一种断路器储能弹簧状态监测设备与方法技术

本发明专利技术公开了一种断路器储能弹簧状态监测设备与方法，包括断路器机箱、压力弹簧、拉力弹簧和CPU，以及与CPU分别连接的I/O接口、时钟电路、报警系统、显示器、无线通信模块和存储器，还包括数据采集卡、信号调理电路一、信号调理电路二、定时器、拉力传感器、压力传感器和温度传感器；数据采集卡上分别连接有信号调理电路一、信号调理电路二、定时器、CPU和存储器；拉力传感器、压力传感器与信号调理电路一连接，温度传感器与信号调理电路二连接，定时器与CPU连接。该发明专利技术实现了对断路器储能弹簧状态的定时监测、定时存储数据以及无线远程报警的功能。且监测时，不需要将断路器退出运行，减少了工作量，操作简洁方便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于断路器储能弹簧监测
，具体涉及一种断路器储能弹簧状态监测设备与方法。
技术介绍
随着我国电力事业的蓬勃发展，断路器在电力系统中得到了越来越多的广泛应用。在断路器操动机构中，储能弹簧对整个断路器的运行性能乃至整个电网的运行性能都有着非常重要的作用。随着运行时间的增长，弹簧会出现不同程度的疲劳裂纹扩展、蠕变裂纹扩展，严重时会发生断路器弹簧钢丝断裂的情况，因此断路器弹簧的好坏严重影响电网的安全运行。然而，目前尚未有专门针对运行中断路器的储能弹簧进行定时监测、定时存储数据以及无线远程报警的设备及方法。CN103412258A公开了一种分合闸弹簧超声监测装置和方法，利用声波发射技术，在线监测断路器弹簧在疲劳断裂时产生的声波，从而达到弹簧故障预警的效果。但该专利技术无法完成对断路器弹簧状态的在线监测并存储所采集的数据，同时也不能在故障发生时进行远程报警功能。CN104819744A公开了一种高压断路器在线监测方法，充分利用有线和无线传感技术、通讯技术、计算机技术和网络技术，通过对高压开关设备核心部位的传感器采集实时信息，进行实时的监控、记录和分析。但该专利技术虽然实现了对断路器的在线监测，但其监测范围广，没有针对性，无法对断路器弹簧储能状态进行监测。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决当前断路器储能弹簧无法带电巡检和在线监测的问题，以及检测技术无法定时监测以及数据储存的问题，为此提供了一种基于储能弹簧力值和环境温度测量的弹簧状态监测设备。该设备可实现带电巡检中对储能弹簧力值和其周边环境温度的检测，同时能够实现对储能弹簧力值和周边环境温度的连续在线监测，并提出了实现该监测设备的具体实施方法与步骤。本专利技术采用的技术方案是：一种断路器储能弹簧状态监测设备，包括断路器机箱、压力弹簧、拉力弹簧和CPU，以及与所述CPU分别连接的I/O接口、时钟电路、报警系统、显示器、无线通信模块和存储器，还包括数据采集卡、信号调理电路一、信号调理电路二、定时器、拉力传感器、压力传感器和温度传感器；所述数据采集卡上分别连接有所述信号调理电路一、信号调理电路二、定时器、CPU和所述存储器；所述拉力传感器、压力传感器与所述信号调理电路一连接，所述温度传感器与所述信号调理电路二连接，所述定时器与所述CPU连接。优选的，所述压力弹簧包括挡板，弹簧和导程杆，所述导程杆穿过所述弹簧和安装在所述弹簧两端的挡板，所述压力传感器设置在所述弹簧与挡板之间。优选的，所述拉力弹簧包括弹簧和连接在所述弹簧一端的固定端口，以及连接在另一端的所述拉力传感器。优选的，所述温度传感器安装在所述断路器机箱内壁上。优选的，所述定时器的时间间隔可调。优选的，所述时钟电路为实时时钟电路。一种利用断路器储能弹簧状态监测设备进行断路器储能弹簧状态监测的带电巡检方法，包括以下步骤：（1）连接断路器储能弹簧状态监测设备电源并打开电源开关，连接传感器电源并打开拉力传感器、压力传感器与温度传感器；（2）打开断路器储能弹簧状态监测设备，开始检测弹簧的拉力值、压力值和周围的温度；（3）在检测数据的同时，将检测的数据传送到CPU中，CPU将该环境温度下的拉力值、压力值折算到标准温度值下的拉力值、压力值，然后对其进行判断，如果检测结果在正常的阈值内，则继续工作，如果检测结果超出阈值，设备上的报警系统将会立刻报警。一种利用断路器储能弹簧状态监测设备进行断路器储能弹簧状态监测的在线监测方法，包括以下步骤：（1）连接断路器储能弹簧状态监测设备电源并打开电源开关，连接传感器电源并打开拉力传感器、压力传感器与温度传感器；（2）打开断路器储能弹簧状态监测设备，在定时器上设置采集时间间隔，当定时器达到设定时间后，启动数据采集卡工作；（3）将断路器储能弹簧状态监测设备放在断路器机箱中或旁边，连续监测，根据定时器设定的时间间隔，每隔一段时间断路器储能弹簧状态监测设备将自动采集一次拉力值、压力值和温度值，断路器储能弹簧状态监测设备将自动记录拉力值、压力值和温度值并储存在断路器储能弹簧状态监测设备的存储器中；（4）数据采集卡在采集数据的同时，将采集的数据传送到CPU中，CPU将该环境温度下的拉力值、压力值折算到标准温度值下的拉力值、压力值，然后对其进行判断，如果采集的数据值正常则保存在存储器中，如果采集的数据值超出阈值，设备通过无线通信模块，将报警数据上传；（5）经过一段时间后，取回断路器储能弹簧状态监测设备，回放监测数据，对所采集的数据进行分析和处理。本专利技术所述的信号调理电路、数据采集卡、时钟电路、定时器、存储器、CPU、报警系统和无线通信模块都由设备内部电源供电。拉力传感器、压力传感器和温度传感器在使用时，由设备内部电源单独供电。本专利技术具有以下优点：（1）本监测设备和方法没有与高压带电设备接触，对巡检人员不会造成任何危害，安全可靠。（2）本专利技术方法实施步骤简单，易被操作人员所掌握，容易推广。（3）本专利技术设计的拉力传感器经过改装作为弹簧的受力端，实现了弹簧拉力值测量和弹簧拉力端固定两种功能。（4）本专利技术的设备和方法可实现实时监测断路器弹簧的状态，可实现带电操作。（5）本专利技术的设备和方法可以实现带电巡检和在线监测两种作业方式，可适应不同情况的监测。（6）本专利技术的设备和方法可以实现采集数据的存储、保存和取回，可帮助工作人员分析和判断弹簧的实时状态。附图说明图1是本专利技术的设备结构框图;图2是本专利技术中压力传感器的安装示意图；图3是本专利技术中拉力传感器的安装示意图；图中：1-压力传感器，2-温度传感器，3-信号调理电路一，3’-信号调理电路二，4-数据采集卡，5-存储器，6-定时器，7-I/O接口，8-时钟电路，9-CPU，10-报警系统，11-显示器，12-无线通信模块，13-导程杆，14-弹簧，15-挡板，16-固定端口，17-拉力传感器。具体实施方式通过以下详细说明结合附图可以进一步理解本专利技术的特点和优点。所提供的实施例仅是对本专利技术方法的说明，而不以任何方式限制本专利技术揭示的其余内容。如图1所示，本实施例采用技术方案如下：一种断路器储能弹簧状态监测设备，包括断路器机箱、压力弹簧、拉力弹簧和CPU，以及与所述CPU分别连接的I/O接口、时钟电路、报警系统、显示器、无线通信模块和存储器，还包括数据采集卡、信号调理电路一、信号调理电路二、定时器、拉力传感器、压力传感器和温度传感器；所述数据采集卡上分别连接有所述信号调理电路一、信号调理电路二、定时器、CPU和所述存储器；所述拉力传感器、压力传感器与所述信号调理电路一连接，所述温度传感器与所述信号调理电路二连接，所述定时器与所述CPU连接。所述压力弹簧包括挡板，弹簧和导程杆，所述导程杆穿过所述弹簧和安装在所述弹簧两端的挡板，所述压力传感器设置在所述弹簧与挡板之间。所述拉力弹簧包括弹簧和连接在所述弹簧一端的固定端口，以及连接在另一端的所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种断路器储能弹簧状态监测设备，包括断路器机箱、压力弹簧、拉力弹簧和CPU，以及与所述CPU分别连接的I/O接口、时钟电路、报警系统、显示器、无线通信模块和存储器，其特征在于：还包括数据采集卡、信号调理电路一、信号调理电路二、定时器、拉力传感器、压力传感器和温度传感器；所述数据采集卡上分别连接有所述信号调理电路一、信号调理电路二、定时器、CPU和所述存储器；所述拉力传感器、压力传感器与所述信号调理电路一连接，所述温度传感器与所述信号调理电路二连接，所述定时器与所述CPU连接。

