一种发电车零停电感知自动化接入装置的制作方法

1.本实用新型涉及电网维修领域，尤其是涉及一种发电车零停电感知自动化接入装置。


背景技术：

2.在日常生活中，人们的用电大部分都是由电网输送到各个配电站中然后分配到每家每户。因为各种各样的原因，需要对电网输入用户的部分进行定期的维修和检查，同时对于出现故障情况的修复。在传统的修复过程中，通常使用老式发电车接入设备或者双切闸刀式发电车接入设备来接入发电车替代电网电源，以保证相关人员检修电网的安全性。但是老式发电车接入设备接入时间长，过程中会有近一小时的停电时间，同时存在放点风险；而双切闸刀式发电车接入设备需要提前配置大量的双切闸刀间隔，缺少绝缘隔离，用户也会感受到停电的影响。因此需要开发零停电感知的接入设备，使用户在电网检修时依然可以使用电器，且维修安全性更高。
3.在中国专利文献中公开的一种“一种基于移动式发电车的低压台区不停电切换系统及方法”，其公开号为cn111162605a，公开日期为2020-05-15，包括市电网、负载、低压配电箱jp1、电源切换装置和用于提供备用电能的发电车g1，所述的低压配电箱jp1的1号电源输入端与市电网电性连接，所述的电源切换装置的1号电源输入端与市电网电性连接，所述的电源切换装置的2号电源输入端与发电车g1电性连接，所述的低压配电箱jp1的2号电源输入端与源切换装置的电源输出端电性连接，所述的低压配电箱jp1的电源输出端与负载电性连接。可以实现用户负载的不停电平滑过渡。但是在与配电箱连接的过程中仍然需要人工操作，无法杜绝人工接触过程中触电等事故的发生。


技术实现要素：

4.本实用新型是为了克服现有技术中仍然需要人工连接接入装置和配电箱，导致存在人工操作等原因造成事故的问题，提供了一种发电车零停电感知自动化接入装置，采用自动化装置，能够在预设的条件下自动连接发电车的不停电切换装置和配电箱，杜绝人工的直接接触，避免事故发生。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
6.一种发电车零停电感知自动化接入装置，包括：操作模块，用于发电车零停电感知自动化接入的过程控制和监视；供电模块，用于代替市电电源为用户供电，并为发电车供电；切换模块，用于控制市电电源和供电模块的零感知切换；连接模块，用于连接切换模块和配电箱组成电源切换电路；所述连接模块包括伸缩转动的机械臂，所述机械臂内部设置有导线；所述导线的一端连接切换模块，另一端连接机械臂末端电连接夹具。
7.供电模块是发电车上的发电电源，切换模块是零停电感知接入装置能够实现零停电感知切换的重要部分，能够根据操作模块的控制，操作用户负载与电网电源和发电车电源之间连接的切换。操作模块和连接模块是实现自动化接入的主要装置，将发电车停在目
标配电箱附近后，操作模块可以控制连接模块中的机械臂的伸缩和旋转，利用机械臂打开配电箱，并利用机械臂内设置的导线连接配电箱和切换模块，实现整个接入装置回路的连通。
8.作为优选，所述操作模块包括控制中心，所述控制中心连接有显示屏；所述控制中心分别连接供电模块、切换模块和连接模块。
9.本实用新型中，操作模块可以是发电车上的一部分舱室，控制中心对整个发电车的零停电感知自动化接入全程进行操控，显示屏可以显示实时图像，也可以显示运行过程中的各项参数和整体流程图。此外，控制中心还可以设置为操作台，切换成人工在操作台前进行配电箱和切换模块的连接。
10.作为优选，所述切换模块包括第一电压输入端d，所述第一电压输入端d分别连接电网电压输入端a和第一开关k2的一端，所述第一开关k2的另一端连接母线电压输出端c，所述母线电压输出端c分别连接母线电压输入端b和第二开关k3的一端，所述第二开关k3的另一端连接第二电压输入端e，所述第二电压输入端e连接供电模块电源，所述第一开关k2的控制端和所述第二开关k3的控制端同时连接控制芯片，所述控制芯片与所述操作模块相连。
