一种多功能高压真空断路器机械特性测试装置

摘要

一种多功能高压真空断路器机械特性测试装置，包括：由上下横板(7、5)以及左右立柱(6)构成的框架，套筒(8)和模拟拉杆(4)；套筒穿过并固定在上横板的调距通孔中，套筒的大孔(31)内有直线位移传感器(12)、小孔(32)供信号输入杆(13)穿过、下端连接固定有力传感器(14)，信号输入杆下端与模拟拉杆的上端连接；模拟拉杆的上端螺纹连接法兰(9)、下端从框架内可滑动地穿过上横板导向孔(24)下伸后与断路器连杆(2)旋转支架(3)连接；速度传感器(16)和加速度传感器(15)装配在法兰(9)的大安装孔(22)和小安装孔(21)上。本发明可同时测量得到断路器动触头的位移、速度、加速度和反力数据，满足断路器故障诊断要求。

说明书

技术领域

本发明涉及一种多功能高压真空断路器机械特性测试装置。

背景技术

断路器是电力系统最重要的设备之一，它在电力系统中起两个方面作用： 控制和保护。因此，断路器对电网的安全稳定运行起着至关重要的作用。

断路器的机械特性是衡量断路器可靠性的重要指标之一。在断路器型式试 验、出厂试验和故障诊断中，断路器机械特性的测量已是保证断路器的性能指 标和正常运行的重要手段之一。现有的断路器机械特性测试装置大部分只能测 量动触头的位移，测量数据单一，无法满足断路器故障诊断的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种多功能高压真空断路器机械特 性测试装置，可同时测量得到断路器动触头的位移、速度、加速度和反力的各 种数据，满足断路器故障诊断要求。

解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种多功能高压真空断路器机械特性测试装置，包括直线位移传感器12、 力传感器14、速度传感器16和加速度传感器15，所述的直线位移传感器12配 有信号输入杆13；其特征是还包括：

一由上下横板7、5以及左右立柱6构成的框架：上横板7为长形板，板面 中间开有调距通孔38、两侧开有下大上小阶梯状的螺栓安装孔39、一侧边还设 有紧定螺钉孔40；下横板5为圆板，中间开有导向孔24、周围开有安装孔26 和定位通孔25；左右立柱6的上端设有内螺纹孔36、下端设有内螺纹孔37、下 段外表面设有凸肩35；

一套筒8，为设有上大下小内孔31和32的阶梯管，其外表面中间设有凸肩 29、下端设有外螺纹30、上端壁上设有对应的两个径向紧定螺纹孔27；

一模拟拉杆4，上端设有外螺纹18及螺纹孔17、下端设有螺纹孔19、中间 外表面设有凸肩；

一上大下小阶梯圆盘状法兰9，小端设有螺纹孔20、大端板面上设有小安 装孔21和大安装孔22；

所述的套筒8穿过并可用紧定螺钉固定在上横板7中间的调距通孔中，套 筒8的大孔31内安装有直线位移传感器12、小孔32供信号输入杆13穿过、下 端通过螺纹连接固定有力传感器14，信号输入杆13下端与模拟拉杆4的上端连 接；

所述模拟拉杆4的上端螺纹连接法兰9、下端从框架内可滑动地穿过上横板 5导向孔24下伸后与被测断路器的连杆2上的旋转支架3通过拉杆六角螺母10 连接；

所述的速度传感器16和加速度传感器15固定装配在法兰9的大安装孔22 和小安装孔21上。

工作过程：

本发明的多功能高压真空断路器机械特性测试装置工作时，模拟拉杆与断 路器的连杆上的旋转支架固定连接在一起，模拟拉杆的另一端与法兰螺纹连接 在一起，模拟拉杆在下横板上导向孔的引导作用下，完成动触头的伸缩动作。 这样，当安装直线位移传感器时，模拟拉杆与直线位移传感器的信号输入杆固 连，带动直线位移传感器的信号输入杆同步动作，进而完成断路器动触头位移 的测试工作；当安装速度传感器和加速度传感器时，与模拟拉杆固定连接的法 兰将带动速度传感器和加速度传感器同步动作，进而完成断路器动触头速度和 加速度的测试工作；当安装力传感器时，法兰在模拟拉杆的带动下撞击力传感 器，进而测出断路器动触头反力的测试工作。

