[发明专利]采集GIS内高压断路器电流和振动信号的系统及方法

说明书

本公开揭示了一种采集GIS内高压断路器电流和振动信号的系统，包括采集模块、信号调理模块、A/D转换及数字隔离模块、中央处理模块、通信模块和上位机。本公开还揭示了一种采集GIS内高压断路器电流和振动信号的方法。本公开适用于三相分箱式布置、既可以分相操作又可以电气联动的GIS断路器，能够在线检测断路器每一相的分合闸线圈电流及每一相的振动信号，并实时输出数据至上位机。

技术领域

本公开属于电力设备在线监测及故障诊断领域，具体涉及一种采集GIS内高压断路器电流和振动信号的系统及方法。

背景技术

GIS内高压断路器的安全可靠性关系到整个电力系统的稳定运行，随着电力系统以及智能电网的快速发展，对GIS高压断路器等电力设备的可靠性要求更加严格。据统计，机械故障占GIS高压断路器的80％。因此，对GIS内高压断路器的机械状态进行检测，提前给出状态预警，对电力系统的稳定运行具有重大意义。

目前，国内外针对GIS内高压断路器的机械特性在线监测较成熟的是对分合闸线圈电流、动触头位移、操动机构振动、储能电机电流、触头温度等信号的测量，其中，操动机构的振动信号以及分合闸线圈电流信号为主要监测信号。振动信号可以反映GIS内高压断路器在整个分合闸过程中机械结构的动作信息；分合闸线圈电流可以判断控制回路的运行状态。现有的商用振动采集系统价格高昂，体积较大，而且采集系统难以对分合闸线圈电流信号、振动信号进行同步采集并进行数据处理分析。

对于三相分箱式布置、既可以分相操作又可以三相电气联动的GIS断路器，需采集三相单独的电流及振动信号来判断其运行状态，而目前市场上更是缺少具有针对性的状态信号采集装置。

因此，研制开发针对既可以分相操作又可以电气联动的用于GIS内高压断路器的信号采集系统是必要的，将有助于提早发现该类型断路器潜在的故障隐患，提高断路器寿命，提升电网运行的稳定性。

发明内容

针对上述不足，本公开的目的在于提供一种采集GIS内高压断路器电流和振动信号的系统及方法，能够既测量单相的电流及振动信号，又能够测量三相的电流及振动信号，以此提高GIS内高压断路器的可靠性。

本公开的目的是通过以下技术方案实现的：

一种采集GIS内高压断路器电流和振动信号的系统，包括：

采集模块，用于采集GIS内高压断路器的电流和振动信号；

信号调理模块，用于将所述采集模块采集的电流信号转换为电压信号并放大，以及对放大后的电压信号和所采集的振动信号滤波后输出；

A/D转换及数字隔离模块，用于将所述信号调理模块滤波后输出的电压信号和振动信号转化为数字信号并为数字信号的传输提供隔离通道；

中央处理模块，用于实时读取经所述A/D转换及数字隔离模块隔离的数字信号并进行存储；

通信模块，用于传输所述中央处理模块存储的数字信号；

上位机，用于实时显示所述通信模块传输的数字信号。

优选的，所述采集模块包括：

霍尔电流传感器，用于采集断路器中分合闸线圈的电流信号；

振动传感器，用于采集断路器的振动信号。

优选的，所述信号调理模块包括：

电流-电压转换及放大电路，用于将电流信号转化为电压信号，并对转换后的电压信号进行放大；

电压信号四阶巴特沃斯低通滤波电路，用于滤除由电流信号转化的电压信号中的高频信号干扰；

振动信号四阶巴特沃斯低通滤波电路，用于滤除所采集的振动信号中的高频信号干扰。