保定供電公司 薛 濤 李 靜 宋 達(dá) 皮兆廣

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激光式中置柜手車(chē)觸頭接觸行程測(cè)試儀研究與應(yīng)用

保定供電公司 薛 濤 李 靜 宋 達(dá) 皮兆廣

【摘要】手車(chē)觸頭接觸行程是中置柜手車(chē)一項(xiàng)重要的技術(shù)參數(shù)，其數(shù)據(jù)是否合格直接決定中置柜的運(yùn)行，目前沒(méi)有一種智能化、有效的檢測(cè)手段。為解決這個(gè)問(wèn)題，根據(jù)中置柜手車(chē)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用智能模塊，研發(fā)了激光式中置柜手車(chē)觸頭接觸行程測(cè)試儀。該儀器由激光測(cè)距傳感器、人機(jī)交換界面和測(cè)試系統(tǒng)組成，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化、小型化、便攜化。該儀器的應(yīng)用增加了中置柜手車(chē)觸頭接觸行程狀態(tài)檢測(cè)手段，填補(bǔ)工作中無(wú)法測(cè)量觸頭接觸行程的盲點(diǎn)，解決了中置柜手車(chē)觸頭接觸行程沒(méi)有預(yù)防數(shù)據(jù)和措施的現(xiàn)狀。

【關(guān)鍵詞】觸頭接觸行程；激光；狀態(tài)檢測(cè)

引言

近年來(lái)中置柜被廣泛應(yīng)用于35kV、10kV電壓等級(jí)電力設(shè)備，隨著新建站設(shè)備投運(yùn)，以及舊設(shè)備改造的逐步加快，中置柜已經(jīng)成為電網(wǎng)運(yùn)行設(shè)備中數(shù)量最多、維護(hù)工作量最大的一次設(shè)備。而其中由于手車(chē)觸頭接觸行程不足引發(fā)的中置柜手車(chē)觸頭過(guò)熱故障頻繁發(fā)生。國(guó)家電網(wǎng)公司在《十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施》12.3.3.1條要求手車(chē)開(kāi)關(guān)每次推入柜內(nèi)后，應(yīng)保證手車(chē)到位和隔離插頭接觸良好。但由于沒(méi)有專(zhuān)用測(cè)量工具和實(shí)用有效的測(cè)試方法, 并沒(méi)能檢測(cè)手車(chē)觸頭接觸行程,文件的要求無(wú)法落實(shí)。目前只能通過(guò)手車(chē)觸頭接觸過(guò)程中在靜觸頭上留下的摩擦痕跡去判斷，無(wú)法準(zhǔn)確確定手車(chē)觸頭接觸行程是否合格，缺少預(yù)防性的監(jiān)控手段。

為了提供一種新型、方便、快捷、智能化檢測(cè)工具，研發(fā)了激光式中置柜手車(chē)觸頭接觸行程測(cè)試儀，本文主要從激光式中置柜手車(chē)觸頭接觸行程測(cè)試儀測(cè)試原理、技術(shù)現(xiàn)狀、儀器應(yīng)用效果和推廣前景幾個(gè)方面對(duì)該成果進(jìn)行闡述。

1 激光式中置柜手車(chē)觸頭接觸行程測(cè)試原理

1.1 實(shí)現(xiàn)原理

該手車(chē)觸頭接觸行程測(cè)試儀分為測(cè)距、傳感模塊；cpu處理模塊；人機(jī)交換和顯示模塊三個(gè)部分，如圖1。其中測(cè)距、傳感模塊由激光測(cè)距傳感器實(shí)現(xiàn)，如圖2。cpu處理模塊、人機(jī)交換模塊和顯示模塊鑲嵌在輕質(zhì)箱子內(nèi)，如圖3。通過(guò)cpu模塊完成對(duì)激光測(cè)距傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)人機(jī)交換模塊實(shí)現(xiàn)整個(gè)試驗(yàn)操作，通過(guò)液晶顯示相對(duì)應(yīng)的觸頭接觸行程。

對(duì)手車(chē)開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)動(dòng)靜觸頭接觸行程是動(dòng)靜觸頭接觸到手車(chē)開(kāi)關(guān)運(yùn)行位置的距離。因此只需完成對(duì)手車(chē)開(kāi)關(guān)這段行程進(jìn)行測(cè)量，來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)試驗(yàn)。

