CN204631220U - 一种断路器动作特性在线监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于断路器应用技术领域，具体公开了一种断路器动作特性在线监测装置，由监控结构，及分别与监控结构连接的远程监控中心上位机和测量组件组成。本实用新型，1、结构设计合理，不影响、不改变断路器本身结构及特性；2、液晶显示屏实时显示断路器的运行状态，实时显示获取断路器参数及曲线，便于检修工作人员进行维护、检测；3、有效的对断路器分合闸线圈进行实时监测幷起保护作用，当线圈电流异常时进行报警，不影响断路器原有操作；对断路器触头的位移行程进行监测，当位移变化量超过标准值范围时自行报警，提高供电可靠性；4、实现定期计划检修向状态检修的转变，实时掌握设备特性状态，按需维修，避免设备过度维修和带故障运行。

Description

一种断路器动作特性在线监测装置

技术领域

本实用新型属于断路器应用技术领域，具体涉及一种断路器动作特性在线监测装置。

背景技术

随着电力系统朝着高电压、大容量的方向发展，保证电力设备的安全运行越来越重要，停电事故给生产和生活带来的影响及损失也越来越大。自六十年代以来，国内的某些大型电力网络出现了一些大的停电事故，给国民经济造成了巨大的损失。“八五”期间，我国主要电网中由于设备故障而直接引发的电网事故约占事故总量的 26.3%，可见提高设备的运行可靠性是保证电力系统安全运行的关键。及时了解电力设备的工作情况，对电力系统的故障作出先兆判断是十分重要的。尤其是在电力设备的运行过程中通过必要的监测和试验手段有效地判断其运行状态，将会对提高设备运行可靠性、减少事故发生具有重要的意义。

高压断路器是电力系统一次设备中检修维护工作量最大的设备，有关统计表明，一半以上的变电站维护费用是花在开关上，而其中 60％以上又是用于断路器的小修和例行检修上。以往断路器的维修，多采用定期进行预防性检修，不论设备运行状态、受损情况如何，都要定期对设备进行检修。在大多数情况下，以时间为基础的预防性定期维护是不经济的，许多断路器的故障率并不因为周期性检修而降低，而且有些被检修后断路器的可靠性又常常因人为因素的干预而降低；每台断路器的实际故障情况不能预示，以至以时间为基础的预防性定期维护并不能及时有效地排除故障。针对断路器是连续运行的设备，为保证断路器的运行可靠性，在选择维护周期时，往往比较保守，造成了不必要的浪费。定期维护、检修都会直接影响电力系统的电网稳定运行，经济损失大，而如何能够实时了解断路器的状态，减少过早或不必要的停电试验或检修，做到应修则修，提高电力系统的可靠性和经济性是当前所亟待解决的。

因此，基于上述问题，本实用新型提供一种断路器动作特性在线监测装置。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型的目的是提供一种断路器动作特性在线监测装置，其通过传感器对断路器工作状态参数进行实时监控并将断路器工作状态参数参数至远程监控中心上位机对断路器进行管控，提高管控效率且有效保证断路器使用工作状态安全。

技术方案：本实用新型提供一种断路器动作特性在线监测装置，由监控结构，及分别与监控结构连接的远程监控中心上位机和测量组件组成；所述测量组件，包括行程传感器、穿心式CT传感器、储能电流传感器和分合闸线圈传感器，其中，所述行程传感器、穿心式CT传感器、储能电流传感器和分合闸线圈传感器的数量分别设置为三个且与断路器三相电路连接。

本技术方案的，所述断路器动作特性在线监测装置，还包括两端分别与监控结构、断路器三相电路连接的A相分合闸辅助接点、B相分合闸辅助接点和C相分合闸辅助接点。

本技术方案的，所述监控结构，包括信号处理模块，及分别与信号处理模块连接的A/D转换电路、信号放大电路、信号编译电路、存储器、输入/输出接口电路和输出电路。

本技术方案的，所述监控结构，还包括与输出电路连接的显示屏，及与输入/输出接口电路连接的声光报警模块、数据传输模块。

本技术方案的，所述信号处理模块采用ARM 内核嵌入式工业控制CPU。

本技术方案的，所述显示屏采用LED或LCD液晶显示器；所述声光报警模块由频闪灯、喇叭组成。

本技术方案的，所述断路器动作特性在线监测装置，还包括与信号处理模块连接的定位模块，其中，定位模块采用GPS或GPRS，用于定位监控结构的位置。

本技术方案的，所述断路器动作特性在线监测装置的测量组件，还包括温湿度传感器、振动传感器，其中，温湿度传感器、振动传感器的数量分别设置为三个且两端与断路器三相电路、监控结构连接。

