CN105487006B - 一种配电开关机械特性在线监测系统及监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种配电开关机械特性在线监测系统及监测方法；依次连接的配电开关、配电终端和主站波形记录与分析系统；配电开关，具有操动机构；通过操动机构控制配电线路通断，实现故障切除、隔离以及负荷转供的节点；配电终端，与配电开关配套使用，采集配电开关操动机构操作的电压、电流波形、统计开关动作次数、采集开关位置信号，实现上述信息的预处理与初步判断，并上送给主站波形记录与分析系统；主站波形记录与分析系统，接收配电终端传输过来的波形；调取配电线路上任一配电开关的操动机构的波形及配电终端对配电开关机械特性判断结果，实现配电开关的操作机构的故障预警、故障定位，以便维护人员进行定位检修。
Description
技术领域
本发明涉及一种配电开关机械特性在线监测系统及监测方法。
背景技术
配电开关是配电系统中构成网架结构的及其重要的一次设备，是保证配电系统可靠运行的基础。配电系统通过远方/就地方式电动操作机构的控制实现对配电开关开断状态的控制，实现线路故障区段隔离与切除以及实现无故障区段投入等线路自动化功能，可靠动作、不拒动、不误动是配电开关的基本要求。配电开关操作机构作为配电开关与二次设备的“桥梁”，健康的电动操作机构的机械及电气特性是实现系统配电自动化功能和线路可靠性的重要保证。
配电开关操动机构机械部件特别多，加之这些部件动作频繁，因而造成故障的可能性就多。通过电力科学研究院对全国6KV以上高压开关故障原因统计分析中看出，在误动、拒动故障中操动机构原因占41.63％；国际大电网会议(CIGEI)资料也表明，操动机构故障占43.5％。由此可见，无论是国内还是国外，操动机构故障是开关故障的主要原因。因此，对开关操作机构及其操作回路进行在线监测与故障诊断，对配电开关的可靠运行和电力系统的维护具有重要的意义，可以为维修决策提供判断依据，有效降低系统维护成本。
目前应用于配电开关机械特性监测一般采用独立的机械特性监测装置，通过在开关机械部件上集成各种传感器，位移行程传感器、振动传感器、压力传感器等监测开关机械部件的特征，通过所述特征量反馈开关操动机构的性能。
所述配电开关监测装置较多地使用传感器，且采用独立装置形式具有以下缺点：
1)选择合适的传感器以及对不同的配电开关操动机构安装适应性差。随着国家电网公司对配电开关机配电终端接口的标准化，没有用于一般开关机械特性监测装置的接口与安装位置；
2)一般监测装置模块寿命较短，安装维护困难，且价格过高而精度不够导致无法推广；
3)现有监测装置不支持主站波形记录与分析系统的波形再现与调取，无法实现远方的在线监测；
配电开关一般都是以电磁体作为合分闸操作的第一级控制件，以电机作为储能操作的第一级控制件，大多数操动机构均是以直流为其操作电源。直流线圈的电压、电流波形包含操动机构机械特性的重要信息。
发明内容
本发明的目的就是为了解决所述问题，提供一种配电开关机械特性在线监测系统及监测方法，它具有能够采集并在线读取、记录配电开关操动机构操作的电压、电流波形，采集开关位置信号，并通过综合分析上述信息，对配电开关操动机构出现的卡涉、堵转、线圈故障、断线故障进行判断及预警；无需额外增加设备，基本无需额外增加监测成本的优点。
为了实现所述目的，本发明采用如下技术方案：
一种配电开关机械特性在线监测系统，包括：依次连接的配电开关、配电终端和主站波形记录与分析系统；
所述配电开关，具有操动机构；是通过操动机构控制配电线路通断，实现故障切除、隔离以及负荷转供的节点；
