断路器寿命的监测方法及装置制造方法及图纸

一种断路器寿命的监测方法，包括获取并存储原始寿命衰减曲线作为下一次更新寿命衰减曲线时的基础寿命衰减曲线；获取断路器的实际工作电流并根据实际工作电流和额定电流的关系推导出基础寿命衰减曲线的调整系数，根据调整系数将基础寿命衰减曲线调整为实时寿命衰减曲线；获取动触头在合闸和/或分闸过程中的物理量，物理量拟合形成与实时寿命衰减曲线有关的寿命物理量并结合实时寿命衰减曲线计算判断出断路器的寿命状态。一种断路器寿命的监测装置，包括单片机、加速度传感器、陀螺仪和数据获取模块。本发明专利技术通过实时更新寿命衰减曲线，并结合动触头的物理量、寿命衰减曲线及初始数据更精确有效的判断断路器的状态。始数据更精确有效的判断断路器的状态。始数据更精确有效的判断断路器的状态。

【技术实现步骤摘要】
断路器寿命的监测方法及装置


[0001]本专利技术涉及低压断路器，具体涉及一种断路器寿命的监测方法及装置。

技术介绍

[0002]随着科技的发展，断路器寿命及故障的监测装置多配置有单片机，通过单片机实现信号量的读取与判断。目前，对于断路器寿命及故障的监测多采用在线监测的方式，一般将断路器的电寿命作为断路器寿命监测的重要指标，通过光电传感器采集电流信号来计算出电寿命。但是，断路器寿命包括机械寿命和电寿命，在现有技术中大多集中于用电寿命来反应断路器的寿命，忽略了对机械寿命的监测，但是在实际生产应用中，机械磨损会对电寿命产生影响，因此这种忽略机械寿命而仅依靠电寿命来判断断路器寿命及故障的监测方式的精确度较低，不能准确反映断路器的实际使用情况。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种精确性高的断路器寿命的监测方法及装置。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0005]一种断路器寿命的监测方法，包括如下步骤：
[0006]步骤S1：获取在额定电流条件下的原始寿命衰减曲线，存储原始寿命衰减曲线并作为下一次更新寿命衰减曲线时的基础寿命衰减曲线；
[0007]步骤S2：在断路器合闸和/或分闸时，获取断路器的实际工作电流，根据实际工作电流和额定电流的关系推导出基础寿命衰减曲线的调整系数，根据调整系数将基础寿命衰减曲线调整为实时寿命衰减曲线，存储实时寿命衰减曲线作为下一次更新寿命衰减曲线时的基础寿命衰减曲线；
[0008]步骤S3：获取动触头在合闸和/或分闸过程中的至少一个物理量，所述物理量包括振动频率、振幅、振动时间、角速度和位移，至少一个物理量拟合形成与实时寿命衰减曲线有关的寿命物理量，结合寿命物理量和实时寿命衰减曲线计算出断路器的实时剩余寿命；步骤S1中得到的原始寿命衰减曲线与寿命物理量有关，原始寿命衰减曲线中的寿命物理量和步骤S3中的寿命物理量基于相同的物理量拟合得到。
[0009]进一步，在步骤S3中，将在动触头合闸和/或分闸过程中所获取的振动频率、振幅和振动时间拟合为寿命物理量，并根据寿命物理量及实时寿命衰减曲线计算得出断路器的实时剩余寿命。
[0010]进一步，在步骤S3中，将在动触头合闸和/或分闸过程中所获取的角速度和位移拟合为寿命物理量，并根据寿命物理量及实时寿命衰减曲线计算得出断路器的实时剩余寿命。
[0011]进一步，在步骤S3中，将在动触头合闸和/或分闸过程中所获取的振动频率、振幅、振动时间、角速度和位移拟合为寿命物理量，并根据寿命物理量及实时寿命衰减曲线计算
得出断路器的实时剩余寿命。
[0012]进一步，在步骤S3中，获取的动触头在合闸和/或分闸过程中的振动频率、振幅、振动时间、角速度和位移，将振动频率、振幅及振动时间拟合为第一寿命物理量，结合第一寿命物理量和实时寿命衰减曲线计算出第一实时剩余寿命；将角速度和位移拟合为第二寿命物理量，结合第二寿命物理量及实时寿命衰减曲线获得第二实时剩余寿命；获得第一实时剩余寿命与第二实时剩余寿命的平均值作为实时剩余寿命。
[0013]进一步，在步骤S1中，在额定电流下，断路器合闸、分闸多次，每间隔n次获取动触头的物理量，n大于等于1，将所获得动触头的物理量拟合形成寿命物理量，所述寿命物理量与断路器动作次数拟合形成关系曲线作为原始寿命衰减曲线。
[0014]进一步，在步骤S3中，获取物理量的故障阈值，所述故障阈值包括振动频率故障阈值、振幅故障阈值、振动时间故障阈值、角速度故障阈值和位移故障阈值；将所获得的振动频率、振幅、振动时间、角速度和位移分别对应的与振动频率故障阈值、振幅故障阈值、振动时间故障阈值、角速度故障阈值和位移故障阈值进行对比，任意一个物理量超出故障阈值即判断为断路器处于故障状态。
[0015]进一步，在步骤S3将拟合后的寿命物理量与寿命物理量故障阈值进行比较，寿命物理量超过寿命物理量故障阈值即判断断路器处于故障状态。
[0016]一种断路器寿命的监测装置，包括安装在断路器上的控制单元，安装在断路器动触头上的加速度传感器和陀螺仪，与控制单元连接的电流采样电路，所述的控制单元包括中央处理单元及中央处理单元自身的存储单元，或中央处理单元和与中央处理连接的存储单元，存储单元存储有原始寿命衰减曲线及实时更新的寿命衰减曲线；
