用于低压、中压或高压断路器的监测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于低压、中压或高压断路器的监测系统，断路器包括框架、固定触头、可移动触头、驱动机构和连杆机构，其中固定触头相对于框架固定就位，并且其中连杆机构耦合到驱动器和可移动触头，并且其中驱动器的激活被配置为移动连杆机构，使得可移动触头朝向或远离固定触头移动，并且其中监测系统包括：传感器系统；其中传感器系统包括位置传感器；其中传感器系统包括处理器，其中位置传感器被配置为相对于框架和连杆机构定位，使得连杆机构的一部分的横向移动生成至少一个位移信号；以及其中处理器被配置为将至少一个位移信号转换为可移动触头朝向或远离固定触头的位移移动。可移动触头朝向或远离固定触头的位移移动。可移动触头朝向或远离固定触头的位移移动。

【技术实现步骤摘要】
用于低压、中压或高压断路器的监测系统


[0001]本专利技术涉及一种用于低压、中压或高压断路器的监测系统、以及一 种具有这样的监测系统的断路器。

技术介绍

[0002]断路器(CB)的操作机构是容易引起开关设备发生故障的主要子系 统中的一个。机构中发生的大部分机械故障可以通过监测行程曲线来检 测，行程曲线表示移动触头在打开或关闭操作期间的位置。此外，行程 曲线还可以揭示电气故障模式，如接触烧蚀。
[0003]今天，行程曲线监测很少应用于开关设备，主要是由于现有解决方 案的缺点：
[0004]a.当今的大多数行程曲线监测解决方案都是基于通过表示多个接 触磁极的运动学关系将主轴的所测量的角位置重新计算为移动触头的位 置。然而，这样的解决方案不能区分不同磁极的行程曲线。因此，当特 定磁极发生故障时，很难确定故障的位置。
[0005]b.在大多数CB中，推杆是行程曲线的优选测量位置。这对传感器 的几何形状和连接所需要的电气元件提出了很高的要求，这些电气元件 必须安装在非常有限的安装空间中。因此，只有少数位置传感器解决方 案被考虑在内。
[0006]c.常用的位置传感器需要位置传感器(例如，电位计或编码器)与 可移动部分的机械接口(接触)。因此，传感器必须承受由于开关操作 和由此产生的冲击振动而产生的高冲击力。在这种情况下，传感器或其 支撑件的机械故障会导致CB机构卡住及其故障。此外，传感器应当在 整个CB寿命期间可靠地测量行程曲线，这很难实现。
[0007]通常，上面列出的缺点是适用于CB中的行程曲线测量的位置传感 器的特征，并且只能通过选择高端解决方案来缓解。然而，这导致更高 的成本，使得永久安装没有吸引力。
[0008]有必要解决这些问题。

