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文档序号:36405256发布日期:2023-12-16 11:21阅读:8来源:国知局
一次电流回路自动接触装置的制作方法

1.本发明属于电流互感器测试技术领域,具体涉及一种一次电流回路自动接触装置,尤其涉及一种可实现
5a~5000a
多工位被试电流互感器一次电流回路自动导通与断开的自动接触装置



背景技术:

2.用于电能计量

测量用的电流互感器,其精确度直接关系到供电

用电双方电能的贸易结算,属于强制检定产品,其精确度要求越来越高,检定数量也在逐年增加

为了适应作业规范化的管理要求,既要提高检定效率,又能使一次电流回路连接过程中接触可靠而不至于因接触不良产生热阻抗影响电流互感器的精确度,是一次电流回路可靠连接的技术难题

3.目前,电流互感器误差的测试采用分别连接各工位被试电流互感器的一次电流回路,这种接线方式不仅费时费力,而且需要测试人员频繁断开一次电流回路的导线后再次接线,因此并不能保证每一次电流回路的接线部分都连接可靠,同时还存在一定的安全隐患

4.因此,有必要针对上述问题,研发出一种一次电流回路自动接触装置



技术实现要素:

5.鉴于此,本发明的目的在于提供一种一次电流回路自动接触装置,旨在解决现有测试技术中自动化程度低

检定效率低

连接不可靠

测试人员劳动强度大以及存在一定安全隐患等问题

采用本发明的一次电流回路自动接触装置,可有效解决一次电流回路接线过程中存在的这些问题

6.为了达到上述发明目的,本发明采取的技术方案如下:一次电流回路自动接触装置,包括多工位按序排列的被试电流互感器一次电流回路自动接触单元,每个所述一次电流回路自动接触单元均包括有:单元本体,绝缘机构,包括上绝缘板

下绝缘板,所述上绝缘板与下绝缘板之间通过非铁磁性材料的柱体固定连接后形成一用于实现电绝缘的承载框架;一次电流回路转接机构,包括一次电流导线

导电铜排和一次电流回路转接铜排,所述导电铜排固定在下绝缘板上,与被试电流互感器一次电流回路相导通,所述一次电流回路转接铜排置于其导电铜排的上部,且该一次电流回路转接铜排的一端保持与一次电流导线相连接的同时利用若干个分布均匀的弹簧复位组件对一次电流回路转接铜排的下部进行弹性支撑及导向复位;压紧机构,包括直线电机和压头,所述直线电机固定在上绝缘板上,并在该直线电机的推杆轴头处设置有用于增大接触面积的压头,所述压头在上下运行的过程中与一次电流回路转接铜排接触与分离,实现被试电流互感器一次电流回路的自动导通与断开;此外,通过调节压头与一次电流回路转接铜排的压紧力来实现各工位中被试电流互感器一次电
流回路中电流增大与减小的情形

7.进一步的,所述弹簧复位组件包括弹簧和套装在所述弹簧内部起导向作用的沉头螺钉,所述弹簧安装在一次电流回路转接铜排与下绝缘板之间对一次电流回路转接铜排的下表面进行弹性支撑,所述沉头螺钉的上部与一次电流回路转接铜排螺纹连接后,其沉头螺钉的螺杆穿过弹簧芯部及下绝缘板后采用开槽螺母固定,对一次电流回路转接铜排的运行过程进行导向

8.再进一步,所述通过调节压头与一次电流回路转接铜排的压紧力来实现各工位中被试电流互感器一次电流回路中电流增大与减小的情形,具体通过以下公式来实现:fy
=f
t
—4f
kfk
=kx
,式中,fy
为压头的压紧力,ft
为选用的直线电机的最大推力,fk
为弹簧弹力,
x
为弹簧被压缩量,k为弹簧刚度系数,g为弹簧选用钢丝的剪切弹性模量,d为弹簧选用钢丝的直径,
nc为弹簧有效圈数,dm
为弹簧中心直径

9.更进一步的,所述直线电机的推杆轴为阶梯轴,上部为光轴部,下部为螺纹连接部,所述压头套装在螺纹连接部上并用锁紧螺母固定,该锁紧螺母嵌装在压头具有的沉孔内,该沉孔留有锁紧螺母移动的空间

10.优选地,所述压紧机构还包括有:锁紧片和乳胶垫,所述锁紧片与所述螺纹连接部螺纹连接,用于调整压头与一次电流回路转接铜排之间的距离;所述乳胶垫设置在锁紧片与压头之间,用于吸收振颤和推力