11.本实用新型中，电网电压输入端a和母线电压输入端b位于配电箱中，电网电压输入端a和母线电压输入端b之间连接有空气开关k1，用于控制配电箱中电路的开断。切入模块中，当开关k2闭合，开关k3打开时，电网电源仍然可以为用户负载供电；当开关k2打开，开关k3闭合时，转换成发电车为用户负载供电；在这个过程中，通过同时闭合开关k2和开关k3使得电网电源和发电车电源在一段时间内能同时为用户负载供电来达成零停电感知接入。
12.作为优选，所述连接模块包括：第一机械臂，用于连接切换模块的第一电压输入端d和配电箱中的电网电压输入端a；第二机械臂，用于连接切换模块的母线电压输出端c和配电箱中的母线电压输入端b。
13.作为优选，所述连接模块还包括第三机械臂，所述第三机械臂末端设置有功能转换装置，用于配电箱的开启关闭、发电车和配电箱的维修处理。
14.本实用新型设置机械臂作为连接配电箱和切换模块以及发电车之间的媒介，根据机械臂可以伸缩和转动的特性，可以将车停在检修目标的一定范围内，远距离操控机械臂进行发电车电源的零停电感知接入，保证维修人员的安全性也能保证接入操作的准确性。此外设置第三机械臂进行多功能的设计，既可以作为第一机械臂和第二机械臂的备用，也可以作为具有维修检测功能的设备，实现全过程的机械自动化操作。
15.作为优选，所述第一机械臂的末端设置有电连接夹具，所述电连接夹具包括一个空心柱体，所述柱体的两侧分别固定连接有左滑动槽和右滑动槽，所述左滑动槽上设置有左滑动块，所述左滑动块与左传动杆的一端铰接，所述左传动杆的另一端与左夹臂铰接；所述右滑动槽的结构和连接方式与所述左滑动槽相同；所述柱体内部设置有导电块；所述导电块大径端直径与所述空心柱体内直径相同，用于连接配电箱中的电网电压输入端a，所述导电块小径端直径小于空心柱体内直径，通过导线与第一电压输入端d连接；所述第二机械臂的末端设置与所述第一机械臂相同。
16.本实用新型设计的机械臂末端电连接夹具，参考传统连接方式中人工连接工具的结构，采用预设自动模式和人工操控两种方式控制电连接夹具的连接工作。使用左右两个
夹臂控制待连接对象的范围，然后滑动电连接夹具的柱体使导电块靠近待连接对象，直到左右两个夹臂和导电块一起固定住待连接对象，本实用新型使用的夹臂是绝缘的，空心柱体的外层也是绝缘的。
17.作为优选，所述机械臂末端设置有摄像头、测距定位仪和力传感器，所述操作模块通过所述机械臂内部设置的电线分别连接摄像头、测距定位仪和力传感器。
18.本实用新型中，摄像头用于拍摄机械臂前方和周围的实景图像，便于识别操作的对象，同时记录整个连接接入过程；测距定位仪用于测定机械臂末端和配电箱的实时距离，防止接入过程中机械臂末端和配电箱的碰撞造成损坏，同时可以定位配电箱和切换模块之间的相对位置，方便连接节省时间；力传感器用于测定夹住待连接对象时的力的大小，避免施力过大造成连接电路的损坏和故障。
19.作为优选，所述发电车零停电感知自动化接入装置包括车厢，所述车厢内依次设置有操作模块、供电模块和切换模块，所述连接模块设置在车厢上方。整个零停电感知自动化接入装置集成在发电车车厢上，可以方便地开动发电车自由移动到需要检修的电网附近。
20.本实用新型具有以下有益效果：设置操作模块，采用自动化装置，能够在预设的条件下自动连接发电车的不停电切换装置和配电箱，杜绝人工的直接接触，避免事故发生；设置有机械臂进行连接和维修工作，并设置了图像和参数采集装置，能够实时反映接入前后的状态，及时处理可能发生的故障和事故。
