[发明专利]一种非接触式测量断路器分断特性的装置及方法

权利要求书

1.一种非接触式测量断路器分断特性的装置，其特征在于，包括激光位移传感器、数据采集单元以及数据处理单元；其中，

所述激光位移传感器与所述数据采集单元的输入端相连，其包括激光发射二极管、发射器透镜组、CCD以及接收器透镜组，用于获取断路器分断时触头的动态位移所产生的机械运动信号，并将所述机械运动信号转变成模拟电信号；其中，所述机械运动信号为光信号；

所述数据采集单元的输出端与所述数据处理单元的输入端相连，数据采集单元获取所述激光位移传感器输出的模拟电信号并转换成数字信号输出；

所述数据处理单元，用于将所述数字信号进行分析和处理后，根据预设的测量算法，得出所述触头分断时的角位移和角速度，并分别绘制出所述角位移与时间相关联的曲线及所述角速度与时间相关联的曲线；

所述测量算法包括以下步骤：

a、设立两个基准测量点，并得到所述断路器闭合及分断时在所述两个基准测量点所产生的动态直线位移函数；

b、利用三角函数关系将动态直线位移函数转换成动态角位移函数；

c、对所述动态角位移函数进行微分运算，得到所述断路器分断过程中动触头的角速度函数。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括带隔离的电压调理电路，所述带隔离的电压调理电路分别与所述断路器及所述数据采集单元的输入端相连，其包括电压互感器、第一运算放大器、第一电压负反馈电路以及第一低通滤波器；其中，

所述电压互感器的输入端与所述断路器相连，其输出端与所述第一运算放大器的第一输入端相连；

所述第一运算器放大器的第二输入端与所述第一电压负反馈电路的一端相连，其输出端与所述第一电压负反馈电路的另一端及所述第一低通滤波器的输入端相连；

所述第一低通滤波器的输出端与所述数据采集单元的输入端相连。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括带隔离的电流调理电路，所述带隔离的电流调理电路分别与所述断路器及所述数据采集单元的输入端相连，其包括电流互感器、第二运算放大器、第二电压负反馈电路以及第二低通滤波器；其中，

所述电流互感器的输入端与所述断路器相连，其输出端与所述第二运算放大器的第一输入端相连；

所述第二运算器放大器的第二输入端与所述第二电压负反馈电路的一端相连，其输出端与所述第二电压负反馈电路的另一端及所述第二低通滤波器的输入端相连；

所述第二低通滤波器的输出端与所述数据采集单元的输入端相连。

4.如权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括与所述数据处理单元相连的显示单元。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括与所述断路器相连的数控瞬时恒流源，所述数控瞬时恒流源用于提供所述断路器分断所需的短路电流或瞬时大电流。

6.一种非接触式测量断路器分断特性的方法，其特征在于，其在如权利要求1或2或3 所述的装置中实现，所述方法包括：

获取断路器分断时触头的动态位移所产生的机械运动信号，并将所述机械运动信号转变成模拟电信号；其中，所述机械运动信号为光信号；

获取所述模拟电信号并转换成数字信号输出；以及

将所述数字信号进行分析和处理后，根据预设的测量算法，得出所述触头分断时的角位移和角速度，并分别绘制出所述角位移与时间相关联的曲线及所述角速度与时间相关联的曲线。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

获取所述断路器输出的电压信号，将所述电压信号转变成低电压信号，并绘制出所述低电压信号与时间相关联的曲线。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：获取所述断路器输出的电流信号，将所述电流信号转变成低电流信号，并绘制出所述低电流信号与时间相关联的曲线。