激光式中置柜手車觸頭接觸行程測試儀研究與應用

保定供電公司 薛 濤 李 靜 宋 達 皮兆廣

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激光式中置柜手車觸頭接觸行程測試儀研究與應用

保定供電公司 薛 濤 李 靜 宋 達 皮兆廣

【摘要】手車觸頭接觸行程是中置柜手車一項重要的技術參數，其數據是否合格直接決定中置柜的運行，目前沒有一種智能化、有效的檢測手段。為解決這個問題，根據中置柜手車的結構特點，采用智能模塊，研發了激光式中置柜手車觸頭接觸行程測試儀。該儀器由激光測距傳感器、人機交換界面和測試系統組成，實現了數字化、小型化、便攜化。該儀器的應用增加了中置柜手車觸頭接觸行程狀態檢測手段，填補工作中無法測量觸頭接觸行程的盲點，解決了中置柜手車觸頭接觸行程沒有預防數據和措施的現狀。

【關鍵詞】觸頭接觸行程；激光；狀態檢測

引言

近年來中置柜被廣泛應用于35kV、10kV電壓等級電力設備，隨著新建站設備投運，以及舊設備改造的逐步加快，中置柜已經成為電網運行設備中數量最多、維護工作量最大的一次設備。而其中由于手車觸頭接觸行程不足引發的中置柜手車觸頭過熱故障頻繁發生。國家電網公司在《十八項電網重大反事故措施》12.3.3.1條要求手車開關每次推入柜內后，應保證手車到位和隔離插頭接觸良好。但由于沒有專用測量工具和實用有效的測試方法, 并沒能檢測手車觸頭接觸行程,文件的要求無法落實。目前只能通過手車觸頭接觸過程中在靜觸頭上留下的摩擦痕跡去判斷，無法準確確定手車觸頭接觸行程是否合格，缺少預防性的監控手段。

為了提供一種新型、方便、快捷、智能化檢測工具，研發了激光式中置柜手車觸頭接觸行程測試儀，本文主要從激光式中置柜手車觸頭接觸行程測試儀測試原理、技術現狀、儀器應用效果和推廣前景幾個方面對該成果進行闡述。

1 激光式中置柜手車觸頭接觸行程測試原理

1.1 實現原理

該手車觸頭接觸行程測試儀分為測距、傳感模塊；cpu處理模塊；人機交換和顯示模塊三個部分，如圖1。其中測距、傳感模塊由激光測距傳感器實現，如圖2。cpu處理模塊、人機交換模塊和顯示模塊鑲嵌在輕質箱子內，如圖3。通過cpu模塊完成對激光測距傳感器采集的數據進行計算，通過人機交換模塊實現整個試驗操作，通過液晶顯示相對應的觸頭接觸行程。

對手車開關結構分析發現動靜觸頭接觸行程是動靜觸頭接觸到手車開關運行位置的距離。因此只需完成對手車開關這段行程進行測量，來實現整個試驗。

圖1　系統框圖

圖2　激光測距傳感器

圖3　儀器本體

將手車動靜觸頭接觸瞬間作為起點位置進行標記，激活激光測距傳感器開始測量，將手車搖至運行位置作為終點位置進行標記。從而記錄手車觸頭接觸行程，將這些數據通過CPU系統計算，通過液晶屏幕顯示出來，來實現整個測量過程。

1.2 測量起點的標記

圖4為儀器實施方式起點標記。

通過監測6只動觸頭與靜觸頭之間“開始接觸瞬間”時間做為動觸頭行程測量起始位置0點。為了測量準確性，將同時分別測量6只動觸頭的起始位置0點（分別標記為IAS、IBS、ICS、IaS、IbS、IcS），最終分別得到6只動觸頭的行程距離。從而更好的了解每只動觸頭行程的狀況。

