斷路器機械特性在線監測裝置的製作方法
2023-05-14 06:59:21 1
本發明涉及一種利用電壓激勵法判斷斷路器剛分和剛合點，並結合位移傳感器實現斷路器的機械特性在線監測裝置，對保障斷路器安全運行具有非常重要的意義。
背景技術：
開關設備作為配電網中的重要設備，起著關合及開斷電力的作用，用來實現輸送，倒換電力負荷、以及從電力系統中退出故障設備和線段，從而保證配電網安全運行。斷路器的開距和超程是考核斷路器機械性能的兩個重要指標，通過超程大小可以間接判斷斷路器觸頭機械磨損情況，所以斷路器出廠時必須要測量斷路器開距和超程指標。斷路器離線式機械特性中開距和超程的監測，通常是採用電壓激勵法，即在測量斷路器機械特性時在斷路器迴路中加一小電壓信號，通過測量斷路器迴路的電流有無即可判斷斷路器的分閘點和合閘點，即剛分和剛合點，但是在斷路器運行過程中，由於高電壓的存在無法加入激勵小電壓信號，這樣給斷路器機械特性的在線監測帶來困難，為此本發明提出了一種斷路器機械特性在線監測裝置及其監測方法，利用外加測量迴路構建電壓激勵法測量原理，並結合開關電路、位移傳感器、穿心式電流傳感器獲得斷路器剛分、剛合點，總行程綜合判斷斷路器機械特性，該裝置可以大大提高供電配電系統的可靠性，保障斷路器安全運行，能夠及時發現問題，提高檢修效率，對減少人力、物力的浪費，具有非常重要的意義。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是，如何利用外加測量迴路構建電壓激勵法測量原理，並結合開關電路、位移傳感器、穿心式電流傳感器獲得斷路器剛分、剛合點，總行程綜合判斷斷路器機械特性，以保證斷路器健康安全運行。
為解決上述技術問題，本發明提供一種斷路器機械特性在線監測裝置，包括A相光柵位移傳感器、B相光柵位移傳感器、C相光柵位移傳感器、A相穿心電流傳感器、B相穿心電流傳感器、C相穿心電流傳感器、看門狗電路、微處理器電路、顯示電路、按鍵電路、時鐘電路、電源電路、通信接口電路、開關控制電路、開關電路、3VDC電壓源、斷路器機械性能檢測迴路；A相光柵位移傳感器、B相光柵位移傳感器、C相光柵位移傳感器、A相穿心電流傳感器、B相穿心電流傳感器、C相穿心電流傳感器的輸出端分別與微處理器電路的A/D端連接； 看門狗電路、按鍵電路、時鐘電路的輸出端分別與微處理器電路的I/O口連接；顯示電路的輸入端與微處理器電路的I/O口連接；電源電路的輸出端與微處理器電路的電源端連接；通信接口電路的輸入輸出端與微處理器電路的通信埠連接；開關控制電路的輸入端與微處理器電路的I/O口連接；開關控制電路的輸出端與開關電路的線圈端連接；3VDC電壓源的輸出端與開關電路的兩對接點及斷路器機械性能檢測迴路串聯在一起。
A相光柵位移傳感器、B相光柵位移傳感器、C相光柵位移傳感器滑動柄安裝在斷路器下端拉杆處，光柵固定斷路器在底座上，實現非接觸測量斷路器分合閘位移-時間曲線，即可以獲得真空斷路器總行程H、動作時間t及平均合閘速度、平均分閘速度。
斷路器機械性能檢測迴路包括真空斷路器、開關電路1號接點、開關電路2號接點、3VDC電壓源、穿心電流傳感器；真空斷路器、開關電路1號接點、開關電路2號接點、3VDC電壓源、穿心電流傳感器均串聯在一起形成迴路，用電電壓激勵法判斷真空斷路器剛分和剛合點，測量時先將開關電路1號接點、開關電路2號接點閉合，再將真空斷路器閉合或斷開，根據迴路中電流有無變化即可判斷真空斷路器的剛分和剛合點，從而獲得斷路器的開距h和超程L，且開距h+超程L＝總行程H，若超程增加說明斷路器觸頭出現磨損，標準超程為3-5mm。
顯示電路採用液晶屏顯示，顯示內容主要有斷路器三相平均合閘速度、三相平均分閘速度、三相開距、三相超程、斷路器動作次數、斷路器分閘和合閘位移-時間曲線及包絡線，若斷路器分閘和合閘位移-時間曲線包絡線超過斷路器剛投運時記錄的斷路器分閘和合閘位移-時間曲線包絡線的土3％，就應建議斷路器進行停電維護；若斷路器三相平均合閘速度和三相平均分閘速度超過標準值，即斷路器三相平均合閘速度標準值0.4-0.8m/s，斷路器三相平均分閘速度標準值0.9-1.3m/s，若超過此範圍建議斷路器進行停電維護；斷路器動作次數累計值可以反應斷路器機械壽命，斷路器真空泡動作次數額定值10000次。