所述配电终端，具有标准接口，且与配电开关配套使用，采集配电开关操动机构操作的电压、电流波形、统计开关动作次数、采集开关位置信号，实现上述信息的预处理与初步判断，并上送给主站波形记录与分析系统；
所述主站波形记录与分析系统，设置于配电自动化调度室的后台；接收配电终端传输过来的波形；主站波形与分析系统调取配电线路上任一配电开关的操动机构的波形及配电终端对配电开关机械特性判断结果，实现配电开关的操作机构的故障预警、故障定位，以便维护人员进行定位检修。
所述配电开关与10芯航空连接器连接。
所述配电终端包括：主备交流电双路切换电路，主备交流电双路切换电路与用于配电开关操动机构操作的AC/DC操作电源连接，AC/DC操作电源与配电开关操动机构控制单元连接，配电开关操动机构控制单元与配电开关连接，AC/DC操作电源与配电开关操动机构控制单元连接回路上集成电压电流波形采集隔离变送模块，并将隔离变送后的电压电流模拟量传输给数据采集与处理存储单元，数据采集与处理存储单元将模拟量转换为数字量，开关位置信息采集模块将配电开关的开关位置信息传输给数据采集与处理存储单元，数据采集与处理存储单元通过以太网通信单元与主站波形记录与分析系统连接。
所述数据采集与处理存储单元，集成在配电终端内部，用于配电开关电压、电流信号的转换、处理、与存储。
数据采集与处理存储单元包括：滤波回路，滤波回路对电压电流波形采集隔离变送模块传输过来的电压、电流信号进行滤波处理后，将处理后的模拟量送入高速ADC芯片，高速ADC芯片处理后的数字量送入CPU核心平台，CPU核心平台处理后存储到Flash存储芯片中，CPU核心平台还将处理后的数据通过以太网通信单元送入主站波形记录与分析系统。
所述主备交流电双路切换电路具备延时，能够避免冲击电流的产生，避免上电瞬间由大功率容性负载引起冲击电流或拉弧现象，与AC/DC操作电源配套使用。
所述AC/DC操作电源，安装于配电终端内部支架上，用于提供配电开关操作机构合闸、分闸、储能的电源，符合《DL/T 721配电自动化远方终端》要求，具备短时大功率输出能力，满足配电开关操作功率要求，同时具备短路保护、过载保护功能。
所述配电开关操动机构控制单元，用于远程或就地控制配电开关的操动机构进行合闸、分闸、储能操作，接受数据采集与处理存储单元的CPU核心平台或主站波形记录与分析系统控制，还接受就地手动操作的控制。
所述电压电流波形采集隔离变送模块，集成在配电终端内部，包括直流电压传感电路和直流电流传感电路，直流电压传感电路和直流电流传感电路分别用于采集配电开关操作机构电压和电流，实现电压和电流的隔离与变送。
所述以太网通信单元，集成在配电终端内部，用于与主站波形记录与分析系统通信。具备双通道10M/100M自适应以太网信道，双通道10M/100M自适应以太网信道具备同时通信功能，确保配网通信的主备通信热切换的无缝切换。
以太网通信单元在配电终端内部通过带屏蔽的以太网电缆与以太网航空插座进行连接。
以太网通信单元通过网络管理协议与主站波形记录与分析系统进行信息交互，将开关波形文件上送至主站波形记录与分析系统。
所述配电开关操动机构控制单元通过10芯航空连接器与配电开关连接。
所述以太网通信单元通过以太网航空插座与主站波形记录与分析系统连接。
所述10芯航空连接器用于配电开关操动机构的合闸、分闸、储能控制，用于控制电源输出与开关位置信息反馈，10芯航空连接器与以太网航空插座具有良好的密封性能，确保配电终端达到IP67的密封等级。
所述开关位置信息采集模块用于采集开关位置辅助触点反馈的位置信息，能够实时采集配电开关合位、分位、储能位置状态信息，开关位置信息采集模块将开关位置信息输入CPU核心平台。
一种配电开关机械特性在线监测方法，包括如下步骤：
