專利名稱：：戶外高壓隔離開關(guān)觸指壓力測試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及電力工程的測試檢測裝置，具體來說是用于電力工程中戶外交流高壓隔離開關(guān)觸指壓力的測試設(shè)備。
背景技術(shù)：
：戶外高壓隔離開關(guān)是完全暴露在大氣環(huán)境中工作、受環(huán)境氣候條件影響最直接最嚴(yán)重的一次設(shè)備。高壓隔離開關(guān)的觸指和觸頭屬可動接觸，若因安裝質(zhì)量或提供觸指壓力的彈簧因銹蝕和流過電流發(fā)熱而退火等造成接觸不良，都會使接觸電阻增大而導(dǎo)致發(fā)熱。另外觸頭表面受到雨水、灰塵及有害氣體的侵襲，會產(chǎn)生一些氧化物的表面膜，這些表面膜幾乎為不導(dǎo)電的絕緣體，隔離開關(guān)只有在足夠大的壓力下分合，才能將表面膜壓碎起到自清掃作用。若隔離開關(guān)觸指壓力降低(戶外使用受日照、酸雨等作用，造成觸指壓彈簧的彈性減弱)，主回路接觸電阻就會增大，引起觸頭發(fā)熱更厲害，造成惡性循環(huán)，引發(fā)事故。高壓隔離開關(guān)觸頭的接觸壓力是影響其載流性能的重要參數(shù)，而目前還不能對其進(jìn)行有效的測量。目前都是用測量回路電阻的方法來判斷導(dǎo)電部分接觸的好壞，在產(chǎn)品技術(shù)條件中所給出的是包括接線端、導(dǎo)電管、觸頭等總的回路電阻，且有較大的裕度。有文章指出"實(shí)際試驗證明，2對觸指與4對觸指，其回路電阻僅差幾個微歐，均在產(chǎn)品說明書給定的合格范圍內(nèi)。同樣，若把觸指的接觸壓力由120N降到20N，其總回路電阻值基本沒有變化仍在合格范圍內(nèi)"。故隔離開關(guān)回路電阻值即使符合技術(shù)條件，也不能保證觸頭接觸良好。雖然變電站在按周期進(jìn)行遠(yuǎn)紅外測溫和回路電阻測量，但遠(yuǎn)紅外測溫受負(fù)荷電流影響較大(電流小，缺陷處發(fā)熱易被忽略)，測量接觸電阻必需要整條母線停電才能進(jìn)行，而觸指壓力測試可避免上述不利因素的影響。高壓隔離開關(guān)觸頭的接觸壓力及其分布是影響其載流性能的重要參數(shù)，而目前還不能對其進(jìn)行有效的測量。以往對隔離開關(guān)的觸指壓力檢測中，制造廠大都采用普通的彈簧秤進(jìn)行測量，電力運(yùn)行部門只能依靠檢修人員的經(jīng)驗，比如剪力式隔離開關(guān)數(shù)加力手柄搖動的圈數(shù)、插入式的用手捏合觸指來估計接觸壓力的大小進(jìn)行評估，顯然這樣的測試方法既不科學(xué)也不準(zhǔn)確。經(jīng)四川省科技情報檢索中心檢索1、國內(nèi)未見在高壓隔離開關(guān)的測試中采用了柔性薄膜式壓力傳感器的文獻(xiàn)報道。2、國內(nèi)未見在高壓隔離開關(guān)觸指壓力測試儀中，采用了超薄單點(diǎn)柔性傳感器,并采用鋼質(zhì)滑塊正向傳遞壓力，每對觸指獨(dú)立測量的文獻(xiàn)報道。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種有效可靠、簡便的符合國家電網(wǎng)生[2006]57號《交流高壓隔離開關(guān)和接地開關(guān)評價標(biāo)準(zhǔn)》4(4)條、《國家電網(wǎng)公司十八項電網(wǎng)重大反事故措施》11.12.2條和《四川省電力公司反事故措施實(shí)施細(xì)則》6.12.2條要求的戶外高壓隔離開關(guān)觸指壓力測試儀。