一种断路器操动机构的储能状态在线监测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种断路器操动机构的储能状态在线监测装置及方法，涉及电力物联网相关技术领域，结构为：三轴加速度传感器固定于绝对值编码器上，绝对值编码器通过结构件与行程传动齿轮背板固定连接；绝对值编码器套接于行程传动齿轮轴上；绝对值编码器与三轴加速度传感器分别与数据采集装置连接；数据采集装置与处理装置电性连接；处理装置与控制装置电性连接；本发明专利技术采用加速度与位移量相结合的监测手段，无线传输方式、非侵入式安装解决了监测可靠性和安装维护困难的问题；此外，装置数据报文采用电力物联网数据规范协议传输，为设备综合状态监测多路传感器数据的二次融合提供了极大的便捷性。极大的便捷性。极大的便捷性。

【技术实现步骤摘要】
一种断路器操动机构的储能状态在线监测装置及方法


[0001]本专利技术涉及电力物联网相关
，更具体的说是涉及一种断路器操动机构的储能状态在线监测装置及方法。

技术介绍

[0002]电能作为重要的二次能源资源，在现代经济和人们生活中起到关键性作用，随着经济和社会的不断发展，对电能质量和可靠性方面的要求越来越高，高压断路器作为重要的电力系统一次设备，其安全可靠运行是电网稳定运行的前提条件。操动机构是高压断路器的重要部件，断路器的各种动作都是依靠操动机构来完成的。液压碟簧操动机构由于其碟簧具有非线性力学特性，能在很小变形的情况下承受变化范围很大的载荷，因此能够提供非常大的操作功，在超高压、特高压等级断路器上应用很广泛。
[0003]据统计，故障拒动操作多是由于机械能量存储和传递出现问题，通常储能通过电机带动油泵打压，油泵输出的高压油进入储能活塞上端并推动储能活塞向下压缩碟簧进行储能。在这一过程中传动机构卡涩、储能弹簧脱落以及限位开关失灵是储能机构常见故障。目前，主要是通过对高压断路器进行定期的停电例行检修维护来判断断路器的工作状态，但是随着用户对供电可靠性要求的不断增加，停电检修次数越来越少，只通过目前例行的停电检修维护远远满足不了断路器状态判断的要求。因此，研究者们提出了高压断路器在线监测技术，即在断路器不停电的基础上，对断路器进行实时状态监测。许多科研单位及厂家也对断路器动作特性在线监测装置有所研究，通过调研及现场实验分析，这些装置普遍存在着监测数据精度低、可靠性差、安装维护困难、监测数据报文格式不规范等问题。因此研发一种监测数据精度高、数据报文格式统一的在线监测装置是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种断路器操动机构的储能状态在线监测装置及方法，能够实现断路器储能状态及储能过程实时在线监测；解决监测可靠性和安装维护困难的问题，为断路器液压碟簧操动机构的可靠运行提供安全保障。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种断路器操动机构的储能状态在线监测装置，包括：行程传动齿轮轴、行程传动齿轮背板、绝对值编码器、三轴加速度传感器、数据采集装置、处理装置、控制装置；所述三轴加速度传感器固定于所述绝对值编码器上，所述绝对值编码器通过结构件与所述行程传动齿轮背板固定连接；所述绝对值编码器套接于所述行程传动齿轮轴上；所述绝对值编码器与所述三轴加速度传感器分别与所述数据采集装置连接；所述数据采集装置与所述处理装置电性连接；所述处理装置与所述控制装置电性连接。
[0007]其优点在于，采集装置采用非侵入式方式，监测数据通过无线方式传输，便于现场安装与维护。
[0008]可选的，所述三轴加速度传感器的X轴方向与行程传动齿轮的行进方向平行。
[0009]可选的，所述处理装置根据输变电设备物联网传感器数据规范对监测数据组包传输至所述控制装置。
[0010]一种断路器操动机构的储能状态在线监测方法，具体步骤为：
[0011]将绝对值编码器的位置信息与三轴加速度传感器的三轴初始相位进行初始化；
[0012]分别读取绝对值编码器与三轴加速度传感器的测量数据；
[0013]根据绝对值编码器的测量数据获得位移量；
[0014]根据三轴加速度传感器的测量数据获得加速度值；
[0015]基于位移量以及加速度值获取监测结果；
[0016]基于监测结果，生成操作。
[0017]可选的，位移量的计算公式为：
[0018][0019]r
e
＝v％1024；
[0020][0021]式中，v为绝对值编码器输出的编码器值；c为绝对值编码器在行程传动机构运行过程中所转的圈数；r