11.再优地,所述导电铜排采用宽
120mm、
厚度为
10mm
的铜排,安全载流量为
5~8a/mm2,通过的最大电流为
6000a
以上;所述一次电流回路转接铜排根据被试电流互感器一次电流回路的大小确定铜排的宽度和厚度

12.更优地,所述一次电流回路转接铜排与公共导电铜排的电气间隙距离为
5mm。
13.较好的,所述一次电流回路转接铜排与压头之间的初始距离为
5mm。
14.更好的,所述非铁磁性材料的柱体为铜材料制成的连接螺柱

15.较佳地,多工位按序排列的一次电流回路自动接触单元中的:若干个单元本体集成设计为一台体,该台体由角钢焊接而成;若干个上绝缘板

下绝缘板集成设计为一体化的上绝缘板与下绝缘板;若干个导电铜排集成设计为一公共导电铜排,为各工位的一次电流回路公共导通

16.本发明的有益效果:本发明的一次电流回路自动接触装置,采用控制直线电机推杆轴的伸缩带动压头上下运动实现一次电流回路的自动导通与断开,可以实现一次电流回路接线自动化

提高测试效率

降低测试人员劳动强度

保证一次电流回路连接可靠和消除接线过程中存在的安全隐患

附图说明
17.为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例,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他的附图

18.图1为本发明一次电流回路自动接触装置某工位一次电流回路自动断开示意图;图2为本发明一次电流回路自动接触装置某工位一次电流回路自动导通示意图;图3为图1中a处的局部放大图;图4为图2中b处的局部放大图;图5为图2中c处的局部放大图;图
6 为本发明一次电流回路自动接触装置多工位的排列图

具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚

完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例

基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围

20.在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上部”、“下部”、“端部”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发明和简化描述,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发明的限制;此外,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,也可以是可拆卸连接,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发明中的具体含义

21.由于现有电流互感器误差测试技术中存在自动化程度低

检定效率低

连接不可靠

测试人员劳动强度大以及存在一定安全隐患等问题

因此,设计了一种一次电流回路自动接触装置,采用该装置可通过控制直线电机推杆轴的伸缩带动推杆轴前端的压头上下运动使一次电流回路转接铜排与公共导电铜排自动分离与接触,从而实现一次电流回路的自动断开和导通

22.下面结合附图
1-6
进行具体说明

23.如图
1-6
所示,一次电流回路自动接触装置,包括多工位按序排列的一次电流回路自动接触单元,每个一次电流回路自动接触单元中均包括有:单元本体1,绝缘机构2,一次电流回路转接机构3和压紧机构
4。
24.在本发明中,多工位一次电流回路自动接触单元中的若干个单元本体1可设计成一个个独立的台体,也可集成设计为一个一体化的台体,本技术对此不做限制

所述台体由角钢焊接而成

25.在本发明中,绝缘机构2包括上绝缘板
21、
下绝缘板
22
,所述上绝缘板
21
与下绝缘板
22
之间通过非铁磁性材料的柱体
23
固定连接后形成一用于实现电绝缘的承载框架

26.在本例中,上绝缘板
21、
下绝缘板
22
间的柱体
23
采用非铁磁性的铜材料制成的连接螺柱,可以防止在测试过程中,一次电流回路导通时在装置部分区域形成闭合回路而产
生涡流,导致能量损失使某些接触部位发热,造成接触不良,影响测试数据的准确性,或者接触部分频繁发热造成电蚀产生凹凸不平现象,影响一次电流回路转接铜排与公共导电铜排连接的可靠性

有效性

27.根据一些实施例,多工位一次电流回路自动接触单元中的若干个上绝缘板
21、
下绝缘板
22
可设计成一个个单独的绝缘板,也可集成设计为一个一体化的上绝缘板
21
与下绝缘板
22。
本技术对此不做限制

28.在本发明中,一次电流回路转接机构3包括一次电流导线
31、
导电铜排
32
和一次电流回路转接铜排
33
,所述导电铜排
32
固定在下绝缘板
22
上,与被试电流互感器一次电流回路相导通,所述一次电流回路转接铜排
33
置于其导电铜排
32
的上部,且该一次电流回路转接铜排
33
的一端保持与一次电流导线
31
相连接的同时利用若干个分布均匀的弹簧复位组件对一次电流回路转接铜排
33
的下部进行弹性支撑及导向复位

