CN102269650A - 一种真空断路器机械特性的在线监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种真空断路器机械特性的在线监测装置，装设在真空断路器内部，该真空断路器具有真空泡、绝缘拉杆、连杆以及操作机构，该绝缘拉杆连接在真空泡下端，并通过连杆而与操作机构相连，该操作机构还连接有储能弹簧；该在线监测装置包括力传感器、信号调理模块、数据处理模块以及通信模块，该力传感器设置在绝缘拉杆或连杆上，该信号调理模块的输入端与力传感器的输出端相连，该数据处理模块的输入端与信号调理模块的输出端相连，该通信模块的输入端与数据处理模块的输出端相连。本发明能得到分闸时间、合闸时间、触头压力和超程等机械特性参数，即具有全面监测的功效；本发明还能避免因为绝缘问题而带来的隐患。
Description
技术领域
本发明涉及电力设备在线检测技术领域，更具体的说涉及一种利用力传感器来监测真空断路器机械特性的在线监测装置。
背景技术
在电力系统装置中，真空断路器是重要的电力设备，并且具有数量巨大、检修量大和费用高的特点。据有关统计数据表明，变电站维护费用的一半以上是用在高压断路器上，而其中60%又是用于断路器的小修和例行检修上。过去对真空断路器施行的机械特性检测，主要是在设备停电期间结合检修定期进行，从而进行更换部件和进行操作机构的机械特性检查等。
经验表明，频繁的操作及过度的拆卸检修会降低真空断路器的动作可靠性。因此，对真空断路器实施状态诊断或实时在线监测，将有助于掌握其运行特性及变化趋势，使计划检修向状态检修转变，以在线监测数据为依据做出检修决策。
真空断路器机械特性参数主要包括分闸时间、合闸时间、触头压力和超程等，现有对真空断路器机械特性参数的监测均是利用线位移传感器进行测量，该线位移传感器安装在真空断路器动触头绝缘拉杆底部。但是，由于其安装于绝缘拉杆底部，直线运动所需空间较大，不利于设备的小型化；线性传感器拉杆由于磨损、变形造成误差，影响测量结果。另外，线位移传感器也无法监测到触头压力等参数。
有鉴于此，本发明人针对现有真空断路器机械特性监测时的上述缺陷深入研究，遂有本案产生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种真空断路器机械特性的在线监测装置，以解决现有技术中传感器的不足以及无法同时监测到触头压力参数的问题。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种真空断路器机械特性的在线监测装置，其中，装设在真空断路器内部，该真空断路器具有真空泡、绝缘拉杆、连杆以及操作机构，该绝缘拉杆连接在真空泡下端，并通过连杆而与操作机构相连，该操作机构还连接有储能弹簧；该在线监测装置包括力传感器、信号调理模块、数据处理模块以及通信模块，该力传感器设置在绝缘拉杆或连杆上，该信号调理模块的输入端与力传感器的输出端相连，该数据处理模块的输入端与信号调理模块的输出端相连，该通信模块的输入端与数据处理模块的输出端相连。
进一步，该连杆具有水平拉杆和第二拉杆，该力传感器则设置在绝缘拉杆和水平拉杆之间，或者水平拉杆和第二拉杆之间。
进一步，该力传感器通过铆接或螺纹连接而分别与绝缘拉杆和水平拉杆相连，或者水平拉杆和第二拉杆相连。
进一步，该力传感器为压电式或应变式且具有双向量程的力传感器。
进一步，该通信模块采用基于RS232、RS485、以太网或移动数据网的通信方式。
进一步，该操作机构为弹簧操作机构或永磁操作机构。
采用上述结构后，本发明涉及一种真空断路器机械特性的在线监测装置，通过将力传感器设置在绝缘拉杆或连杆上，当操作机构有能量输出时，该力传感器会感测到安装位置拉力或压力的变化，并向信号调理模块输出信号；当真空泡达到刚合点时，绝缘拉杆亦会被继续压缩而向力传感器输出能量，此时该力传感器亦会向信号调理模块输出信号；当真空泡稳定在最终位置时，则可根据该力传感器输出的信号而得到触头压力；如此根据刚合点和最终的触头压力而计算出真空断路器的超程；合闸时间和分闸时间则可以结合真空断路器分合闸线圈动作的时间而得出。由此，本发明能得到分闸时间、合闸时间、触头压力和超程等机械特性参数，故具有全面监测的功效，同时还能避免因为绝缘问题而带来的隐患。
附图说明
图1为本发明涉及一种真空断路器机械特性的在线监测装置的结构示意图；
