一种基于磁感应技术的刀闸位置确认传感器装置的制作方法

1.本技术涉及变电站刀闸运维技术领域，尤其涉及一种基于磁感应技术的刀闸位置确认传感器装置。


背景技术：

2.随着技术的发展，变电站设备的更新换代，需适时对运维人员进行培训。而针对变电站刀闸装置来说，变电站刀闸在满足远方遥控操作的同时，要求至少有两个非同样原理或非同源指示发生对应变化，也即至少两个判据，且所有这些判据均已同时发生，才能确认刀闸已操作到位，从而确认无人在现场观察的情况下，刀闸的状态被正确判断，防止出现刀闸分合不到位的情况发生。为此，刀闸在机构辅助开关接点设置获取分合闸位置的第一判据的同时，还需设置获取另一对应变化的第二判据。
3.由于户内外运行环境不同、隔离开关类型的多用，要通过语言表述使得运维人员理解变电站刀闸的分合闸原理比较困难，现有的装置中缺乏一种可以作为变电站刀闸位置确认工具又可以起到演示作用的装置。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本技术的目的是提供一种基于磁感应技术的刀闸位置确认传感器装置，用于解决现有的装置中缺乏一种可以作为变电站刀闸位置确认工具又可以起到演示作用的装置。
5.为达到上述技术目的，本技术提供一种基于磁感应技术的刀闸位置确认传感器装置，包括：装置主体、接收器、磁感应传感器、分合闸指示灯与分合闸旋钮开关；
6.所述接收器、磁感应传感器、分合闸指示灯与分合闸旋钮开关均设置于所述装置主体上；
7.所述装置主体内设置有与刀闸传动连接的刀闸传动机构；
8.所述分合闸旋钮开关与所述刀闸电连接，用于控制刀闸进行分合闸动作；
9.所述磁感应传感器与所述接收器电连接，且包括：拐臂式传感器与指示球传感器；
10.所述拐臂式传感器与指示球传感器用于感应所述刀闸是否分合到位，并生成感应信息；
11.所述接收器用于接收所述感应信息；
12.所述分合闸指示灯与所述分合闸旋钮开关电连接，用于对应所述分合闸旋钮开关指示刀闸的分合状态。
13.进一步地，所述拐臂式传感器包括：拐臂、分闸磁钢、合闸磁钢与拐臂分合闸检测器；
14.所述拐臂分合闸检测器固定设置于所述装置主体上，且与所述接收器电连接；
15.所述拐臂分合闸检测器上设置有合闸磁感应位与分闸磁感应位；
16.所述拐臂可转动设置于所述装置主体上，且与所述刀闸传动机构传动连接，用于
在所述刀闸改变分合闸状态时，跟随所述刀闸传动机构的传动使得拐臂的第二端于合闸磁感应位与分闸磁感应位之间摆动；
17.所述分闸磁钢与合闸磁钢均设置于所述拐臂的第二端；
18.所述拐臂分合闸检测器用于通过所述分闸磁感应位感应所述分闸磁钢的距离，通过所述合闸磁感应位感应所述合闸磁钢的距离从而感应所述刀闸是否分合到位，并生成所述感应信息。
19.进一步地，所述拐臂的第二端设有两条平行间隔设置的通槽；
20.所述分闸磁钢与合闸磁钢分别可滑动设置于两条所述通槽内。
21.进一步地，所述指示球传感器包括转动磁芯、万向节与指示球分合闸检测器；
22.所述指示球分合闸检测器固定于所述装置主体上，与所述接收器电连接，且所述指示球分合闸检测器上于不同的圆周角度分别设置有分闸磁感应区与合闸磁感应器区；
23.所述转动磁芯可转动设置于所述指示球分合闸检测器内，与所述万向节固定连接，且所述转动磁芯上设置有合闸磁区与分闸磁区；
24.所述万向节可转动设置于所述装置主体上，且与所述刀闸传动机构传动连接，用于在所述刀闸改变分合闸状态时，跟随所述刀闸传动机构的转动使得所述合闸磁区与分闸磁区在合闸磁感应区与分闸磁感应区之间转动；
25.所述指示球分合闸检测器用于通过所述分闸磁感应区感应所述分闸磁区的距离，通过所述合闸磁感应区用于感应所述合闸磁区的距离从而感应所述刀闸是否分合到位，并生成所述感应信息。
26.进一步地，所述指示球传感器还包括鱼眼盖；
27.所述鱼眼盖包括固定外环与转动指示片；
28.所述转动指示片与所述转动磁芯固定连接，且所述转动指示片上对应所述合闸磁区和分闸磁区分别设置有分闸指示瓣与合闸指示瓣；
29.所述固定外环覆盖于所述转动指示片上，且与所述指示球分合闸检测器固定连接；
30.所述固定外环上设置有位置固定的视窗；
31.所述视窗用于显示所述分闸指示瓣或合闸指示瓣。
32.进一步地，所述接收器上设置有故障指示灯与正常指示灯。