与现有技术相比，本实用新型一种断路器动作特性在线监测装置的有益效果在于：1、结构设计合理，不影响、不改变断路器本身结构及特性；2、液晶显示屏实时显示断路器的运行状态，实时显示获取断路器参数及曲线，便于检修工作人员进行维护、检测；3、有效的对断路器分合闸线圈进行实时监测幷起保护作用，当线圈电流异常时进行报警，采用穿心式霍尔传感器采集电流信号，不影响断路器原有操作；对断路器触头的位移行程进行监测，当位移变化量超过标准值范围时自行报警，大幅提高供电的可靠性，同时带标准的 RS485 通信接口，根据需要可将设备状态上传至远程监控中心上位机，便于远方监测断路器状态；4、实现定期计划检修向状态检修的转变，实时掌握设备特性状态，按需维修，避免设备过度维修和带故障运行。

附图说明

图1是本实用新型的一种断路器动作特性在线监测装置的结构示意图；

图2是本实用新型的一种断路器动作特性在线监测装置的工作流程结构示意图；

图3是本实用新型的一种断路器动作特性在线监测装置的行程传感器结构示意图；

图4是本实用新型的一种断路器动作特性在线监测装置的接线端子定义示意图；

其中，图中序号标注如下：1-监控结构、2-远程监控中心上位机、3-温湿度传感器、4-行程传感器、5-振动传感器、6-穿心式CT传感器、7-储能电流传感器、8-分合闸线圈传感器、9-A相分合闸辅助接点、10- B相分合闸辅助接点、11-C相分合闸辅助接点。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型。

如图1、图2、图3和图4所示的一种断路器动作特性在线监测装置，由监控结构1，及分别与监控结构1连接的远程监控中心上位机2和测量组件组成；测量组件，包括行程传感器4、穿心式CT传感器6、储能电流传感器7和分合闸线圈传感器8，其中，所述行程传感器4、穿心式CT传感器6、储能电流传感器7和分合闸线圈传感器8的数量分别设置为三个且与断路器三相电路连接。

进一步优选的，断路器动作特性在线监测装置，还包括两端分别与监控结构1、断路器三相电路连接的A相分合闸辅助接点9、B相分合闸辅助接点10和C相分合闸辅助接点11，保证手动分闸或合闸时，断路器的安全；监控结构1，包括信号处理模块，及分别与信号处理模块连接的A/D转换电路、信号放大电路、信号编译电路、存储器、输入/输出接口电路和输出电路，用于对行程传感器4、穿心式CT传感器6、储能电流传感器7和分合闸线圈传感器8所反馈的断路器参数数据信息进行处理及传输；监控结构1，还包括与输出电路连接的显示屏，用于显示经信号处理模块处理后的断路器参数数据信息，便于检修、维护，及与输入/输出接口电路连接的声光报警模块、数据传输模块，用于对断路器出现的故障信息进行及时的提示，且将传输至远程监控中心上位机2；信号处理模块采用ARM 内核嵌入式工业控制CPU，信息处理速度快、精准稳定；显示屏采用LED或LCD液晶显示器，使用寿命长，声光报警模块由频闪灯、喇叭组成，结构组装简单且成本低；断路器动作特性在线监测装置，还包括与信号处理模块连接的定位模块，其中，定位模块采用GPS或GPRS，用于定位监控结构1的位置，用于辅助远程监控中心上位机2进行管控，当监控结构1出现故障时，显示位置，提高对监控结构1检修效率且保证断路器安全；断路器动作特性在线监测装置的测量组件，还包括温湿度传感器3、振动传感器5，其中，温湿度传感器3、振动传感器5数量分别设置为三个且两端与断路器三相电路、监控结构1连接，辅助远程监控中心上位机2进行管控，当断路器出现故障时，通过温湿度传感器3、振动传感器5所传输的数据信息进行辅助分析，提高故障效率。

实施例

进一步如图1和图2所示，工作时，组成监控结构1的A/D转换电路、信号放大电路、信号编译电路、存储器将温湿度传感器3、行程传感器4、振动传感器5、穿心式CT传感器6、储能电流传感器7和分合闸线圈传感器8所反馈的断路器参数数据进行转换、放大等处理，并由组成监控结构1的信号处理模块进行处理且传输至组成组成监控结构1输入/输出接口电路、输出电路，其中，组成监控结构1的且与输出电路连接的显示屏进行显示，组成监控结构1的且与输入/输出接口电路连接的声光报警模块进行预警、组成监控结构1的且与输入/输出接口电路连接的数据传输模块将诊断信息传输至远程监控中心上位机2并通过监控人员通过控制信号输入模块对断路器工作参数及时的进行调整(当参数信息不良时)，实现高效监测、管控的目的。