圖1　系統(tǒng)框圖

圖2　激光測(cè)距傳感器

圖3　儀器本體

將手車(chē)動(dòng)靜觸頭接觸瞬間作為起點(diǎn)位置進(jìn)行標(biāo)記，激活激光測(cè)距傳感器開(kāi)始測(cè)量，將手車(chē)搖至運(yùn)行位置作為終點(diǎn)位置進(jìn)行標(biāo)記。從而記錄手車(chē)觸頭接觸行程，將這些數(shù)據(jù)通過(guò)CPU系統(tǒng)計(jì)算，通過(guò)液晶屏幕顯示出來(lái)，來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)測(cè)量過(guò)程。

1.2 測(cè)量起點(diǎn)的標(biāo)記

圖4為儀器實(shí)施方式起點(diǎn)標(biāo)記。

通過(guò)監(jiān)測(cè)6只動(dòng)觸頭與靜觸頭之間“開(kāi)始接觸瞬間”時(shí)間做為動(dòng)觸頭行程測(cè)量起始位置0點(diǎn)。為了測(cè)量準(zhǔn)確性，將同時(shí)分別測(cè)量6只動(dòng)觸頭的起始位置0點(diǎn)（分別標(biāo)記為IAS、IBS、ICS、IaS、IbS、IcS），最終分別得到6只動(dòng)觸頭的行程距離。從而更好的了解每只動(dòng)觸頭行程的狀況。

圖4　起點(diǎn)位置標(biāo)記圖

圖5　終點(diǎn)位置標(biāo)記圖

1.3 測(cè)量終點(diǎn)的標(biāo)記

現(xiàn)場(chǎng)以手車(chē)手搖手柄搖至不能搖動(dòng)為止，且此時(shí)手車(chē)工作位置燈點(diǎn)亮做為測(cè)量結(jié)束位置的標(biāo)定（分別標(biāo)記為IAE、IBE、ICE、IaE、IbE、IcE）。

1.4 測(cè)量結(jié)果的計(jì)算

計(jì)算每個(gè)觸頭的行程距離。

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

計(jì)算ILA、ILB、ILC、ILa、ILb、ILc值算出6個(gè)觸頭的接觸行程。

1.5 儀器的實(shí)際測(cè)量

圖6　接線示意圖

圖6是一個(gè)接線示意圖，開(kāi)始測(cè)試，搖動(dòng)手車(chē)開(kāi)關(guān)，當(dāng)手車(chē)動(dòng)靜觸頭未接觸時(shí)，液晶顯示行程距離為0，動(dòng)靜觸頭狀態(tài)為分，當(dāng)動(dòng)靜觸頭接觸時(shí)，整個(gè)回路導(dǎo)通，激光測(cè)距傳感器開(kāi)始工作，動(dòng)靜觸頭狀態(tài)變?yōu)楹?，并開(kāi)始記錄當(dāng)前行程距離，繼續(xù)搖動(dòng)手車(chē)至運(yùn)行位置，當(dāng)前行程距離停止變化，這時(shí)顯示的就是手車(chē)觸頭接觸行程的實(shí)際距離。

2 儀器技術(shù)現(xiàn)狀

2.1 硬件部分技術(shù)現(xiàn)狀

a.測(cè)試儀采用先進(jìn)的dsPIC單片機(jī)系統(tǒng)作為主系統(tǒng)，快速準(zhǔn)確給出觸頭接觸行程測(cè)量值。

b.采用選用了激光測(cè)距傳感器。此次選擇的激光測(cè)距傳感器，測(cè)量范圍0.11-1.5米、測(cè)量精度0.1mm、數(shù)據(jù)接口可采用RS232、RS485、0-10V、4-20mA任一種?，F(xiàn)采用4-20mA模擬量輸出。

2.2 測(cè)量應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)

中置柜廠家在本型產(chǎn)品型式試驗(yàn)和出廠時(shí)均有相應(yīng)觸頭接觸行程參考值，而且此參考值均為試驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)的真值，這些數(shù)據(jù)為本儀器的測(cè)量提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

