一种10kv断路器机械特性监测方法、系统及设备与流程

1.本发明涉及一种10kv断路器机械特性监测方法、系统及设备，属于监测领域。


背景技术：

2.10kv断路器是配电网主要设备之一，其运行状态对电力系统稳定、安全运行具有重要意义；据统计，10kv开关设备三分之一事故都源于机械方面的原因，因此，了解掌握断路器机械特性及其变化趋势，对于电力系统发展具有重大作用。
3.现有断路器机械特性监测主要根据工作经验进行操作，误差大，降低了监测数据的真实性和准确性，为此，本发明提出了一种10kv断路器机械特性监测方法、系统及设备，用以解决10kv断路器机械特性监测问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种10kv断路器机械特性监测方法、系统及设备，用以解决10kv断路器机械特性监测问题。
5.第一方面，本发明提供了一种10kv断路器机械特性监测方法，包括：通过直线位移传感器，获得断路器总行程和运行时间；通过加速度传感器，获得断路器刚分和刚合点；通过获得的断路器总行程、运行时间、刚分和刚合点，实现断路器开距、超程、平均分闸速度、平均合闸速度的在线监测；所述断路器刚分和刚合点的获得包括以下步骤：通过加速度传感器，获得断路器分合闸加速度信号；取合闸加速度为0时，获得断路器刚合时刻；取分闸加速度为0时，获得断路器刚分时刻。
6.进一步的，所述10kv断路器机械特性监测方法还包括：通过霍尔电流传感器，实现断路器分合闸线圈电流、储能电机电流的在线监测。
7.第二方面，本发明提供了一种10kv断路器机械特性监测系统，包括传感器模块、数据处理模块和监测模块：传感器模块，通过直线位移传感器和加速度传感器，获得断路器总行程、运行时间、刚分和刚合点；数据处理模块，用于根据传感器获得的断路器总行程、刚分和刚合点，计算断路器开距、超程、平均分闸速度、平均合闸速度数据，并将计算数据传输至监测模块；监测模块，用于根据数据处理模块传输的计算数据，监测查看断路器状态信息；所述断路器刚分和刚合点的获得包括以下步骤：通过加速度传感器，获得断路器分合闸加速度信号；取合闸加速度为0时，获得断路器刚合时刻；取分闸加速度为0时，获得断路器刚分时刻。
8.进一步的，所述传感器模块还包括霍尔电流传感器，所述霍尔电流传感器用于获得断路器分合闸线圈电流、储能电机电流。
9.第三方面，本发明提供了一种10kv断路器机械特性监测设备，所述10kv断路器机械特性监测设备配置有第一方面任一项所述的10kv断路器机械特性监测系统。
10.进一步的，所述10kv断路器机械特性监测设备还包括工控机、交换机、数据汇集终端、对时单元、触摸屏、直线位移传感器和加速度传感器。
11.进一步的，所述10kv断路器机械特性监测设备还包括霍尔电流传感器。
12.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：采用直线位移传感器结合加速度传感器，对断路器分合闸操作进行数据采集和录波，通过加速度传感器采集断路器分合闸加速度信号，获得断路器刚分和刚合点，再结合直线位移传感器获得的断路器总行程和运行时间，进而实现断路器开距、超程、平均分闸速度、平均合闸速度等参数变量的在线监测；同时，通过霍尔电流传感器，采用霍尔原理的穿心式电流传感器非嵌入式安装在断路器分、合闸回路和储能电机回路上，可以在不破坏原来电气回路和增加原来电气回路复杂性基础上实现电流采样，实现断路器分合闸线圈电流、储能电机电流的在线监测。
附图说明
13.图1为本发明实施例的10kv断路器机械特性监测方法流程图；图2是本发明实施例的10kv断路器刚合点判断方法示意图；图3是本发明实施例的10kv断路器刚分点判断方法示意图；图4是本发明实施例的10kv断路器机械特性监测设备示意图；图5是本发明实施例的10kv断路器机械特性监测设备接线示意图。
具体实施方式
14.下面结合附图对本发明作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
