技术摘要：
本发明公开了一种柱上开关模拟装置。其包括单片机控制系统，所述单片机控制系统与弹簧操作机构、永磁操作机构、电磁操作机构和开关辅助节点连接，所述单片机控制系统上设置有参数设置接口、开关状态指示接口、开关动作过程接口、控制系统接口，开关辅助节点与配电终端  全部
背景技术：
为提供用户供电可靠性和供电质量，近年来我国通过实施配电网建设改造行动计 划，有效加大配电网资金投入，配网自动化覆盖率逐年提高。作为架空线改造的主要设备， 柱上开关及作为其控制设备的馈线终端得到广泛应用。由于馈线终端是故障定位、隔离及 非故障区域恢复供电的控制设备，其自身的功能性能及其馈线自动化控制算法的优劣是提 高配网自动化水平的关键因素，因此需要相应的测试设备及仿真试验环境满足馈线终端功 能性能及馈线自动化控制算法的验证。 目前针对馈线终端功能性能的验证一般按照检测项目采用多台设备分别完成， 如：采用继保测试仪对模拟量采集部分进行验证，采用模拟断路器进行控制及开关状态采 集验证等。但由于柱上开关类型包含弹操、永磁、电磁，且弹操的电源又有48V、24V之分，永 磁又分为单稳态、双稳态，模拟量输出类型又分为常规电磁式电压电流输出、EVT和ECT输 出，且每种开关的动作特性也有很大不同，参数繁多，因此给测试验证带来了诸多不便，虽 然近年来国内相继推出了配电终端的专用检测设备，但其主要针对功能性验证，并没有产 品能对开关做全功能的模拟，尤其是对开关操作机构动作特性进行模拟。同时，国内针对馈 线自动化控制算法的仿真环境一般都采用真实的柱上开关进行搭建，由于真实开关体积、 重量较大，接线复杂，馈线线路的拓扑更改不变，且模拟量加量受限，导致其只能对某一种 馈线线路的特定开关类型、特定参数的拓扑进行模拟，无法满足各种线路接线方式、各种开 关类型、各种参数开关的仿真测试要求，具有很大的局限性。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提供了一种柱上开关模拟装置，本专利为柱上开关模拟装置，其 可通过参数配置实现对各种类型柱上开关的全功能模拟，既可用于对馈线终端的功能性能 测试验证，又可用于在实验室环境下搭建馈线线路仿真环境，极大提高了测试仿真的通用 性、灵活性、方便性，具有很高的实用价值。 本发明通过以下技术手段解决上述技术问题： 本发明的一种柱上开关模拟装置，其包括单片机控制系统，所述单片机控制系统 与弹簧操作机构、永磁操作机构、电磁操作机构和开关辅助节点连接，所述单片机控制系统 上设置有参数设置接口、开关状态指示接口、开关动作过程接口、控制系统接口，开关辅助 节点与配电终端测试航插接口连接，单片机控制系统分别与电磁式互感器、EVT传感器、ECT 传感器连接，电磁式互感器、EVT传感器、ECT传感器均与配电终端测试航插接口连接，弹簧 操作机构、永磁操作机构、电磁操作机构均与配电终端测试航插接口连接； 所述弹簧操作机构通过分合闸回路、弹簧储能回路阻抗的配置实现对分合闸和弹 簧储能时带载能力的模拟，通过在单片机控制系统的控制下实现对开关动作时间、开关三 3 CN 111596568 A 说　明　书 2/6 页 相不同期时间的模拟，弹簧操作机构支持根据参数配置选择分合闸回路的电压等级，并根 据电压等级配置不同的回路阻抗； 所述永磁操作机构通过参数配置实现对分合闸双稳态、单稳态的模拟，通过回路 阻抗的配置实现对分合闸回路带载能力的模拟，并在单片机控制系统的控制下实现对开关 动作时间、开关三相不同期时间的模拟； 所述电磁操作机构通过回路阻抗的配置实现对分合闸回路带载能力的模拟，并在 单片机控制系统的控制下实现对开关动作时间、开关三相不同期时间的模拟； 在单片机控制系统控制下，根据所模拟柱上开关的当前状态实现对柱上开关的开 关辅助节点进行模拟，供配电终端状态量采集之用，实现开关的分位、合位、未储能状态模 拟； 在单片机控制系统控制下，通过模数转换、功率放大电路实现对柱上开关内置的 电磁式互感器的输出信号的模拟，用于电磁式配电终端模拟量采集接口，其中电压、电流额 定值根据参数选择自动调整； 在单片机控制系统控制下，通过模数转换、输出驱动电路、运放放大电路实现对柱 