步骤(1)：配电终端对配电开关进行录波，配电终端采集到配电开关操动机构电压、电流波形，将电压、电流波形进行本地存储；
步骤(2)：配电终端通过以太网通信单元将采集的电压、电流波形主动上送给主站波形记录与分析系统；
步骤(3)：主站波形记录与分析系统对配电终端上传的数据进行处理，实现配电开关的操作机构的故障预警、故障定位，以便维护人员进行定位检修。
所述步骤(1)的步骤如下：
配电终端检测到手动操作系统或者CPU核心平台发出操作指令信号；
CPU核心平台开始记录配电终端所连接的配电开关输出的电压、电流波形；
配电开关操动机构控制单元开始执行操作指令；
AC/DC操作电源输出配电开关操动机构动作的电压电流；
数据采集与处理存储单元开始采集并存储电压、电流波形，直到配电开关完成动作或配电开关位置状态产生变位。
所述步骤(2)将电压、电流波形转换为标准的comtrade文件格式进行本地存储。
所述步骤(3)主站波形记录与分析系统将实际接收到的波形，分解出配电开关操动机构电流波形各阶段经历的实际时间以及实际电流特征值；
同时根据主站波形记录与分析系统建立的配电开关操动机构的模型，设定各阶段的时间阀值，并将配电开关操动机构电流波形各阶段经历的实际时间与设定各阶段的时间阀值进行比较，还将实际电流特征值与配电开关操动机构的模型中电流特征值进行比较，从而根据比较结果判断配电开关操动机构机械特性。
所述根据比较结果判断配电开关操动机构机械特性：
t0～t1：电流产生时间，主站波形记录与分析系统设定电流产生时间阀值ΔT1，与主站接收到的实际的配电开关电流波形铁芯触动阶段时间长度T1比较，当T1＞ΔT1，且电流为0，则判断控制回路断线；
t1～t2：操动机构铁芯触动历时，主站波形记录与分析系统设定触动历时时间阀值ΔT2，与主站波形记录与分析系统接收到的实际的配电开关电流波形铁芯触动历时时间长度T2比较，当T2＞ΔT2时判断配电开关操动机构铁芯有卡涉；
同时，如果出现t2时刻电流I2不符合先下降后上升的特征，判定配电开关操动机构卡涉；
t2～t3：操动机构铁芯运动历时，主站波形记录与分析系统设定铁芯运动时间阀值ΔT3，与主站波形记录与分析系统接收到的实际的配电开关电流波形铁芯运动历时时间T3比较，当T3＞ΔT3时判断配电开关操动机构铁芯有卡涉；
t3～t4：电流切断阶段历时，主站波形记录与分析系统设定电流切断时间阀值ΔT4，与主站波形记录与分析系统收到的实际的配电开关电流波形电流切断阶段历时时间T4比较，当T4＞ΔT4时表示触头间产生电弧并被拉长，操动机构线圈出现损伤，判断操动机构线圈损伤；
t0～t4：配电开关总动作时间，主站波形记录与分析系统设定总动作时间阀值ΔT5，与主站波形记录与分析系统收到的实际的配电开关总动作时间T5进行比较，且配电开关位置信号无变化判断操动机构堵转故障。
所述步骤(3)主站波形记录与分析系统建立配电开关操动机构的模型，配电开关操动机构的模型将配电开关操动机构的动作分为4个阶段：
U是指AC/DC操作电源输出电源，开关K是指配电开关操动机构控制单元，L、R为配电开关操动机构等效模型。
设铁芯不饱和，则L与i的大小有关，电路中开关K合闸后，得
式(1)中，w为线圈的磁链，w＝Li，于是，式(1)变为
配电开关操动机构的动作分为4个阶段：
(1)铁芯触动阶段
在t＝t0～t1的时间段，t0为断路器分、合命令到达时刻，是断路器分、合时间计时起点；t1为线圈中电流、磁通上升到足以驱动铁芯运动，即铁芯开始运动的时刻。在铁芯触动阶段v＝0，L＝L0为常数，则式(2)改为
带入起始条件t＝t0时i＝0，得
公式(4)是指数上升曲线。
(2)铁芯运动阶段
在t＝t1～t2间，铁芯在电磁力的作用下，克服了重力、弹簧力等阻力，开始加速运动，直到铁芯上端面碰撞到支持部分，停止运动为止。
