触头弹簧19出现故障，以此来协助电网维护人员快速的发现断路器故障点，从而缩短设备检修的时间。

尽管本文较多地使用了主壳体1、副壳体2、上支架3、真空灭弧室4、下支架5、开闭机构6、绝缘拉杆7、转动杆8、隔板9、控制室10、操纵室11、控制器12、报警器13、弹簧操纵机构14、分闸弹簧15、第一测力传感器16、移动块17、第二测力传感器18、触头弹簧19、触头20、弹性触片21、导电触块22、上出线端子23、下出线端子24、报警灯25、绝缘板26和绝缘柱27等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (4)

1.一种用测力传感器在线监测高压断路器机构弹簧的方法，所述断路器包括主壳体（1）以及连接的在其前端且与其内部连通的副壳体（2），所述主壳体（1）由上至下依次设有上支架（3）、真空灭弧室（4）、下支架（5）、开闭机构（6）、绝缘拉杆（7）和转动杆（8），其特征在于，所述副壳体（2）由水平设置的隔板（9）分隔成控制室（10）和操纵室，所述控制室（10）内安装有控制器（12）和报警器（13），所述操纵室呈L型，且操纵室的竖直部内安装有弹簧操纵机构（14），所述转动杆（8）的一端贯穿操纵室的水平部并与弹簧操纵机构（14）传动连接，所述转动杆（8）的通过转轴与转动杆（8）左右侧壁转动连接，且转动杆（8）靠近弹簧操纵机构（14）的一端上侧连接有分闸弹簧（15），所述分闸弹簧（15）的上端连接有第一测力传感器（16），所述第一测力传感器（16）安装在操纵室水平部的顶壁上；所述开闭机构（6）包括连接在绝缘拉杆（7）上端的移动块（17），所述移动块（17）为中空结构，且移动块（17）内的底部安装有第二测力传感器（18），所述第二测力传感器（18）的上端连接有触头弹簧（19），所述触头弹簧（19）的上端连接有触头（20），且触头（20）的上端贯穿移动块（17）的顶面设置，所述触头（20）的上侧设有弹性触片（21），所述弹性触片（21）的上侧设有与真空灭弧室（4）连接的导电触块（22），所述导电触块（22）与下支架（5）固定连接；所述第一测力传感器（16）和第二测力传感器（18）的信号输出端分别与控制器（12）的信号输入端电性连接，所述控制器（12）的信号输出端与报警器（13）电性连接；

所述用测力传感器在线监测高压断路器机构弹簧的方法如下：

由第一测力传感器（16）来检测分闸弹簧（15）工作时的拉力，并将分闸弹簧（15）的压缩力值传输至控制器（12）中，由控制器（12）中的第一压力对比模块将实时的检测值与预设值进行比较，判断分闸弹簧（15）是否工作正常，如果分闸弹簧（15）处于非正常工作状态，控制器（12）控制报警器（13）工作；

由第二测力传感器（18）来检测触头弹簧（19）工作时的拉力，并将触头弹簧（19）的压缩力值传输至控制器（12）中，由控制器（12）中的第二压力对比模块将实时的检测值与预设值进行比较，判断触头弹簧（19）是否工作正常，如果触头弹簧（19）处于非正常工作状态，控制器（12）控制报警器（13）工作。

2.根据权利要求1所述的一种用测力传感器在线监测高压断路器机构弹簧的方法，其特征在于，所述主壳体（1）的背部设有与真空灭弧室（4）电性连接上出线端子（23）以及与弹性触片（21）电性连接的下出线端子（24），所述报警器（13）包括设置在其前端的报警灯（25），且报警器（13）贯穿副壳体（2）并延伸至其外侧。

3.根据权利要求2所述的一种用测力传感器在线监测高压断路器机构弹簧的方法，其特征在于，所述下支架（5）呈倒U型，所述移动块（17）上端位于下支架（5）的开口内侧，且移动块（17）的前后两端均连接有限位滑块，且移动块（17）的开口内侧壁上设有与限位滑块配合连接的限位滑槽，所述触头（20）包括下端与触头弹簧（19）连接的绝缘板（26），所述绝缘板（26）的上端连接有绝缘柱（27），所述绝缘柱（27）的上端贯穿至移动块（17）的外侧。

4.根据权利要求3所述的一种用测力传感器在线监测高压断路器机构弹簧的方法，其特征在于，所述控制器（12）包括控制单元和压力对比单元，所述压力对比单元由第一压力对比模块和第二压力对比模块组成，且第一压力对比模块和第二压力对比模块分别与控制单元双向电性连接。

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