本发明专利技术公开了一种极柱式六氟化硫断路器的综合在线监测装置，包括监测主机、分、合闸动作电流传感器、储能动作电流传感器、辅助开关转接端子、非接触式行程传感器、本地采样模块；监测主机对各传感器的监测数据进行采样、分析、计算，并上传结果；辅助开关转接端子将辅助开关的输出状态信号引出，连接到监测主机；非接触式行程传感器通过本地采样模块连接至监测主机，实时感应监测对象的行程，得到分合闸动作的相关机械特性参数；监测主机设置有多路并行高速采样接口，并同时对分、合闸动作电流传感器、储能动作电流传感器、非接触式行程传感器、辅助开关分闸状态信号、辅助开关合闸状态信号、辅助开关储能状态信号同步实时高速采样。样。样。
【技术实现步骤摘要】
一种极柱式六氟化硫断路器的综合在线监测装置
[0001]本专利技术涉及电气设备在线监测
，尤其涉及一种极柱式六氟化硫断路器的综合在线监测装置。
技术介绍
[0002]极柱式六氟化硫(SF6)断路器因其优异的绝缘性能、灭弧性能，被广泛应用在电网、铁路、矿山等工况恶劣的场合，是输配电、用电系统的重要组成部分。
[0003]由于工作环境恶劣，极柱式断路器的设备故障率相比常规断路器更高，运维压力更大，因此，更需要对设备进行在线监测。
[0004]极柱式SF6断路器的核心功能是通过分合闸动作，实现电能的通断控制，因此，对极柱式SF6断路器而言，首先需要监测的是其机械特性参数；为实现分合闸动作，需要一系列复杂的指令控制、结构传动，这些特性，可以通过电气特性来反映，电气特性也是极柱式SF6断路器在线监测的第二个核心内容；最后，辅助开关是断路器的重要组成部分，是断路器分断、接通、联锁功能的载体，断路器的远程控制、状态指示都需要依靠辅助开关实现，因此极柱式SF6断路器在线监测的第三个重要内容是辅助开关状态监测。
[0005]极柱式SF6断路器状态的在线监测，除了需要解决在线监测到刚分刚合时刻的技术原理的难题外，对传感器也有特殊要求，主要原因如下：
[0006]极柱式SF6断路器的三相动静触头分布在相互独立，充满SF6气体的极柱内；动静触头工作时，电压通常在20kV以上，最高可达40.5kV。动静触头流经的负载电流高达几百安培，在这种高电压、大电流的工况下，每一相的极柱附近都存在很强的分布磁场和分布电场，断路器的结构设计均已通过仿真和实际测试，满足绝缘要求，如果贸然改变现有结构，会破坏现有的磁场和电场分布，降低设备绝缘性能，给设备使用带来安全隐患。因此，所有加装的传感器安装高度不能超过原有金属部件的最高高度。同时，极柱式SF6断路器分合闸操作时，会产生强烈的振动，而且极柱式SF6断路器的设计寿命一般要求为5000次到10000次分合闸操作，也就是说所有传感器要能承受10000～20000次的这种强烈冲击和振动。
[0007]鉴于上述多重技术原因，目前市面上没有能同时实现极柱式SF6断路器机械特性、电气特性、辅助开关的在线监测设备。
[0008]此外，辅助开关的状态指示，和断路器实际状态之间有时间差，这个时间差要求在
±
5ms之内，否则会导致对断路器状态的错误判断，引发错误操作或控制。
[0009]此前没有设备能在线获取到辅助开关的指令时间差。对辅助开关的输出量，只做定时轮询，轮询时间间隔远大于5ms，无法准确获取到辅助开关的状态指示到位时间。
[0010]因此，本领域的技术人员致力于开发一种极柱式六氟化硫断路器的综合在线监测装置，以实现了极柱式SF6断路器多种参数的综合在线监测。
技术实现思路
[0011]有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是：
[0012]1、极柱式SF6断路器的电气特性、机械特性、辅助开关是其最重要的状态参数，但目前没有设备能在线同时监测这三种参数；
[0013]2、辅助开关的状态指示和断路器实际状态之间有时间差，这个时间差要求在
±
5ms之内，否则会导致对断路器状态的错误判断，引发错误操作或控制；
[0014]3、分合闸过程中，冲击很大，常规行程传感器很容易被损坏，采用非接触式行程传感器可规避此问题；但输出为数字信号的非接触式行程传感器精度偏低，不满足使用要求，而高精度的非接触式行程传感器的输出量为模拟量，如果将该模拟量直接通过线缆接入监测主机内的采样芯片，容易被外界的强干扰污染，导致数据失真。
[0015]为实现上述目的，本专利技术提供了一种极柱式六氟化硫断路器的综合在线监测装置，包括监测主机、分闸动作电流传感器、合闸动作电流传感器、储能动作电流传感器、辅助开关转接端子、非接触式行程传感器、本地采样模块；所述监测主机被配置为对各传感器的监测数据进行采样、分析、计算，并上传结果；所述分闸动作电流传感器被配置为实时感应分闸线圈上的电流，得到分闸动作的起始时刻、分闸动作持续电流波形、分闸动作电流特征参数；所述合闸动作电流传感器被配置为实时感应合闸线圈上的电流，得到合闸动作的起始时刻、合闸动作持续电流波形、合闸动作电流特征参数；所述储能动作电流传感器被配置为实时感应储能线圈上的电流，得到储能动作持续电流波形、储能动作电流特征参数；所述辅助开关转接端子被配置为将辅助开关的输出状态信号引出，连接到所述监测主机；所述辅助开关的输出状态信号包括分闸状态信号、合闸状态信号、储能状态信号；所述非接触式行程传感器被配置为实时感应监测对象的行程，得到分合闸动作的相关机械特性参数；所述非接触式行程传感器通过所述本地采样模块连接至所述监测主机；所述监测主机设置有多路并行高速采样接口，并被配置为同时对所述分闸动作电流传感器、合闸动作电流传感器、储能动作电流传感器、非接触式行程传感器、辅助开关分闸状态信号、辅助开关合闸状态信号、辅助开关储能状态信号同步实时高速采样。
