本發(fā)明涉及供電或配電用的開關(guān)裝置，尤其是涉及一種高壓隔離開關(guān)操作箱主軸扭矩標(biāo)定傳感器及標(biāo)定方法。

背景技術(shù)：

高壓隔離開關(guān)是變電站用量最多的設(shè)備之一，它的故障率也高居榜首。主要是因?yàn)閼敉飧綦x開關(guān)傳動環(huán)節(jié)直接暴露在大氣中經(jīng)受著日曬雨淋，平時操作頻率較低，軸銷、軸承等傳動部位缺少潤滑和相對運(yùn)動，因此其操作卡澀的情況較多。目前，高壓隔離開關(guān)的狀態(tài)檢測手段主要依賴紅外、接觸電阻、超聲進(jìn)行，惟獨(dú)機(jī)械故障還沒有一個有效監(jiān)測手段。隔離開關(guān)的機(jī)械故障不能早診斷、早處理，往往處于“不壞不知，不壞不修、壞了已晚”的被動局面，導(dǎo)致因隔離開關(guān)機(jī)械卡澀故障造成“非?！钡氖鹿暑l發(fā)。

由于現(xiàn)有的扭矩傳感器安裝在戶外隔離開關(guān)傳動環(huán)節(jié)直接暴露在大氣中經(jīng)受著日曬雨淋，很容易損壞，所以采用壓電片獲取主軸電信號，再將其轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)矩值的方式測量，但是在進(jìn)行轉(zhuǎn)矩現(xiàn)場測量時，每個高壓隔離開關(guān)的電動機(jī)構(gòu)主軸均不相同，因此需要現(xiàn)場進(jìn)行標(biāo)定。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種適用于現(xiàn)場、客觀準(zhǔn)確的高壓隔離開關(guān)操作箱主軸扭矩標(biāo)定傳感器及標(biāo)定方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種高壓隔離開關(guān)操作箱主軸扭矩標(biāo)定傳感器，用以現(xiàn)場標(biāo)定對設(shè)置在高壓隔離開關(guān)操作箱主軸上的扭矩傳感器，所述的扭矩傳感器包括由4片粘貼在主軸上的壓電片組成的全橋測量電路、電源、放大器和ad轉(zhuǎn)換器，該標(biāo)定傳感器包括依次連接的夾持組件、搖臂和手柄，所述的搖臂和手柄之間設(shè)有一標(biāo)準(zhǔn)扭矩傳感器，所述的夾持組件抱緊主軸，所述的標(biāo)準(zhǔn)扭矩傳感器和扭矩傳感器均與外置的檢測儀連接。

所述的夾持組件包括通過旋鈕相互抱合的第一夾塊和第二夾塊，所述的第一夾塊和第二夾塊抱緊主軸，并且通過止緊螺栓防滑。

所述的第一夾塊和第二夾塊均為u形。

一種高壓隔離開關(guān)操作箱主軸扭矩標(biāo)定傳感器的標(biāo)定方法，包括以下步驟：

1)標(biāo)定前的準(zhǔn)備：

11)現(xiàn)場轉(zhuǎn)動高壓隔離開關(guān)操作箱的分合閘搖把進(jìn)行隔離開關(guān)的分合閘動作，選定在分合閘過程中操作力最小的位置進(jìn)行標(biāo)定；

12)將標(biāo)定傳感器夾在主軸傳感器的上方50mm處；

13)將扭矩傳感器和標(biāo)定傳感器的信號線分別與檢測儀連接；

2)現(xiàn)場標(biāo)定：

21)固定標(biāo)定傳感器手柄，用以阻止主軸轉(zhuǎn)動；

22)操作分合閘搖把進(jìn)行分合閘動作，使標(biāo)定傳感器的扭矩讀數(shù)≥10n.m。

23)定標(biāo)計(jì)算，讀取標(biāo)定傳感器和扭矩傳感器的輸出值m0和m，獲得定標(biāo)參數(shù)a；

24)在獲取獲得定標(biāo)參數(shù)a后，根據(jù)現(xiàn)場扭矩傳感器的度數(shù)乘以定標(biāo)參數(shù)a即得實(shí)際的主軸扭矩。

所述的步驟23)中，定標(biāo)參數(shù)a的計(jì)算式為：

a＝m0/m。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

目前國內(nèi)外對高壓隔離開關(guān)機(jī)械故障沒有一個有效監(jiān)測手段，只能依賴產(chǎn)品既有質(zhì)量和防腐性能和現(xiàn)場工作人員主觀經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)能力，不能及時準(zhǔn)確判斷潛在的機(jī)械故障，往往在使用時卻因機(jī)械故障而操作失敗，嚴(yán)重影響供電可靠性及電網(wǎng)安全運(yùn)行。該裝置實(shí)現(xiàn)對隔離開關(guān)機(jī)械性能進(jìn)行自動監(jiān)測，只要有分合閘操作，就有數(shù)據(jù)反饋，能夠客觀、準(zhǔn)確、及時對隔離開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行掌控，通過專家診斷系統(tǒng)能極早發(fā)現(xiàn)故障隱患。不僅提高了隔離開關(guān)的狀態(tài)檢修水平，也提高了電網(wǎng)安全運(yùn)行水平。

附圖說明

圖1為現(xiàn)場轉(zhuǎn)矩測量原理示意圖。

圖2為標(biāo)定傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為第一夾塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為第二夾塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