技术实现思路

[0009]因此，具有用于监测低压、中压或高压断路器的改进的技术将是有 利的。
[0010]本专利技术的目的通过独立权利要求的主题来解决，其中另外的实施例 并入从属权利要求中。
[0011]在第一方面，提供了一种用于低压、中压或高压断路器的监测系统。 监测系统可以装配到的这样的断路器包括框架、固定触头、可移动触头、 驱动机构和连杆机构。该断路器然后布置成使得固定触头相对于框架固 定就位，并且连杆机构耦合到驱动器和可移动触头，并且驱动器的激活 被配置为移动连杆机构，使得可移动触头朝向或远离固定触头移动。可 以装配到这样的断路器的监测系统因此包括：传感器系统。
[0012]传感器系统包括位置传感器。传感器系统还包括处理器。位置传感 器被配置为相对于框架和连杆机构定位，使得连杆机构的一部分的横向 移动生成至少一个位移信号。因此在位置传感器附近存在气隙，并且横 向移动表示该移动垂直于气隙，使得气隙的大小通常不会改变，除非通 过例如振动。处理器被配置为将至少一个位移信号转换为可移动触头
朝 向或远离固定触头的位移移动。
[0013]这里，位移信号是一个用于表示由于横向移动而生成的信号的术语。 由于连杆机构的一部分的移动而生成的该位移信号然后可以用于生成与 连杆机构的该部分的移动有关的有效信息。然后可以使用校准信息，该 校准信息将由于连杆机构的该部分的移动而导致的位移信号与可移动触 头的移动相关联。
[0014]因此，例如在校准过程期间，驱动器可以被激活，使得连杆机构移 动以将可移动触头从开始完全打开位置驱动到其中可移动触头接触固定 触头的结束位置。获取由于连杆机构的一部分的移动引起的校准位移信 号，同时获取可移动触头朝向固定触头的校准位移移动。然后存储校准 位移信号与校准位移移动信息之间的这种相关性。这可以针对实际系统 或校准系统来进行，甚至可以通过建模来获取。因此，当驱动器操作并 且位移信号被生成时，相关性可以用于将该位移信号转换为可移动触头 的对应位移移动。因此，就其与固定触头的间距而言，可移动触头在哪 里是已知的，并且实际上，可移动触头行程曲线可以被生成。当可移动 触头与固定触头接触时，上述讨论也适用，并且其中位移信号与位移移 动的相关性可以被生成，然后该相关性可以用于在驱动器操作以将可移 动触头从固定触头移开时确定可移动触头相对于固定触头的位置。
[0015]以这种方式，可以通过不受振动和杂散电磁场影响的非接触式传感 机构来提供用于断路器的移动触头的触头行程测量，从而提供一种新的 有效的断路器监测解决方案。
[0016]在一个示例中，位置传感器被配置为安装到框架的、与连杆系统的 该部分间隔开的一部分，并且连杆系统的该部分相对于位置传感器的横 向移动被配置为生成至少一个位移信号。
[0017]因此，通过将位置传感器安装到框架，在激活期间在连杆系统上生 成的振动和力对传感器本身的影响被最小化和/或减轻。
[0018]在一个示例中，位置传感器包括感应换能器。
[0019]在一个示例中，感应换能器包括至少一个发射器以及第一接收器和 第二接收器。第一接收器被配置为生成至少一个位移信号中的第一位移 信号并且第二接收器被配置为生成至少一个位移信号中的第二位移信 号。
[0020]在一个示例中，第一接收器和第二接收器被配置和/或定位为使得第 一位移信号不同于第二位移信号。
[0021]在一个示例中，第一位移信号以与第二位移信号相反的方式变化。
[0022]在一个示例中，第一接收器具有沿着换能器的长度的正弦线圈形状， 并且第二接收器具有沿着换能器的长度的余弦线圈形状。
[0023]换言之，当连杆系统的该部分经过换能器时，它将同时与正弦形状 接收器和余弦形状接收器相互作用。因此，例如，位移信号可能看起来 像来自一个接收器的正弦波，同时又像来自第二接收器的余弦波，位移 可以被非常准确地确定。而且，实际上，作为分析的一部分，可以从另 一信号中减去一个信号，从而使得由于换能器垂直地朝向或远离连杆机 构的该部分的移动而产生任何信号变化，从而在垂直于在横向移动的方 向上改变气隙，信号的变化会影响两个接收器，并且因此由振动引起的 影响可以减轻。
[0024]在一个示例中，至少一个发射器是与第一接收器和第二接收器两者 相关联的一个发射器。
[0025]在一个示例中，第一接收器位于与第二接收器基本相同的位置。
[0026]因此，通过以这种方式生成两个位移信号，可以非常准确地确定连 杆系统的该部分的横向位移，同时可以使振动的影响最小化。
[0027]在一个示例中，传感器系统包括目标或检测器部分，目标或检测器 部分被配置为安装到连杆系统的该部分，使得目标或检测器部分与位置 传感器间隔开。连杆机构的该部分的横向移动因此被配置为导致目标或 检测器部分的对应横向移动。目标或检测器部分相对于位置传感器的横 向移动被配置为生成至少一个位移信号。
[0028]通过具有目标或检测器部分，由金属制成的该部分可以安装到连杆 系统的绝缘部分，并且目标部分可以以有利的方式增加信号并且确实生 成位移信号。
[0029]在一个示例中，目标或检测器部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于低压、中压或高压断路器的监测系统，所述断路器包括框架(9)、固定触头(13)、可移动触头(14)、驱动机构(15)和连杆机构(1，1a，1b，1c，2，3)，其中所述固定触头相对于所述框架固定就位，并且其中所述连杆机构耦合到所述驱动器和所述可移动触头，并且其中所述驱动器的激活被配置为移动所述连杆机构，使得所述可移动触头朝向或远离所述固定触头移动，并且其中所述监测系统包括：传感器系统(5，6，18)；其中所述传感器系统包括位置传感器(6)；其中所述传感器系统包括处理器(18)，其中所述位置传感器被配置为相对于所述框架和所述连杆机构定位，使得所述连杆机构的一部分的横向移动生成至少一个位移信号；以及其中所述处理器被配置为将所述至少一个位移信号转换为所述可移动触头朝向或远离所述固定触头的位移移动。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述位置传感器被配置为安装到所述框架的、与所述连杆系统的所述一部分间隔开的一部分，并且其中所述连杆系统的所述一部分相对于所述位置传感器的所述横向移动被配置为生成所述至少一个位移信号。3.根据权利要求2所述的系统，其中所述位置传感器包括感应换能器。4.根据权利要求3所述的系统，其中所述感应换能器包括至少一个发射器以及第一接收器和第二接收器，其中所述第一接收器被配置为生成所述至少一个位移信号中的第一位移信号并且所述第二接收器被配置为生成所述至少一个位移信号中的第二位移信号。5.根据权利要求4所述的系统，其中所述第一接收器和所述第二接收器被配置和/或定位为使得所述第一位移信号不同于所述第二位移信号。6.根据权利要求5所述的系统，其中所述第一位移信号以与所述第二位移信号相反的方式变化。7.根据权利要求4至6中任一项所述的系统，其中所述第一接收器具有沿着所述换能器的长度的正弦线圈形状，并且所述第二接收器具有沿着所述换能器的长度的余弦线圈形状。8.根据权利要求7所述的系统，其中所述至...

【专利技术属性】
技术研发人员：瓦迪姆，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：