图2为本发明的原理框图。
图中：
真空断路器 100 真空泡 1
绝缘拉杆 2 连杆 3
水平拉杆 31 第二拉杆 32
操作机构 4 储能弹簧 41
在线监测装置 5 力传感器 51
信号调理模块 52 数据处理模块 53
通信模块 54。
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
如图1所示，其示出的为本发明所应用的真空断路器100的结构示意图，该真空断路器100具有真空泡1、绝缘拉杆2、连杆3以及操作机构4，该连杆3具体又分为两段，即水平拉杆31和第二拉杆32；该绝缘拉杆2连接在真空泡1下端，并通过连杆3而与操作机构4相连，该操作机构4还连接有储能弹簧41，该操作机构4通过储能弹簧41输出能量，并经由第二拉杆32和水平拉杆31，而将能量传递到绝缘拉杆2，以达到驱动真空泡1运动，完成合分闸操作，该操作机构4具体可以选用弹簧操作机构4或永磁操作机构4。
本发明涉及的在线监测装置5，装设在真空断路器100内部，故完全不影响真空断路器100的各项参数。请配合参阅图2所示，该在线监测装置5包括力传感器51、信号调理模块52、数据处理模块53以及通信模块54，该力传感器51设置在连杆3上，优选直接设置在水平拉杆31和第二拉杆32之间，具体可以采用铆接或螺纹连接；该信号调理模块52的输入端与力传感器51的输出端相连，该数据处理模块53的输入端与信号调理模块52的输出端相连，该通信模块54的输入端与数据处理模块53的输出端相连。需要说明的是，该力传感器51还可以设置在绝缘拉杆2和水平拉杆31之间，当然也可以将绝缘拉杆2分为两段而直接设置在绝缘拉杆2上。
该通信模块54优选采用基于RS485或以太网的通信方式；该力传感器51则为压电式或应变式，并具有双向量程。
这样，本发明该力传感器51获得感测信号后，经信号调理模块52和数据处理模块53初步处理后，由通信模块54传输出去。具体如下：
当操作机构4有能量输出时，该力传感器51会感测到该能量并向信号调理模块52输出信号；
当真空泡1达到刚合点时，亦会压缩绝缘拉杆2而向力传感器51输出能量，此时该力传感器51亦会向信号调理模块52输出信号；
当真空泡1稳定在最终位置时，则可根据该力传感器51输出的信号而得到触头压力；如此，可根据刚合点和最终的触头压力而计算出真空断路器100的超程；合闸时间和分闸时间则可以结合真空断路器100分合闸线圈动作的时间而得出。
综上所述，本发明能得到分闸时间、合闸时间、触头压力和超程等机械特性参数，故具有全面监测的功效；同时通过将力传感器51设置在连杆3上，从而保证力传感器51不会受到因为绝缘问题而带来的影响。
上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。
Claims (6)
1.一种真空断路器机械特性的在线监测装置，其特征在于，装设在真空断路器内部，该真空断路器具有真空泡、绝缘拉杆、连杆以及操作机构，该绝缘拉杆连接在真空泡下端，并通过连杆而与操作机构相连，该操作机构还连接有储能弹簧；该在线监测装置包括力传感器、信号调理模块、数据处理模块以及通信模块，该力传感器设置在绝缘拉杆或连杆上，该信号调理模块的输入端与力传感器的输出端相连，该数据处理模块的输入端与信号调理模块的输出端相连，该通信模块的输入端与数据处理模块的输出端相连。
2.如权利要求1所述一种真空断路器机械特性的在线监测装置，其特征在于，该连杆具有水平拉杆和第二拉杆，该力传感器则设置在绝缘拉杆和水平拉杆之间，或者水平拉杆和第二拉杆之间。
3.如权利要求2所述一种真空断路器机械特性的在线监测装置，其特征在于，该力传感器通过铆接或螺纹连接而分别与绝缘拉杆和水平拉杆相连，或者水平拉杆和第二拉杆相连。
4.如权利要求1至3任一项所述一种真空断路器机械特性的在线监测装置，其特征在于，该力传感器为压电式或应变式且具有双向量程的力传感器。
5.如权利要求1所述一种真空断路器机械特性的在线监测装置，其特征在于，该通信模块采用基于RS232、RS485、以太网或移动数据网的通信方式。
6.如权利要求1所述一种真空断路器机械特性的在线监测装置，其特征在于，该操作机构为弹簧操作机构或永磁操作机构。
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