實(shí)施例

針對目前對高壓隔離開關(guān)機(jī)械性能沒有自動檢測設(shè)備的現(xiàn)狀，通過研制專用的扭矩、角度等傳感器，對隔離開關(guān)負(fù)載扭矩這一重要參數(shù)進(jìn)行測量，自動繪制出扭矩與主軸轉(zhuǎn)動角度關(guān)系曲線，并自動分析出該臺設(shè)備曲線與歷史曲線的差異，從而為狀態(tài)檢修提供科學(xué)依據(jù)，也可作為設(shè)備日常運(yùn)行狀態(tài)評價依據(jù)。

由于該自動檢測裝置用于已安裝調(diào)試具備運(yùn)行條件或已運(yùn)行的設(shè)備，因此主軸扭矩的測量不得斷開原有軸系，現(xiàn)采取的方案是在輸出軸上粘貼應(yīng)變片，應(yīng)變片的電阻值會隨主軸扭矩的變化而變化，通過電路將電阻變化值轉(zhuǎn)換成電壓信號輸入電腦進(jìn)行處理。不過此時電腦只能顯示變化的電壓值，需要直接顯示扭矩值，還得輸入電流與扭矩的比例系數(shù)，即1毫伏代表扭矩是幾牛米。該比例系數(shù)的確定就需要有一個標(biāo)準(zhǔn)扭矩傳感器在現(xiàn)場進(jìn)行試驗(yàn)。本項(xiàng)目首先要研究一種主軸扭矩標(biāo)定傳感器及現(xiàn)場標(biāo)定方法，并且在現(xiàn)場要簡單易行。

該項(xiàng)目需要測量的是電動機(jī)構(gòu)主軸輸出扭矩，如前所述，應(yīng)變片用專用膠粘貼在主軸上，當(dāng)主軸驅(qū)動負(fù)載轉(zhuǎn)動時，負(fù)載阻力使主軸發(fā)生微量彈性變形，應(yīng)變片上電阻絲的電阻值隨著它所受的機(jī)械變形的大小而發(fā)生相應(yīng)的變化。因此，檢測電阻的變化值就能方面測量施加在主軸上的扭矩，即扭矩傳感器需要在現(xiàn)場制作，如圖1所示?，F(xiàn)場制作的扭矩傳感器首先需要標(biāo)定才能反映真正的扭矩值。

1)標(biāo)定方法

標(biāo)定前的準(zhǔn)備

a.用原配搖把手搖進(jìn)行隔離開關(guān)的進(jìn)行分合閘，在分閘或合閘過程中手感操作力最小的位置停下，在此位置進(jìn)行標(biāo)定；

b.將標(biāo)定傳感器夾在主軸傳感器的上方約50mm處；

c.將主軸扭矩傳感器和標(biāo)定傳感器信號線分別插入檢測裝置相應(yīng)的插孔，再將檢測裝置打開處于工作狀態(tài)，并整機(jī)清零。

開始標(biāo)定

a.一人用手抓住標(biāo)定傳感器手柄，企圖阻止主軸轉(zhuǎn)動；

b.另一人手搖電動機(jī)構(gòu)進(jìn)行分閘或合閘，使標(biāo)定傳感器的扭矩讀數(shù)≥10n.m。

c.計(jì)算

這時標(biāo)定扭矩傳感器和被標(biāo)定傳感器會分別輸出m0和m，將m0/m得系數(shù)a，則測量值乘以系數(shù)a就是我們需要的主軸扭矩值。在實(shí)際上儀器自動鎖定最大值，自動計(jì)算系數(shù)并保存。

2)標(biāo)定傳感器

圖2是扭矩標(biāo)定傳感器的結(jié)構(gòu)圖，它由扭矩傳感器、搖臂、手柄、夾塊、信號插座等組成。搖臂一端與夾塊連接，傳感器串接于搖臂與手柄之間。當(dāng)手握手柄保持靜止夾塊隨軸轉(zhuǎn)動時，在傳感器兩端就產(chǎn)生扭矩信號，此信號通過插座、電纜輸入檢測裝置。

所有材料均選用高強(qiáng)鋁合金，目的是降低重量使標(biāo)定不產(chǎn)生附加扭矩，又能保證強(qiáng)度。止緊螺栓是防止夾塊打滑，影響標(biāo)定的準(zhǔn)確性。

傳感器選用高精度、超小型扭力傳感器，其目的也是為了減小整體體積與重量，確保標(biāo)定精度。

夾塊設(shè)計(jì)如圖3和圖4所示，夾塊均設(shè)計(jì)成“u”字形，目的可夾持不同直徑的主軸，滿足檢測主軸可以測量10-50kv隔離開關(guān)的整體要求。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種高壓隔離開關(guān)操作箱主軸扭矩標(biāo)定傳感器及標(biāo)定方法，用以現(xiàn)場標(biāo)定對設(shè)置在高壓隔離開關(guān)操作箱主軸上的扭矩傳感器，所述的扭矩傳感器包括由4片粘貼在主軸上的壓電片組成的全橋測量電路、電源、放大器和AD轉(zhuǎn)換器，該標(biāo)定傳感器包括依次連接的夾持組件、搖臂和手柄，所述的搖臂和手柄之間設(shè)有一標(biāo)準(zhǔn)扭矩傳感器，所述的夾持組件抱緊主軸，所述的標(biāo)準(zhǔn)扭矩傳感器和扭矩傳感器均與外置的檢測儀連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有適用于現(xiàn)場、客觀準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：徐楠;李洋;王棟;王威;王大方;黃震宇;劉君華;李寧;周錄波;陸云;錢經(jīng);吳佳懿;雷興;顧立堃;冒友建;王曉娟;張建
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國網(wǎng)上海市電力公司;江蘇省如高高壓電器有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.16
技術(shù)公布日：2017.09.15