本實(shí)用新型的目的通過以下技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)一種戶外高壓隔離開關(guān)觸指壓力測試儀，包括壓力傳感器，測量顯示器，壓力傳感器是柔性薄膜式壓力傳感器；還具有動觸頭模擬調(diào)節(jié)器用于傳遞壓力的兩個長方體形的滑塊分別滑動配合地設(shè)置在滑槽的貫穿上、下底面的通孔中，用作調(diào)節(jié)兩靜觸指寬度的兩個螺釘分別旋接在兩個滑塊的上、下底面的螺孔上，位于兩滑塊之間的兩塊限位擋板平行地架設(shè)在滑槽底面的下凹式矩形開口上、并經(jīng)兩個插銷分別固聯(lián)在兩個滑塊上，管狀柄體固定在滑槽的右側(cè)面上，傳感器薄膜置于兩塊限位檔板之間，并伸入管狀柄體內(nèi)，用作測試動觸頭插入位置的滑標(biāo)滑動地圈套在管狀柄體上，鎖定螺釘設(shè)置在滑標(biāo)上該傳感器的信號線從管狀柄體內(nèi)引出、外接至所述測量顯示器。動觸頭模擬調(diào)節(jié)器的動觸頭寬度由兩個銅螺母調(diào)節(jié)到被測開關(guān)實(shí)際動觸頭寬度值，柄桿上的動觸頭插入位置指示滑標(biāo)調(diào)節(jié)到被測開關(guān)動、靜觸頭實(shí)際合閘位置深度值，隔離開關(guān)任一對觸指壓力通過壓力傳動滑塊傳遞到柔性薄膜式壓力傳感器上，測量顯示器測量薄膜式壓力傳感器的電阻值來直接顯示壓力值。作為附件的游標(biāo)卡尺測量被測開關(guān)實(shí)際動觸頭寬度值和被測開關(guān)動、靜觸頭實(shí)際合閘位置深度值。柔性薄膜式壓力傳感器采用美國的型號為FlexiforceSensor的壓阻效應(yīng)型壓力傳感器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是1、本裝置由動觸頭模擬調(diào)節(jié)器(長度約20cm、重量約500克)和點(diǎn)測顯示器(尺寸為130X66X20mm的盒體)組成。具有體積小、重量輕、便于隨身攜帶、特別適用于現(xiàn)場高空作業(yè)時使用的特點(diǎn)。2、方便操作可采用腕帶將顯示器盒體固定在一只手臂上，另一只手單獨(dú)進(jìn)行操作，模擬高壓隔離開關(guān)的靜觸指寬度和動觸頭插入位置的實(shí)際合閘位置深度值，并通過游標(biāo)卡尺準(zhǔn)確測定該二值，并通過顯示器直觀顯示出開關(guān)觸指的接觸壓力。3、限位檔板一方面起滑塊定位作用，可阻止滑塊從滑槽中脫出；另一方面限位檔板(由水平底條和豎板組成)的底條在滑槽下凹式矩形開口上滑動而被定位，傳感器薄膜始終位于兩限位檔板之間，以確保壓力的正確傳遞。4、由于采用新型先進(jìn)的超薄Sensor柔性薄膜式壓力傳感器及動觸頭模擬調(diào)節(jié)器，柔性薄膜式壓力傳感器僅0.127mm厚(超薄)，壓力傳遞采用剛性材料滑塊，使各元件間為緊密結(jié)合，所以壓力傳遞過程各器件均無變形和預(yù)壓間隙，解決了其它方式觸指壓力測量中結(jié)構(gòu)器件發(fā)生變形引起的測量誤差，故測量精度高、誤差小，有效而方便地測試新安裝或檢修預(yù)試的高壓隔離開關(guān)觸指壓力。本測試儀結(jié)構(gòu)合理、測試數(shù)據(jù)可靠，體積小，重量輕，主要針對GW4、GW5、GW7、GW31、GW25、GW27、GW33、GW43、GW26等系列不同電壓等級和額定電流規(guī)格的高壓隔離開關(guān)，適合在變電站、制造廠使用。特別適用于現(xiàn)場高空作業(yè)時使用。對于試驗及操作中的高準(zhǔn)確度、高效率、高可靠性、高安全性具有重要意義。