[0016]进一步地，所述辅助开关的输出状态信号为干接点信号。
[0017]进一步地，所述监测主机间隔固定时间读取所述辅助开关的输出状态信号，获取指示状态内容，与上一次所述监测主机记录的设备状态进行比对，看是否有变化；当所述监测主机监测到断路器的分闸线圈或合闸线圈带电时，启动电流和行程采样的同时，对辅助开关的输出状态信号进行实时采样，获取辅助开关状态指示到位时间。
[0018]进一步地，所述相关机械特性参数包括分合闸动作的行程曲线、刚分刚合时间、分合闸时间、分合闸速度。
[0019]进一步地，所述非接触式行程传感器包括行程感应器、行程解析器、感应器固定板、解析器固定板；所述行程感应器被配置为跟随被测对象一同旋转，实时感应所述被测对象的旋转角度；所述行程解析器被配置为解析所述行程感应器感应到的角度行程，并输出相应的电压；所述感应器固定板与断路器的联动板相连接，所述行程感应器固定在所述感应器固定板上；所述解析器固定板固定在断路器的隔离板上，所述行程解析器安装在所述解析器固定板上；所述行程感应器和所述行程解析器相对设置；所述本地采样模块固定在断路器的隔离板上。
[0020]进一步地，所述本地采样模块包含接口电路、采样电路、处理电路；所述接口电路包含与所述监测主机以及与所述行程解析器的接口；所述采样电路采用高精度采样芯片；
所述处理电路被配置为调度工作时序，实时保存采样到的行程数据并根据需要转发行程数据。
[0021]进一步地，所述行程感应器为圆柱体，端面中间竖直设置有一长方形感应磁条，所述感应磁条为行程感应部件；所述行程感应器设置有2个圆形固定沉孔；所述行程感应器的侧面上方设置有零位指示条。
[0022]进一步地，所述行程解析器为近似圆柱体，中心为行程解析区，安装时，所述行程解析区的中心和所述行程感应器的中心在同一条轴线上；所述行程解析器的顶部为零位端面；当所述零位端面的中心与所述零位指示条对齐时本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种极柱式六氟化硫断路器的综合在线监测装置，其特征在于，包括监测主机、分闸动作电流传感器、合闸动作电流传感器、储能动作电流传感器、辅助开关转接端子、非接触式行程传感器、本地采样模块；所述监测主机被配置为对各传感器的监测数据进行采样、分析、计算，并上传结果；所述分闸动作电流传感器被配置为实时感应分闸线圈上的电流，得到分闸动作的起始时刻、分闸动作持续电流波形、分闸动作电流特征参数；所述合闸动作电流传感器被配置为实时感应合闸线圈上的电流，得到合闸动作的起始时刻、合闸动作持续电流波形、合闸动作电流特征参数；所述储能动作电流传感器被配置为实时感应储能线圈上的电流，得到储能动作持续电流波形、储能动作电流特征参数；所述辅助开关转接端子被配置为将辅助开关的输出状态信号引出，连接到所述监测主机；所述辅助开关的输出状态信号包括分闸状态信号、合闸状态信号、储能状态信号；所述非接触式行程传感器被配置为实时感应监测对象的行程，得到分合闸动作的相关机械特性参数；所述非接触式行程传感器通过所述本地采样模块连接至所述监测主机；所述监测主机设置有多路并行高速采样接口，并被配置为同时对所述分闸动作电流传感器、合闸动作电流传感器、储能动作电流传感器、非接触式行程传感器、辅助开关分闸状态信号、辅助开关合闸状态信号、辅助开关储能状态信号同步实时高速采样。2.如权利要求1所述的极柱式六氟化硫断路器的综合在线监测装置，其特征在于，所述辅助开关的输出状态信号为干接点信号。3.如权利要求1所述的极柱式六氟化硫断路器的综合在线监测装置，其特征在于，所述监测主机间隔固定时间读取所述辅助开关的输出状态信号，获取指示状态内容，与上一次所述监测主机记录的设备状态进行比对，看是否有变化；当所述监测主机监测到断路器的分闸线圈或合闸线圈带电时，启动电流和行程采样的同时，对辅助开关的输出状态信号进行实时采样，获取辅助开关状态指示到位时间。4.如权利要求1所述的极柱式六氟化硫断路器的综合在线监测装置，其特征在于，所述相关机械特性参数包括分合闸动作的行程曲线、刚分刚合时间、分合闸时间、分合闸速度。5.如权利要求1所述的极柱式六氟化硫断路器的综合在线监测装置，其特征在于，所述非接触式行程传感器包括行程感应器、行程解析器、感应器固定板、解析器固定板；所述行程感应器被配置为跟随被测对象一同旋转，实时感应所述被测对象的旋转角度；所述行程解析器被配置为解析所述行程感应器感应到的角度行程，并输出相应的电压；所述感应器固定板与断路器的联动板相连接，所述行程感应器固定在所述感应器固定板上；所述解析器固定板固定在断路器的隔离板上，所述行程解析器安装在所述解析器固定板上；所述行程感应器和所述行程解析器相对...
【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏飞，刘婷，刘怡，
申请(专利权)人：苏州光声纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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