開關電路為5VDC工作帶有2對常開和常閉接點電磁繼電器。
電源電路採用交直流90-260V供電。
A相穿心電流傳感器、B相穿心電流傳感器、C相穿心電流傳感器均為穿心霍爾電流互感器。
本發明的積極效果是：(1)通過構建外部迴路，利用電壓激勵法判斷真空斷路器剛分和剛合點，從而實現超程和開距的測量；(2)根據斷路器分閘和合閘位移-時間曲線包絡線標判 斷斷路器機械結構是否存在問題；(3)根據斷路器動作次數累計值判斷斷路器機械壽命；(4)根據斷路器三相平均合閘速度和三相平均分閘速度判斷斷路器機械結構是否存在問題。
附圖說明
圖1為斷路器機械特性在線監測裝置原理結構圖。
圖2為斷路器機械性能檢測迴路組成原理圖。
具體實施方式
如附圖1所示，一種斷路器機械特性在線監測裝置，包括A相光柵位移傳感器、B相光柵位移傳感器、C相光柵位移傳感器、A相穿心電流傳感器、B相穿心電流傳感器、C相穿心電流傳感器、看門狗電路、微處理器電路、顯示電路、按鍵電路、時鐘電路、電源電路、通信接口電路、開關控制電路、開關電路、3VDC電壓源、斷路器機械性能檢測迴路；A相光柵位移傳感器、B相光柵位移傳感器、C相光柵位移傳感器、A相穿心電流傳感器、B相穿心電流傳感器、C相穿心電流傳感器的輸出端分別與微處理器電路的A/D端連接；看門狗電路、按鍵電路、時鐘電路的輸出端分別與微處理器電路的I/O口連接；顯示電路的輸入端與微處理器電路的I/O口連接；電源電路的輸出端與微處理器電路的電源端連接；通信接口電路的輸入輸出端與微處理器電路的通信埠連接；開關控制電路的輸入端與微處理器電路的I/O口連接；開關控制電路的輸出端與開關電路的線圈端連接；3VDC電壓源的輸出端與開關電路的兩對接點及斷路器機械性能檢測迴路串聯在一起。
A相光柵位移傳感器、B相光柵位移傳感器、C相光柵位移傳感器滑動柄安裝在斷路器下端拉杆處，光柵固定斷路器在底座上，實現非接觸測量斷路器分合閘位移-時間曲線，即可以獲得真空斷路器總行程H、動作時間t及平均合閘速度、平均分閘速度。
如附圖2所示，斷路器機械性能檢測迴路包括真空斷路器、開關電路1號接點、開關電路2號接點、3VDC電壓源、穿心電流傳感器；真空斷路器、開關電路1號接點、開關電路2號接點、3VDC電壓源、穿心電流傳感器均串聯在一起形成迴路，用電電壓激勵法判斷真空斷路器剛分和剛合點，測量時先將開關電路1號接點、開關電路2號接點閉合，再將真空斷路器閉合或斷開，根據迴路中電流有無變化即可判斷真空斷路器的剛分和剛合點，從而獲得斷路器的開距h和超程L，且開距h+超程L＝總行程H，若超程增加說明斷路器觸頭出現磨損， 標準超程為3-5mm。
顯示電路採用液晶屏顯示，顯示內容主要有斷路器三相平均合閘速度、三相平均分閘速度、三相開距、三相超程、斷路器動作次數、斷路器分閘和合閘位移-時間曲線及包絡線，若斷路器分閘和合閘位移-時間曲線包絡線超過斷路器剛投運時記錄的斷路器分閘和合閘位移-時間曲線包絡線的土3％，就應建議斷路器進行停電維護；若斷路器三相平均合閘速度和三相平均分閘速度超過標準值，即斷路器三相平均合閘速度標準值0.4-0.8m/s，斷路器三相平均分閘速度標準值0.9-1.3m/s，若超過此範圍建議斷路器進行停電維護；斷路器動作次數累計值可以反應斷路器機械壽命，斷路器真空泡動作次數額定值10000次。
開關電路為5VDC工作帶有2對常開和常閉接點電磁繼電器。
電源電路採用交直流90-260V供電。
A相穿心電流傳感器、B相穿心電流傳感器、C相穿心電流傳感器均為穿心霍爾電流互感器。
以上所述僅是本發明型的優選實施方式，本發明型的保護範圍並不僅局限於上述實施例，凡屬於本發明型思路下的技術方案均屬於本發明型的保護範圍。應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明型原理前提下的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明型的保護範圍。