激光式中置柜手车触头接触行程测试仪研究与应用

2015-03-05保定供电公司皮兆广

电子世界 2015年17期

关键词：激光

保定供电公司薛涛李静宋达皮兆广

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【摘要】手车触头接触行程是中置柜手车一项重要的技术参数，其数据是否合格直接决定中置柜的运行，目前没有一种智能化、有效的检测手段。为解决这个问题，根据中置柜手车的结构特点，采用智能模块，研发了激光式中置柜手车触头接触行程测试仪。该仪器由激光测距传感器、人机交换界面和测试系统组成，实现了数字化、小型化、便携化。该仪器的应用增加了中置柜手车触头接触行程状态检测手段，填补工作中无法测量触头接触行程的盲点，解决了中置柜手车触头接触行程没有预防数据和措施的现状。

【关键词】触头接触行程；激光；状态检测

引言

近年来中置柜被广泛应用于35kV、10kV电压等级电力设备，随着新建站设备投运，以及旧设备改造的逐步加快，中置柜已经成为电网运行设备中数量最多、维护工作量最大的一次设备。而其中由于手车触头接触行程不足引发的中置柜手车触头过热故障频繁发生。国家电网公司在《十八项电网重大反事故措施》12.3.3.1条要求手车开关每次推入柜内后，应保证手车到位和隔离插头接触良好。但由于没有专用测量工具和实用有效的测试方法, 并没能检测手车触头接触行程,文件的要求无法落实。目前只能通过手车触头接触过程中在静触头上留下的摩擦痕迹去判断，无法准确确定手车触头接触行程是否合格，缺少预防性的监控手段。

为了提供一种新型、方便、快捷、智能化检测工具，研发了激光式中置柜手车触头接触行程测试仪，本文主要从激光式中置柜手车触头接触行程测试仪测试原理、技术现状、仪器应用效果和推广前景几个方面对该成果进行阐述。

1 激光式中置柜手车触头接触行程测试原理

1.1 实现原理

该手车触头接触行程测试仪分为测距、传感模块；cpu处理模块；人机交换和显示模块三个部分，如图1。其中测距、传感模块由激光测距传感器实现，如图2。cpu处理模块、人机交换模块和显示模块镶嵌在轻质箱子内，如图3。通过cpu模块完成对激光测距传感器采集的数据进行计算，通过人机交换模块实现整个试验操作，通过液晶显示相对应的触头接触行程。

对手车开关结构分析发现动静触头接触行程是动静触头接触到手车开关运行位置的距离。因此只需完成对手车开关这段行程进行测量，来实现整个试验。

图1　系统框图

图2　激光测距传感器

图3　仪器本体

将手车动静触头接触瞬间作为起点位置进行标记，激活激光测距传感器开始测量，将手车摇至运行位置作为终点位置进行标记。从而记录手车触头接触行程，将这些数据通过CPU系统计算，通过液晶屏幕显示出来，来实现整个测量过程。

1.2 测量起点的标记

图4为仪器实施方式起点标记。

通过监测6只动触头与静触头之间“开始接触瞬间”时间做为动触头行程测量起始位置0点。为了测量准确性，将同时分别测量6只动触头的起始位置0点（分别标记为IAS、IBS、ICS、IaS、IbS、IcS），最终分别得到6只动触头的行程距离。从而更好的了解每只动触头行程的状况。

图4　起点位置标记图

图5　终点位置标记图

1.3 测量终点的标记

现场以手车手摇手柄摇至不能摇动为止，且此时手车工作位置灯点亮做为测量结束位置的标定（分别标记为IAE、IBE、ICE、IaE、IbE、IcE）。

1.4 测量结果的计算

计算每个触头的行程距离。

ILA=IAE-IAS；ILB=IBE-IBS；ILC=ICE-ICSILa=IaEIaS；ILb=IbE-IbS；ILc=IcE-IcS。

计算ILA、ILB、ILC、ILa、ILb、ILc值算出6个触头的接触行程。

1.5 仪器的实际测量

图6　接线示意图

图6是一个接线示意图，开始测试，摇动手车开关，当手车动静触头未接触时，液晶显示行程距离为0，动静触头状态为分，当动静触头接触时，整个回路导通，激光测距传感器开始工作，动静触头状态变为合，并开始记录当前行程距离，继续摇动手车至运行位置，当前行程距离停止变化，这时显示的就是手车触头接触行程的实际距离。

2 仪器技术现状

2.1 硬件部分技术现状

a.测试仪采用先进的dsPIC单片机系统作为主系统，快速准确给出触头接触行程测量值。

b.采用选用了激光测距传感器。此次选择的激光测距传感器，测量范围0.11-1.5米、测量精度0.1mm、数据接口可采用RS232、RS485、0-10V、4-20mA任一种。现采用4-20mA模拟量输出。

2.2 测量应用数据库

中置柜厂家在本型产品型式试验和出厂时均有相应触头接触行程参考值，而且此参考值均为试验和经验的真值，这些数据为本仪器的测量提供了数据基础。

由于不同厂家的数据有些不同，本仪器的母数据为同型号不同厂家数据对比产生的可靠数据后和行业标准进行核对，最终确定本仪器检测的参考数据。

3 仪器应用效果和推广前景

3.1 现场应用效果

该成果激光式中置柜手车触头接触行程测试仪能准确测量手车触头接触行程，及时发现设备存在的隐患，提高了设备运行的可靠性。通过多次对单台手车触头接触行程测量数值记录对比，结合单台手车开关的操作次数，以及负荷状况能够很好分析出手车开关的运行状态。是对手车开关触头运行状态的一个很好的分析工具，如图7所示。

图7　现场进行试验

激光式中置柜手车触头接触行程测试仪的研发，填补了河北电网中置柜手车状态诊断和检修维护的空白。自2013年2月以来，我单位开关专业应用激光式中置柜手车触头接触行程测试仪测试中置柜1200个间隔，发现手车触头接触行程不足的45个间隔，处理45个间隔手车触头，有效降低中置柜手车触头发热隐患。并减少36次

停电检修工作，有效提高了电网的稳定性。

3.2 制度方面逐步完善

依据激光式中置柜手车触头接触行程测试仪结果，编制了《中置柜手车触头接触行程测试标准》，在进行数据采集、记录、分析之后得出的触头接触行程的正常值、注意值、异常值后，按照状态检修管理中的规定安排相应的检测、检修。本测试标准就是以收集、整理的数据库为参考数据，按照测试结果制定下一轮的触头接触行程测试周期，从而规范触头接触行程测试的周期，从而将每期的测试数据作为状态检修中重要参考数据。并将检测结果输入省公司状态检修评价系统，完善了设备基础状态信息，为科学制定状态检修策略奠定基础。