e
为不足一圈的余数；R为旋转齿轮半径，l为行程传动机构移动距离。
[0022]可选的，加速度值的计算公式为：
[0023]AccX＝V
x
/16384；
[0024]AccY＝V
y
/16384；
[0025]AccZ＝V
z
/16384；
[0026]式中，AccX、AccY、AccZ分别为三轴方向的加速度值，V
x
、V
y
、V
z
为加速度传感器输出的采样值。
[0027]可选的，监测结果的获取步骤为：
[0028]根据编码器输出的位置变化量Δl的数值，判断储能状态是否异常，具体为：
[0029]若Δl＝0，即储能状态正常；
[0030]若Δl≠0，即储能状态异常；
[0031]根据X、Y、Z轴向加速度值在两次行程中同一时间点的绝对值大小判断储能过程是否异常，具体为：
[0032][0033][0034][0035]若三轴加速度大小超过门限T，生成告警信息。
[0036]其优点在于，处理装置根据绝对值编码器输出的编码值及传动齿轮半径计算出断路器储能过程中行程机构的位移量，三轴加速度传感器采样率更高，其输出数据计算出每个细分时刻的加速度值；断路器每次储能行程机构的总位移量可间接反映油缸油压状态，而三轴加速度传感器采样率高，可配置到10KHz，输出数据不仅可挖掘出断路器储能过程中
传动机构是否卡涩，还可以从每个细分时刻的加速度值大小上统计出储能过程中的打压次数，此外可扩展性反应断路器分闸、合闸的动作次数；通过监测参量相互弥补，提高监测结果的可靠性。
[0037]可选的，基于监测结果，生成操作的具体内容为：
[0038]如监测结果为正常，则重新分别读取绝对值编码器与三轴加速度传感器的测量数据；
[0039]如监测结果为异常，根据输变电设备物联网传感器数据规范对监测数据组包，传输至控制装置。
[0040]其优点在于，监测装置的监测结果报文采用输变电设备物联网传感器数据规范，便于综合监测时多路传感器数据二次融合。
[0041]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开了一种断路器操动机构的储能状态在线监测装置及方法，针对断路器储能过程及状态监测，采用加速度与位移量相结合的监测手段，无线传输方式、非侵入式安装解决了监测可靠性和安装维护困难的问题；此外，装置数据报文采用电力物联网数据规范协议传输，为设备综合状态监测多路传感器数据的二次融合提供了极大的便捷性。此外，该装置能够实时监测高压断路器液压操动机构的工作状态，采用无线通信方式便于现场安装，能大大减轻运维人员的工作量；不仅提高了生产效益，还对电力核心设备安全监护具有重要意义。
附图说明
[0042]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种断路器操动机构的储能状态在线监测装置，其特征在于，包括：行程传动齿轮轴、行程传动齿轮背板(3)、绝对值编码器、三轴加速度传感器(2)、数据采集装置、处理装置、控制装置；所述三轴加速度传感器(2)固定于所述绝对值编码器上，所述绝对值编码器通过结构件与所述行程传动齿轮背板(3)固定连接；所述绝对值编码器套接于所述行程传动齿轮轴上；所述绝对值编码器与所述三轴加速度传感器(2)分别与所述数据采集装置连接；所述数据采集装置与所述处理装置电性连接；所述处理装置与所述控制装置电性连接。2.根据权利要求1所述的一种断路器操动机构的储能状态在线监测装置，其特征在于，所述三轴加速度传感器(2)的X轴方向与行程传动齿轮的行进方向平行。3.根据权利要求1所述的一种断路器操动机构的储能状态在线监测装置，其特征在于，所述处理装置根据输变电设备物联网传感器数据规范对监测数据组包传输至所述控制装置。4.一种断路器操动机构的储能状态在线监测方法，其特征在于，具体步骤为：将绝对值编码器的位置信息与三轴加速度传感器(2)的三轴初始相位进行初始化；分别读取绝对值编码器与三轴加速度传感器(2)的测量数据；根据绝对值编码器的测量数据获得位移量；根据三轴加速度传感器(2)的测量数据获得加速度值；基于位移量以及加速度值获取监测结果；基于监测结果，生成操作。5.根据权利要求4所述的一种断路器操动机构的储能状态在线监测方法，其特征在于，位移量的计算公式为：r
e
＝v％1024；式中，v为绝对值编码器...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘博，相中华，邹洪森，徐辉，柴毅，叶远，胡劲忠，
申请(专利权)人：上海远观物联网科技有限公司，
类型：发明
国别省市：