[實用新型]電氣開關觸頭健康狀態在線監測及預警系統

有效

• 申請號: 201420706015.5
• 申請日: 2014-11-23
• 公開（公告）號: CN204215013U
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發明（設計）人: 周封;肖強;王丙全;郝婷;劉健;王晨光;周至柔;崔博聞;劉小可
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學;周封
• 主分類號: G01R31/327
• 分類號: G01R31/327
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種電氣開關觸頭健康狀態在線監測及預警系統，特別是一種根據接觸電阻變化實時監測電氣開關觸頭健康狀態，并進行報警和預警的系統，屬于電氣開關技術領域。

背景技術

電氣開關主要包括斷路器、隔離開關等，一般都具有觸頭。電氣開關觸頭的接觸電阻是影響電氣開關可靠性的重要因素之一。電氣開關在正常工作時，要求觸頭具有小而穩定的接觸電阻。由于電氣開關長期運行導致表面氧化等因素，其觸頭的接觸電阻會增大，那么在大功率、大電流的應用場合，接觸部件會產生大量的焦耳熱，增加損耗，當這些熱量不能及時散發出去時，有可能導致接觸部件的局部溫度迅速升高，這樣很有可能導致接觸部件變形、粘連，甚至燒毀、炸裂，從而縮短了電氣開關的使用壽命，嚴重的導致火災或重大事故等。由于現代電力系統越來越復雜，一個復雜系統可能包括成千上萬個電氣開關，如果其中的某個電氣開關發生故障，會對整個電力系統造成致命的危害，因此電氣開關的性能與質量對整個電力系統的可靠性與穩定性起到至關重要的作用。

目前有電氣開關觸頭的熱保護裝置，是針對觸頭過熱進行監測，采用溫度限值判斷的方式，而發現電氣開關觸頭過熱報警或保護動作時，一般都是過熱比較嚴重，甚至已經造成設備損壞。尚未有在線監測電氣開關觸頭的健康狀態，且在電氣開關觸頭出現劣化的初期就能進行診斷和預警的技術。

部分儀器可以針對發熱現象進行在線或離線監測，但是對于電氣開關設備而言，觸頭過熱只是表象，無法發現安全隱患。當觸頭已經出現氧化導致接觸不良，但是如果該電氣開關設備通過的運行電流一直很小，觸頭部分發熱并不嚴重，是無法發現健康隱患的，只有在運行電流增大之后，這種安全隱患才能通過觸頭過熱表現出來，而往往這時發現問題，過熱已經導致了觸頭狀態的進一步惡化或損壞，因此接觸電阻的變化才是判斷電氣開關觸頭健康狀態的最根本依據。

近年來，國內檢測接觸電阻的智能儀器發展較快，已經有許多家公司研制出各式各樣的先進儀器設備，但是檢測接觸電阻的智能儀器存在一些缺陷，如接觸電阻測試儀無法實時在線監測，必須停電測量，并且檢測時間長等，這樣極大降低了線路供電的可靠性，檢測結果還依靠運行人員憑借經驗進行判斷，效率低。

總之，可以實時在線監測電氣開關觸頭的發熱規律、接觸電阻的劣化趨勢，分析判斷其健康狀態，并能夠進行健康預警的智能系統尚未見報道。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本實用新型提供一種電氣開關觸頭健康狀態在線監測及預警系統，該系統依據對觸頭接觸電阻和溫度的在線測量分析，結合設計的多種判據，可以實時在線監測電氣開關觸頭的健康狀態，發現異常情況時可以及時預警，有效杜絕觸頭存在的安全隱患，在發生故障前通知運行人員進行維修，提高了電氣開關設備的壽命以及線路供電的可靠性，符合未來智能電網的要求。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

電氣開關觸頭健康狀態在線監測及預警系統包括電氣開關觸頭(1)、電流測量單元(2)、前端電壓測量單元(3)、后端電壓測量單元(4)、測量分析單元(5)、顯示報警單元(6)和通訊單元(7)。

電流測量單元(2)測量通過電氣開關觸頭(1)的實時電流，并將數據傳送給測量分析單元(5)，實現流經電氣開關觸頭的實時電流數據采集。

前端電壓測量單元(3)安裝在電氣開關觸頭(1)的前端，后端電壓測量單元(4)安裝在電氣開關觸頭(1)的后端，分別測量電氣開關觸頭(1)兩端的實時電壓，并將數據直接傳送給測量分析單元(5)。由于前端電壓測量單元(3)和后端電壓測量單元(4)分布在電氣開關觸頭(1)兩端，距離很近，中間只有接觸電阻負載，即為純阻性負載，測得的電壓沒有相角差，數值十分接近，為提高測量精度及抗干擾性，也可以先傳送給電位差計(9)，得到電壓差信號，再傳送給測量分析單元(5)。

測量分析單元(5)將測得的實時運行數據和計算得到的運行數據傳送給顯示報警單元(6)實時顯示，同時經通訊單元(7)向外部設備(8)傳送。