一种手车式开关柜触头插入深度测量装置的制作方法

本发明涉及手车式开关柜触头插入深度测量领域，具体涉及一种触头插入深度测量装置。

背景技术：

户内交流金属铠装移开式开关设备在电力系统35kv、10kv配电系统中得到广泛应用，起通断、控制和保护等作用。结构共分三个室，上层为仪表室，中间层为断路器室，下层为电缆室。其优点是：体积小、重量轻、结构紧凑。缺点是柜内动静触头啮合情况无法监测，断路器手车的动触头和柜体的静触头不同心、插入深度不够、接触面太少会造成接触电阻增大，随通流时间增加，温度升高，镀银层进一步氧化，轻则拉弧烧毁触头，重则引起开关柜爆炸事故。所以断路器手车静触头插入深度是保证开关柜安全运行的基础。

在对手车式开关柜触头插入深度检查过程中，传统做法是涂抹凡士林，检查静触头印记的方法，此方法可以看出动静触头接触了，但是接触深度具体数值难以准确判断。目前虽有使用传感器测量插入深度的方法，但测量结果不够精确。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供一种可精确测量触头插入深度的测量装置。

本发明的技术方案是：一种手车式开关柜触头插入深度测量装置，包括：动触头、静触头、第一接线夹子、第二接线夹子、电源、继电器、控制器、第一开关电路、第二开关电路、至少三个测距传感器、倾角传感器、第一信号处理电路、第二信号处理电路；第一信号处理电路的数量与测距传感器适配；

所述动触头通过第一接线夹子连接电源一端，静触头通过第二接线夹子串接继电器的线圈后连接电源另一端；

继电器的触头连接控制器输入端；控制器输出端通过第一开关电路连接每一测距传感器的控制端，每个测距传感器的信号输出端通过一第一信号处理电路连接控制器输入端；控制器的输出端还通过第二开关电路连接倾角传感器的控制端，倾角传感器的信号输出端通过第二信号处理电路连接控制器输入端；

测距传感器和倾角传感器安装在断路器面板上，且多个测距传感器未在一条直线上。

进一步地，还包括安装座；测距传感器和倾角传感器安装在安装座上，安装座还通过真空吸盘可拆卸地安装在断路器面板上。

进一步地，第一信号处理电路包括：放大器u1、稳压器u2、运放u3、连接器j1、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、滑动电阻rl1、滑动电阻rl2、电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、电容c5；所述放大器u1是ad623放大器，稳压器u2是tl432稳压器，运放u3是op07运放；

放大器u1的1引脚通过串联的电阻r1、滑动电阻rl1连接放大器u1的8引脚，电阻r1和滑动电阻rl1之间的节点连接滑动电阻rl1的滑动端；放大器u1的2引脚、4引脚接地；放大器u1的3引脚通过电阻r2接连接器j1的2引脚，连接器j1的1引脚接地；

放大器u1的7引脚连接供电电压，放大器u1的7引脚还通过电容c1接地，放大器u1的7引脚还连接电阻r3的一端，电阻r3的另一端连接电阻r4一端、稳压器u2的1引脚和稳压器u2的3引脚；电阻r4另一端连接放大器u1的5引脚和滑动电阻rl2的滑动端；稳压器u2的1引脚还连接电容c2一端，电容c2另一端通过滑动电阻rl2接放大器u1的5引脚；稳压器u2的2引脚还连接滑动电阻rl2的滑动端；

放大器u1的6引脚连接电阻r5一端，电阻r5另一端连接电阻r6一端、并通过电容c3接地，电阻r6一端连接运放u3的3引脚、并通过电容c4接地；运放u3的2引脚与6引脚连接，运放u3的6引脚为信号输出端；运放u3的7引脚连接供电电压、并通过电容c5接地；运放u3的4引脚接地。

进一步地，继电器的线圈还串联有指示灯。

进一步地，控制器还连接有触摸显示屏。

进一步地，控制器还连接有打印机。

进一步地，控制器还连接有无线通信模块。

进一步地，还包括箱体；

电源、继电器、控制器、第一开关电路、第二开关电路、第一信号处理电路、第二信号处理电路、无线通信模块设置在箱体内；

触摸显示屏和打印机设置在箱体的壳体上。

本发明提供的手车式开关柜触头插入深度测量装置，使用接线夹子将动静触头连接为主回路，当动静触头接通时，控制器接收信号控制测距传感器测量断路器面板和柜体面板之间的距离，当动触头全部插入时，控制器再次控制测距传感器测量断路器面板和柜体面板之间的距离，两次距离之差即为触头插入深度。本装置设置多个不在一条直线上的测距传感器，且测量距离的同时，测量断路器面板倾角，消除断路器面板运动过程中倾斜的影响，且取多个测量距离的平均值，减小测量误差，有效提高测量精度。另外，本装置还设置有第一信号处理电路对距离测量信号进行放大处理，避免信号失真，进一步提高测量精度。

附图说明

图1是本发明具体实施例原理示意图。

图2是本发明具体实施例安装座正面面结构示意图。

图3是本发明具体实施例安装座侧面面结构示意图。

图4是本发明具体实施例第一信号处理电路示意图。

图5是本发明具体实施例箱体结构示意图。

图中，1-控制器，2-第一开关电路，3-第一信号处理电路，4-测距传感器，5-第二开关电路，6-倾角传感器，7-第二信号处理电路，8-触摸显示屏，9-打印机，10-无线通信模块，11-安装座，12-真空吸盘，13-箱体，kt-继电器，l-指示灯，u1-放大器，u2-稳压器，u3-运放，j1-连接器，r1、r2、r3、r4、r5、r6-电阻，rl1、rl2-滑动电阻，c1、c2、c3、c4、c5-电容。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对本发明进行详细阐述，以下实施例是对本发明的解释，而本发明并不局限于以下实施方式。