15.实施例1：本实施例，如图1所示，提供了一种10kv断路器机械特性监测方法，包括：通过直线位移传感器，获得断路器总行程和运行时间。
16.通过加速度传感器，获得断路器分合闸加速度信号，根据断路器分合闸加速度信号判断断路器刚分和刚合点，具体判断方法包括以下步骤：断路器刚合点判断方法，如图2所示，当断路器脱扣后，动触杆在合闸簧的弹力和机械阻力作用下运动，开始动触头的合闸速度和加速度都不断增大，但是触头运动过程中会受操动机构连杆间的摩擦力和空气阻力的影响，合闸加速度曲线发现t=0.06ｓ时，动触头加速度逐渐减小但是依然与触头运动的方向一致，所以速度还在持续增大，当t=0.08ｓ时加速度方向变为与动触头运动相反方向，此时速度达到最大，即为断路器刚合时刻；断路器刚分点判断方法，如图3所示，当断路器接收到分闸指令时，分闸线圈通电后使得分闸弹簧释放能量，驱动动触头开始运动，此时速度、加速度不断增大，当动静触头分离时分闸储能消耗使得加速度减小，但速度持续增大，当加速度为零时速度达到最大，此时动／静触头分离，该时刻为刚分时刻。
17.通过获得的断路器总行程、运行时间、刚分和刚合点，实现断路器开距、超程、平均分闸速度、平均合闸速度的在线监测。
18.通过霍尔电流传感器，采用霍尔原理的穿心式电流传感器非嵌入式安装在断路器分、合闸回路和储能电机回路上，可以在不破坏原来电气回路和增加原来电气回路复杂性基础上实现电流采样，实现断路器分合闸线圈电流、储能电机电流的在线监测。
19.实施例2：
本实施中，提供了一种10kv断路器机械特性监测系统，包括传感器模块、数据处理模块和监测模块。
20.传感器模块包括直线位移传感器、加速度传感器和霍尔电流传感器，直线位移传感器用于获得断路器总行程和运行时间，加速度传感器用于获得断路器刚分和刚合点，霍尔电流传感器用于获得断路器分合闸线圈电流、储能电机电流。
21.数据处理模块，根据传感器获得的断路器总行程、刚分和刚合点，计算断路器开距、超程、平均分闸速度、平均合闸速度数据，并将断路器开距、超程、平均分闸速度、平均合闸速度、分合闸线圈电流、储能电机电流传输至监测模块。
22.监测模块，根据数据处理模块传输的数据，监测查看断路器状态信息。
23.实施例3：本实施中，如图4所示，提供了一种10kv断路器机械特性监测设备，配置有实施例1的10kv断路器机械特性监测系统，监测设备包括工控机、交换机、数据汇集终端、对时单元、触摸屏、直线位移传感器、加速度传感器、霍尔电流传感器。
24.直线位移传感器、加速度传感器、霍尔电流传感器采集信号后输入至数据汇集终端进行模数转换，然后经网口与交换机连接；对时单元对交换机和数据汇集终端进行b码对时；交换机将数据汇集到工控机处理，工控机通过无线路由器或lan口有线传输给监控后台，监控后台通过web访问可以清晰明了的展示站内开关柜所有的状态信息；开关柜低压室面板上安装有高清触摸屏，可以就地查看本柜状态信息。
25.如图5所示，加速度传感和直线位移传感器均为5v直流电源供电，信号输出端分别连接数据汇集终端（采集卡）的端口1和端口3；分合闸线圈及储能电机的霍尔电流传感器为12v直流电源供电，信号输出端分别连接采集卡的端口5、端口6和端口7；对时单元的a、b端口分别与采集卡的端口a和端口b相连接，网口lan分别与交换机的网口连接，实时通讯。
26.本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
27.本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
28.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
29.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或
其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
30.以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。