此时v>0，L也不再是常数，i将按照式(3)变化。
通常v>0，表现为随时间不断增大的反电势，通常大于U，故为负值，即i在铁芯运动后迅速下降，直到铁芯停止运动，v重新为零为止。
根据铁芯运动阶段的电流波形，诊断铁芯的运动状态。所述铁芯的运动状态包括：铁芯运动有无卡涩以及脱扣、释能机械负载变动。
(3)触头分、合闸阶段
在t＝t2～t3间，铁芯已停止运动v＝0，但L＝Lm(S＝Sm时的电感)时有
因Lm＞L0,故电流比铁芯触动阶段上升的慢。触头分、合闸阶段是通过传动系统带动断路器触头分、合闸的过程。
t2是铁芯停止运动的时刻，而触头则在t2前后开始运动，t3为断路器辅助接点切除时刻，t3～t0或t3～t2反映操作传动系统运动的情况。
(4)电流切断阶段
t＝t3时，辅助接点切断后随之开关K断开，在其触头间产生电弧并被拉长，电弧电流i随之减小至零直至熄灭。
上述主站所设定的阀值ΔT1～ΔT5需根据不同配电开关经验值进行设定。
本发明的有益效果：
1、本发明利用现有配电设备资源，通过配电终端内部集成监测配电终端输出的操动机构电压、电流波形、开关位置信息，运用现代电子技术，充分对电压、电流信息进行深度挖掘，实现波形本地储存与分析，并将监测到的波形通过太网通信技术上送至主站，实现开关机械特性的远方监测。主站可以查看配电线路上任一配电开关的波形进行分析与故障定位。实现配电开关故障预警、故障定位，以便维护人员进行定位检修。
2、本发明通过在标准接口的配电终端基础上集成传感技术对配电开关操动机构电压、电流波形进行采集，实现配电开关机械特性的在线监测。利用标准化接口终端进行配电开关进行监测能够有效解决配电开关机械特性监测装置现场安装适应性差的问题；无需额外增加监测装置，大大降低了开关机械特性监测的实现成本；
3、本发明充分利用配电终端与主站的以太网通信技术与主站信息集中的系统优势，对配电开关操动机机械特性进行远方在线监测与分析，实现配电开关操作机构故障预警、故障定位，配电系统维护人员通过主站可以调取配电线路上任一配电开关操动机构波形就终端判断结果信息数据，以便维护人员进行定位检修。
附图说明
图1为系统构成示意图；
图2是本发明的一种实施例的安装示意图；
图3是本发明所述的装置原理框图；
图4是配电开关操动机构回路模型；
图5配电开关操动电流波曲线模型。
其中，1、主站波形记录与分析系统，2、配电终端，3、配电开关，4、10芯航空连接器，5、以太网航空插座，21、主备交流电双路切换电路，22、AC/DC操作电源，23、配电开关操动机构控制单元，24、电压电流波形采集隔离变送模块，25、数据采集与处理存储单元，26、以太网通信单元，27、开关位置信息采集模块。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
系统构成如图1、2和3所示：
一种配电开关机械特性在线监测系统，包括：与配电开关配套使用的标准接口配电终端(FTU)2，独立安装但通过电缆与10芯航空连接器有电气连接的具有操动机构的配电开关3，所述配电终端实现开关波形的采集与上送。
配电终端2包括具备延时避免冲击电流功能的主备交流电双路切换电路21，用于配电开关控制的AC/DC操作电源22，配电开关操动机构控制单元23，集成在配电终端内部的电压电流波形采集隔离变送模块24，集成在配电终端内部的高速高精度数据采集与处理存储单元25，集成在配电终端内部以太网通信单元26，设置于配电自动化调度室的后台主站波形记录与分析系统1，集成在终端内部的开关位置信息采集模块27，安装于配电终端底盖上用于与配电开关连接的具有密封性能的10芯航空连接器4；安装于配电终端底盖上与外部光纤通信设备连接的以太网航空插座5。