附图说明
21.图1是本实用新型的发电车车厢结构图；
22.图2是本实用新型零停电感知接入的原理图；
23.图3是本实用新型机械臂末端电连接夹具的结构图；
24.图4是本实用新型电连接夹具的连接示意图；
25.图5是本实用新型机械臂的伸缩示意图；
26.图中：1、操作模块；2、供电模块；3、切换模块；4、连接模块；11、控制中心；12、图像显示屏；13、动态参数显示屏；21、发电机组；31、零停电感知接入装置；41、第一机械臂；42、第二机械臂；43、第三机械臂；50、空心圆柱体；51、导电块；61、摄像头；62、测距定位仪；63、左滑动槽；64、右滑动槽；71、左滑动块；72、左传动杆；73、左夹臂；74、右滑动块；75、右传动杆；76、右夹臂；8、待连接对象；901、套臂；902、滑动臂；903、限位板。
具体实施方式
27.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。
28.如图1所示，一种发电车零停电感知自动化接入装置，包括：操作模块1，用于发电车零停电感知自动化接入的过程控制和监视；供电模块2，用发电机代替市电电源为用户供电，并为发电车供电；切换模块3，用于控制市电电源和供电模块的零感知切换；连接模块4，用于连接切换模块和配电箱组成电源切换电路；连接模块4包括伸缩转动的机械臂，机械臂内部设置有导线；导线的一端连接切换模块3，另一端连接机械臂末端电连接夹具。
29.如图5所示是机械臂的伸缩方式示意图，滑动臂902设置在套臂901内，滑动臂902
可以沿着套臂901径向滑动，限位板903用于限制滑动臂902的位置，初始时滑动臂902完全在套臂901内，此时机械臂最短；随着滑动臂902不断向外滑动，机械臂逐渐变长。滑动臂902的最大滑动距离是自身臂长的三分之二，即滑动臂902最多有三分之二的长度露在套臂901外。
30.操作模块1包括控制中心11，控制中心11连接有图像显示屏12和动态参数显示屏13；控制中心11分别连接供电模块2、切换模块3和连接模块4。
31.如图2所示，切换模块3包括第一电压输入端d，第一电压输入端d分别连接电网电压输入端a和第一开关k2的一端，第一开关k2的另一端连接母线电压输出端c，母线电压输出端c分别连接母线电压输入端b和第二开关k3的一端，第二开关k3的另一端连接第二电压输入端e，第二电压输入端e连接供电模块电源，第一开关k2的控制端和第二开关k3的控制端同时连接控制芯片，控制芯片与操作模块相连。此外在配电箱部分，电网电源通过电网电压输入端a与空气开关k1的一端相连，空气开关k1的另一端连接母线。
32.连接模块4包括：第一机械臂41，用于连接切换模块的第一电压输入端d和配电箱中的电网电压输入端a；第二机械臂42，用于连接切换模块的母线电压输出端c和配电箱中的母线电压输入端b。连接模块4还包括第三机械臂43，第三机械臂43末端设置有功能转换装置，用于配电箱的开启关闭、发电车和配电箱的维修处理。
33.如图3所示，第一机械臂41的末端设置有电连接夹具，电连接夹具包括一个空心圆柱体50，空心圆柱体50的两侧分别固定连接有左滑动槽63和右滑动槽64，左滑动槽63上设置有左滑动块71，左滑动块71与左传动杆72的一端铰接，左传动杆72的另一端与左夹臂73铰接；右滑动槽64上设置有右滑动块74，右滑动块74与右传动杆75的一端铰接，右传动杆75的另一端与右夹臂76铰接；空心圆柱体50内部设置有导电块51；导电块51大径端直径与空心圆柱体50内直径相同，用于连接配电箱中的电网电压输入端a，导电块51小径端直径小于空心圆柱体50内直径，通过导线与第一电压输入端d连接；第二机械臂的末端设置与第一机械臂相同。