由于不同廠家的數(shù)據(jù)有些不同，本儀器的母數(shù)據(jù)為同型號(hào)不同廠家數(shù)據(jù)對(duì)比產(chǎn)生的可靠數(shù)據(jù)后和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行核對(duì)，最終確定本儀器檢測(cè)的參考數(shù)據(jù)。

3 儀器應(yīng)用效果和推廣前景

3.1 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果

該成果激光式中置柜手車(chē)觸頭接觸行程測(cè)試儀能準(zhǔn)確測(cè)量手車(chē)觸頭接觸行程，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的隱患，提高了設(shè)備運(yùn)行的可靠性。通過(guò)多次對(duì)單臺(tái)手車(chē)觸頭接觸行程測(cè)量數(shù)值記錄對(duì)比，結(jié)合單臺(tái)手車(chē)開(kāi)關(guān)的操作次數(shù)，以及負(fù)荷狀況能夠很好分析出手車(chē)開(kāi)關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)。是對(duì)手車(chē)開(kāi)關(guān)觸頭運(yùn)行狀態(tài)的一個(gè)很好的分析工具，如圖7所示。

圖7　現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn)

激光式中置柜手車(chē)觸頭接觸行程測(cè)試儀的研發(fā)，填補(bǔ)了河北電網(wǎng)中置柜手車(chē)狀態(tài)診斷和檢修維護(hù)的空白。自2013年2月以來(lái)，我單位開(kāi)關(guān)專(zhuān)業(yè)應(yīng)用激光式中置柜手車(chē)觸頭接觸行程測(cè)試儀測(cè)試中置柜1200個(gè)間隔，發(fā)現(xiàn)手車(chē)觸頭接觸行程不足的45個(gè)間隔，處理45個(gè)間隔手車(chē)觸頭，有效降低中置柜手車(chē)觸頭發(fā)熱隱患。并減少36次

停電檢修工作，有效提高了電網(wǎng)的穩(wěn)定性。

3.2 制度方面逐步完善

依據(jù)激光式中置柜手車(chē)觸頭接觸行程測(cè)試儀結(jié)果，編制了《中置柜手車(chē)觸頭接觸行程測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)》，在進(jìn)行數(shù)據(jù)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(tài)檢修管理中的規(guī)定安排相應(yīng)的檢測(cè)、檢修。本測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)就是以收集、整理的數(shù)據(jù)庫(kù)為參考數(shù)據(jù)，按照測(cè)試結(jié)果制定下一輪的觸頭接觸行程測(cè)試周期，從而規(guī)范觸頭接觸行程測(cè)試的周期，從而將每期的測(cè)試數(shù)據(jù)作為狀態(tài)檢修中重要參考數(shù)據(jù)。并將檢測(cè)結(jié)果輸入省公司狀態(tài)檢修評(píng)價(jià)系統(tǒng)，完善了設(shè)備基礎(chǔ)狀態(tài)信息，為科學(xué)制定狀態(tài)檢修策略奠定基礎(chǔ)。

4 結(jié)束語(yǔ)

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(chē)觸頭接觸行程測(cè)試工具，依據(jù)研發(fā)過(guò)程重點(diǎn)對(duì)測(cè)試原理、技術(shù)現(xiàn)狀、儀器應(yīng)用效果和推廣前景幾個(gè)方面對(duì)該成果進(jìn)行了闡述。激光式中置柜手車(chē)觸頭接觸行程測(cè)試儀已經(jīng)申報(bào)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利和實(shí)用新型專(zhuān)利。

該成果的推廣和應(yīng)用增加中置柜手車(chē)狀態(tài)檢測(cè)手段，填補(bǔ)工作中無(wú)法測(cè)量觸頭接觸行程的盲點(diǎn)，解決了中置柜手車(chē)觸頭接觸行程沒(méi)有預(yù)防數(shù)據(jù)和措施的現(xiàn)狀，并且使上級(jí)部門(mén)的文件徹底落實(shí)，使檢修精益化水平進(jìn)一步提升。

參考文獻(xiàn)

[1]國(guó)家電網(wǎng)公司.十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施[M].北京:國(guó)家電網(wǎng)公司發(fā)布,2012.

薛濤（1984—），男，河北保定人，大學(xué)本科，工程師，現(xiàn)在從事變電檢修相關(guān)工作。

作者簡(jiǎn)介：