所述具备延时避免冲击电流功能的主备交流电双路切换电路21集成配电终端内部PCB板上，配套后级率AC/DC操作电源模块22使用。用于避免上电瞬间由大功率容性负载引起冲击电流、拉弧等现象，导致切换器件损伤与寿命缩短。
所述AC/DC操作电源22位于双路切换电路后级，安装于配电终端内部支架上，AC/DC操作电源22通过引线与双路切换输出端子相连，用于提供配电开关操作机构合闸、分闸、储能的操作电源。该AC/DC操作电源符合《DL/T 721配电自动化远方终端》要求，具备短时大功率输出能力，完全满足配电开关操作功率要求，同时具备短路保护、过载保护功能。
所述配电开关操动机构控制单元23用于远程或就地控制配电开关操动机构进行合分闸、储能操作，受系统CPU/主站波形记录与分析系统或者就地手动操作系统控制。
所述集成在配电终端内部的电压电流波形采集隔离变送模块24用于配电开关操作机构电压、电流采集、隔离与变送，包含直流电压传感电路，直流电流传感电流。波形采集隔离变送模块采用高精度工业级电压电流波形采集隔离变送模块，为确保系统稳定可靠，电压电流传感器均采用高隔离度变送器。
所述集成在配电终端2内部的高速高精度数据采集与处理存储单元25包含高速ADC芯片，CPU核心平台以及Flash存储芯片(波形本地存储器)，用于配电开关电压、电流信号的转换、处理、分析判断与存储。维护人员可以通过维护软件读取波形与开关参数状态信息，以及配电终端对开关操动机构机械特性的判断结果。波形采集隔离变送模块采集电压、电流信号经过隔离变送后经过滤波电路的二阶滤波输入到16位高速ADC芯片，大容量Flash用于配电开关波形文件存储，通过16位总线与CPU核心平台进行信息交互。
所述集成在配电终端FTU2内部以太网通信单元26用于与主站波形记录与分析系统1通信，具备双通道10M/100M自适应以太网信道，双以太网具备同时通信功能，确保配网通信的主备通信热切换的无缝切换。以太网通信单元26在配电终端2内部通过标准带屏蔽以太网电缆与所述以太网航空插座5进行连接。以太网通信单元26通过网管协议与主站波形记录与分析系统1进行信息交互，将开关波形文件上送至主站波形记录与分析系统1。
所述10芯航空连接器4用于配电开关3操动机构合分闸，储能控制电源输出与开关辅助触点状态信息采集，该10芯航空连接器4与所述以太网航空插座5具有良好的密封性能，可以确保配电终端达到IP67的密封等级。
所述设置于配电自动化调度室的后台主站波形记录与分析系统1通过网管协议与配电终端2进行波形传输。配电系统维护人员通过主站波形与分析系统1可以调取配电线路上任一配电开关3操动机构波形就终端判断结果信息数据，实现配电开关3操作机构故障预警、故障定位，以便维护人员进行定位检修。
一种配电开关机械特性在线监测方法，包括如下步骤：
步骤(1)：配电终端对配电开关进行录波，配电终端采集到配电开关操动机构电压、电流波形，将电压、电流波形进行本地存储；
步骤(2)：配电终端通过以太网通信单元将采集的电压、电流波形主动上送给主站波形记录与分析系统；
步骤(3)：主站波形记录与分析系统对配电终端上传的数据进行处理，实现配电开关的操作机构的故障预警、故障定位，以便维护人员进行定位检修。
所述步骤(1)的步骤如下：
配电终端检测到手动操作系统或者CPU核心平台发出操作指令信号；
CPU核心平台开始记录配电终端所连接的配电开关输出的电压、电流波形；
配电开关操动机构控制单元开始执行操作指令；
AC/DC操作电源输出配电开关操动机构动作的电压电流；
数据采集与处理存储单元开始采集并存储电压、电流波形，直到配电开关完成动作或配电开关位置状态产生变位。
所述步骤(2)将电压、电流波形转换为标准的comtrade文件格式进行本地存储。
