一种断路器机械特性带电检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于电网检测装置技术领域，尤其涉及一种断路器机械特性带电检测装置。一种断路器机械特性带电检测装置，包括检测组件、控制组件；所述检测组件包括设于断路器的动作机构主轴上的角位移传感器、轴向位移传感器，所述角位移传感器、轴向位移传感器用于获取动作机构主轴在各轴向的角速度和加速度数据并将其传递至控制模块；还包括用于检测断路器的分合闸线圈上电流数据的电流传感器；所述控制组件包括数字信号处理单元、包括数据存储单元、采集控制单元；本发明专利技术的断路器机械特性带电检测装置工作状态稳定，数据误差小，能够更为准确及时的获取断路器状态数据，为电网的智能化监控以及管理工作提供基础。

A Live Detection Device for Mechanical Characteristics of Circuit Breakers

【技术实现步骤摘要】
一种断路器机械特性带电检测装置
本专利技术属于电网检测装置
，尤其涉及一种断路器机械特性带电检测装置。
技术介绍
断路器是现代电网建设过程中必不可少的重要电器元件，在各主输电网与分支线路，以及分支线路之间，采用断路器实现分合闸或线路的切断连接是一种重要的安全保护以及输电控制手段，一般而言，断路器具有结构简单，动作迅速，易于控制的特点，大多数断路器采用机械控制方式，因此安全性高，使用寿命长，动作过程的有效性较高，但另一方面，由于断路器的工作特性，其一般工作时工作电压、电流高、周围的电磁环境始终处于变化之中，其结果是导致对于断路器的检测监控等工作难以有效进行，而随着电网智能化在线化管理监控进程的推进，作为电网重要元器件之一的断路器的工作运行状态是电网智能化中重要的关注对象之一，因此如何能够有效的获取断路器实施工作状态，以对断路器前后端线路的状态进行了解是电网智能化过程中十分重要且亟待解决的工作内容。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种能够更加准确及时的获取断路器工作状态，受断路器工作环境影响小的断路器机械特性带电检测装置。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案。一种断路器机械特性带电检测装置，包括检测组件、控制组件；检测组件包括设于断路器的动作机构主轴上的角位移传感器、轴向位移传感器，角位移传感器、轴向位移传感器用于获取动作机构主轴在各轴向的角速度和加速度数据并将其传递至控制模块；还包括用于检测断路器的分合闸线圈上电流数据的电流传感器；控制组件包括数字信号处理单元、包括数据存储单元、采集控制单元。对前述断路器机械特性带电检测装置的进一步优化还包括，角位移传感器包括设于主轴两个相对方位且相对设置的两个传感器组，两个相对方位是指主轴沿X轴方向时，相对于主轴的Y轴的正负或者Z轴的正负方位；传感器组中包括两个安装相位角相差九十度的角位移传感器。对前述断路器机械特性带电检测装置的进一步优化还包括，数据存储单元还包括用于存储各类系统参数以及控制参数的快速存储器，还包括用与完成检测模块所获取检测数据存储的固定存储器。对前述断路器机械特性带电检测装置的进一步优化还包括，快速存储器是指磁性随机存取存储器固定存储器是指闪存。对前述断路器机械特性带电检测装置的进一步优化还包括，还包括用于连接各传感器与数字信号处理单元的数据线路，数据线路是指实际的有线数据线路或者含有无线收发器的远程无线数据线路。进一步的，断路器机械特性带电检测装置还包括太网通信模块。其有益效果在于：本专利技术的断路器机械特性带电检测装置工作状态稳定，数据误差小，能够更为准确及时的获取断路器状态数据，为电网的智能化监控以及管理工作提供了基础。附图说明图1实施例中断路器机械特性带电检测装置的结构示意图；图2是实施例中传感器组的安装方式示意图。具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术作详细说明。本专利技术的一种断路器机械特性带电检测装置，包括检测组件和与断路器分别设置在不同区域的控制组件；检测组件包括设于断路器的动作机构主轴上的角位移传感器、轴向位移传感器，角位移传感器、轴向位移传感器用于获取动作机构主轴在各轴向的角速度和加速度数据并将其传递至控制模块；还包括用于检测断路器的分合闸线圈上电流数据的电流传感器；如图2所示，为尽可能减少传感器本身性能以及安装位置的微小差异带来的数据误差，本实施例中角位移传感器包括设于主轴两个相对方位且对称设置的两个传感器组，两个相对方位是指主轴沿X轴方向时，相对于主轴的Y轴的正负或者Z轴的正负方位；传感器组中包括两个安装相位角相差九十度的角位移传感器。