[实用新型]一种快速接地开关机械特性的检测与拟合装置

说明书

本实用新型提供一种快速接地开关机械特性的检测与拟合装置，涉及电力保护设备技术领域。该装置包括传动装置、操动机构、直线式位移传感器、数字信号采集单元、中央处理器和PC机；传动装置包括传动杆、导向、连板和拐臂，直线式位移传感器固定在传动杆上；数字信号采集单元包括运算放大器和A/D转换器；中央处理器采用单片机，其输出端连接PC机。本实用新型的检测与拟合装置的各部分连接简单、操作简单，输入量提取、输出量保存导出方便，整个装置非常智能化、经济环保，通过位移传感器、数字信号采集单元、中央处理器和PC机的配合工作即可实时检测机械特性。

技术领域

本实用新型涉及电力保护设备技术领域，尤其涉及一种快速接地开关机械特性的检测与拟合装置。

背景技术

近年来，随着输电线路电压等级的提高、输送长度变长、导线间距大，潜供电弧的产生概率逐渐增大，潜供电弧能否熄灭直接影响线路的重合闸。快速接地开关一般包括动触头、静触头、静端屏蔽罩和动端屏蔽罩，上述器件均安装在一个拐臂盒内，盒内充有SF₆气体，拐臂盒外壳装有接地端子。快速接地开关由于具有开合感应电流的能力，因此能够抑制输电线路上的产生潜供电弧，进而大大线路重合闸的成功率。气体电弧的熄灭与其周围的气流状况一定关系，快速接地开关触头在不同机械特性的作用下，触头附近的气流不断变化，直接影响电弧的熄灭，进而影响快速接地开关的灭弧能力；此外，快速接地开关机械机构的故障会使机械特性异常，从而产生拒开合或误操作的情况，使快速接地开关不能正常工作。因此，对快速接地开关机械特性的实时监测，可以提高其运行的可靠性；同时，优化快速接地开关机械特性可提高其熄灭潜供的电弧的能力。

传统快速接地开关机械特性检测装置往往存在操作过程复杂，检测过程受振动干扰的影响，这样检测到的机械特性往往具有噪声且杂乱无章；此外，现有对无规律性的离散数据常采用特定算法算法，涉及公式推导复杂，过程冗长，因此，设计一种操作简单、抗振动快速接地开关的机械特性检测装置，并将检测数据准确地拟合成光滑、有规律的机械特性曲线显得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种快速接地开关机械特性的检测与拟合装置，装置的各部分连接简单，输入量提取、输出量保存导出方便，整个装置非常智能化、经济环保，使最后得到的机械特性更为合理化、规律化。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：

本实用新型提供一种快速接地开关机械特性的检测与拟合装置，包括传动装置、操动机构、直线式位移传感器、数字信号采集单元、中央处理器和PC机；

所述传动装置包括传动杆、导向、连板和拐臂；

所述快速接地开关的动触头上端通过连板与导向第一端相连，导向第一端同时与拐臂一端相连，拐臂另一端固定在拐臂盒上端内部；导向第二端穿过拐臂盒外壳连至外部的传动杆一端，传动杆另一端连接所述操动机构；所述操动机构为弹簧操动机构；所述直线式位移传感器固定在传动杆上；

所述数字信号采集单元包括运算放大器和A/D转换器；所述运算放大器输入端连接直线式位移传感器输出端，用于将直线式位移传感器输出的电压信号进行缩小；所述A/D转换器输入端连接所述运算放大器输出端，所述A/D转换器输出端连接中央处理器，用于将直线式位移传感器输出的电压信号经运算放大器后进行模数转换，将转换后的数字信号输入到中央处理器中；

所述中央处理器采用单片机，其输出端连接PC机，用于将电压信号转化为位移信号，并计算得到任意时刻速度值，最后将位移、速度值结果放大，得到初步采集结果输入PC机中进行拟合处理；

所述PC机中存储有计算机可执行的拟合优化程序，根据单片机得到的位移、速度和时间值，利用MATLAB中的拟合工具箱对原始样本数据进行拟合优化，确定最佳拟合曲线，得到理想的机械特性曲线。

进一步地，单片机中计算得到任意时刻速度值的公式如下所示：