[发明专利]一种高压断路器机械特性在线监测系统

说明书

本发明公开了一种高压断路器机械特性在线监测系统，属于断路器检测技术领域，包括处理器、角度传感器、调理电路、数据采集模块、电流传感器及工控机。角度传感器测得的主轴旋转角度信号经调理电路的调理后被数据采集模块采集并发送给处理器，处理器根据电流传感器监测断路器操作线圈得电时刻获取断路器分(合)闸操作的起始时刻、根据辅助接点构成的电平回路获取断路器分(合)闸操作的终止时刻，处理器将主轴旋转角度信号、断路器分(合)闸操作的起始时刻、终止时刻进行拟合即可得到主轴的行程‑时间曲线。工控机根据各断路器上主轴的行程‑时间曲线得到动触头的行程‑时间曲线，便于监控人员了解各断路器的实时机械特性及判断断路器的故障。

技术领域

本发明涉及断路器检测技术领域，尤其涉及一种高压断路器机械特性在线监测系统。

背景技术

断路器具有控制和保护的作用，能在有载、空载及各种短路工况下完成规定的合分任务或循环操作。高压断路器指额定电压在3kV以上的断路器，可以根据电网运行的需要控制指定的线路或电力设备退出或投入运行，也可以在电力系统发生故障时及时切除故障点以保障电网无故部分安全运行。高压断路器及其运行可靠性直接关系到整个电力系统的安全运行和供电质量，是电力系统中最重要和性能最全面的一种开关电器。

断路器包括导电部分、绝缘部分、操动机构及灭弧装置，导电部分是断路器上导通电流的部分，允许通过长时间的正常负荷电流及一定时间的异常电流。绝缘部分是断路器上保证电气绝缘的部分，包括对地绝缘、相间绝缘及断口绝缘。操动机构用于带动动触头执行分(合)闸动作，一般由储能单元、控制单元和力传递单元构成。灭弧装置用于使电弧尽快熄灭，避免电弧烧损动触头及其他元件。

高压断路器的机械特性包括时间特性、速度特性及行程特性，这些特性均可通过断路器动触头的行程-时间曲线求得。无论何种操动机构的断路器，在其接受分闸或合闸命令后完成其指定动作都需要一定的时间，时间过长或过短都会影响断路器的性能而最终引发断路器故障。断路器分闸与合闸的时间与其速度密切相关，直接影响断路器的开断和关合性能。如果分闸时间过长，则分闸速度低，灭弧性能受到影响，电动力增大会导致开关分断失败。如果分(合)闸时间过短，则分(合)闸速度快，会对断路器造成较大冲击，影响其寿命。因此，断路器分(合)闸速度是一个非常重要的参数，通过断路器的行程-时间曲线得到时间参数、速度参数及行程参数对断路器的机械故障诊断及其健康评估有重要意义。

高压断路器的机械特性是断路器工作状态的重要表征，高压开关柜内断路器机械特性在线监测的基本要求是既不影响开关柜内断路器原有的机械特性和绝缘性能，又要真实的反映其动触头行程-时间变化关系。此外，监测系统的传感器还要便于安装，即监测系统的适应性要强，不能改动断路器的原有结构。

早期，高压开关柜综合在线监测与故障诊断系统侧重于对断路器动触头的温升和环境的温湿度进行控制，而断路器作为高压开关柜中最主要的高压开关设备，在柜体中肩负着控制和保护设备的双重作用，其重要性也不言而喻。因此，加强高压开关柜中断路器机械特性在线监测对保证高压开关柜的安全运作具有重要意义。但是，现有的监测系统不能很好的满足监测要求。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的缺点和不足，本发明提供了一种高压断路器机械特性在线监测系统，通过该在线监测系统可以得到断路器主轴的行程-时间曲线，便于根据动触头的行程-时间曲线判断断路器的故障类型。

为了实现上述技术目的，本发明提供的一种高压断路器机械特性在线监测系统，包括

处理器，对收集到的信号进行处理得到断路器主轴的行程-时间曲线；

角度传感器，电连接于处理器的输入端口且用于监测断路器上主轴的旋转角度；

调理电路，串联于角度传感器与处理器之间且用于将角度传感器监测到的旋转角度信号调理到处理器的A/D输入范围内；