[发明专利]一种单柱式高压隔离开关状态在线监测装置及方法

说明书

一种单柱式高压隔离开关在线监测装置及方法。所述的高压隔离开关在线监测装置包括陀螺仪模块、拉力传感器模块、采集模块和数据处理模块。陀螺仪模块和拉力传感器模块将隔离开关的拐臂倾角和拉杆拉力转化为电信号传至采集模块；采集模块将采集的传感器数据通过无线通信传至数据处理模块；数据处理模块完成采集数据的接收、分析和处理，根据阈值判别和模糊诊断技术，判别出隔离开关的分合闸状态及健康状况，并通过以太网及GRRS完成和后台监控系统双向通信，可有效监测隔离开关的健康状态。

技术领域

本发明属于电力设备监测技术领域，涉及一种单柱式高压开关状态在线监测装置及方法，特别适用于按IEC61850标准设计的智能变电站，110kV及以上的智能变电站户外单柱式高压隔离开关的状态监测。

背景技术

近几年，随着光伏、风电等新能源发展，国家电网也大力推广智能电网的建设来满足新能源并网的需求，新兴的无人值守站逐渐代替有人值守站。高压隔离开关是变电站中较为重要的开关设备，一般需要和断路器配合使用，主要用于倒闸操作，起电压隔离和切换作用。隔离开关主要由电机、传动机构和触头构成，是靠电机转动，带动联动机构进行分合闸操作运动的。由于长期工作在户外，在风吹、雨淋、日晒的环境下工作，加上隔离开关本身的动作频次不是太高，维护周期较长，因此隔离开关的传动机构和触头表面容易发生锈蚀、落污等现象，造成隔离开关在分合操作时出现传动件松脱、机构啮合不良、分合闸阻力大和触头卡滞等现象，最终导致隔离开关触头接触不良或分合闸不到位等故障，尤其对于合闸不到位情况，对电网的安全运行影响极大，造成了严重损失。

目前，国内外针对高压隔离开关的故障处理，主要依靠运维人员的定期维护，隔离开关需要动作时，事先需要运维人员到现场确认，通过肉眼观察，依靠运维人员的经验来判断隔离开关健康情况和故障状态。这给变电站的维护增加了人力和运营成本，而且大部分隔离开关的动静出头位置较高，加上视角有死区，单依靠人工也很难判断准确。

发明内容

基于现有技术中存在的上述问题，本发明提供了单柱式高压开关状态在线监测装置及方法，通过在隔离开关上安装陀螺仪和拉力传感器，采集拐臂垂直角度数据和触指的夹紧力矩数据，间接反应了拐臂垂直抬升的高度和动触头夹紧力度，从而判别隔离开关的分合闸状态及合闸到位情况。

本发明实现的技术方案是：

一种单柱式高压隔离开关状态在线监测装置，包括陀螺仪模块、拉力传感器模块、采集模块和数据处理模块；其特征在于：

所述陀螺仪模块监测单柱式高压隔离开关的拐臂倾角信号；

所述拉力传感器模块监测隔离开关的拉杆拉力信号；

所述采集模块将采集得到的拐臂倾角信号和拉杆拉力信号上传至数据处理模块；

所述数据处理模块根据隔离开关的拐臂倾角和拉杆拉力变化，判断隔离开关的运动状态，进一步判别隔离开关的故障状态。

本发明进一步包括以下优选方案：

所述陀螺仪模块包括A、B、C三相陀螺仪模块，分别安装在单柱式高压隔离开关的对应相拐臂上；

所述陀螺仪模块包括A、B、C三相陀螺仪模块，分别安装在单柱式高压隔离开关的对应相拐臂上；

每一相别的陀螺仪模块均包括第一陀螺仪模块1和第二陀螺仪模块2，第一陀螺仪模块1和第二陀螺仪模块2分别安装在隔离开关所属相别的上、下拐臂上，用于测量该相上、下拐臂在x轴、y轴和z轴方向上的倾角信号，并将倾角信号转换成可处理的电信号，供采集模块采集，其中，以分闸状态时，上拐臂在水平方向上的指向为x轴；以水平面上垂直于x轴的方向为y轴；以垂直于水平面的竖直方西为z轴。