33.从以上技术方案可以看出，本技术提供一种基于磁感应技术的刀闸位置确认传感器装置，包括：装置主体、接收器、磁感应传感器、分合闸指示灯与分合闸旋钮开关；所述接收器、磁感应传感器、分合闸指示灯与分合闸旋钮开关均设置于所述装置主体上；所述装置主体内设置有刀闸；所述磁感应传感器包括：拐臂式传感器与指示球传感器；所述分合闸旋钮开关与所述磁感应传感器电连接，用于控制所述刀闸进行分合闸动作；所述拐臂式传感器与指示球传感器用于感应所述刀闸的分合状态，并生成感应信息；所述感应信息包括分合闸动作信息与刀闸的分合状态信息；所述接收器与所述磁感应传感器以及分合闸指示灯二者均电连接；所述接收器用于接收所述感应信息，并控制所述分合闸指示灯指示所述刀闸的分合状态是否正常。
34.通过拐臂式传感器与指示球传感器分别感应刀闸的分合闸状态和刀闸的分合闸动作，形成判据并将感应到的感应信息发送至接收器；接收器根据该判据的感应信息确认
刀闸位置状态，与刀闸在机构辅助开关接点判据共同形成双判据，以满足刀闸位置状态双确认的要求，且接收器可将刀闸位置状态发送至后台终端，完成在现场无工作人员观察的情况下，刀闸状态被正确判断，防止出现刀闸分合不到位的情况。同时，通过设置分合闸指示灯，本装置还可以作为演示装置，将磁感应传感器的原理特性直观展现，解决现有装置中缺乏可以作为变电站刀闸位置确认工具又可以起到演示作用的装置的问题。
附图说明
35.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
36.图1为本技术实施例提供的一种基于磁感应技术的刀闸位置确认传感器装置的结构图；
37.图2为本技术实施例提供的一种基于磁感应技术的刀闸位置确认传感器装置的指示球传感器部分爆炸图。
具体实施方式
38.下面将结合附图对本技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术所请求保护的范围。
39.在本技术实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
40.在本技术实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可更换连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术实施例中的具体含义。
41.请参阅图1与图2，本技术实施例中提供的一种基于磁感应技术的刀闸位置确认传感器装置，包括：装置主体4、接收器1、磁感应传感器、分合闸指示灯与分合闸旋钮开关10；接收器1、磁感应传感器、分合闸指示灯与分合闸旋钮开关10均设置于装置主体4上；装置主体4内设置有与刀闸传动连接的刀闸传动机构；分合闸旋钮开关10与刀闸电连接，用于控制刀闸进行分合闸动作；磁感应传感器与接收器1电连接，且包括：拐臂式传感器2与指示球传感器11；拐臂式传感器2与指示球传感器11用于感应刀闸是否分合到位，并生成感应信息；接收器1用于接收感应信息；分合闸指示灯与分合闸旋钮开关10电连接，用于对应分合闸旋钮开关10指示刀闸的分合状态。
42.其中，刀闸传动机构用于将刀闸的分合动作传动给磁感应传感器，使得磁感应传感器进行同步性的动作，进而使得接收器1根据感应信息，也即针对磁感应传感器进行的动作是否到位来判断刀闸是否分合闸到位。
43.在本实施例中，拐臂式传感器2包括：拐臂3、分闸磁钢5、合闸磁钢6与拐臂分合闸检测器7；拐臂分合闸检测器7固定设置于装置主体4上，且与接收器1电连接；拐臂分合闸检测器7上设置有合闸磁感应位与分闸磁感应位；拐臂3可转动设置于装置主体4上，且与刀闸传动机构传动连接，用于在刀闸改变分合闸状态时，跟随刀闸传动机构的传动使得拐臂3的第二端于合闸磁感应位与分闸磁感应位之间摆动；分闸磁钢5与合闸磁钢6均设置于拐臂3的第二端；拐臂分合闸检测器7用于通过分闸磁感应位感应分闸磁钢5的距离，通过合闸磁感应位感应合闸磁钢6的距离从而感应刀闸是否分合到位，并生成所述感应信息。
44.根据磁感应原理，合闸磁感应位与分闸磁感应位作为设置于拐臂分合闸检测器7内部的磁敏感感应工位，基于特定磁场的开关敏感特性，当分闸磁钢5与合闸磁钢6产生的特定磁场以特定的方向接近时，合闸磁感应位与分闸磁感应位会感应到特定磁场的存在，且当特定磁场的强度达到其动作值时，合闸磁感应位与分闸磁感应位会作出相应的动作。
45.其中，感应信息可以是合闸磁感应位与分闸磁感应位感应到的磁场强度。具体来说，拐臂3可以跟随刀闸传动机构摆动，在刀闸分闸到位时，拐臂3可以带动第二端的分闸磁钢5到达合闸磁感应位；在刀闸合闸到位时，拐臂3可以带动合闸磁钢6到达合闸磁感应位；若刀闸分闸不到位，也即拐臂3无法完整的完成摆动过程，则分闸磁钢5会往靠近分闸磁感应位摆动但无法到达分闸磁感应位，使得分闸磁感应位感应的磁场强度较刀闸分闸到位时弱；刀闸合闸不到位时同理。接收器1根据合闸磁感应位与分闸磁感应位的磁场强度，即可做出刀闸是否分合闸到位的判断。