有益效果：本装置综合了直线位移传感器、力传感器、速度传感器和加速 度传感器的安装特点，设计了可以安装固定直线位移传感器和力传感器的套筒 和可以安装固定速度传感器和加速度传感器的法兰，实现了一个装置不替换任 何零件就能够安装不同类型传感器的功能，进而解决现有断路器机械特性装置 测量数据单一的问题。

附图说明

图1是本发明的多功能高压真空断路器机械特性测试装置实施例结构示意 图；

图2是图1所示测试装置安装直线位移传感器后的结构示意图；

图3是图1所示测试装置安装力传感器后的结构示意图；

图4是图1所示测试装置安装速度传感器和加速度传感器后的结构示意图；

图5是图1中模拟拉杆的结构示意图；

图6是图1中法兰的结构示意图；

图7是图6所示法兰的俯视图；

图8是图1中下横板的结构示意图；

图9是图1中套筒的结构示意图；

图10是图9所示套筒的A-A剖面视图；

图11是图1中立柱的结构示意图；

图12是图1中上横板的结构示意图；

图13是图12所示上横板的俯视图。

图中部件名称及对应附图标记如下：

断路器机架-1，断路器连杆-2，断路器连杆旋转支架-3，模拟拉杆-4，下 横板-5，立柱-6，上横板-7，套筒-8，法兰-9，拉杆六角螺母-10，立柱六角螺 母-11，直线位移传感器-12，信号输入杆-13，力传感器-14，加速度传感器-15， 速度传感器-16，模拟拉杆上端内螺纹孔-17，模拟拉杆上端外螺纹18，模拟拉 杆下端外螺纹-19，法兰内螺纹通孔-20，法兰小安装孔-21，法兰大安装孔-22， 法兰大端-23，下横板导向孔-24，下横板定位通孔-25，下横板安装孔-26，套 筒紧定螺钉孔-27，套筒台肩-29，套筒下端外螺纹-30，套筒大孔-31，套筒小 孔-32，立柱下端外表面-33，立柱台肩-35，立柱上端内螺纹孔-36，立柱下端 内螺纹孔-37，上横板调距通孔-38，上横板螺栓安装孔-39，上横板紧定螺钉孔 -40。

具体实施方式

参见图1-图13，本发明的多功能高压真空断路器机械特性测试装置实施例， 包括直线位移传感器12、力传感器14、速度传感器16和加速度传感器15，直 线位移传感器12配有信号输入杆13。

还包括一由上下横板7、5以及左右立柱6构成的框架：上横板7为长形板， 板面中间开有调距通孔38、两侧开有下大上小阶梯状的螺栓安装孔39，板的一 侧边还设有紧定螺钉孔40；下横板5为圆板，中间开有导向孔24、周围开有安 装孔26和定位通孔25；立柱6上端设有内螺纹孔36、下端设有内螺纹孔37、 下段外表面设有凸肩35；以及一套筒8，为设有上大下小内孔31和32的阶梯 管，其外表面中间设有凸肩29、下端设有外螺纹30、上端壁上设有对应的两个 径向紧定螺纹孔27；一模拟拉杆4，上端设有外螺纹18及内螺纹孔17、下端设 有外螺纹孔19、中间外表面设有凸肩；一上大下小阶梯圆盘状法兰23，小端设 有内螺纹孔20、大端板面上设有小安装孔21和大安装孔22。

