输变电高压断路器监测电路制造技术

本申请涉及一种输变电高压断路器监测电路系统，包括断路器反馈电路、故障信号检测电路、报警电路。本系统能够对对开关柜的工作状态进行长期实时监测，并且通过所获得的监测数据来判断开关柜内的高压断路器是否正常运行。此外，本系统能够实现数据存储功能和故障报警等作用。本系统主要通过对断路器分合闸状态、动触头位移的反馈检测，判断断路器是否存在故障，并通过故障信号检测电路对离压断路器动作时采集的特征量进行处理，最终通过报警电路发出报警信号。出报警信号。出报警信号。

【技术实现步骤摘要】
输变电高压断路器监测电路


[0001]本申请涉及智能电网与高压短路检测领域，具体涉及一种输变电高压断路器监测电路系统。

技术介绍

[0002]随着经济的发展，电力事业的新常态也随之到来，为了进一步优化用电格局，改善资源配置，电力传输将智能电网的建设作为一项战略任务。智能电网的发展提升了原有物理电网的自动化水平，改善了用户体验并且提高了现代社会的生产效率。但是不可否认的是，智能电网的发展对于物理电网提出了更高的要求，如果物理电网中电力设备出现了故障，通过智能电网的信息化传输的只会是错误信息，这给智能电网的安全性带来了诸多隐患，严重威胁到电力系统的安全运行。因此智能电网的健康发展离不开正常稳定运行的电力设备为其保驾护航。
[0003]输变电高压断路器能够对电网进行控制和保护，在电力系统中使用频繁，数量庞大。加强对高压断路器在线监测和故障智能诊断技术的研究，有利于促进电力设备智能化，满足智能电网的发展需求，提升电网的稳定性和可靠性。在线监测是指通过各类传感器，不间断地实时采集高压断路器的运行参数，故障能诊断是指通过人工智能算法分析获得的数据，评估断路器工作状态，判断其潜在故障，传统的高压断路器的智能化水平过低，数字化程度不足，难以向状态检修提供快速全面的信息，影响了故障诊断的准确性，严重制约了状态检修的发展。为了尽快脱离这样的窘境，必须加强对高压断路器在线监测技术、故障诊断技术乃至通信技术的研究，才能实现实时连续监测断路器状态，准确诊断断路器健康程度，及时有效维护故障设备的目标，为状态检修的实现提供有力的保障。r/>[0004]如图1所示，为现有技术的高压检测电路，利用带隙基准比较器作为信号检测核心，缩小了器件面积，但其利用特征电阻来控制并消除杂波信号，对采集信号的准确性较差。
[0005]如图2所示，为现有技术的高压检测电路，其尖刺检测会导致掉电现象，运行稳定性差，可靠性低。

