專利名稱：一種高壓斷路器振動及機械特性在線監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種高壓斷路器的在線監(jiān)測領(lǐng)域，具體是一種高壓斷路器振動及機械特性在線監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前高壓斷路器機械特性監(jiān)測對動作行程和分合閘線圈電流、儲能電機的在線監(jiān)測比較多，對斷路器動作時產(chǎn)生的振動進行在線監(jiān)測和分析的系統(tǒng)還比較少。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種高壓斷路器振動及機械特性在線監(jiān)測系統(tǒng)。 本實用新型解決上述技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案一種高壓斷路器振動及機械特性在線監(jiān)測系統(tǒng)由IED主機、主回路電流互感器模組、分合閘線圈及儲能電機電流互感器模組、旋轉(zhuǎn)光電編碼器、帶磁力座的振動加速度傳感器組成；所述IED主機設(shè)有I、II、III、IV接口，其中I接口與主回路電流互感器模組連接；II接口與帶磁力座的振動加速度傳感器連接；接口III與旋轉(zhuǎn)光電編碼器連接；接口IV與分合閘線圈及儲能電機電流互感器模組連接。上述IED主機。IED主機的主要功能是將分合閘線圈及儲能電機電流互感器模組和帶磁力座的振動加速度傳感器輸出的電壓信號進行放大濾波等信號調(diào)理后變成數(shù)字信號；將旋轉(zhuǎn)光電編碼器輸出的脈沖信號進行解碼后變成角度信號；通過485通訊接口與主回路電流互感器模組進行通訊；對采集到的波形數(shù)據(jù)進行分析處理，計算三相不同期、電壽命參數(shù)等斷路器參數(shù)。上述主回路電流互感器模組。主回路電流互感器模組上有三個穿心的電流互感器，電源變換電路、互感器輸出電壓信號調(diào)理電路等。主回路CT輸出電纜以穿心方式穿過三個電路互感器，電流互感器將電纜中流過電流變成電壓信號，再經(jīng)過電路板上的信號調(diào)理電路進行放大濾波后輸出的一個差分的電壓信號通過信號電纜連接到IED主機的接線端子上，由IED主機進行模數(shù)變換和數(shù)據(jù)分析處理。上述分合閘線圈及儲能電機電流互感器模組。分合閘線圈及儲能電機電流互感器模組上有三個穿心的電流互感器，電源變換電路、互感器輸出電壓信號調(diào)理電路等。三個電流互感器為閘線圈電流測量互感器、合閘線圈電流測量互感器、儲能電機電流測量互感器。分閘線圈、合閘線圈、儲能電機電源分別以穿心方式穿過三個電路互感器，電流互感器將電纜中流過電流變成電壓信號，再經(jīng)過電路板上的信號調(diào)理電路進行放大濾波后輸出的一個差分的電壓信號通過信號電纜連接到IED主機的接線端子上，由IED主機進行模數(shù)變換和數(shù)據(jù)分析處理。上述旋轉(zhuǎn)光電編碼器。旋轉(zhuǎn)光電編碼器用于測量斷路器觸頭的動作行程。上述旋轉(zhuǎn)光電編碼器與斷路器連桿的旋轉(zhuǎn)部分同軸連接。當連桿動作后旋轉(zhuǎn)部分旋轉(zhuǎn)一定角度，帶動旋轉(zhuǎn)編碼器旋轉(zhuǎn)同樣的角度。[0011]旋轉(zhuǎn)光電編碼器輸出脈沖信號通過信號電纜送到IED主機的接線端子上，IED主機對接收到的脈沖信號進行解碼和變換后后變成旋轉(zhuǎn)角度，再根據(jù)斷路器的機械參數(shù)變換成觸頭的行程。上述帶磁力座的振動加速度傳感器。帶磁力座的振動加速度傳感器用與測量斷路器的振動波形。上述帶磁力座的振動加速度傳感器的原理是利用了其內(nèi)部的由于加速度造成的壓電晶體變形這個特性。由于這個變形會產(chǎn)生電壓，計算出產(chǎn)生電壓和所施加的加速度之間的關(guān)系，并且將加速度轉(zhuǎn)化成電壓輸出。帶磁力座的振動加速傳感器采用24V、5mA恒流源供電。傳感器內(nèi)置信號調(diào)理電路將電荷放大變成電壓信號。輸出的信號通過同軸電纜送給IED主機的接線端子，IED主機上的振動信號調(diào)理電路對信號進行放大濾波和模數(shù)轉(zhuǎn)換后變成數(shù)字信號。