圖4　起點位置標記圖

圖5　終點位置標記圖

1.3 測量終點的標記

現場以手車手搖手柄搖至不能搖動為止，且此時手車工作位置燈點亮做為測量結束位置的標定（分別標記為IAE、IBE、ICE、IaE、IbE、IcE）。

1.4 測量結果的計算

計算每個觸頭的行程距離。

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

計算ILA、ILB、ILC、ILa、ILb、ILc值算出6個觸頭的接觸行程。

1.5 儀器的實際測量

圖6　接線示意圖

圖6是一個接線示意圖，開始測試，搖動手車開關，當手車動靜觸頭未接觸時，液晶顯示行程距離為0，動靜觸頭狀態為分，當動靜觸頭接觸時，整個回路導通，激光測距傳感器開始工作，動靜觸頭狀態變為合，并開始記錄當前行程距離，繼續搖動手車至運行位置，當前行程距離停止變化，這時顯示的就是手車觸頭接觸行程的實際距離。

2 儀器技術現狀

2.1 硬件部分技術現狀

a.測試儀采用先進的dsPIC單片機系統作為主系統，快速準確給出觸頭接觸行程測量值。

b.采用選用了激光測距傳感器。此次選擇的激光測距傳感器，測量范圍0.11-1.5米、測量精度0.1mm、數據接口可采用RS232、RS485、0-10V、4-20mA任一種?，F采用4-20mA模擬量輸出。

2.2 測量應用數據庫

中置柜廠家在本型產品型式試驗和出廠時均有相應觸頭接觸行程參考值，而且此參考值均為試驗和經驗的真值，這些數據為本儀器的測量提供了數據基礎。

由于不同廠家的數據有些不同，本儀器的母數據為同型號不同廠家數據對比產生的可靠數據后和行業標準進行核對，最終確定本儀器檢測的參考數據。

3 儀器應用效果和推廣前景

3.1 現場應用效果

該成果激光式中置柜手車觸頭接觸行程測試儀能準確測量手車觸頭接觸行程，及時發現設備存在的隱患，提高了設備運行的可靠性。通過多次對單臺手車觸頭接觸行程測量數值記錄對比，結合單臺手車開關的操作次數，以及負荷狀況能夠很好分析出手車開關的運行狀態。是對手車開關觸頭運行狀態的一個很好的分析工具，如圖7所示。

圖7　現場進行試驗

激光式中置柜手車觸頭接觸行程測試儀的研發，填補了河北電網中置柜手車狀態診斷和檢修維護的空白。自2013年2月以來，我單位開關專業應用激光式中置柜手車觸頭接觸行程測試儀測試中置柜1200個間隔，發現手車觸頭接觸行程不足的45個間隔，處理45個間隔手車觸頭，有效降低中置柜手車觸頭發熱隱患。并減少36次

停電檢修工作，有效提高了電網的穩定性。

3.2 制度方面逐步完善

依據激光式中置柜手車觸頭接觸行程測試儀結果，編制了《中置柜手車觸頭接觸行程測試標準》，在進行數據采集、記錄、分析之后得出的觸頭接觸行程的正常值、注意值、異常值后，按照狀態檢修管理中的規定安排相應的檢測、檢修。本測試標準就是以收集、整理的數據庫為參考數據，按照測試結果制定下一輪的觸頭接觸行程測試周期，從而規范觸頭接觸行程測試的周期，從而將每期的測試數據作為狀態檢修中重要參考數據。并將檢測結果輸入省公司狀態檢修評價系統，完善了設備基礎狀態信息，為科學制定狀態檢修策略奠定基礎。

4 結束語

本文主要闡述了一種新型、智能、方便、快捷的激光式中置柜手車觸頭接觸行程測試工具，依據研發過程重點對測試原理、技術現狀、儀器應用效果和推廣前景幾個方面對該成果進行了闡述。激光式中置柜手車觸頭接觸行程測試儀已經申報國家發明專利和實用新型專利。

該成果的推廣和應用增加中置柜手車狀態檢測手段，填補工作中無法測量觸頭接觸行程的盲點，解決了中置柜手車觸頭接觸行程沒有預防數據和措施的現狀，并且使上級部門的文件徹底落實，使檢修精益化水平進一步提升。

參考文獻

[1]國家電網公司.十八項電網重大反事故措施[M].北京:國家電網公司發布,2012.

薛濤（1984—），男，河北保定人，大學本科，工程師，現在從事變電檢修相關工作。

作者簡介：