基于多个位移传感器的10kV断路器机械特性监测方法技术

本发明专利技术涉及一种基于多个位移传感器的10kV断路器机械特性监测方法，主要解决现有技术中角位移传感器无法直观全面地测量触头行程特性、成本较高的问题。本发明专利技术通过采用一种基于多个位移传感器的10kV断路器机械特性监测方法，将三个直线位移传感器分别安装于三个绝缘拉杆的下端，记录触头的整个运动过程，将分合闸线圈的引线穿过霍尔电流传感器的测量孔径，而将三相主回路电流直接输入电流传感器，获得电流信号；微处理器对信号采集电路的输出量进行AD采样的技术方案较好地解决了上述问题，可用于10kV断路器机械特性监测中。

Monitoring method of mechanical characteristics of 10kV circuit breaker based on multiple displacement sensors

【技术实现步骤摘要】
基于多个位移传感器的10kV断路器机械特性监测方法
本专利技术属于输变电设备状态监测
，涉及一种基于多个位移传感器的10kV断路器机械特性监测方法。
技术介绍
断路器作为10kV配电系统的关键设备之一，正常运行时用来切换运行方式，把设备或线路投入或退出运行；当设备和线路发生故障时，快速切除、隔离故障，保证非故障用户正常运行。因此，断路器在电力系统中肩负着保护的任务，其工作可靠性是决定电力系统安全运行的重要因素。断路器机械特性监测包括三相主回路电流监测、分合闸线圈电流监测和断路器触头行程时间特性监测。其中，断路器触头行程时间特性监测作为机械特性监测中主要的监测内容，可以反映触头运动的整个过程，分析触头行程时间特性曲线，可以得到断路器的行程、开距、超程、分合闸速度和分合闸时间等参量，从而对断路器操动机构的运行状况进行分析和判断，诊断断路器存在的隐患，方便操作人员及时发现故障，降低故障率。目前，国内用于断路器触头行程时间特性测量的传感器种类很多，在实际生产中经常采用角位移传感器，角位移传感器安装在主轴凸轮上，用来测量主轴的角位移和时间参本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多个位移传感器的10kV断路器机械特性监测方法，首先，将三个直线位移传感器分别安装于三个绝缘拉杆的下端，记录触头的整个运动过程，将分合闸线圈的引线穿过霍尔电流传感器的测量孔径，而将三相主回路电流直接输入电流传感器，获得电流信号；其次，信号采集电路处理直线位移传感器、三相穿心电流传感器和闭环霍尔电流传感器输出的电信号量；最后，微处理器对信号采集电路的输出量进行AD采样，得到三相主回路电流和分合闸线圈电流，还能根据触头行程时间曲线计算出包括断路器触头的行程、开距、超程、分合闸速度和分合闸时间的参数变量及分合闸的不同期的情况，实现对开关柜断路器机械特性的实时监测。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于多个位移传感器的10kV断路器机械特性监测方法，首先，将三个直线位移传感器分别安装于三个绝缘拉杆的下端，记录触头的整个运动过程，将分合闸线圈的引线穿过霍尔电流传感器的测量孔径，而将三相主回路电流直接输入电流传感器，获得电流信号；其次，信号采集电路处理直线位移传感器、三相穿心电流传感器和闭环霍尔电流传感器输出的电信号量；最后，微处理器对信号采集电路的输出量进行AD采样，得到三相主回路电流和分合闸线圈电流，还能根据触头行程时间曲线计算出包括断路器触头的行程、开距、超程、分合闸速度和分合闸时间的参数变量及分合闸的不同期的情况，实现对开关柜断路器机械特性的实时监测。


2.根据权利要求1所述基于多个位移传感器的10kV断路器机械特性监测方法，其特征在于采用直线位移传感器测量触头行程时间特性，除了得到包括断路器触头的行程、开距、超程、分合闸速度和分合闸时间的参数变量，还能得到断路器分合闸不同期运行情况。


3.根据权利要求1所述基于多个位移传感器的10kV断路器机械特性监测方法，其特征在于10kV断路器机械特性监测中，整体方案设计结构包括主MCU、从MCU、信号采集模块、光耦隔离、电源转换模块、人机交互和通信模块，所述主MCU分别与从MCU、信号采集模块、外扩RAM、EEPROM、看门狗、FLASH、光耦隔离及电源转换模块连接，所述从MCU与人机交互和通信模块连接，所述信号采集模块与传感器模块连接，所述光耦隔离分别与常闭触点和常开触点连接。


4.根据权利要求1所述基于多个位移传感器的10kV断路器机械特性监测方法，其特征在于直线位移传感器相当于滑阻，其两端接直流5V电压，输出接滑片和直线位移传感器的一端，其输出电压范围为0-5V；直线位移传感器的安装：动触头上U型槽卡在连接装置的卡槽中，使连接装置与动触头固定在一起；采用以α-氰基丙烯酸乙酯为主要成分的粘合剂，先把直线位移传感器的滑片插入连接装置的凹槽中，再用粘合剂将它们粘在一起，使直线位移传感器伴随动触头做直线运动。


5.根据权利要求3所述基于多个位移传感器的10kV断路器机械特性监测方法，其特征在于主MCU处理相关数据，对数据进行运算，得到三相分合闸不同期时间，主MCU监测到线圈电流大于阈值时，MCU保存此时的时间T0，即为断路器收到合闸指令的时刻，动触头最大瞬时速度等于位移曲线上相邻两点的差值除相邻两点的时间差，主MCU通过位移曲线计算动触头最大速度，而动触头速度最大的时刻就是刚合速度，即动静触头刚接触时刻T1，单相触头闭合时间等于T1和T0的差值，从而得到三相触头各自的闭合时间，主MCU计算三相触头闭合时间的两两之差，然后取最大的差值作为合闸不同期时间。


6.根据权利要求1所述基于多个位移传感器的10kV断路器机械特性监测方法，其特征在于直线位移传感器输出直流电压信号，直接供采集电路使用，不需要进行光电转换；断路器机械特性的相关参数和装置的运行情况根据变电站国际统一协议标准IEC61850进行数据封装和协议转换，然...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡海燕，张云朋，刘全桢，黄新波，朱永灿，肖睿，李义鹏，刘英杰，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11