34.机械臂末端设置有摄像头61、测距定位仪62和力传感器，操作模块通过机械臂内部设置的电线分别连接摄像头61、测距定位仪62和力传感器。
35.发电车零停电感知自动化接入装置包括车厢，车厢内依次设置有操作模块1、供电模块2和切换模块3，连接模块4设置在车厢上方。整个零停电感知自动化接入装置集成在发电车车厢上，可以方便地开动发电车自由移动到需要检修的电网附近。
36.本实用新型中，供电模块是发电车上的发电电源，切换模块是零停电感知接入装置能够实现零停电感知切换的重要部分，能够根据操作模块的控制，操作用户负载与电网电源和发电车电源之间连接的切换。操作模块和连接模块是实现自动化接入的主要装置，将发电车停在目标配电箱附近后，操作模块可以控制连接模块中的机械臂的伸缩和旋转，利用机械臂打开配电箱，并利用机械臂内设置的导线连接配电箱和切换模块，实现整个接入装置回路的连通。
37.本实用新型中，操作模块可以是发电车上的一部分舱室，控制中心对整个发电车的零停电感知自动化接入全程进行操控，显示屏可以显示实时图像，也可以显示运行过程中的各项参数和整体流程图。此外，控制中心还可以设置为操作台，切换成人工在操作台前进行配电箱和切换模块的连接。
38.本实用新型中，电网电压输入端a和母线电压输入端b位于配电箱中，电网电压输入端a和母线电压输入端b之间连接有空气开关k1，用于控制配电箱中电路的开断。切入模块中，当开关k2闭合，开关k3打开时，电网电源仍然可以为用户负载供电；当开关k2打开，开关k3闭合时，转换成发电车为用户负载供电；在这个过程中，通过同时闭合开关k2和开关k3使得电网电源和发电车电源在一段时间内能同时为用户负载供电来达成零停电感知接入。
39.本实用新型设置机械臂作为连接配电箱和切换模块以及发电车之间的媒介，根据机械臂可以伸缩和转动的特性，可以将车停在检修目标的一定范围内，远距离操控机械臂进行发电车电源的零停电感知接入，保证维修人员的安全性也能保证接入操作的准确性。此外设置第三机械臂进行多功能的设计，既可以作为第一机械臂和第二机械臂的备用，也可以作为具有维修检测功能的设备，实现全过程的机械自动化操作。
40.本实用新型设计的机械臂末端电连接夹具，参考传统连接方式中人工连接工具的结构，采用预设自动模式和人工操控两种方式控制电连接夹具的连接工作。使用左右两个夹臂控制待连接对象的范围，然后滑动电连接夹具的柱体使导电块靠近待连接对象，直到左右两个夹臂和导电块一起固定住待连接对象，本实用新型使用的夹臂是绝缘的，空心柱体的外层也是绝缘的。
41.本实用新型中，摄像头用于拍摄机械臂前方和周围的实景图像，便于识别操作的对象，同时记录整个连接接入过程；测距定位仪用于测定机械臂末端和配电箱的实时距离，防止接入过程中机械臂末端和配电箱的碰撞造成损坏，同时可以定位配电箱和切换模块之间的相对位置，方便连接节省时间；力传感器用于测定夹住待连接对象时的力的大小，避免施力过大造成连接电路的损坏和故障。
42.对于发电车零停电感知接入的步骤如下：
43.s1、确定待检修的配电箱，并打开配电箱；
44.s2、在开关k2和开关k3断开的情况下，连接第一电压输入端d和电网电压输入端a，连接母线电压输出端c和母线电压输入端b；
45.s3、闭合开关k2，使电网电压通过切换模块连接母线，然后断开空气开关k1；
46.s4、闭合开关k3，使电网电压和发电车电源同时通过切换模块连接母线，然后断开开关k2。
47.整个过程使得用户负载供电可以由电网电压平滑稳定地过渡到发电机供电，同时断开并隔离配电箱，使得检修可以在不通电的情况下安全进行，并且不影响用户的用电。
48.在检修完成后，将电网电压重新接入的步骤如下：
