[發明專利]基于多個位移傳感器的10kV斷路器機械特性監測方法

在審

• 申請號: 201811020837.7
• 申請日: 2018-09-03
• 公開（公告）號: CN110927564A
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 胡海燕;張云朋;劉全楨;黃新波;朱永燦;肖睿;李義鵬;劉英杰
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院
• 主分類號: G01R31/327
• 分類號: G01R31/327;G01M13/00
• 代理公司: 上海碩力知識產權代理事務所(普通合伙) 31251
• 代理人: 張惠明

1.一種基于多個位移傳感器的10kV斷路器機械特性監測方法，首先，將三個直線位移傳感器分別安裝于三個絕緣拉桿的下端，記錄觸頭的整個運動過程，將分合閘線圈的引線穿過霍爾電流傳感器的測量孔徑，而將三相主回路電流直接輸入電流傳感器，獲得電流信號；其次，信號采集電路處理直線位移傳感器、三相穿心電流傳感器和閉環霍爾電流傳感器輸出的電信號量；最后，微處理器對信號采集電路的輸出量進行AD采樣，得到三相主回路電流和分合閘線圈電流，還能根據觸頭行程時間曲線計算出包括斷路器觸頭的行程、開距、超程、分合閘速度和分合閘時間的參數變量及分合閘的不同期的情況，實現對開關柜斷路器機械特性的實時監測。

2.根據權利要求1所述基于多個位移傳感器的10kV斷路器機械特性監測方法，其特征在于采用直線位移傳感器測量觸頭行程時間特性，除了得到包括斷路器觸頭的行程、開距、超程、分合閘速度和分合閘時間的參數變量，還能得到斷路器分合閘不同期運行情況。

3.根據權利要求1所述基于多個位移傳感器的10kV斷路器機械特性監測方法，其特征在于10kV斷路器機械特性監測中，整體方案設計結構包括主MCU、從MCU、信號采集模塊、光耦隔離、電源轉換模塊、人機交互和通信模塊，所述主MCU分別與從MCU、信號采集模塊、外擴RAM、EEPROM、看門狗、FLASH、光耦隔離及電源轉換模塊連接，所述從MCU與人機交互和通信模塊連接，所述信號采集模塊與傳感器模塊連接，所述光耦隔離分別與常閉觸點和常開觸點連接。

4.根據權利要求1所述基于多個位移傳感器的10kV斷路器機械特性監測方法，其特征在于直線位移傳感器相當于滑阻，其兩端接直流5V電壓，輸出接滑片和直線位移傳感器的一端，其輸出電壓范圍為0-5V；直線位移傳感器的安裝：動觸頭上U型槽卡在連接裝置的卡槽中，使連接裝置與動觸頭固定在一起；采用以α-氰基丙烯酸乙酯為主要成分的粘合劑，先把直線位移傳感器的滑片插入連接裝置的凹槽中，再用粘合劑將它們粘在一起，使直線位移傳感器伴隨動觸頭做直線運動。

5.根據權利要求3所述基于多個位移傳感器的10kV斷路器機械特性監測方法，其特征在于主MCU處理相關數據，對數據進行運算，得到三相分合閘不同期時間，主MCU監測到線圈電流大于閾值時，MCU保存此時的時間T₀，即為斷路器收到合閘指令的時刻，動觸頭最大瞬時速度等于位移曲線上相鄰兩點的差值除相鄰兩點的時間差，主MCU通過位移曲線計算動觸頭最大速度，而動觸頭速度最大的時刻就是剛合速度，即動靜觸頭剛接觸時刻T₁，單相觸頭閉合時間等于T₁和T₀的差值，從而得到三相觸頭各自的閉合時間，主MCU計算三相觸頭閉合時間的兩兩之差，然后取最大的差值作為合閘不同期時間。

6.根據權利要求1所述基于多個位移傳感器的10kV斷路器機械特性監測方法，其特征在于直線位移傳感器輸出直流電壓信號，直接供采集電路使用，不需要進行光電轉換；斷路器機械特性的相關參數和裝置的運行情況根據變電站國際統一協議標準IEC61850進行數據封裝和協議轉換，然后利用以太網和GPRS把相關參數上傳給遠程監控中心，實現與監控中心的實時通信。

7.根據權利要求1所述基于多個位移傳感器的10kV斷路器機械特性監測方法，其特征在于直線位移傳感器安裝在動觸頭上，在凸輪發生機械故障時，仍然能采集觸頭動作過程。