[实用新型]24kV高压真空断路器机械特性在线监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力保护设备，具体涉及一种与24kV真空断路器相配合使用的24kV高压真空断路器机械特性在线监测装置。

背景技术

随着社会经济和科学技术的高速发展，城乡电网对高质量、高可靠性的电能供应提出了越来越高的要求，逐步实现城乡电网的配电自动化、电气化、智能化，以提高整个配电系统的电能和供电可靠性，其社会效益和经济效益都是非常明显的。为此，我国目前正投以巨资对城乡电网进行建设与改造。而随着我国大中城市的用电负荷急剧增大，以及农村电网线路长、设备老、线损高的问题日益突出，原有的10kV供电已经难以满足供电要求，逐渐暴露出其供电距离过大、线损率高、电压质量难以合乎要求等弱点，而采用20kV电压等级供电具有增加供电能力、保证电压质量、降低电网电能损耗、节省电网的建设费用等一系列优势，所以采用20kV电压配电等级是发展的必然趋势，势在必行。我国目前正投以巨资对20kV电网进行建设，其中已经对江苏省部分地区进行了20kV配电线路的全面建设。24kV高压交流真空断路器作为一种高压开关设备，是20kV配电网的重要组成部分，其作用举足轻重。

但是，据国际权威机构对高压开关事故的统计分析均表明，高压断路器的大多数故障，即主要故障的70％和次要故障的86％，发生在断路器的机械机构，主要涉及操动机构、监视装置和辅助装置等，主要是由于机械特性不良造成的，例如拒分、拒合或误动作等。

真空断路器的电气性能是通过其机械特性来保证的，对真空断路器的运行状态实施在线测量，主要包括合、分闸操作机械特性的测量，能及时了解其工作情况，实现从预防维修到状态检修的转变，对提高其运行可靠性，保障电力系统安全十分重要。

传统的针对高压断路器机械特性在线监测的装置由可控硅直流电源测速器控制电路、门控电路及计时显示电路和同期灯等几部分组成，存在自动化程度低、测量误差大和功能不强等缺点，而且目前大多数产品只能对其中的一个或几个机械特性参量进行监测的问题，检测结果的适用性和部分项目的检测方法仍然很不理想。

发明内容

本实用新型要解决的问题是：现有的高压真空断路器机械特性在线监测装置存在自动化程度低、测量误差大和功能不强等缺点，而且大多只能对断路器的一个或几个机械特性参量进行监测，监测结果的适用性仍然很不理想。

本实用新型的技术方案是：24kV高压真空断路器机械特性在线监测装置，包括DSP单片机、断路器线圈电流监测模块、断路器动触头行程监测模块和断路器主回路电流监测模块，断路器线圈电流监测模块、断路器动触头行程监测模块和断路器主回路电流监测模块的输出连接DSP单片机。

本实用新型断路器线圈电流监测模块包括磁平衡式霍尔电流传感器，其对瞬时信号反应十分灵敏，真空断路器的合、分闸线圈引线穿过磁平衡式霍尔电流传感器测量孔径，由此取得合、分闸电流信号记录；断路器动触头行程监测模块包括光栅式位移传感器，光栅式位移传感器设在真空断路器的动触头旁，将动触头的机械位移转换成同步变化的电压信号输出；断路器主回路电流监测模块包括CT传感器和霍尔传感器，断路器主回路相电流信号输入CT传感器，主回路交流信号输入霍尔传感器。

本实用新型还包括GPRS通信模块，GPRS通信模块连接DSP单片机，实现真空断路器监测装置与上位机之间数据的直接交换。数据在GPRS通信模块经过编码、调制后，通过GPRS网络以数据包的形式将数据传输到上位机，如用户端的服务器，用户通过访问服务器所分配的IP地址和端口号来获取远端真空断路器的监测信息。

本实用新型DSP单片机连接开关量输入模块和开关量输出模块，开关量输入模块连接断路器的辅助触点，实时监测真空断路器的分合状态，开关量输出模块连接断路器的分、合闸继电器，根据DSP单片机传输的指令控制真空断路器的分、合闸。DSP单片机还连接数码显示和键盘电路，便于用户现场观测真空断路器的监测数据及输入控制指令。

同现有断路器机械特性在线监测装置相比，本实用新型立足于电压等级在24kV以上的户外高压真空断路器，采用先进的传感技术、信号处理技术、无线通信技术等，实现对24kV户外高压真空断路器的合、分闸时间，合闸弹跳时间，合、分闸平均速度，动触头行程、开距、超行程等机械特性参数的在线监测。

附图说明

图1为本实用新型真空断路器机械特性在线监测装置的结构原理框图。

图2为本实用新型霍尔电流传感器接线图。

图3为本实用新型合闸线圈电流信号调理电路。

图4为本实用新型光栅式位移传感器的正交编码脉冲信号。