[發明專利]一種通過開關觸頭壓力變化判斷開關斷口狀態的裝置及方法

無效

• 申請號: 201310685031.0
• 申請日: 2013-12-13
• 公開（公告）號: CN103675665A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 殷曉剛;駱虎;武星;賈一凡;魏泉
• 申請（專利權）人: 中國西電電氣股份有限公司
• 主分類號: G01R31/327
• 分類號: G01R31/327;G01M13/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 蔡和平

【技術領域】

本發明涉及一種開關斷口狀態的判斷方法。特別涉及一種通過開關觸頭壓力變化判斷開關斷口狀態的裝置及方法。

【背景技術】

斷路器作為電力系統中最重要的設備之一，肩負著控制和保護的雙重任務，其性能的可靠性關系到電力系統的安全運行。國際大電網會議及我國電力研究院關于高壓斷路器故障的統計調查顯示：斷路器的大多數故障(主要故障的70%和次要故障的86%)發生在機械機構，主要涉及操動機構、監視裝置和輔助裝置等。有關統計表明，一半以上的變電站維護費用是花在開關上，而其中60%的費用是花在斷路器的小修和例行檢修上；另外根據統計，10%的斷路器故障是由于不正確的檢修所致，斷路器的檢修需要完全解體，既費時，其費用成本也很高，可達到斷路器購買成本的1/3到1/2，而且解體和重新裝配又有很高的機率帶來新的故障隱患，因此斷路器的機械特性在線監測等監測裝置應運而生。

在線監測裝置可以對斷路器等開關設備的動作特性進行實時監測，及時發現異常并進行處理，為斷路器等開關設備的運行維護提供了方便。在線監測裝置在分析計算所采集的數據時，目前通常采用的方法是通過電流通斷或行程變化來判斷斷路器的斷口狀態變化。但這兩種方法都有一定的缺陷：如通過電流的通斷判斷，由于預擊穿和燃弧時間無法進行準確的估計和計算，從而導致對斷口狀態變化時刻無法進行準確的計算；如通過離線時測量到全行程的比例（通常是全行程的67%-77%）判斷斷口狀態的變化時刻，但由于斷路器在線運行時開關的機械特性會隨時間的推移發生變化，導致在線運行時估算的斷口時刻與出廠時估算時刻誤差較大；因此現行取值方法常常會遇到無法準確的確定斷路器觸頭的狀態變化時刻以及剛分點和剛合點。這樣就會引起后續計算的不準確，如無法準確確定斷路器的平均分合閘速度和剛分剛合速度、過沖、反彈等機械參數，也無法準確計算斷路器分合閘時間和燃弧時間，從而直接影響選相控制精度和電壽命、機械壽命等斷路器性能的分析結果,從而直接影響整體監測系統的分析結果。

可以說目前在線監測裝置雖然能監測到一些數據，但無法根據這些數據計算分析出具有指導意義的結果。這在很大程度上是由于對斷口狀態改變的時間無法準確的判斷而造成的。

準確的測量到斷口狀態改變的時間點，可以對開關的機械特性進行準確的后續計算，還可以通過I2t來計算開關設備的電壽命參數。有了這些準確的計算，開關設備的在線監測系統的專家系統才可能將開關設備的壽命等情況準確的反映出來，并進一步指導開關設備的運行和維護。

【發明內容】

本發明所解決的技術問題是，克服現有技術的不足，提供一種通過開關觸頭壓力變化判斷開關斷口狀態的裝置及方法，以準確判斷斷口狀態，適用于各種在線和離線監測裝置進行分析和計算。

本發明所采用的技術方案是：

一種通過開關觸頭壓力變化判斷開關斷口狀態的裝置，包括采集開關觸頭壓力的壓力傳感器以及與壓力傳感器相連的智能終端，所述智能終端包括電壓放大單元、與電壓放大單元相連的數據轉換單元以將開關觸頭的壓力變化轉換為斷口的壓力變化，以及與數據轉換單元相連的數據分析單元，采集到的壓力變化經電壓放大單元放大到-10V到+10V后，數據轉換單元將該壓力變化轉換為斷口的壓力變化，如果該壓力變化達到預設的壓力突變值，則數據分析單元發出指令以該時間點作為斷口狀態發生變化的時間點進行輸出。

所述壓力傳感器安裝在絕緣拉桿上。

所述壓力傳感器通過嵌件安裝在絕緣拉桿的安裝槽內。

所述嵌件與絕緣拉桿通過突起和凹槽緊密卡合。

一種基于上述裝置的斷口狀態判斷方法，斷路器斷口在動作之前和之后，開關觸頭壓力值會發生突變，利用安裝在開關觸頭上的壓力傳感器采集該壓力變化以及發生壓力突變的時間；所述壓力變化經過壓力放大單元放大到-10V到+10V后，數據轉換單元將該壓力變化轉換為斷口的壓力變化；如果該壓力變化達到預設的壓力突變值，則數據分析單元發出指令以該壓力突變發生的時間點作為斷口狀態發生變化的時間點進行輸出。

所述開關觸頭壓力變化轉化為斷口壓力變化的過程在數據處理模塊中完成。

與現有技術相比，本發明至少具有以下有益效果：本發明在開關觸頭上安裝壓力傳感器，這樣當斷口在動作時，開關觸頭的壓力發生突變，該壓力突變通過該壓力傳感器采集到，然后該壓力變化在智能終端中進行轉換和分析判斷以確定斷口狀態發生變化的時間點。因此，本發明在不影響開關設備絕緣和開斷的前提下，采用機械的方式測量得到開關設備的斷口接觸時刻和斷口分離時刻，用于對開關設備的各種測量與監測，使開關的監測分析設備的計算分析結果更加準確。