其中，本在线监测装置所监测各项目的目的体现为，1、合闸时间位移曲线：可以准确反映断路器动触头合闸特性，并可以与由标准曲线生成的包络线对照；2、断路器超行程：确保刚分速度和分闸速度，确保触头压力符合产品要求；3、断路器合闸时间：合闸时间的变化反映出机构的灵活性及机构磨损信息；4、断路器合闸平均速度：合闸平均速度反映着机构灵活性，同时通过平均速度可以发现合闸能量的变化，如果是弹簧机构，则可能是因为合闸弹簧的刚度降低造成；5、断路器刚合速度：可以精确计算出断路器在刚合瞬间的合闸速度，刚合速度过低，在关合短路故障时容易发生触头熔焊；6、分闸时间位移曲线：可以准确反映断路器动触头分闸特性，并可以与由标准曲线生成的包络线对照；7、断路器触头开距：断路器开距过小影响真空断口绝缘水平，也有可能造成断路器短路开断后的重燃，开距过大会影响真空灭弧室波纹管伸缩长度，从而降低真空灭弧室寿命；8、断路器分闸时间：分闸时间的变化反映出机构的灵活性及机构磨损信息；9、断路器分闸平均速度：平均分闸速度反映出断路器在分闸过程中受力情况是否正常，平均速度过高，对断路器的机构强度以及操作振动问题将会比较突出，平均速度过低则会影响开断电流，因此要将平均速度调至合理的范围；10、断路器刚分速度：刚分速度是断路器能否成功开断短路电流最关键数据，刚分速度达不到要求会导致短路开断时燃弧时间过长，触头烧蚀加剧；11、断路器分闸线圈电流曲线：机构卡涩，开关分、合不到位，分、 合闸铁芯卡死或机构转轴生锈，都将造成线圈烧毁，这些故障都可以从线圈电流上反映出来；12、断路器合闸线圈电流曲线：机构卡涩，开关分、合不到位，分、 合闸铁芯卡死或机构转轴生锈，都将造成线圈烧 毁，这些故障都可以从线圈电流上反映出来。最终检修人员可根据所测量的上述参数了解断路器的运行状态，掌握断路器的运行参数，从而进行检修计划的制定和调整。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种断路器动作特性在线监测装置，其特征在于：由监控结构（1），及分别与监控结构（1）连接的远程监控中心上位机（2）和测量组件组成；所述测量组件，包括行程传感器（4）、穿心式CT传感器（6）、储能电流传感器（7）和分合闸线圈传感器（8），其中，所述行程传感器（4）、穿心式CT传感器（6）、储能电流传感器（7）和分合闸线圈传感器（8）的数量分别设置为三个且与断路器三相电路连接。

2.根据权利要求1所述的一种断路器动作特性在线监测装置，其特征在于：所述断路器动作特性在线监测装置，还包括两端分别与监控结构（1）、断路器三相电路连接的A相分合闸辅助接点（9）、B相分合闸辅助接点（10）和C相分合闸辅助接点（11）。

3.根据权利要求1所述的一种断路器动作特性在线监测装置，其特征在于：所述监控结构（1），包括信号处理模块，及分别与信号处理模块连接的A/D转换电路、信号放大电路、信号编译电路、存储器、输入/输出接口电路和输出电路。

4.根据权利要求3所述的一种断路器动作特性在线监测装置，其特征在于：所述监控结构（1），还包括与输出电路连接的显示屏，及与输入/输出接口电路连接的声光报警模块、数据传输模块。

5.根据权利要求3所述的一种断路器动作特性在线监测装置，其特征在于：所述信号处理模块采用ARM 内核嵌入式工业控制CPU。

6.根据权利要求4所述的一种断路器动作特性在线监测装置，其特征在于：所述显示屏采用LED或LCD液晶显示器；所述声光报警模块由频闪灯、喇叭组成。

7.根据权利要求3所述的一种断路器动作特性在线监测装置，其特征在于：所述断路器动作特性在线监测装置，还包括与信号处理模块连接的定位模块，其中，定位模块采用GPS或GPRS，用于定位监控结构（1）的位置。

8.根据权利要求1所述的一种断路器动作特性在线监测装置，其特征在于：所述断路器动作特性在线监测装置的测量组件，还包括温湿度传感器（3）、振动传感器（5），其中，温湿度传感器（3）、振动传感器（5）的数量分别设置为三个且两端与断路器三相电路、监控结构（1）连接。