[發(fā)明專利]基于振動(dòng)特征的高壓斷路器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110260010.5
• 申請(qǐng)日: 2011-09-05
• 公開（公告）號(hào): CN102435424A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙小強(qiáng);張雨;王彥本
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安郵電學(xué)院
• 主分類號(hào): G01M13/00
• 分類號(hào): G01M13/00;G01H1/12
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力設(shè)備、信號(hào)處理、傳感器網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)用領(lǐng)域，尤其是一種基于振動(dòng)特征的高壓斷路器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

高壓斷路器它不僅可以切斷或閉合高壓電路中的空載電流和負(fù)荷電流，而且當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)通過繼電器保護(hù)裝置的作用，切斷過負(fù)荷電流和短路電流，它具有相當(dāng)完善的滅弧結(jié)構(gòu)和足夠的斷流能力，可分為：油斷路器(多油斷路器、少油斷路器)、六氟化硫斷路器(SF6斷路器)、真空斷路器、壓縮空氣斷路器等。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，高壓斷路器是指工作電壓高于6KV的斷路器。

斷路器的動(dòng)作可靠性直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定。國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議對(duì)高壓斷路器的可靠性所作的兩次世界范圍調(diào)查以及我國(guó)對(duì)高壓開關(guān)事故統(tǒng)計(jì)分析均表明，高壓斷路器故障80％是機(jī)械故障，大多數(shù)故障是操作機(jī)構(gòu)的問題。國(guó)內(nèi)外對(duì)高壓斷路器機(jī)械性能的檢查主要是在設(shè)備交接及停電期間結(jié)合檢修定期進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)，更換部件，檢查操作機(jī)構(gòu)的機(jī)械特性。實(shí)踐表明，頻繁的操作及過度的拆卸檢修會(huì)降低高壓斷路器動(dòng)作的可靠性。因此，對(duì)斷路器實(shí)施狀態(tài)診斷或?qū)崟r(shí)在線監(jiān)測(cè)，及時(shí)了解其運(yùn)行狀況，掌握其運(yùn)行特性變化及變化趨勢(shì)，對(duì)提高其運(yùn)行可靠性極為重要。

傳統(tǒng)的高壓斷路器在線監(jiān)測(cè)方法主要監(jiān)測(cè)斷路器機(jī)械操作次數(shù)、開關(guān)累計(jì)運(yùn)行時(shí)間、觸點(diǎn)切換時(shí)間合、分閘線圈回路、合、分閘線圈電流、電壓，斷路器動(dòng)觸頭行程，斷路器觸頭速度，合閘彈簧狀態(tài)等，該方法監(jiān)測(cè)方法簡(jiǎn)單、易標(biāo)準(zhǔn)化，但存在一些問題和不足，主要表現(xiàn)在電磁干擾嚴(yán)重、傳感器必須接到斷路器內(nèi)部、安全性較差、自身性能不穩(wěn)定、拆卸不方便、抗干擾能力差、測(cè)得的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度不高。

綜上所述，開發(fā)一種不需將傳感器植入斷路器內(nèi)部、減少電磁干擾、降低人身危險(xiǎn)的斷路器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)于建設(shè)智能電網(wǎng)，貫徹落實(shí)國(guó)家提出的“以高新技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)”以及“通過實(shí)施節(jié)能減排，創(chuàng)建節(jié)約型社會(huì)”的大政方針具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服已有的高壓斷路器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的危險(xiǎn)性大、拆卸不變、不適合大規(guī)模實(shí)施的不足，本發(fā)明提供一種不需將傳感器植入斷路器內(nèi)部、拆卸方便、適合大規(guī)模實(shí)施、實(shí)時(shí)性良好的基于振動(dòng)特征的高壓斷路器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種基于振動(dòng)特征的高壓斷路器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括放置于斷路器機(jī)械殼上的振動(dòng)傳感器、信號(hào)處理電路、無(wú)線數(shù)采接收及發(fā)送模塊、振動(dòng)測(cè)量板、下位計(jì)算機(jī)，所述振動(dòng)傳感器用于對(duì)斷路器分合閘的機(jī)械振動(dòng)響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行采集，經(jīng)過信號(hào)處理電路對(duì)所述機(jī)械振動(dòng)響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行信號(hào)預(yù)處理后，通過無(wú)線數(shù)采接收及發(fā)送模塊進(jìn)行短距離無(wú)線收發(fā)，由振動(dòng)測(cè)量板對(duì)無(wú)線傳輸過來的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行采集并送給下位計(jì)算機(jī)，然后依次和存儲(chǔ)在下位計(jì)算機(jī)中的正常斷路器的動(dòng)合瞬間的特征波形“指紋”進(jìn)行對(duì)比，從而判定斷路器是否出現(xiàn)機(jī)械故障。

所述的系統(tǒng)，所述兩個(gè)振動(dòng)傳感器都膠接分別放置于斷路器機(jī)械殼體上側(cè)正中心圓柱頭兩側(cè)位置，所述兩個(gè)振動(dòng)傳感器間距大于10厘米，小于50厘米，所述兩個(gè)振動(dòng)傳感器串聯(lián)。不僅能夠提高靈敏度，而且能減小外界振動(dòng)信號(hào)影響。

所述的系統(tǒng)，所述兩個(gè)振動(dòng)傳感型號(hào)為ULT2012

所述的系統(tǒng)，和存儲(chǔ)在下位計(jì)算機(jī)中的正常斷路器的動(dòng)合瞬間的特征波形“指紋”進(jìn)行對(duì)比，如果吻合度大于并等于90％，則判定高壓斷路器正常，如果吻合度小于90％，則判定高壓斷路器出現(xiàn)故障。

所述的系統(tǒng)，對(duì)所述機(jī)械振動(dòng)響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行信號(hào)預(yù)處理的過程中，采用小波分析算法在頻率域中對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析，將信號(hào)的噪聲部分去除，提取有用信號(hào)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的消噪。

本發(fā)明方法簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)，通過測(cè)量分析斷路器分、合閘的機(jī)械殼體的振動(dòng)響應(yīng)波形，并與新斷路器或大修后的斷路器分、合閘的特征波形進(jìn)行對(duì)比，從而判定了斷路器的機(jī)械故障。本發(fā)明采用容易安裝、靈敏、可靠、線性度好的壓電振動(dòng)傳感器，采用美國(guó)NI公司的振動(dòng)開發(fā)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了斷路器的安全測(cè)量。本發(fā)明具有方法簡(jiǎn)單，安裝及維護(hù)方便、無(wú)需將傳感器放置斷路器內(nèi)部等優(yōu)點(diǎn)，極大的降低了安裝人員危險(xiǎn)。

附圖說明

圖1為基于振動(dòng)特征的高壓斷路器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)框圖

圖2為合閘瞬間機(jī)械殼體振動(dòng)信號(hào)的波形

圖3為分閘瞬間機(jī)械殼體振動(dòng)信號(hào)的波形

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

實(shí)施例1