帶磁力座的振動加速度傳感器通過磁力座吸附到高壓斷路器的機構(gòu)箱上面。本實用新型的優(yōu)點I、本實用新型IED主機可以接三個振動加速度傳感器，用于分別測量高壓斷路器三相的振動波形。2、加速度傳感器通過磁力座吸附到機構(gòu)箱表面，安裝方便。3、對振動波形進行小波分析，提取特征波形，機構(gòu)動作時間點。提取分合閘電磁鐵、儲能機構(gòu)、脫口機構(gòu)、連桿機構(gòu)等內(nèi)部機構(gòu)動作的振動波形和時間。計算振動波形計算包絡線。計算振動波形進行頻譜分析。4、同時監(jiān)測分合閘線圈電流波形、儲能電機電流波形、行程曲線。計算三相不同期，剛分速度、剛合速度、觸頭開距、彈跳次數(shù)、彈跳時間等參數(shù)。

圖I是本實用新型一種高壓斷路器振動及機械特性在線監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，IED主機I、主回路電流互感器模組2、分合閘線圈及儲能電機電流互感器模組3、旋轉(zhuǎn)光電編碼器4、帶磁力座的振動加速度傳感器5。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。本實用新型結(jié)構(gòu)如圖I所示，一種高壓斷路器振動及機械特性在線監(jiān)測系統(tǒng)由IED主機I、主回路電流互感器模組2、分合閘線圈及儲能電機電流互感器模組3、旋轉(zhuǎn)光電編碼器4、帶磁力座的振動加速度傳感器5組成；所述IED主機I設(shè)有I、II、III、IV接口，其中I接口與主回路電流互感器模組2連接；II接口與帶磁力座的振動加速度傳感器5連接；接口III與旋轉(zhuǎn)光電編碼器4連接；接口IV與分合閘線圈及儲能電機電流互感器模組3連接。上述IED主機I。IED主機I的主要功能是將分合閘線圈及儲能電機電流互感器模組3和帶磁力座的振動加速度傳感器5輸出的電壓信號進行放大濾波等信號調(diào)理后變成數(shù)字信號；將旋轉(zhuǎn)光電編碼器4輸出的脈沖信號進行解碼后變成角度信號；通過485通訊接口與主回路電流互感器模組2進行通訊；對采集到的波形數(shù)據(jù)進行分析處理，計算三相不同期、電壽命參數(shù)等斷路器參數(shù)。上述主回路電流互感器模組2。主回路電流互感器模組2上有三個穿心的電流互感器，電源變換電路、互感器輸出電壓信號調(diào)理電路等。主回路CT輸出電纜以穿心方式穿過三個電路互感器，電流互感器將電纜中流過電流變成電壓信號，再經(jīng)過電路板上的信號調(diào)理電路進行放大濾波后輸出的一個差分的電壓信號通過信號電纜連接到IED主機I的接線端子上，由IED主機I進行模數(shù)變換和數(shù)據(jù)分析處理。上述分合閘線圈及儲能電機電流互感器模組3。分合閘線圈及儲能電機電流互感器模組3上有三個穿心的電流互感器，電源變換電路、互感器輸出電壓信號調(diào)理電路等。三個電流互感器為閘線圈電流測量互感器、合閘線圈電流測量互感器、儲能電機電流測量互感器。分閘線圈、合閘線圈、儲能電機電源分別以穿心方式穿過三個電路互感器，電流互感器將電纜中流過電流變成電壓信號，再經(jīng)過電路板上的信號調(diào)理電路進行放大濾波后輸出的一個差分的電壓信號通過信號電纜連接到IED主機I的接線端子上，由IED主機I進行模數(shù)變換和數(shù)據(jù)分析處理。上述旋轉(zhuǎn)光電編碼器4。旋轉(zhuǎn)光電編碼器4用于測量斷路器觸頭的動作行程。上述旋轉(zhuǎn)光電編碼器4與斷路器連桿的旋轉(zhuǎn)部分同軸連接。當連桿動作后旋轉(zhuǎn)部分旋轉(zhuǎn)一定角度，帶動旋轉(zhuǎn)編碼器旋轉(zhuǎn)同樣的角度。