圖l是本新型的立體圖2是圖l所示動觸頭模擬調(diào)節(jié)器的零部件組裝示意圖(滑標(biāo)轉(zhuǎn)動180°);圖3圖4分別是圖2所示滑槽、滑塊、螺母、限位檔板的不同方位的組裝示意圖5是圖1所示滑槽被橫向(X方向)剖切一半后與滑塊、限位檔板的裝配示意圖6是圖2所示管節(jié)和柔性薄膜式壓力傳感器的另一方向的立體圖；圖7是本測試儀在使用時插入空氣隔離開關(guān)的示意圖；圖8是測量顯示器的測試電路圖。具體實(shí)施方式圖1示出，本測試儀主要由動觸頭模擬調(diào)節(jié)器和測量顯示器19組成。參見圖2，壓力傳感器是柔性波模式壓力傳感器17;參見圖3圖4，還具有動觸頭模擬調(diào)節(jié)器用于傳遞壓力的兩個長方體形的滑塊4、5分別滑動配合地設(shè)置在滑槽3的貫穿上、下底面的通孔中，用作調(diào)節(jié)兩靜觸指寬度的兩個螺釘l、2分別旋接在兩個滑塊4、5的上、下底面的螺孔上，位于兩滑塊之間的兩塊限位擋板6、7平行地架設(shè)在滑槽3底面的下凹式矩形開口上3a上、并經(jīng)兩個插銷8分別固定在兩個滑塊4、5(圖3示出，滑塊上有插銷孔5a、5b)上，管狀柄體12固定在滑槽3的右側(cè)面上，傳感器17薄膜置于兩個滑塊限位檔板6、7之間，并伸入管狀柄體12內(nèi)，用作測試動觸頭插入位置的滑標(biāo)10滑動地圈套在管狀柄體12上，鎖定螺釘11設(shè)置在滑標(biāo)10上；該傳感器17的信號線18從管狀柄體內(nèi)引出、外接至所述測量顯示器19。兩個螺釘1、2為細(xì)牙螺紋的銅螺釘。采用細(xì)牙螺紋以增加調(diào)節(jié)精度，由于開關(guān)靜觸指為銅質(zhì)，采用銅螺釘以減小對開關(guān)觸指的機(jī)械損傷。兩塊限位檔板6、7(圖4示出，限位擋板上有插銷孔7a、7b)的相向面上設(shè)置有圓形凸塊7c(圖4)?；?的右側(cè)板焊接管節(jié)9后、經(jīng)螺釘固定在滑槽上；管節(jié)柄體12左端插接在管節(jié)9內(nèi)，經(jīng)螺釘固定。還具有與管狀柄體12連接的手柄15以及固定在管狀柄體12上的兩根手托桿13、14，手柄上開有信號線引出孔16?；瑝K限位擋板固定經(jīng)插銷在壓力傳動滑塊上，由滑塊滑槽限制壓力傳動滑塊的脫離，動觸頭寬度調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)銅螺栓，使其達(dá)到被測開關(guān)實(shí)際動觸頭寬度值，柄桿上的動觸頭插入位置指示滑標(biāo)調(diào)節(jié)被測開關(guān)動、靜觸頭實(shí)際合閘位置深度值，隔離開關(guān)任一對觸指壓力通過壓力傳動滑塊傳遞到柔性薄膜式壓力傳感器上，由測量顯示器直接讀取壓力數(shù)值。柔性薄膜式壓力傳感器17為美國公司的型號為FlexiforceSensor的壓阻效應(yīng)型壓力傳感器。具有以下優(yōu)點(diǎn)-1、壓力與電阻變化具有高度線性關(guān)系；2、傳感器本體非常薄(0.127mm)且具有可撓性，屬于薄片式感測元件。Sensor柔性薄膜式壓力傳感器依據(jù)負(fù)載大小分成Low((TlllN)、Medium((T445N)、High((T4450N)三種規(guī)格，詳細(xì)的性能規(guī)格如表1所示。表l柔性壓力傳感器性能規(guī)格<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>測量顯示器19由測試電路和顯示器組成。顯示器為LED數(shù)碼顯示器19a。