29.在本例中,多工位一次电流回路自动接触单元中的若干个导电铜排
32
被集成设计为一公共导电铜排,为各工位的被试电流互感器一次电流回路公共导通

公共导电铜排采用宽
120mm、
厚度为
10mm
的铜排,安全载流量为
5~8a/mm2,公共导电铜排可以通过的最大电流为
6000a
以上,可以实现
5a~ 5000a
电流互感器一次电流回路的载流要求

各个工位的一次电流回路转接铜排
33
根据被试电流互感器一次电流的大小来确定铜排的宽度和厚度

30.根据一些实施例,一次电流回路转接铜排
33
与公共导电铜排的电气间隙距离为
5mm。
31.根据一些实施例,如图
3-4
所示,弹簧复位组件包括弹簧
34
和套装在所述弹簧
34
内部并对一次电流回路转接铜排
33
的运行过程起导向作用的沉头螺钉
35
,所述弹簧
34
安装在一次电流回路转接铜排
33
与下绝缘板
22
之间对一次电流回路转接铜排
33
的下表面进行弹性支撑,所述沉头螺钉
35
的上部与一次电流回路转接铜排
33
螺纹连接后,其沉头螺钉
35
的螺杆穿过弹簧
34
芯部及下绝缘板
22
后采用开槽螺母固定,防止沉头螺钉
35
在上下运动过程中松脱

在本例中,弹簧
34
的数量为4根强力弹簧,弹簧
34
的自然长度为
20mm
,但本技术对此不做限制

32.根据一些实施例,一次电流回路转接铜排
33
的一端通过螺栓螺母与一次电流导线
31
相接通

33.在本发明中,压紧机构4包括直线电机
41
和压头
42
,所述直线电机
41
固定在上绝缘板
21
上,并在该直线电机
41
的推杆轴
43
的轴头处设置有用于增大接触面积的压头
42
,所述压头
42
在上下运行的过程中与一次电流回路转接铜排
33
接触与分离,实现被试电流互感器一次电流回路的自动导通与断开;此外,通过调节压头
42
与一次电流回路转接铜排
33
的压紧力来实现各工位中被试电流互感器一次电流增大与减小的情形

34.在本例中,如图5所示,所述直线电机
41
的推杆轴
43
为阶梯轴,上部为光轴部,下部为螺纹连接部,所述压头
42
套装在螺纹连接部上并用锁紧螺母固定,该锁紧螺母嵌装在压头
42
具有的沉孔
44
内,该沉孔
44
留有锁紧螺母移动的空间

35.根据一些实施例,一次电流回路转接铜排
33
与压头
42
之间的初始距离设定为
5mm。
压头
42
用于增大推杆轴
43
与一次电流回路转接铜排
33
的接触面积,使直线电机
41
的推杆推力均匀分布在一次电流回路转接铜排
33
与公共导电铜排的接触面处,保证一次电流回路转接铜排
33
与公共导电铜排可靠接触

36.电流载流有效面积与作用于接触面处的压力相关,故本发明可通过调节压头
42
与一次电流回路转接铜排
33
的压紧力来实现各工位中被试电流互感器一次电流增大与减小的情形,具体通过以下公式来实现:fy
=f
t
—4f
kfk
=kx
,式中,fy
为压头的压紧力,ft
为选用的直线电机的最大推力,fk
为弹簧弹力,
x
为弹簧被压缩量,k为弹簧刚度系数,g为弹簧选用钢丝的剪切弹性模量,d为弹簧选用钢丝的直径,
nc为弹簧有效圈数即实际总圈数减去2,dm
为弹簧中心直径即弹簧外径减去弹簧钢丝直径

37.由上述公式可知:压头
42
压紧力的大小与所选直线电机
41
的最大推力

弹簧
34
的刚度系数

弹簧
34
内外径大小和自然长度等有关

当一次电流回路某工位被试电流互感器一次电流增大或减小时,可以通过调节位于上绝缘板
21
上的连接螺柱及螺母从而改变上绝缘板
21、
下绝缘板
22
之间的距离,以便选用不同型号的直线电机
41
而改变最大推力或有效行程;或者通过调节上绝缘板
21、
下绝缘板
22
之间的距离而改变直线电机
41
的位置高度来改变压头
42
和一次电流回路转接铜排
33
之间的距离,从而改变直线电机
41
的压紧力;也可以重新设计选用一次电流回路转接铜排
33
下的弹簧
34
,改变弹簧
34
的刚度系数