旋轉(zhuǎn)光電編碼器4輸出脈沖信號通過信號電纜送到IED主機I的接線端子上，IED主機I對接收到的脈沖信號進行解碼和變換后后變成旋轉(zhuǎn)角度，再根據(jù)斷路器的機械參數(shù)變換成觸頭的行程。上述帶磁力座的振動加速度傳感器5。帶磁力座的振動加速度傳感器5用與測量斷路器的振動波形。上述帶磁力座的振動加速度傳感器5的原理是利用了其內(nèi)部的由于加速度造成的壓電晶體變形這個特性。由于這個變形會產(chǎn)生電壓，計算出產(chǎn)生電壓和所施加的加速度之間的關(guān)系，并且將加速度轉(zhuǎn)化成電壓輸出。帶磁力座的振動加速傳感器5采用24V、5mA恒流源供電。傳感器內(nèi)置信號調(diào)理電路將電荷放大變成電壓信號。輸出的信號通過同軸電纜送給IED主機I的接線端子，IED主機I上的振動信號調(diào)理電路對信號進行放大濾波和模數(shù)轉(zhuǎn)換后變成數(shù)字信號。帶磁力座的振動加速度傳感器5通過磁力座吸附到高壓斷路器的機構(gòu)箱上面。本實用新型的最佳使用步驟如下斷路器發(fā)生分合閘動作時。分合閘線圈產(chǎn)生電流，分合閘線圈及儲能電機電流互感器模組3將電流變成電壓信號后被IED主機I采集并且變成數(shù)字信號并保存到波形數(shù)據(jù)區(qū)中保存。分合閘線圈及儲能電機電流互感器模組3采集的儲能電機電流波形和主回路電流互感器模組2采集的主回路電流波形也被變換成電壓信號后被IED主機I同步采集，并且變換成數(shù)字信號送到波形數(shù)據(jù)區(qū)中保存。光電編碼器4輸出的脈沖信號被IED主機I同步采集保存到數(shù)據(jù)區(qū)中。加速度傳感器5輸出的電壓信號經(jīng)過IED主機I放大濾波和模數(shù)變換后變成數(shù)字信號同步保存到數(shù)據(jù)區(qū)中。IED主機I從數(shù)據(jù)區(qū)中取出原始振動波形信號進行小波計算、特征波形提取、機構(gòu)動作時間點提取、振動波形包絡線等。
權(quán)利要求1.一種高壓斷路器振動及機械特性在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于由IED主機、主回路電流互感器模組、分合閘線圈及儲能電機電流互感器模組、旋轉(zhuǎn)光電編碼器、帶磁力座的振動加速度傳感器組成；所述IED主機設(shè)有I、II、III、IV接口，其中I接口與主回路電流互感器模組連接；II接口與帶磁力座的振動加速度傳感器連接；接口III與旋轉(zhuǎn)光電編碼器連接；接口 IV與分合閘線圈及儲能電機電流互感器模組連接。
專利摘要本實用新型公開了一種高壓斷路器振動及機械特性在線監(jiān)測系統(tǒng)。系統(tǒng)由IED主機、主回路電流互感器模組、分合閘線圈及儲能電機電流互感器模組、旋轉(zhuǎn)光電編碼器、帶磁力座的振動加速度傳感器組成。所述IED主機設(shè)有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ接口，其中Ⅰ接口與主回路電流互感器模組連接；Ⅱ接口與帶磁力座的振動加速度傳感器連接；接口Ⅲ與旋轉(zhuǎn)光電編碼器連接；接口Ⅳ與分合閘線圈及儲能電機電流互感器模組連接。本實用新型的優(yōu)點1、本實用新型IED主機可以接三個振動加速度傳感器，用于分別測量高壓斷路器三相的振動波形。2、加速度傳感器通過磁力座吸附到機構(gòu)箱表面，安裝方便。3、通過IEC61805協(xié)議與監(jiān)測中心進行通訊，監(jiān)測中心可以實時看到到斷路器的振動等機械特性的波形。
文檔編號G01R31/327GK202631704SQ20122032132
公開日2012年12月26日 申請日期2012年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月4日
發(fā)明者鄧雨榮, 郭麗娟, 張煒, 呂澤承, 許任陽 申請人:廣西電網(wǎng)公司電力科學研究院, 珠海潤科電力設(shè)備有限公司