如图1-5所示，本实施例提供的手车式开关柜触头插入深度测量装置，包括动触头、静触头、第一接线夹子、第二接线夹子、电源、继电器kt、控制器1、第一开关电路2、第二开关电路5、至少三个测距传感器4、倾角传感器6、第一信号处理电路3、第二信号处理电路7；第一信号处理电路3的数量与测距传感器4适配。

动触头通过第一接线夹子连接电源一端，静触头通过第二接线夹子串接继电器kt的线圈后连接电源另一端。动触头、静触头、继电器kt线圈和电源形成主回路，当动静触头接触时，该回路接通，继电器kt得电，其继电器kt触头闭合。需要说明的是，手车式开关柜有多组动静触头，各组成多组主回路，分别将闭合信号传输至控制器1，事先设置各组动静触头编号，便于控制器1记录各组动静触头插入深度。

继电器kt的触头连接控制器1输入端；控制器1输出端通过第一开关电路2连接每一测距传感器4的控制端，每个测距传感器4的信号输出端通过一第一信号处理电路3连接控制器1输入端；控制器1的输出端还通过第二开关电路5连接倾角传感器6的控制端，倾角传感器6的信号输出端通过第二信号处理电路7连接控制器1输入端。当动静触头接触时，继电器kt得电，其继电器kt触头闭合，控制器1获得信号，控制测距传感器4测量断路器面板和柜体前面板之间的距离，同时倾角传感器6测量断路器面板倾斜角度。

测距传感器4和倾角传感器6安装在断路器面板上，且多个测距传感器4未在一条直线上，以测量多点的距离，之后取平均值，尽量减少测量误差。

本实施例中还设置有安装座11，测距传感器4和倾角传感器6安装在安装座11上，安装座11背面设置有真空吸盘12，安装座11通过真空吸盘12可拆卸地安装在断路器面板上，拆卸安装方便。测量原理为：预先设定测距传感器4距安装座11正面面板上某定点的距离l，动静触头接触时，测距传感器4测得安装座11面板距离柜体前面板的距离为d，倾角传感器6测得安装座11面板倾斜角为a，则利用距离l、距离d和倾角a计算安装座11面板与柜体前面板平行时的距离h1，h1=d-l*sina；当动触头全部插入静触头内时，再次根据测量结果计算得此时安装座11面板与柜体前面板平行时的距离h2，两次距离h1和h2之间的差值即动触头插入深度。因为有多个测距传感器4，每个测距传感器4测得一个插入深度，最后取多个插入深度的平均值。该测量消除两次测量时，断路器面倾斜的影响，且测量多个点的距离，提高测量精度。

需要说明的是，测距传感器4可以是激光传感器、红外传感器等。

本实施例中，为提高测量精度，设置第一信号处理器电路如下。第一信号处理电路3包括：放大器u1、稳压器u2、运放u3、连接器j1、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、滑动电阻rl1、滑动电阻rl2、电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、电容c5；所述放大器u1是ad623放大器，稳压器u2是tl432稳压器，运放u3是op07运放。

放大器u1的1引脚通过串联的电阻r1、滑动电阻rl1连接放大器u1的8引脚，电阻r1和滑动电阻rl1之间的节点连接滑动电阻rl1的滑动端；放大器u1的2引脚、4引脚接地；放大器u1的3引脚通过电阻r2接连接器j1的2引脚，连接器j1的1引脚接地。

放大器u1的7引脚连接供电电压，放大器u1的7引脚还通过电容c1接地，放大器u1的7引脚还连接电阻r3的一端，电阻r3的另一端连接电阻r4一端、稳压器u2的1引脚和稳压器u2的3引脚；电阻r4另一端连接放大器u1的5引脚和滑动电阻rl2的滑动端；稳压器u2的1引脚还连接电容c2一端，电容c2另一端通过滑动电阻rl2接放大器u1的5引脚；稳压器u2的2引脚还连接滑动电阻rl2的滑动端。

放大器u1的6引脚连接电阻r5一端，电阻r5另一端连接电阻r6一端、并通过电容c3接地，电阻r6一端连接运放u3的3引脚、并通过电容c4接地；运放u3的2引脚与6引脚连接，运放u3的6引脚为信号输出端；运放u3的7引脚连接供电电压、并通过电容c5接地；运放u3的4引脚接地。

该电路中，放大器采用ad623放大器性能较佳，可满足测量精度要求。本电路采用二阶滤波器，放大器u1增益倍数由滑动电阻rl1动态调节，经该电路处理后，测距传感器4的弱输出信号可调理放大，避免控制器1采集信号失真，提高测量精度。

本实施例中，继电器kt的线圈还串联有指示灯l，当动静触头接触时，指示灯l点亮，便于测量人员观察。

本实施例还设置有箱体13，电源、继电器kt、控制器1、第一开关电路2、第二开关电路5、第一信号处理电路3、第二信号处理电路7设置在箱体13内。箱体13内还设置有与控制器1连接的无线通信模块10，控制器1将测量结果远程传输至后台，便于后续统计和记录。箱体13的壳体上还设置有触摸显示屏8和打印机9，触摸显示屏8可设置参数和手动控制传感器，打印机9可现场打印测量结果。本实施例的控制器1可以是单片机或plc。

以上公开的仅为本发明的优选实施方式，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的没有创造性的变化，以及在不脱离本发明原理前提下所作的若干改进和润饰，都应落在本发明的保护范围内。