[发明专利]一种断路器弹簧操动机构齿轮卡涩的预估方法

说明书

本申请涉及断路器弹簧操动机构诊断维护技术领域，尤其涉及一种断路器弹簧操动机构齿轮安全预警设备和方法。该设备包括运动测量模块、功率测量模块、应力计算模块和可靠性评价模块。运动测量模块和功率测量模块，分别与应力计算模块连接并进行数据传输，应力计算模块与可靠性评价模块连接并进行数据传输。所述的断路器弹簧操动机构齿轮安全预警设备和方法，能够在断路器弹簧操动机构齿轮工作中的过程中，拟合齿轮的应力分布数据，当应力分布数据中存在超过材料安全应力值时，发出预警信号，以便工作人员及时安排检修工作，提高断路器运行的安全性。

技术领域

本申请涉及断路器弹簧操动机构诊断维护技术领域，尤其涉及一种断路器弹簧操动机构齿轮卡涩的预估方法。

背景技术

目前，在电力行业中弹簧操动机构断路器因易检修，损坏只需要更换零件，无需整体更换而被广泛使用。但弹簧操动机构故障率高，难以提前预判故障，影响电网的安全稳定运行。其中弹簧操动机构的储能系统因受力较大，且动作次数少，容易发生零件变形，导致断路器分合闸过程中出现拒分闸、拒合闸，储能弹簧无法储能等故障。其中电机传动齿轮和储能传动齿轮在运动过程中容易发生变形及装备件松动，导致齿轮啮合不佳，致使齿轮发生卡涩现象，危及电网的安全稳定运行。因此，亟待提供一种断路器弹簧操动机构齿轮卡涩的预估方法。

发明内容

本申请提供了一种断路器弹簧操动机构齿轮卡涩的预估方法，以解决现有断路器弹簧操动机构齿轮卡涩故障无法预测的问题。

第一方面，本实施例提供一种断路器弹簧操动机构齿轮安全预警设备，包括：

运动测量模块，用于监测储能弹簧的工作时间和齿轮测量数据，齿轮测量数据包括：电机传动齿轮的第一转速、与第一固定板之间的第一距离，以及，储能传动齿轮的第二转速、与第一固定板之间的第二距离；

功率测量模块，用于测量电机的电流和电压；

应力计算模块，用于根据电流和电压计算功率；将齿轮测量数据输入齿轮仿真模型，拟合齿轮运动数据，包括：电机传动齿轮的外轮廓的第一运动轨迹和第一速度，储能传动齿轮的第二运动轨迹和第二速度，以及电机传动齿轮和储能传动齿轮之间的倾角；根据工作时间和齿轮运动数据计算储能弹簧的压缩量，根据压缩量和储能弹簧的劲度系数，计算储能弹簧的势能；将功率和齿轮运动数据作为齿轮仿真模型的加载条件，将储能弹簧的势能作为边界条件，计算电机传动齿轮和储能传动齿轮的应力分布数据；其中，齿轮仿真模型根据电机传动齿轮和储能传动齿轮的尺寸数据确定；

可靠性评价模块，用于如果应力分布数据中存在超过齿轮材料安全应力的数值，则发出预警信号。

可选的，运动测量模块为带数据存储和通讯功能的磁致伸缩型传感器，采用无线通讯，支持3G、4G、5G、WIFI、zigbee、蓝牙通讯。

可选的，应力计算模块还用于，采用线平均方式计算电机传动齿轮的外轮廓的第一运动轨迹，以及储能传动齿轮的第二运动轨迹。

可选的，应力计算模块还用于，将电流、电压以及电机的有效输出系数相乘，计算电机的有效功率。

第二方面，本实施例提供一种断路器弹簧操动机构齿轮安全预警方法，包括：

监测储能弹簧的工作时间和齿轮测量数据，齿轮测量数据包括：电机传动齿轮的第一转速、与第一固定板之间的第一距离，以及，储能传动齿轮的第二转速、与第一固定板之间的第二距离；

测量电机的电流和电压，并根据电流和电压计算功率；

根据工作时间和齿轮运动数据计算储能弹簧的压缩量，根据压缩量和储能弹簧的劲度系数，计算储能弹簧的势能；