[發(fā)明專利]開關(guān)檢測(cè)裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110104726.6
• 申請(qǐng)日: 2011-04-26
• 公開（公告）號(hào): CN102759704A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周楊一帆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 周楊一帆
• 主分類號(hào): G01R31/327
• 分類號(hào): G01R31/327
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 王敏杰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電力裝置，更具體地，涉及一種斷路器在線開關(guān)監(jiān)測(cè)裝置。

背景技術(shù)

????斷路器作為電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備，在電網(wǎng)中起到控制和保護(hù)作用。因此，開關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)非常重要。如果開關(guān)設(shè)備本身就出現(xiàn)故障，則無法起到應(yīng)有的控制保護(hù)作用，對(duì)電網(wǎng)來說就會(huì)存在重大的隱患。

????隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電力設(shè)備的診斷技術(shù)經(jīng)歷了從定期檢修向狀態(tài)檢修的變化。所謂狀態(tài)檢修是指根據(jù)每臺(tái)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，而不是按條文規(guī)定的動(dòng)作次數(shù)、年限等孤立現(xiàn)象安排檢修。國家電網(wǎng)公司對(duì)此也發(fā)布了《輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程》。而設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)裝置則是利用各種傳感器和測(cè)量手段對(duì)反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的物理量進(jìn)行檢測(cè)，為了判明設(shè)備是否處于正常狀態(tài)，找出設(shè)備故障類型、部位及嚴(yán)重程度，從而提出對(duì)設(shè)備的維修處理意見。

由于斷路器類型的多樣性和故障狀態(tài)的復(fù)雜性，所以其在線監(jiān)測(cè)裝置也多種多樣。有監(jiān)測(cè)氣體密度，有監(jiān)測(cè)真空斷路器的真空度，有監(jiān)測(cè)斷路器的電壽命等。研究表明，斷路器故障中70%以上為操動(dòng)機(jī)構(gòu)故障。???

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

一種開關(guān)監(jiān)測(cè)裝置，包括通斷線圈電流電壓采樣電路、紅外溫度傳感器陣列的傳感信號(hào)經(jīng)過濾波放大模數(shù)轉(zhuǎn)換處理后被送入80C196單片機(jī)為核心的單片機(jī)系統(tǒng)，直線位移傳感器、旋轉(zhuǎn)光電編碼器的傳感信號(hào)通過位移采樣電流處理后送入單片機(jī)系統(tǒng)，電源系統(tǒng)為單片機(jī)系統(tǒng)以及相應(yīng)的信號(hào)處理電路供電，處理結(jié)果通過RS232接口發(fā)送給上位機(jī)，外圍鍵盤顯示電路與單片機(jī)系統(tǒng)連接。

上述的開關(guān)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)輸出距離較遠(yuǎn)時(shí)，通過RS485總線進(jìn)行通信。

在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)控制核心單片機(jī)選擇80C196高性能16位機(jī)。該微處理器具有豐富的IO口，片載有EEPROM和RAM。該單片機(jī)穩(wěn)定性和可靠性能滿足工業(yè)場(chǎng)合的要求。硬件電路包括電源系統(tǒng)、通斷線圈電流電壓采樣電路、觸頭位移采樣電路和液晶鍵盤顯示模塊等組成。在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還可以通過RS232串口與上位機(jī)進(jìn)行通信。????

斷路器的觸頭行程特性是表征斷路器機(jī)械特性的重要參數(shù)，也是計(jì)算斷路器通斷速度的依據(jù)。斷路器通斷速度，尤其是斷路器閉合前、斷開后的動(dòng)觸頭速度，對(duì)斷路器的分?jǐn)嘈阅苡兄陵P(guān)重要的影響。高壓斷路器動(dòng)觸頭速度的測(cè)量，主要是通過測(cè)量動(dòng)觸頭的行程一時(shí)間關(guān)系，然后經(jīng)過計(jì)算得到動(dòng)觸頭的速度等參數(shù)。因此，斷路器的行程一時(shí)間特性監(jiān)測(cè)，是高壓斷路器在線監(jiān)測(cè)的重要內(nèi)容。

????行程測(cè)量考慮到安裝實(shí)際情況采用了直線位移傳感器和旋轉(zhuǎn)光電編碼器兩種傳感器。真空斷路器的觸頭開距較小，12?kV等級(jí)的真空斷路器觸頭開距一般小于l0?mm，選擇NOVOTECHNIK公司測(cè)量范圍為25?mm的TS25傳感器可以滿足要求。

????旋轉(zhuǎn)光電編碼器可以安裝在斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸上，通過測(cè)量轉(zhuǎn)軸角速度來反映斷路器動(dòng)觸頭行程。光電編碼器輸出的電信號(hào)一般為電壓或集電極開路等形式。如果母線連接處接觸不良，電流通過必然會(huì)引起異常升溫。由于開關(guān)設(shè)備處于高電壓、大電流的環(huán)境，本文采用紅外溫度傳感器來測(cè)量母線連接處溫度。其優(yōu)點(diǎn)在于直接接收測(cè)量點(diǎn)發(fā)出的遠(yuǎn)紅外波，傳感器可遠(yuǎn)離測(cè)量點(diǎn)，解決了高壓隔離以及強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境問題。

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)選用的熱電堆紅外探測(cè)器是根據(jù)熱電效應(yīng)，通過被測(cè)物體與傳感器緊密熱接觸的外殼之間的溫度差異而產(chǎn)生一個(gè)輸出電壓。在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以監(jiān)測(cè)多個(gè)部位的母線連接處溫度，采用紅外傳感器陣列的方式，通過RS485總線進(jìn)行通信，?RS485總線可采用一對(duì)信號(hào)電纜，支持多個(gè)發(fā)送一接受器對(duì)。因此非常適合多點(diǎn)互連，在工業(yè)控制和電器智能化現(xiàn)場(chǎng)層網(wǎng)絡(luò)中得到了廣泛應(yīng)用。

熱電堆探測(cè)器有一個(gè)很寬的視角范圍，為了避免被測(cè)目標(biāo)周圍的物體輻射影響到溫度測(cè)試的準(zhǔn)確性，給紅外傳感器做了一個(gè)外殼套筒，將測(cè)量角度限制在一個(gè)較窄的范圍。

斷路器一般都以電磁鐵作為操作的第一級(jí)控制元件。當(dāng)線圈中通過電流時(shí)，在電磁鐵內(nèi)產(chǎn)生磁通，動(dòng)鐵心受磁力吸引，使斷路器斷開或閉合。通斷線圈的電流中含有可作為診斷機(jī)械故障用的豐富信息。對(duì)線圈電流的監(jiān)測(cè)主要是提取事件發(fā)生的相對(duì)時(shí)刻，根據(jù)時(shí)間間隔來判斷故障征兆。

斷路器正常工作狀態(tài)下，單片機(jī)監(jiān)測(cè)母線連接處的溫度，若發(fā)現(xiàn)異常情況則報(bào)警。當(dāng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)接受到斷開命令后，進(jìn)入中斷子程序開始采集并存儲(chǔ)斷

路器斷開過程中線圈電流、電壓和觸頭行程等數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)之后上傳到上位機(jī)，由上位機(jī)來處理，并判斷斷路器工作狀態(tài)的好壞。

附圖說明