一種高壓隔離開關(guān)物理位置傳感裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種高壓隔離開關(guān)物理位置傳感裝置，它是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于安裝、通用性強(qiáng)、低成本的物理位置傳感裝置，適用于電力系統(tǒng)的高壓隔離開關(guān)的物理位置測(cè)量，進(jìn)行故障診斷，捕捉故障征兆，對(duì)故障發(fā)展趨勢(shì)做出判斷。屬于電力系統(tǒng)故障診斷設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]電力系統(tǒng)的發(fā)展對(duì)隔離開關(guān)(/接地開關(guān)/快速接地開關(guān))的性能要求越來越高，高壓隔離開關(guān)正朝著高可靠性、組合化、智能化方向發(fā)展。我國(guó)高壓隔離開關(guān)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形式多樣，主要技術(shù)參數(shù)均達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，但是在產(chǎn)品可靠性、防腐性及免維護(hù)性方面與國(guó)外產(chǎn)品仍存在差距，主要存在的問題包括觸頭過熱、瓷瓶斷裂、運(yùn)動(dòng)卡滯以及分合閘不到位等，這嚴(yán)重影響了電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。本專利申請(qǐng)對(duì)隔離開關(guān)物理位置的傳感方法的研究與應(yīng)用，可以獲得開關(guān)的位置，實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)觸頭位置、速度、行程的在線監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)了解設(shè)備運(yùn)行情況，捕捉故障征兆，對(duì)故障發(fā)展趨勢(shì)做出判斷，提高設(shè)備使用效率。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]為實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)中高壓隔離開關(guān)的故障預(yù)測(cè)與診斷，本實(shí)用新型提供一種高壓隔離開關(guān)物理位置傳感裝置，它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)觸頭位置、速度、行程的在線監(jiān)測(cè)，有利于對(duì)開關(guān)設(shè)備健康水平進(jìn)行評(píng)估，實(shí)時(shí)了解設(shè)備運(yùn)行情況，捕捉故障征兆，對(duì)故障發(fā)展趨勢(shì)做出判斷，做出有針對(duì)性的檢修計(jì)劃，由計(jì)劃維修向狀態(tài)維修轉(zhuǎn)變，提高設(shè)備使用效率。該高壓隔離開關(guān)物理位置傳感裝置還可以與開關(guān)設(shè)備控制器相結(jié)合，根據(jù)線路實(shí)際情況，實(shí)現(xiàn)隔離開關(guān)觸頭的運(yùn)動(dòng)過程的可控性，這有利于提高隔離開關(guān)的機(jī)械、電氣壽命和可靠性。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]本實(shí)用新型是一種高壓隔離開關(guān)物理位置傳感裝置，它是由增量式光電編碼器、機(jī)箱以及電路板組成。其之間的關(guān)系是:電路板固定于機(jī)箱內(nèi)部，增量式光電編碼器固定于機(jī)箱外并通過導(dǎo)線與機(jī)箱上的接口連接。該增量式光電編碼器是瑞普安華高公司生產(chǎn)的型號(hào)為ZNT8022-G2500BZ-05L的編碼器，它具有分辨率高、精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于角位移測(cè)量中，有多種測(cè)量范圍可以選擇。增量式光電編碼器是一種通過光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換為脈沖或數(shù)字量的傳感器，增量式光電編碼器由光柵盤和光電檢測(cè)模塊組成，光柵盤是在一定直接的圓板上等分的開通若干個(gè)長(zhǎng)方形空，主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，光柵盤與主軸同速旋轉(zhuǎn)，經(jīng)發(fā)光二極管等電子元件組成的檢測(cè)模塊輸出若干脈沖信號(hào)；該機(jī)箱是外形滿足EIA規(guī)格的Iu機(jī)箱；該電路板是由測(cè)量模塊、通信模塊、電源電路、按鍵電路、EEPROM和實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片組成；彼此相互連接。