46.对应地，分合闸指示灯可以包括分闸指示灯8与合闸指示灯9，在分合闸旋钮开关10控制分闸时，则分闸指示灯8点亮；在分合闸旋钮开关10控制合闸时，则合闸指示灯9点亮。
47.接收器1上可以设置有分闸灯、合闸灯、故障指示灯和正常指示灯。分闸灯和合闸灯与分闸指示灯8和合闸指示灯9同步亮暗控制，便于工作人员通过接收器1了解分合闸情况。故障指示灯可以在分合闸不到位时点亮，提醒工作人员分合闸不到位，正常指示灯可以在分合闸到位时点亮。
48.进一步地，拐臂3的第二端设有两条平行间隔设置的通槽；分闸磁钢5与合闸磁钢6分别可滑动设置于两条通槽内。
49.具体来说，通过设置两个通槽，使得分闸磁钢5和合闸磁钢6在跟随拐臂3摆动的过程中，可以上下移动。具体来说，拐臂分合闸检测器7带有磁性，可以通过探测装置主体4内部的磁通量判断刀闸的分合闸状态是否分合闸到位。通过通槽可以使得分闸磁钢5与合闸磁钢6在拐臂3摆动过程中，分闸磁钢5与合闸磁钢6可以处于拐臂分合闸检测器7上磁性较强的区域活动避免滑出拐臂分合闸检测器7的范围，从而确保检测的准确性。
50.进一步地，指示球传感器包括转动磁芯111、万向节113与指示球分合闸检测器114；指示球分合闸检测器114固定于装置主体4上，与接收器1电连接，且指示球分合闸检测器114上于不同的圆周角度分别设置有分闸磁感应区与合闸磁感应器区；转动磁芯111可转动设置于指示球分合闸检测器内，与万向节113固定连接，且转动磁芯111上设置有合闸磁
区与分闸磁区；万向节113可转动设置于装置主体4上，且与刀闸传动机构传动连接，用于在刀闸改变分合闸状态时，跟随刀闸传动机构的转动使得合闸磁区与分闸磁区在合闸磁感应区与分闸磁感应区之间转动；指示球分合闸检测器114用于通过分闸磁感应区感应分闸磁区的距离，通过合闸磁感应区用于感应合闸磁区的距离从而感应所述刀闸是否分合到位，并生成所述感应信息。
51.具体来说，指示球传感器11与拐臂式传感器2同理，通过万向节113与刀闸传动机构同步传动连接，使得在刀闸发生分合闸动作时，万向节113会带动转动磁芯111转动，进而转动磁芯111上设置的合闸磁区与分闸磁区会在合闸与分闸时分别靠近合闸磁感应器与分闸磁感应区，进而使得接收器1可以根据合闸磁感应器与分闸磁感应区感应的磁感应强度判断刀闸是否分合闸到位。
52.进一步地，指示球传感器还包括鱼眼盖112；鱼眼盖112包括固定外环与转动指示片；转动指示片与转动磁芯固定连接，且转动指示片上对应合闸磁区和分闸磁区分别设置有分闸指示瓣与合闸指示瓣；固定外环覆盖于转动指示片上，且与所述指示球分合闸检测器固定连接；固定外环上设置有位置固定的视窗；视窗用于显示所述分闸指示瓣或合闸指示瓣。
53.具体来说，转动指示片可以跟随转动磁芯111转动，从而带动分闸指示瓣和合闸指示瓣转动，且在分闸状态与合闸状态，分闸指示瓣和合闸指示瓣分别处于不同的位置，为此通过设置视窗，可以使得在分闸状态时，分闸指示瓣出现于视窗中，在合闸状态时，合闸指示瓣出现于视窗中，便于工作人员直观的通过鱼眼盖112确认分合闸状态。
54.需要说明的是，接收器1可以应用于750kv一下的各种电压等级的智能变电站、常规变电站以及常规变电站的一件顺控“双确认”改造。通过设置拐臂式传感器2与指示球传感器11组成的磁感应传感器，可以满足第二判据确认的规范要求。同时，接收器1可以将感应信息发送至后台的终端机，供工作人员远程查看。
55.实际应用中，针对刀闸位置状态第二判据确认的方式主要有现场图像监控识别、通过姿态传感器识别等方案。现有图像监控识别已在一些变电站进行试用，但该方案需装设较多摄像头，成本较高，且户外环境摄像头拍摄图像容易受环境影响，且摄像头容易故障，维护量大，不适用于户外刀闸。通过姿态传感器的方式中，姿态传感器的电缆随机构转动，易缠绕在机构连杆上，存在数据漂移的现象，应用效果不佳。本方案中通过磁感应传感器，可以有效解决现场图像监控识别或姿态传感器识别的问题。且本方案提供的装置，可作为教学实验的展示，将磁感应传感器所具有的原理、特性生动形象的展现。
56.以上为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实例对本技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。