套筒8穿过并可用紧定螺钉固定在上横板7的中间通孔中，套筒8的大孔 31内放有直线位移传感器12、小孔32供信号输入杆13穿过、下端通过螺纹连 接固定有力传感器14；模拟拉杆4的上端固定法兰9、下端从框架内可滑动地 穿过上横板5导向孔24下伸后与断路器的连杆2上的旋转支架3通过拉杆六角 螺母10连接；速度传感器16和加速度传感器15固定装配在法兰9的大安装孔 22和小安装孔21上。

下横板通过断路器机架上螺栓安装孔固定在断路器上，便于确定动触头伸 缩方向的轴线，进而可有效提高测试精度；下横板上设置导向孔，通过导向孔 对模拟拉杆的导向，进而保护直线位移传感器；模拟拉杆与法兰螺纹连接，这 样可以调节法兰和力传感器的距离，使得当模拟拉杆动作时，法兰与力传感器 有效碰撞，进而可有效测量出动触头反力；直线位移传感器通过套筒与上横板 装配在一起，通过与上横板的调距通孔的可移动配合及上横板一侧的紧定螺纹 孔可以调节直线位移传感器的位置，便于实现直线位移传感器的信号输入杆与 模拟栏杆的固定连接；立柱通过内螺纹孔与断路器机架和上横板固定装配在一 起，使得装置的整体结构简单可靠。

具体工作过程：

如图1所示，在将测试装置安装在断路器上时，模拟拉杆4与断路器的旋 转支架3固定装配在一起，在下横板5的导向孔24导向作用下，完成动触头的 伸缩动作。

如图2所示，安装直线位移传感器12时，套筒8通过调距通孔38和紧定 螺钉孔40固定装配在上横板7上，且套筒8上的直线位移传感器12的信号输 入杆13与模拟拉杆固定连接在一起，当模拟拉杆4在断路器驱动机构驱动下伸 缩时，模拟拉杆4同步带动信号输入杆13伸缩动作，进而由直线位移传感器12 输出测试信号。

如图3所示，安装力传感器14时，在将套筒8移动到使台肩29紧贴上横 板7下表面后，用紧定螺钉将套筒8紧固装配在上横板7上，当模拟拉杆4在 断路器驱动机构驱动下伸缩时，模拟拉杆4同步带动法兰9撞击力传感器14， 进而由力传感器14输出测试信号，而由于套筒8的台肩29紧贴上横板4，这样 模拟拉杆4的撞击力经由力传感器1到套筒8，再由套筒8的台肩29传到上横 板7上，进而可有效保护测试装置不被破坏，提高测试准确度。

如图4所示，安装速度传感器16和加速度传感器15，法兰9安装在模拟拉 杆上，当模拟拉杆4在断路器驱动机构驱动下伸缩时，模拟拉杆4同步带动速 度传感器16和加速度传感器15动作，进而由速度传感器16和加速度传感器15 输出测试信号。由于测试装置不需要更换零件就可以安装固定直线位移传感器、 力传感器、速度传感器和及速度传感器，进而实现了一个装置可测量多种类型 的测试量。

模拟拉杆4通过外螺纹19和六角螺母10与断路器连杆2上的旋转支架3 固定连接，模拟拉杆4在下横板5上的导向孔24的导向作用下，模拟断路器动 触头拉杆的伸缩动作，下横板5具有与断路器的机架1上的安装孔对应的螺栓 安装孔26，下横板5在使用时通过螺栓与断路器的机架1固定装配在一起，下 横板5上的定位通孔25用于与立柱6上表面33配合以使得两立柱6与断路器 的机架1上对应开设的安装孔对齐，立柱6上的台肩35限制立柱6和下横板5 的配合长度，立柱6的两端分别设有内螺纹孔36和内螺纹孔37，利用在断路器 的机架1上对应开设的安装孔通过螺栓和内螺纹孔37将立柱6固定装配在断路 器的机架1上。上横板7上开设有与立柱6的内螺纹孔36对应的螺栓安装孔39， 上横板7在使用时通过螺栓与立柱10固定装配在一起，在上横板7上设有对固 定套筒8定位的调距通孔38，上横板7一侧设有用于紧固套筒8的紧定螺钉孔 40。套筒8内部设置为阶梯孔，分别是大孔31和小孔32，此处的套筒8为如图 10所示的结构，大孔31放入直线位移传感器12，通过套筒8上的紧定螺钉孔 27将直线位移传感器12紧固，小孔32供信号输入杆13穿过，套筒8的一端设 有外螺纹30，通过螺纹连接的方式固定力传感器14。法兰9上设有内螺纹通孔 20，法兰9通过模拟拉杆4上的外螺纹18与模拟拉杆4联接在一起。