[0006]該測(cè)量模塊包括:增量式光電編碼器(11)、光電隔離電路(12)、差分放大電路
(13)、FPGA(H);彼此之間相互連接；增量式光電編碼器(11)用于獲取隔離開關(guān)主軸的角位移，輸出的脈沖信號(hào)經(jīng)過光電隔離電路(12)與差分放大電路(13)，輸入FPGA(H)，并由FPGA(14)依據(jù)主軸角位移與開關(guān)位移之間的確定的關(guān)系，對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行處理進(jìn)而得到開關(guān)的實(shí)際位移。
[0007]該通信模塊包括:MAX485芯片(21)、485接口(22)及其電路，彼此之間相互連接；它用于通過RS485協(xié)議實(shí)現(xiàn)FPGA (14)與上位機(jī)的通訊，將測(cè)量模塊得到的開關(guān)位置等信息傳遞給上位機(jī)，接收上位機(jī)發(fā)來的指令并進(jìn)行相應(yīng)的處理。
[0008]該電源電路將現(xiàn)場(chǎng)供給的電源通過直流電壓轉(zhuǎn)換器分成若干互相隔離的電源，分別為測(cè)量模塊、通信模塊、按鍵電路、EEPROM和實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片DS1302提供工作所需電源。
[0009]該按鍵電路由開關(guān)和LED組成；彼此之間相互連接；當(dāng)上位機(jī)要求發(fā)送具體某一路或者某幾路增量式光電編碼器(11)的信號(hào)時(shí)，可以通過開關(guān)進(jìn)行操作，同時(shí)由LED進(jìn)行顯不O
[0010]其中，測(cè)量過程中各個(gè)重要參數(shù)(如角度范圍)存儲(chǔ)在外部的EEPROM中，防止掉電后數(shù)據(jù)丟失。
[0011]其中，所述FPGA(H)與該實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片DS1302通信，讀取日期及設(shè)定時(shí)間。
[0012]其中，所述實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片DS1302配有外置電源，設(shè)備掉電后時(shí)鐘仍正常運(yùn)行，上電后無需重新設(shè)定時(shí)間日期。
[0013]位于機(jī)箱外部的增量式光電編碼器獲得隔離開關(guān)主軸的角位移，由于主軸角位移與開關(guān)位移之間存在著確定的關(guān)系，對(duì)主軸與開關(guān)觸頭之間機(jī)械位移關(guān)系的計(jì)算與標(biāo)定，可以得到主軸角位移與開關(guān)位移之間的函數(shù)關(guān)系，即通過測(cè)量主軸的角位移，并利用他們之間的函數(shù)關(guān)系來間接測(cè)量開關(guān)的實(shí)際位移。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:可以實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)觸頭位置、速度、行程的在線監(jiān)測(cè)，有利于對(duì)開關(guān)設(shè)備健康水平進(jìn)行評(píng)估，實(shí)時(shí)了解設(shè)備運(yùn)行情況，捕捉故障征兆，對(duì)故障發(fā)展趨勢(shì)做出判斷，做出有針對(duì)性的檢修計(jì)劃，由計(jì)劃維修向狀態(tài)維修轉(zhuǎn)變，提高設(shè)備使用效率。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的正視圖。
[0016]圖2為本實(shí)用新型的背視圖。
[0017]圖3為本實(shí)用新型的內(nèi)部圖。
[0018]圖4為增量式光電編碼器的立體圖。
[0019]圖5為本發(fā)明的電路工作原理圖。
[0020]圖中符號(hào)說明如下:
[0021]I指示燈；2開關(guān)；3增量式光電編碼器接口 ；4電路板。
[0022]11、增量式光電編碼器；12、光電隔離電路；13、差分放大電路；
[0023]14、FPGA ;21、MAX485 芯片;22、485 接口。
【具體實(shí)施方式】
[0024]見圖1一圖5，本實(shí)用新型是一種高壓隔離開關(guān)物理位置傳感裝置，它是由增量式光電編碼器11、機(jī)箱以及電路板組成。其之間的關(guān)系是:電路板固定于機(jī)箱內(nèi)部，增量式光電編碼器11固定于機(jī)箱外并通過導(dǎo)線與機(jī)箱上的接口連接。該增量式光電編碼器