[发明专利]成套开关设备机械特性在线监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种成套开关设备机械特性在线监测方法。

背景技术

根统计，断路器最严重的机械故障是拒动和误动。而引起此类故障的 主要原因有两个方面，一是操动机构及传动系统的机械失效，具体表现为 机构卡塞，部件变形、移位和损坏，分合闸铁心松动，轴销断裂，脱扣失 灵等；另一原因是电气控制和辅助回路的故障造成，表现为二次接线接触 不良、接线错误、分合闸线圈因机构卡塞或转换开关不良而烧损，以及操 作电源、合闸接触器、微动开关失灵等故障。

所以说，高压断路器绝大部分事故源于机械方面的原因，因此对断路 器的机构状态的检测越来越重要。以往国内都采用离线例行试验与操作对 高压断路器进行定期检修。这种计划性的预防检修盲目性大，费用高。频 繁的操作及过度的拆卸检修会降低断路器动作的可靠性。随着电力系统的 电压等级和电网容量的不断提高，需要及时了解断路器的运行状况，掌握 其运行状态的变化及趋势。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能对断路器操动机构的运行状 态作出监测的成套开关设备机械特性在线监测方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种成套开关设备机械特性在线 监测方法，包括：在高压断路器的用于控制分闸与合闸的主轴上设有用于 检测该主轴转动角度的角位移传感器，在高压断路器的分合闸控制线圈上 设有霍尔电流传感器，角位移传感器与霍尔电流传感器与中央控制单元相 连；中央控制单元的报警信号输出端设有远程通信接口；

高压断路器分闸或合闸操作时，中央控制单元采集来自角位移传感器 的输出电压和分合闸线圈的输出电流，然后计算平均分闸速度、平均合闸 速度、分闸时间、合闸时间、分闸线圈电流的有效值和合闸线圈电流的有 效值；最后由中央控制单元进行比较判断，当所述平均分闸速度、平均合 闸速度、分闸时间、合闸时间、分闸线圈电流的有效值和合闸线圈电流的 有效值之一超出预设范围时，通过远程通信接口发出报警信号。

若中央控制单元测得角位移传感器的输出电压由小到大变化，则判断 所述高压断路器进行合闸操作；反之，若测得角位移传感器的输出电压由 大到小变化，则判断为分闸操作。

所述分闸时间和合闸时间的计算：由计算得到的分闸初始点和合闸结 束点，距离所述分合闸控制线圈的电流通电时刻之间的时间差即为分闸时 间和合闸时间。

根据所述分闸时间和合闸时间，初始点和结束点之间的位移变化量， 得出平均分闸速度和合闸速度。

对来自角位移传感器的输出电压和分合闸线圈的输出电流按如下算式 进行低通数字滤波：Y_n＝α·X_n+(1-α)·Y_n-1

式中：Xn为本次采样值，Yn-1为上一次的滤波输出值，α为滤波系数， 其值小于1；Yn为本次滤波的输出值。

本发明具有积极的效果：(1)本发明的成套开关设备机械特性在线监 测方法，针对12kV真空断路器采用一种机械特性的在线检测方案，通过安 装在断路器上的角位移传感器和霍尔电流传感器，在运行中检测其机械运 行特性，根据测得的机械特性参量对断路器操动机构的运行状态作出预测， 省时省力，提高了效率。

附图说明

图1为本发明的成套开关设备机械特性在线监测方法所采用的控制电 路的结构示意图。

具体实施方式

(实施例1)

见图1，本实施例的成套开关设备机械特性在线监测方法包括：在高压 断路器的用于控制分闸与合闸的主轴上设有用于检测该主轴转动角度的角 位移传感器1，在高压断路器的分合闸控制线圈上设有霍尔电流传感器2， 角位移传感器1与霍尔电流传感器2与中央控制单元3相连；中央控制单元3 的报警信号输出端设有远程通信接口4。

高压断路器分闸或合闸操作时，中央控制单元3采集来自角位移传感器 1的输出电压和分合闸线圈2的输出电流，然后计算平均分闸速度、平均合 闸速度、分闸时间、合闸时间、分闸线圈电流的有效值和合闸线圈电流的 有效值；最后由中央控制单元3进行比较判断，当所述平均分闸速度、平均 合闸速度、分闸时间、合闸时间、分闸线圈电流的有效值和合闸线圈电流 的有效值之一超出预设范围时，通过远程通信接口4发出报警信号，由远程 监控中心接收该信号，并及时进行维护处理。