技术实现思路

[0006]（一）技术问题1. 现有技术的高压检测电路，传感器采集信号准确性较差。
[0007]2. 现有技术的高压检测系统，运行稳定性较差，可靠性较低。
[0008]（二）技术方案针对上述技术问题，本申请提出的输变电高压断路器监测电路系统，包括相互连接的断路器反馈电路、故障信号检测电路、报警电路。
[0009]断路器反馈电路，断路器触头连带一个异型螺柱，断路器动作时此异型螺柱位置也会变化将一个发光二极管和一个光敏三极管分别放置到此异型螺柱两侧，通过监测光敏
三极管的通断状态来判断异型螺柱的位置，并以此来判断断路器的触头位置。三极管Q1、二极管Q2为红外发光二极管和光敏三极管，用于传感器的发光和受光器件，二极管D3能够保护发光二极管，U1A、U2A为施密特触发器，用于将光敏三极管输出的脉冲波形整形，Q3为普通NPN型三极管，当开关使用。当断路器没有动作时，异型螺柱将发光二极管的红外光挡住，光敏三极管回路不导通，输出信号FEED为悬空状态；当断路器动作时，异型螺柱位置改变，光敏三极管可以接收到红外光线进而导通，施密特触发器U1A有输入，理论为高电平，三极管Q3基极电压为高电平，三极管导通，输出低电平触发信号，将触发信号输出给控制器。
[0010]故障信号检测电路，输入侧为沿线故障信号，输出测检测此故障信号状态，将检测结果输入给控制器，并据此在硬件上控制继电器动作。U4A、U5A为运算放大器，D5、D6、D8防反开关二极管，R8、R9、R10为限流电阻，R11、R14为下拉电阻，C3、R12构成耦合电路，R13、C4构成快充慢放。输入为方波信号时，电容C3、电阻R12组成耦合电路，将信号耦合到放大器U4A的同相输入端，同时起到高通滤波作用，通过第一级比较输出方波脉冲，接着，电容C4不断充电，当电压高于REF2时，LOCKIN2输出高电平，LOCK
‑
RELAY输出低电平；当输入信号断路时，LOCKIN2输出低电平，LOCK
‑
RELAY输出高电平，最后将检测结果给控制器。
[0011]报警电路，通过报警电路发出报警信号。电路主要将输入信号Sig输出为报警信号，由三极管Q5、Q6、报警装置HA等组成。当信号输入时时，三极管Q5与Q6组成振荡器，并开始工作，三极管Q6不断导通截止，因此输出发出间断报警声。当模拟量监测值超限，需要报警或断电，馈电异常，断电命令与馈电状态不符，或开关量状态为报警状态时，输出报警信号可以为红色显示加闪烁。系统具有分级报警功能，根据功率大小及变化率、超限持续时间、超限范围等，设置不同的报警级别，实时分级响应。及时有效将故障信号以报警方式输出，告知相关人员。
[0012]智能电网的发展给电力设备的智能化、数字化带来了更多的机遇和挑战，加强对高压断路器在线监测与故障诊断技术的研究具有十分重要的意义。
[0013]（三）有益效果本申请提出的输变电高压断路器监测电路系统，首先，具有高精度的数据采样能力，并利用传感器采集动触头位移信号，满足了在线监测对数据的准确性和实时性的要求。其次，本系统安装方便，运行稳定，判断准确，具有较高的可靠性。
附图说明
[0014]图1为现有技术的高压检测电路。
[0015]图2为现有技术的高压检测电路。
[0016]图3为本申请的断路器反馈电路原理图。
[0017]图4为本申请的故障信号检测电路原理图。
[0018]图5为本申请的报警电路原理图。
具体实施方式
[0019]下面结合实施例对本专利技术做进一步说明。
[0020]如图3、4、5所示，为本申请提出的输变电高压断路器监测电路系统，包括相互连接的的断路器反馈电路、故障信号检测电路、报警电路。
[0021]断路器反馈电路，断路器触头连带一个异型螺柱，断路器动作时此异型螺柱位置也会变化将一个发光二极管和一个光敏三极管分别放置到此异型螺柱两侧，通过监测光敏三极管的通断状态来判断异型螺柱的位置，并以此来判断断路器的触头位置。三极管Q1、二极管Q2为红外发光二极管和光敏三极管，用于传感器的发光和受光器件，二极管D3能够保护发光二极管，U1A、U2A为施密特触发器，用于将光敏三极管输出的脉冲波形整形，Q3为普通NPN型三极管，当开关使用。当断路器没有动作时，异型螺柱将发光二极管的红外光挡住，光敏三极管回路不导通，输出信号FEED为悬空状态；当断路器动作时，异型螺柱位置改变，光敏三极管可以接收到红外光线进而导通，施密特触发器U1A有输入，理论为高电平，三极管Q3基极电压为高电平，三极管导通，输出低电平触发信号，将触发信号输出给控制器。
[0022]所述断路器反馈电路包括二极管D1、D3，发光二极管Q2，光敏三极管Q1，电阻R7、R6，电容C2，所述断路器反馈电路中二极管D1的正极与高电平VCC连接，负极分别与发光二极管Q2的正极、光敏三极管Q1的集电极连接，二极管Q2的负极与二极管D3的正极连接，二极管D3的负极与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端接地，光敏三极管Q本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.输变电高压断路器监测电路系统，包括相互连接的断路器反馈电路、故障信号检测电路、报警电路，其特征在于：所述断路器反馈电路包括二极管D1、D3，发光二极管Q2，光敏三极管Q1，电阻R7、R6，电容C2，所述断路器反馈电路中二极管D1的正极与高电平VCC连接，负极分别与发光二极管Q2的正极、光敏三极管Q1的集电极连接，二极管Q2的负极与二极管D3的正极连接，二极管D3的负极与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端接地，光敏三极管Q1的发射极分别与电阻R6的一端、电容C2的一端连接，电阻R6的另一端接地，电容C2的另一端接地。2.根据权利要求1所述的输变电高压断路器监测电路系统，其特征在于：所述断路器反馈电路包括输出端口FEED，光敏三极管Q1，三极管Q3，施密特触发器U1A、U2A，电阻R4、R5，所述断路器反馈电路中施密特触发器U1A的14号接口与光敏三极管Q1的集电极连接，7号接口接地，1号接口与光敏三极管Q1的发射极连接，施密特触发器U2A的14号接口与光敏三极管Q1的集电极连接，7号接口接地，1号接口与施密特触发器U1A的2号接口连接，施密特触发器U2的2号接口与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端分别与电阻R5的一端、三极管Q3的基极连接，电阻R5的另一端接地，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的集电极与输出端口FEED连接。3.根据权利要求1所述的输变电高压断路器监测电路系统，其特征在于：所述故障信号检测电路包括输入端口BS
‑
Line，二极管D4、D5、D6、D8、D7，电容C3、C4，电阻R9、R11、R12、R13，放大器U4A，端口REF1，所述故障信号检测电路中输入端口BS
‑
Line与二极管D5的正极连接，二极管D5的负极分别与二极管D4的正极、二极管D7的负极、电阻R11的一端、电容C3的一端连接，电阻R11的另一端分别与二极管D7的正极、二极管D8的正极、放大器U4A的4号接口、电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端分别与电容C3的另一端、放大器U4A的3号接口连接，二极管D4的负极与高电平VCC连接，二极管D8的负极接地，放大器U4A的8号接口与...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩红峰，卜学民，韩德利，武术静，李志强，郝艳丽，周慧珍，李瑾，李好，田雨，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司安阳县供电公司，
类型：发明
国别省市：