測試電路采用Ti公司的16位單片機(jī)MSP430F2013，圖8示出，該電路結(jié)構(gòu)為由傳感器17來的電阻信號經(jīng)測量電阻R13后接至單片機(jī)的7腳，電阻R8串接電容C6、并與R13并聯(lián)，R8和C6的結(jié)點(diǎn)接單片機(jī)的6腳，分壓濾波后的電壓VIN2進(jìn)入CPU測量，同時Vcc串聯(lián)分壓電阻R14、R20后、接于單片機(jī)的3腳，電阻R23串接電容C14、并與電阻R20并聯(lián)，R23和C14的結(jié)點(diǎn)接于單片機(jī)的2腳，分壓濾波后的電壓VIN1進(jìn)入CPU測量。圖8中使用TI公司16位單片機(jī)MSP430F2013實(shí)現(xiàn)壓力的測量顯示。RX與R13串聯(lián)，分壓濾波后的電壓VIN2進(jìn)入CPU測量，同時VCC通過R14與R20串聯(lián)，分壓濾波后的電壓VIN1進(jìn)入CPU測量，通過以下公式計算壓力值RX=VIN2*R13/(VCC-VIN2)(1)VCC=VIN1*(R14+R20)/R20(2)P=a/RX+b=a*(VCC-VIN2/(VIN2*R13)+b(3)由(3)式得知，測量VIN1、VIN2的值，計算出壓力值P。測量VIN1、VIN2使用MSP430F2013內(nèi)部16位A/D，A/D的采樣頻率4.096k，準(zhǔn)確度1LSB，內(nèi)部有可編程放大器PGA，有1-32倍的程控增益，通過改變增益，保證了0-50kg范圍內(nèi)測量準(zhǔn)確性。高壓隔離開關(guān)觸指壓力測試儀的校準(zhǔn)即公式(3)中的系數(shù)a、b確定，是由在標(biāo)準(zhǔn)砝碼產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)壓力下，將標(biāo)準(zhǔn)砝碼重量代入以下公式計算得到Pl=a/RXl+b(4)P2=a/RX2+b(5)式中Pl、P2為標(biāo)準(zhǔn)砝碼壓力，RX1、RX2為壓力傳感器的測量值。參見圖7為觸指壓力測試儀測試開關(guān)示意圖，動觸頭模擬調(diào)節(jié)器模擬被測高壓隔離開關(guān)20的動觸頭插入被測開關(guān)的一對靜觸指20a、20b，由測量顯示器直接讀取壓力數(shù)值。為了保證測量的穩(wěn)定性，測量電路中的分壓電阻R14，R20及測量電阻R13采用的均是準(zhǔn)確的為0.1%，溫度系數(shù)為10卯m廣C的器件。權(quán)利要求1、一種戶外高壓隔離開關(guān)觸指壓力測試儀，包括壓力傳感器，測量顯示器，其特征是所述壓力傳感器是柔性薄膜式壓力傳感器(17)；還具有動觸頭模擬調(diào)節(jié)器用于傳遞壓力的兩個長方體形的滑塊(4、5)分別滑動配合地設(shè)置在滑槽(3)的貫穿上、下底面的通孔中，用作調(diào)節(jié)兩靜觸指寬度的兩個螺釘(1、2)分別旋接在兩個滑塊(4、5)的上、下底面的螺孔上，位于兩滑塊之間的兩塊限位擋板(6、7)平行地架設(shè)在滑槽(3)底面的下凹式矩形開口(3a)上、并經(jīng)兩個插銷分別固定在兩個滑塊(4、5)上，管狀柄體(12)固聯(lián)在滑槽(3)的右側(cè)面上，上述傳感器(17)薄膜置于兩塊限位檔板(6、7)之間，并伸入管狀柄體(12)內(nèi)，用作測試動觸頭插入位置的滑標(biāo)(10)滑動地圈套在管狀柄體(12)上，鎖定螺釘(11)設(shè)置在滑標(biāo)(10)上；該傳感器(17)的信號線(18)從管狀柄體內(nèi)引出、外接至所述測量顯示器(19)。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述戶外高壓隔離開關(guān)觸指壓力測試儀，其特征是所述兩個螺釘(1、2)為細(xì)牙螺紋的銅螺釘。