【技术特征摘要】
1.一种断路器储能弹簧状态监测设备，包括断路器机箱、压力弹簧、拉力弹簧
和CPU，以及与所述CPU分别连接的I/O接口、时钟电路、报警系统、显示器、
无线通信模块和存储器，其特征在于：还包括数据采集卡、信号调理电路一、
信号调理电路二、定时器、拉力传感器、压力传感器和温度传感器；所述数据
采集卡上分别连接有所述信号调理电路一、信号调理电路二、定时器、CPU和
所述存储器；所述拉力传感器、压力传感器与所述信号调理电路一连接，所述
温度传感器与所述信号调理电路二连接，所述定时器与所述CPU连接。
2.根据权利要求1所述的断路器储能弹簧状态监测设备，其特征在于：所述压
力弹簧包括挡板，弹簧和导程杆，所述导程杆穿过所述弹簧和安装在所述弹簧
两端的挡板，所述压力传感器设置在所述弹簧与挡板之间。
3.根据权利要求1所述的断路器储能弹簧状态监测设备，其特征在于：所述拉
力弹簧包括弹簧和连接在所述弹簧一端的固定端口，以及连接在另一端的所述
拉力传感器。
4.根据权利要求1所述的断路器储能弹簧状态监测设备，其特征在于：所述温
度传感器安装在所述断路器机箱内壁上。
5.根据权利要求1所述的断路器储能弹簧状态监测设备，其特征在于：所述定
时器的时间间隔可调。
6.根据权利要求1所述的断路器储能弹簧状态监测设备，其特征在于：所述时
钟电路为实时时钟电路。
7.一种利用权利要求1所述断路器储能弹簧状态监测设备进行断路器储能弹簧
状态监测的带电巡检方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)连接断路器储能弹簧状态监测设备电源并打开电源开关，连接传感器电源

\t并打开拉力传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐肖庆，郭博文，袁峻，周文俊，施涛，李鹏飞，白双全，韦瑞峰，代正元，李钢，李梦滔，朱宁，胡昌斌，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司昆明供电局，武汉大学，
类型：发明
国别省市：云南;53