上开关内置的EVT传感器输出信号和ECT传感器输出信号的模拟，用于电子式配电终端模拟 量采集接口； 单片机控制系统根据参数配置选择装置的相应操作机构类型与配电终端接口； 单片机控制系统根据参数配置选择装置的相应模拟量输出类型与配电终端接口； 柱上开关的标准定义提供与配电终端的配电终端测试航插接口； 参数设置接口采用触摸屏液晶接口，通过就地设置实现开关类型及参数的选择， 实现对特定类型及参数柱上开关的模拟； 开关状态指示接口按照柱上开关面板指示的需要，实现在单片机控制系统的控制 下，根据装置当前运行状态实现对开关分合闸、储能、开关两侧带电状态的直接指示； 在单片机控制系统的控制下，根据装置当前运行状态模拟开关的分合闸、储能动 作、动作音效、动作进程指针过程； 单片机控制系统通过控制系统接口实现与上位机的通信连接，控制系统接口实现 与上位机的通信连接通过太网接口实现，在配电终端功能性能测试时，通过上位机软件控 制单台的模拟装置模拟输出正常及故障状态对被试品进行测试验证；在馈线线路仿真时， 通过上位机软件可以控制多台设备协调工作，实现对馈线线路各种运行状态的仿真，从而 验证配电终端的馈线自动化功能。 目前针对馈线终端功能性能的验证一般按照检测项目采用多台设备分别完成， 如：采用继保测试仪对模拟量采集部分进行验证，采用模拟断路器进行控制及开关状态采 集验证等。但由于柱上开关类型包含弹操、永磁、电磁，且弹操的电源又有48V、24V之分，永 磁又分为单稳态、双稳态，模拟量输出类型又分为常规电磁式电压电流输出、EVT和ECT输 出，且每种开关的动作特性也有很大不同，参数繁多，因此给测试验证带来了诸多不便，虽 然近年来国内相继推出了配电终端的专用检测设备，但其主要针对功能性验证，并没有产 品能对开关做全功能的模拟，尤其是对开关操作机构动作特性进行模拟。同时，国内针对馈 线自动化控制算法的仿真环境一般都采用真实的柱上开关进行搭建，由于真实开关体积、 重量较大，接线复杂，馈线线路的拓扑更改不变，且模拟量加量受限，导致其只能对某一种 4 CN 111596568 A 说　明　书 3/6 页 馈线线路的特定开关类型、特定参数的拓扑进行模拟，无法满足各种线路接线方式、各种开 关类型、各种参数开关的仿真测试要求，具有很大的局限性。 本专利所设计的柱上开关模拟装置就是为了解决馈线终端功能性能检测及馈线 自动化仿真环境搭建的难题，通过参数配置实现对所有开关类型、接口参数及动作特性的 模拟，提高测试仿真的通用性、灵活性、方便性，提高测试效率和完备性。 实现对柱上开关的模拟，用于配电终端的检测和馈线线路仿真环境的搭建。本发 明所设计的柱上开关模拟装置就是为了解决馈线终端功能性能检测及馈线自动化仿真环 境搭建的难题，通过参数配置实现对所有开关类型、接口参数及动作特性的模拟，提高测试 仿真的通用性、灵活性、方便性，提高测试效率和完备性。 本发明的有益效果：本专利所描述的柱上开关模拟装置，其用于对柱上开关的全 功能模拟，满足对配电终端功能性能的测试及馈线自动化仿真测试环境搭建的需要，采用 一台装置实现对弹操、永磁、电磁三种类型柱上开关的仿真，且开关的参数可以灵活选择， 通用性、灵活性强，带来了极大的便捷性，可提高配电终端功能性能测试的全面性和测试效 率；在搭建馈线自动化仿真环境时，可以取代笨重的柱上开关，同时可实现各种类型开关的 灵活选择，由于馈线线路的拓扑结构可以通过上位机软件以通信的方式进行控制更改，避 免了接线带来的复杂性和工作量，因此搭建的仿真环境通用性、灵活性强，避免了反复投 资，降低了测试过程的工作量，提供了测试效率； 本专利所设计的柱上开关模拟装置解决了馈线终端功能性能及馈线自动化仿真 测试的局限性，通用性、灵活性、方便性强，可极大提高测试完备性和测试效率。 附图说明 图1为本发明的工作流程图。 图2为本发明结构示意图。 图3为本发明弹簧操作机构结构示意图。 图4为本发明永磁操作机构结构示意图。 图5为本发明电磁操作机构结构示意图。 图6为本发明开关辅助节点结构示意图。 图7为本发明电磁式互感器输出模拟流程图。 图8为本发明EVT、ECT传感器输出模拟流程图。 图9为本发明开关状态指示流程图。 图10为本发明开关动作过程模拟流程图。