49.s5、在开关k3闭合的情况下闭合开关k2，是电网电压和发电车电源同时通过切换模块连接母线；
50.s6、断开开关k3，使得用户负载由电网电压通过切换模块进行供电；
51.s7、闭合空气开关k1，使得电网电压可以同时通过空气开关和切换模块完成供电；
52.s8、断开开关k2，完成电网电压的重新接入。
53.如图4所示，是本实施例中机械臂末端的电连接夹具与配电箱中的电网电压输入线或用户负载侧母线的连接过程示意图，其中待连接对象8是指电网电压输入线和用户负载侧母线。
54.第一步，电连接夹具中，左滑动块71和右滑动块74分别沿着左滑动槽63和有滑动
槽64向导电块51的大径端滑动，带动左右两个传动杆和夹臂的移动；与此同时，左传动杆72绕着左滑动块71朝远离空心圆柱体50方向转动，右传动杆75绕着右滑动块74朝远离空心圆柱体50方向转动，从而使得左夹臂73和右夹臂76闭合处分离。
55.第二步，将左夹臂73和右夹臂76分离处的开口对准电网电压输入线或者用户负载侧母线，使整个电连接夹具继续前探，将待连接对象8处在两个夹臂的包围范围内，同时控制左右两个传动杆朝靠近空心圆柱体50方向转动，带动左夹臂73和右夹臂76闭合，使得待连接对象8被左右两个夹臂和导电块51的大径端面包围。
56.第三步，在左右两个夹臂重新闭合后，控制整个空心圆柱体50沿着柱体两侧的滑动槽带动导电块51向待连接对象8处移动，利用左右两个夹臂和导电块51大径端面夹紧待连接对象8，使得整个电路连通。
57.整个过程中，电连接夹具的空心圆柱体50外侧还连接有摄像头61和测距定位仪62，摄像头61拍摄电连接夹具前方和周围的实时图像，测距定位仪62测定配电箱或待检修对象的距离和位置，并将获取的数据通过机械臂内设置的电线传回操作模块显示在显示屏上。同时还在夹臂上设置有力传感器，检测待连接对象8被夹紧时收到的力的大小，避免接入过程中施力过大造成的线路损坏等故障。
58.在本实施例中，第一机械臂41和第二机械臂42用于连接切换模块3和配电箱，机械臂内部的导线一端与切换模块连接，另一端连接机械臂末端电连接夹具内的导电块51，通过导电块51与配电箱的连接达成回路连通的目的。第三机械臂43的末端设置多功能转换装置，可以对末端的部件进行自动更换，实现多种功能的应用，比如作为第一机械臂41和第二机械臂42的备用连接配电箱和切换模块；还可以设置操作手，完成对配电箱的开启关闭以及检测维修操作，代替原有的人工操作部分。
59.在接入的过程中，发电车开到需要检修的配电箱附近，维修人员在车厢的操作室内负责控制模块1的工作，控制中心11连接着图像显示屏12和动态参数显示屏13，可以在图像显示屏12中查看摄像头61拍摄的实时图像，人工检验自动接入装置的识别是否正确。同时在动态参数显示屏13中可以显示接入过程中的各项参数，判断接入的状态。显示屏可以是触摸式的显示屏，可以点击显示屏内任意一部分获取该部分所展示内容的进一步详细数据，来对自动化接入操作进行详细判断。控制中心11还分别连接三个机械臂，控制机械臂的伸缩转动以及机械臂末端电连接夹具和其他功能装置的工作。
60.对于控制中心11，可以设置成为操作台，设计有控制整个接入过程操作的按键和信息输入区，对于特殊的配电箱或者有额外要求的检修工作进行人工的非接触式操作。在控制模块1处操作人员可以根据两块显示屏上反应的信息，在操作台上对机械臂进行人工操作。利用手柄或者摇杆控制机械臂的伸缩和转动，利用不同的按键实现机械臂末端不同功能装置的功能作用。
61.上述实施例是对本实用新型的详细说明和阐述，以便于理解，并不是对本实用新型的任何限制，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。