所述步骤(3)主站波形记录与分析系统建立开关合分闸操动机构的模型，将开关操动机构动作分为4个阶段：
图4中U，是指AC/DC操作电源输出电源，开关K是指配电开关操动机构控制单元，L、R为配电开关操动机构等效模型。
设铁芯不饱和，则L与i的大小有关，电路中开关K合闸后，由图3电路图得
式中，w为线圈的磁链，w＝Li，于是，上式可变为
配电开关动作可分为4个阶段：
(1)铁芯触动阶段
在t＝t0～t1的时间段，t0为断路器分(合)命令到达时刻，是断路器分、合时间计时起点；t1为线圈中电流、磁通上升到足以驱动铁芯运动，即铁芯开始运动的时刻。在这一阶段v＝0，L＝L0为常数则式(1)可改为
带入起始条件t＝t0时i＝0可得
这是指数上升曲线，对应图1中t0～t1的电流波形起始部分。
(2)铁芯运动阶段
在t＝t1～t2间，铁芯在电磁力的作用下不，克服了重力、弹簧力等阻力，开始加速运动，知道铁芯上端面碰撞到支持部分停止运动为止。此时v>0，L也不再是常数，i将按照式(2)变化。通常v>0，表现为随时间不断增大的反电势，通常大于U，故为负值，即i在铁芯运动后迅速下降，直到铁芯停止运动，v重新为零为止。根据这一阶段的电流波形，可诊断铁芯的运动状态，例如铁芯运动有无卡涩以及脱扣、释能机械负载变动的情况。
(3)触头分、合闸阶段
在t＝t2～t3间，铁芯已停止运动v＝0，但L＝Lm(S＝Sm时的电感)时有
因Lm＞L0,故电流比第一阶段上升的慢。这一阶段是通过传动系统带动断路器触头分、合闸的过程。t2是铁芯停止运动的时刻，而触头则在t2前后开始运动，t3为断路器辅助接点切除时刻，t3～t0或t3～t2可以反映操作传动系统运动的情况。
(4)电流切断阶段
t＝t3时，辅助接点切断后随之开关K断开，在其触头间产生电弧并被拉长，电弧电流i随之减小至零直至熄灭。
配电开关操动机构动作的4个阶段电流可以用图5的曲线描述：
主站波形记录与分析系统将接收到的波形，分解出开关动作各阶段时间以及电流特征值。根据上述模型，通过设定各阶段时间的时间阀值，并与配电开关操动机构波形各阶段时间及电流特征值进行比较，判断配电开关操动机构机械特性。
t0～t1：电流产生时间，主站波形记录与分析系统设定电流产生时间阀值ΔT1，与主站接收到的实际的配电开关电流波形铁芯触动阶段时间长度T1比较，当T1＞ΔT1，且电流为0，则判断控制回路断线；
t1～t2：操动机构铁芯触动历时，主站设定触动历时时间阀值ΔT2，与主站接收到的实际的配电开关电流波形铁芯触动历时时间长度T2比较，当T2＞ΔT2时判断配电开关操动机构铁芯有卡涉；
同时，如果出现t2时刻电流I2特征不符合图1特征，即t2时刻电流不符合先下降后上升的特征，判定配电开关操动机构卡涉；
t2～t3：铁芯运动历时，主站波形记录与分析系统设定铁芯运动时间阀值ΔT3，与主站接收到的实际的配电开关电流波形铁芯运动历时时间T3比较，当T3＞ΔT3时判断配电开关操动机构铁芯有卡涉；
t3～t4：电流切断阶段历时，主站波形记录与分析系统设定电流切断时间阀值ΔT4，与主站收到的实际的配电开关电流波形电流切断阶段历时时间T4比较，当T4＞ΔT4时表示触头间产生电弧并被拉长，操动机构线圈出现损伤，判断操动机构线圈损伤；
t0～t4：配电开关总动作时间，主站波形记录与分析系统设定总动作时间阀值ΔT5，与主站收到的实际的配电开关总动作时间T5进行比较，且配电开关位置信号无变化判断操动机构堵转故障。
上述主站所设定的阀值ΔT1～ΔT5需根据不同配电开关经验值进行设定。
所述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (8)