内外径大小和自然长度而改变压紧力的大小

38.根据一些实施例,所述压紧机构4还包括有:锁紧片
45
和乳胶垫
46
,所述锁紧片
45
与所述直线电机
41
的螺纹连接部螺纹连接,用于调整压头
42
与一次电流回路转接铜排
33
之间的距离;所述乳胶垫
46
设置在锁紧片
45
与压头
42
之间,用于吸收振颤和多余能量

39.在本例中,锁紧片
45
与推杆轴
43
通过螺纹连接,可以向上或向下调节压头
42
与一次电流回路转接铜排
33
之间的距离;同时锁紧片
45
还具有定位作用,防止推杆伸缩时压头
42
和乳胶垫
46
窜动距离太大,损坏直线电机
41
的推杆轴
43。
位于压头
42
和锁紧片
45
之间的乳胶垫
46
有防滑

防振和耐高温作用,抗疲劳性能好,适合各工况环境下长期工作,还可以防止直线电机
41
推杆向下运动时发生振颤,保证其平稳运行,缓冲压头
42
与一次电流回路转接铜排
33
接触时的推力冲击,保证推杆的直线度,同时,当一次电流回路已经自动导通,直线电机
41
有效行程如果还有一定裕度,乳胶垫
46
可以被适当压缩,抵消直线电机
41
继续向下运动的多余行程,吸纳直线电机
41
的一部分动能,防止装置刚性差的部件产生不必要的变形,影响各接触面的平面度,导致一次电流回路转接铜排
33
与公共导电铜排接触不良,影响测试效果

40.此外,本发明的一次电流回路自动接触装置还包括有电气控制部分,电气控制部分向直线电机
41
发送导通或断开的控制指令,在本例中,电气控制部分在图中未示出

41.基于上述的一次电流回路自动接触装置的结构,本装置的工作原理如下:直线电机
41
的推杆轴
43
向下运动带动压头
42
与一次电流回路转接铜排
33
接触后,直线电机
41
的推杆轴
43
在有效行程内继续向下运动时,一次电流回路转接铜排
33
之下的弹簧
34
随之产生弹性形变,沉头螺钉
35
起导向作用,保证一次电流回路转接铜排
33
平稳向下
运动,直到一次电流回路转接铜排
33
与导电铜排可靠有效接触,此时,弹簧
34
的被压缩量略大于一次电流回路转接铜排
33
与公共导电铜排之间的电气间隙
5mm
,在弹簧
34
被压缩的同时,弹簧
34
可以削弱直线电机
41
的推杆推力,吸收来自于直线电机
41
的推杆轴
43
产生的一部分能量,保证一次回路转接铜排
33
与公共导电铜排可靠接触但不至于压力太大产生变形;一次电流回路转接铜排
33
左端连接着一次电流导线
31
,弹簧
34
还可以平衡掉一次电流导线
31
产生的重力分量,保持一次电流回路转接铜排
33
的平面度,保证一次电流回路转接铜排
33
与公共导电铜排可靠有效接触

42.基于上述的工作原理,本发明的运行过程如下:本发明运行时,直线电机
41
接收到导通某工位一次电流回路的控制指令后,伸出推杆轴
43
,压头
42
随推杆轴
43
向下运动接触到一次电流回路转接铜排
33
,推杆轴
43
继续向下运动,一次电流回路转接铜排
33
下的弹簧
34
随之产生弹性形变,在直线电机
41
的有效行程内,弹簧
34
被压缩,弹簧
34
压缩量略大于一次电流回路转接铜排
33
与公共导电铜排之间的电气间隙
5mm
,一次电流回路转接铜排
33
与公共导电铜排可靠接触,一次电流回路自动导通,如图2所示

43.测试结束后,直线电机
41
接收到断开某工位一次电流回路的控制指令后,收缩推杆轴
43
,压头
42
随推杆轴
43
向上运动,一次电流回路转接铜排
33
下的弹簧
34
弹性形变消失,弹簧
34
恢复原长,一次电流回路转接铜排
33
与公共导电铜排分开,一次电流回路转接铜排
33
与公共导电铜排电气间隙距离恢复为
5mm
时,推杆轴继续向上运动直至直线电机
41
的行程为0,压头
42
与一次电流回路转接铜排
33
分开,压头
42
与一次电流回路转接铜排
33
距离恢复为
5mm
时,一次电流回路自动断开,如图1所示

44.最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施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,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改

等同替换

改进等,均应包含在本发明的保护范围之内

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