包括数字信号处理单元，具体包括微控制器（例如STM32系列）、模数转换器，包括数据存储单元、采集控制单元、数字信号处理单元获取各传感器的检测数据，根据角位移传感器随时间的变化数据计算各轴向旋转角速度，根据轴向位移传感器随时间的变化数据计算各轴向的加速度，根据计算得到的加速度数据修正旋转角速度数据的误差；采集控制单元定时收集电流传感器所获取的线圈电流数据；数据存储单元内存储有线圈电流的故障特征数据库以及正常特征数据库；当电流传感器检测到电流数据，数据存储单元开始周期性的记录和存储线圈电流数据并生成实时特征数据库；特别的，数据存储单元还包括用于存储各类系统参数以及控制参数的快速存储器，由于快速存储器需要进行频繁读写，同时需要进行长时间数据的长时间存储，因此本实施例中采用磁性随机存取存储器来完成核心存储，以提高数据的稳定性和读取的即时性；还包括用与完成检测模块所获取检测数据存储的固定存储器，由于数据量较大且不需要频繁读取，因此从降低装置制造成本的目的出发，本实施例中的固定存储器采用闪存完成核心存储。特别的，还包括用于连接各传感器与数字信号处理单元的数据线路，数据线路是指实际的有线数据线路或者含有无线收发器的远程无线数据线路。进一步地，为实现控制模块与其他各模块之间的数据传输和保密，需要配置通信系统，虽然大多数数字信号处理单元，如本实施例中的STM32系列其内部集成有以太网通信模块，但相对于本装置在使用过程中需要控制传输的大容量数据以及频繁的控制传输指令来说，总体性能无法满足实际需求，基于此，本装置中设置有独立的通信组件，通信组件包括以太网通信模块；断路器机械特性带电检测装置，用于与执行以下步骤：数据采样的步骤，具体是指1.1、初始化各组件内的模数转换器、通信单元以及数据时钟，包括定时器；1.2、按固定频次采集线圈电流，较优的是，按照5000Hz的频率定是采集线圈实时电流数据；1.3、由固定周期内的线圈实时电流数据形成实时特征数据库并将其与正常特征数据库和故障特征数据库进行分别比较；1.4、根据特征数据库的比较结果判断实时线圈电流是否超过断路器的线圈电流限值；1.5、当实时线圈电流未超过线圈电流限值则返回步骤1.2；当线圈电流超过线圈电流限制，则持续检测组件判断断路器的软压板是否投入；1.6、持续检测组件判断断路器的软压板是否投入，当软压板投入则周期性得启动线圈电流和断路器主轴动作数据的记录和存储；当软压板未投入或断开则返回步骤1.2；数据修正的步骤，具体是指：接收步骤1.6中的线圈电流和主轴动作数据，直至各传感器再无新的数据产生；对角位移传感器、轴向位移传感器的数据进行处理获取各轴向角速度和加速度数据，并对数据进行均值滤波处理；取断路器主轴轴向（X轴）加速度进行卡尔曼滤波处理，通过主轴轴向加速度计算转轴转动角度，对另一轴向（Y或Z轴）角速度进行积分获取积分角位移，使用转轴转动角度修正积分角位移得到修正角位移数据。最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本专利技术的技术方案，而非对本专利技术保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本专利技术作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本专利技术的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本专利技术技术方案的实质和范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种断路器机械特性带电检测装置，其特征在于，包括检测组件、控制组件；所述检测组件包括设于断路器的动作机构主轴上的角位移传感器、轴向位移传感器，所述角位移传感器、轴向位移传感器用于获取动作机构主轴在各轴向的角速度和加速度数据并将其传递至控制模块；还包括用于检测断路器的分合闸线圈上电流数据的电流传感器；所述控制组件包括数字信号处理单元、包括数据存储单元、采集控制单元。

【技术特征摘要】
1.一种断路器机械特性带电检测装置，其特征在于，包括检测组件、控制组件；所述检测组件包括设于断路器的动作机构主轴上的角位移传感器、轴向位移传感器，所述角位移传感器、轴向位移传感器用于获取动作机构主轴在各轴向的角速度和加速度数据并将其传递至控制模块；还包括用于检测断路器的分合闸线圈上电流数据的电流传感器；所述控制组件包括数字信号处理单元、包括数据存储单元、采集控制单元。2.根据权利要求1所述一种断路器机械特性带电检测装置，其特征在于，所述角位移传感器包括设于主轴两个相对方位且相对设置的两个传感器组，所述两个相对方位是指主轴沿X轴方向时，相对于主轴的Y轴的正负或者Z轴的正负方位；所述传感器组中包括两个安装相位角...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋翔林，张志，聂建元，周建武，王恒，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，国网湖北省电力有限公司黄冈供电公司，国网湖北省电力有限公司黄冈供电公司检修分公司，
类型：发明
国别省市：北京,11