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述戶外高壓隔離開關(guān)觸指壓力測試儀，其特征是所述兩塊限位檔板(6、7)的相向面上設(shè)置有圓形凸塊(7c)。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述戶外高壓隔離開關(guān)觸指壓力測試儀，其特征是所述滑槽(3)的右側(cè)板焊接管節(jié)(9)后、經(jīng)螺釘固定在滑槽上；所述管節(jié)柄體(12)左端插接在管節(jié)(9)內(nèi)，經(jīng)螺釘固定。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述戶外高壓隔離開關(guān)觸指壓力測試儀，其特征是還具有與管狀柄體(12)連接的手柄(15)以及固定在管狀柄體(12)上的兩根手托桿(13、14),手柄上開有信號線引出孔(16)。6、根據(jù)權(quán)15任一權(quán)利要求所述戶外高壓隔離開關(guān)觸指壓力測試儀，其特征是所述柔性薄膜式壓力傳感器(17)型號為FlexiforceSensor的壓阻效應(yīng)型壓力傳感器。7、根據(jù)權(quán)利要求6所述戶外高壓隔離開關(guān)觸指壓力測試儀，其特征是所述測量顯示器(19)由測試電路和顯示器組成。8、根據(jù)權(quán)利要求7所述戶外高壓隔離開關(guān)觸指壓力測試儀，其特征是所述顯示器為LED數(shù)碼顯示器(19a)。9、根據(jù)權(quán)利要求8所述戶外高壓隔離開關(guān)觸指壓力測試儀，其特征是所述測試電路采用16位單片機(jī)MSP430F2013,該電路結(jié)構(gòu)為由傳感器(17)來的電阻信號經(jīng)測量電阻R13后接至單片機(jī)的7腳，電阻R8串接電容C6、并與R13并聯(lián)，R8和C6的結(jié)點(diǎn)接單片機(jī)的6腳，同時Vcc串聯(lián)分壓電阻R14、R20后、接于單片機(jī)的3腳，電阻R23串接電容C14、并與電阻R20并聯(lián)，R23和C14的結(jié)點(diǎn)接于單片機(jī)的2腳。10、根據(jù)權(quán)利要求9所述戶外高壓隔離開關(guān)觸指壓力測試儀，其特征是所述測量電阻R13以及分壓電阻R14、R20采用的是準(zhǔn)確度為0.1%、溫度系數(shù)為10PPM/。C的器件。專利摘要一種戶外高壓隔離開關(guān)觸指壓力測試儀，由柔性薄膜式壓力傳感器、動觸頭模擬調(diào)節(jié)器、測量顯示器組成一體化設(shè)備。動觸頭模擬調(diào)劑器主要由手柄、管狀柄體、插入位置指示滑標(biāo)、動觸頭寬度調(diào)節(jié)螺母、滑塊、滑槽以及限位擋板等組成。它具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)合理、測試數(shù)據(jù)可靠的優(yōu)點(diǎn)?？勺鳛樾掳惭b或檢修預(yù)試的高壓隔離開關(guān)觸指壓力測試。主要針對GW4、GW5、GW7、GW31、GW25、GW27、GW33、GW43、GW26等系列不同電壓等級和額定電流規(guī)格的高壓隔離開關(guān)，特別適用于現(xiàn)場高空作業(yè)時使用。文檔編號G01L1/16GK201188040SQ200820062248公開日2009年1月28日申請日期2008年2月25日優(yōu)先權(quán)日2008年2月25日發(fā)明者丁丹一,曹永興,晶李,燦胡,陳賢順申請人:四川電力試驗研究院