[0017]电流采样电路与中央处理单元连接，所述加速度传感器、陀螺仪分别与控制单元连接，在断路器合闸和/或分闸过程中，加速度传感器向控制单元传递动触头的振动加速度信号，陀螺仪向控制单元传递动触头的位移、角速度信号，控制单元采用如上所述的断路器寿命的监测方法获得断路器的寿命状态。
[0018]进一步，所述存储单元存储有故障阈值，控制单元将所接收的动触头的振动加速度信号、动触头的位移和角速度信号与故障阈值对比判断出断路器是否处于故障状态。
[0019]进一步，还包括分别与控制单元连接的供电电路和数据获取模块，所述控制单元、供电电路及数据获取模块设置在电路板上，所述电路板安装在断路器的侧面。
[0020]本专利技术的一种断路器寿命的监测方法，获取断路器的原始寿命衰减曲线，通过对比实际电流与额定电流更新寿命衰减曲线，并获取实际电流下的动触头合闸和/或分闸时的物理量拟合为反映电寿命的寿命物理量，结合寿命物理量与更新后的寿命衰减曲线获取反应断路器的电寿命的实时剩余寿命。
[0021]优选，基于振动频率、振幅、振动时间、角速度和位移五个物理量拟合为反映电寿命的寿命物理量。
[0022]此外，将动触头合闸或/和分闸时的振动频率、振幅和振动时间拟合为第一寿命物理量并结合实时寿命衰减曲线获得第一实时剩余寿命，将动触头合闸或/和分闸时的角速度和位移拟合为第二寿命物理量并结合实时寿命衰减曲线获得第二实时剩余寿命，断路器的寿命状态和故障情况可仅根据第一实时剩余寿命与断路器的原始寿命衰减曲线对比计算获得，也可以仅根据第二实时剩余寿命与断路器的原始寿命衰减曲线对比计算获得，或
者同时结合第一实时剩余寿命、第二实时剩余寿命与断路器的原始寿命衰减曲线对比计算获得，但同时考虑第一实时剩余寿命、第二实时剩余寿命计算获得的结果最为精确，优选采用取第一实时剩余寿命与第二实时剩余寿命计算获得的结果作为寿命物理量用于计算实时剩余寿命
[0023]此外，通过将寿命物理量与寿命物理量故障阈值比较，或者将振动频率、振幅、振动时间、角速度和位移分别与对应的振动频率故障阈值、振幅故障阈值、振动时间故障阈值、角速度故障阈值和位移故障阈值比较，确定断路器是否存在故障。通过将实时剩余寿命与断路器的原始寿命衰减曲线对比分析获取断路器的寿命状态，故障情况，这种同时兼顾断路器的机械寿命及电寿命的监测方法具有更高的精确性。
[0024]本专利技术的一种断路器寿命的监测装置，控制单元储存并实时更新寿命衰减曲线，在动触头合闸和/或分闸过程中，通过振动加速度传感器和陀螺仪分别向单片机传输振动频率、振幅、振动时间、角速度和位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种断路器寿命的监测方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤S1：获取在额定电流条件下的原始寿命衰减曲线，存储原始寿命衰减曲线并作为下一次更新寿命衰减曲线时的基础寿命衰减曲线；步骤S2：在断路器合闸和/或分闸时，获取断路器的实际工作电流，根据实际工作电流和额定电流的关系推导出基础寿命衰减曲线的调整系数，根据调整系数将基础寿命衰减曲线调整为实时寿命衰减曲线，存储实时寿命衰减曲线作为下一次更新寿命衰减曲线时的基础寿命衰减曲线；步骤S3：获取动触头在合闸和/或分闸过程中的至少一个物理量，所述物理量包括振动频率、振幅、振动时间、角速度和位移，至少一个物理量拟合形成与实时寿命衰减曲线有关的寿命物理量，结合寿命物理量和实时寿命衰减曲线计算出断路器的实时剩余寿命；步骤S1中得到的原始寿命衰减曲线与寿命物理量有关，原始寿命衰减曲线中的寿命物理量和步骤S3中的寿命物理量基于相同的物理量拟合得到。2.根据权利要求1所述的一种断路器寿命的监测方法，其特征在于：在步骤S3中，将在动触头合闸和/或分闸过程中所获取的振动频率、振幅和振动时间拟合为寿命物理量，并根据寿命物理量及实时寿命衰减曲线计算得出断路器的实时剩余寿命。3.根据权利要求1所述的一种断路器寿命的监测方法，其特征在于：在步骤S3中，将在动触头合闸和/或分闸过程中所获取的角速度和位移拟合为寿命物理量，并根据寿命物理量及实时寿命衰减曲线计算得出断路器的实时剩余寿命。4.根据权利要求1所述的一种断路器寿命的监测方法，其特征在于：在步骤S3中，将在动触头合闸和/或分闸过程中所获取的振动频率、振幅、振动时间、角速度和位移拟合为寿命物理量，并根据寿命物理量及实时寿命衰减曲线计算得出断路器的实时剩余寿命。5.根据权利要求1所述的一种断路器寿命的监测方法，其特征在于：在步骤S3中，获取的动触头在合闸和/或分闸过程中的振动频率、振幅、振动时间、角速度和位移，将振动频率、振幅及振动时间拟合为第一寿命物理量，结合第一寿命物理量和实时寿命衰减曲线计算出第一实时剩余寿命；将角速度和位移拟合为第二寿命物理量，结合第二寿命物...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘源，欧佳嵘，朱可，宋健，肖涛，王朝亮，陆春光，刘炜，黄荣国，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司营销服务中心，
类型：发明
国别省市：