直线位移传感器12通过套筒8与上横板7固定装配在一起，所述直线位移 传感器12安装在套筒8的大孔31中，通过紧定螺钉将直线位移传感器12紧固 在套筒8中，在将直线位移传感器12固定好后，所述套筒8沿上横板7上设有 的调距通孔38可移动的装配在上横板7上，并通过紧定螺钉将套筒8固定在上 横板7上。直线位移传感器12具有用于与模拟拉杆4固连的信号输入杆13，在 模拟拉杆4的一端对应设有用于供直线位移传感器12的信号输入杆13连接的 内螺纹孔17，通过信号输入杆13上的螺纹将信号输入杆固定连接在模拟拉杆4 上，此时安装直线位移传感器的测试装置如图2所示。

力传感器14通过套筒8与上横板7固定装配在一起，所述力传感器14通 过套筒8的外螺纹30与套筒8固连在一起，此时套筒8沿上横板7上的调距通 孔38可移动的装配在上横板7上，在将套筒8移动到使台肩29紧贴上横板7 后，用紧定螺钉将套筒8紧固装配在上横板7上，此时安装力传感器的测试装 置如图3所示。

速度传感器16和加速度传感器15固定装配在法兰9上，法兰9上与速度 传感器16和加速度传感器15的固定孔对应开设有安装孔22和安装孔21，通过 螺栓将速度传感器16和加速度传感器15固定安装在法兰9上，此时安装速度 传感器和加速度传感器的测试装置如图4所示。

如图1所示，在将测试装置安装在断路器上时，模拟拉杆4与断路器的旋 转支架3固定装配在一起，在下横板5的导向孔24导向作用下，完成动触头的 伸缩动作。如图2所示，安装直线位移传感器12时，套筒8通过调距通孔38 和紧定螺钉孔40固定装配在上横板7上，且套筒8上的直线位移传感器12的 信号输入杆13与模拟拉杆固定连接在一起，当模拟拉杆4在断路器驱动机构驱 动下伸缩时，模拟拉杆4同步带动信号输入杆13伸缩动作，进而由直线位移传 感器12输出测试信号。如图3所示，安装力传感器14时，在将套筒8移动到 使台肩29紧贴上横板7后，用紧定螺钉将套筒8紧固装配在上横板7上，当模 拟拉杆4在断路器驱动机构驱动下伸缩时，模拟拉杆4同步带动法兰9撞击力 传感器14，进而由力传感器14输出测试信号，而由于套筒8的台肩29紧贴上 横板4，这样模拟拉杆4的撞击力经由力传感器1到套筒8，再由套筒8的台肩 29传到上横板7上，进而可有效保护测试装置不被破坏，提高测试准确度。如 图4所示，安装速度传感器16和加速度传感器15，法兰9安装在模拟拉杆上， 当模拟拉杆4在断路器驱动机构驱动下伸缩时，模拟拉杆4同步带动速度传感 器16和加速度传感器15动作，进而由速度传感器16和加速度传感器15输出 测试信号。由于测试装置不需要更换零件就可以安装固定直线位移传感器、力 传感器、速度传感器和及速度传感器，进而实现了一个装置可测量多种类型的 测试量。

上述实施例中，通过调距通孔和紧定螺纹孔实现套筒与上横板的固定装配， 这样根据直线位移传感器的安装要求，调整套筒的位置，降低装配难度。