1.一种配电开关机械特性在线监测系统，其特征是，包括：依次连接的配电开关、配电终端和主站波形记录与分析系统；
所述配电开关，具有操动机构；通过操动机构控制配电线路通断，是实现故障切除、隔离以及负荷转供的节点；
所述配电终端，具有标准接口，且与配电开关配套使用，采集配电开关操动机构操作的电压、电流波形、统计开关动作次数或采集开关位置信号，实现对配电开关操动机构操作的电压、电流波形、统计开关动作次数或采集开关位置信号的预处理与初步判断，并将采集的电压、电流波形上送给主站波形记录与分析系统；
所述主站波形记录与分析系统，设置于配电自动化调度室的后台；接收配电终端传输过来的波形；主站波形记录与分析系统调取配电线路上任一配电开关的操动机构的波形及配电终端对配电开关机械特性判断结果，实现配电开关的操作机构的故障预警、故障定位，以便维护人员进行定位检修；
所述配电终端包括：主备交流电双路切换电路，主备交流电双路切换电路与用于配电开关操动机构操作的AC/DC操作电源连接，AC/DC操作电源与配电开关操动机构控制单元连接，配电开关操动机构控制单元与配电开关连接，AC/DC操作电源与配电开关操动机构控制单元连接回路上集成电压电流波形采集隔离变送模块，并将隔离变送后的电压电流模拟量传输给数据采集与处理存储单元，数据采集与处理存储单元将模拟量转换为数字量，开关位置信息采集模块将配电开关的开关位置信息传输给数据采集与处理存储单元，数据采集与处理存储单元通过以太网通信单元与主站波形记录与分析系统连接。
2.如权利要求1所述的一种配电开关机械特性在线监测系统，其特征是，数据采集与处理存储单元包括：滤波回路，滤波回路对电压电流波形采集隔离变送模块传输过来的电压、电流信号进行滤波处理后，将处理后的模拟量送入高速ADC芯片，高速ADC芯片处理后的数字量送入CPU核心平台，CPU核心平台处理后存储到Flash存储芯片中，CPU核心平台还将处理后的数据通过以太网通信单元送入主站波形记录与分析系统。
3.如权利要求1所述的一种配电开关机械特性在线监测系统，其特征是，
所述主备交流电双路切换电路具备延时，能够避免冲击电流的产生，避免上电瞬间由大功率容性负载引起冲击电流或拉弧现象，与AC/DC操作电源配套使用；
所述AC/DC操作电源，安装于配电终端内部支架上，用于提供配电开关操作机构合闸、分闸、储能的电源，符合《DL/T 721配电自动化远方终端》要求，具备短时大功率输出能力，满足配电开关操作功率要求，同时具备短路保护、过载保护功能。
4.如权利要求1所述的一种配电开关机械特性在线监测系统，其特征是，
所述配电开关操动机构控制单元，用于远程或就地控制配电开关的操动机构进行合闸、分闸、储能操作，接受数据采集与处理存储单元的CPU核心平台或主站波形记录与分析系统控制，还接受就地手动操作的控制；
所述电压电流波形采集隔离变送模块，集成在配电终端内部，包括直流电压传感电路和直流电流传感电路，直流电压传感电路和直流电流传感电路分别用于采集配电开关操作机构电压和电流，实现电压和电流的隔离与变送。
5.如权利要求1所述的一种配电开关机械特性在线监测系统，其特征是，
所述以太网通信单元，集成在配电终端内部，用于与主站波形记录与分析系统通信；具备双通道10M/100M自适应以太网信道，双通道10M/100M自适应以太网信道具备同时通信功能，确保配网通信的主备通信热切换的无缝切换；
所述开关位置信息采集模块用于采集开关位置辅助触点反馈的位置信息，能够实时采集配电开关合位、分位、储能位置状态信息，开关位置信息采集模块将开关位置信息输入CPU核心平台。
6.一种配电开关机械特性在线监测方法，其特征是，包括如下步骤：
步骤(1)：配电终端对配电开关进行录波，配电终端采集到配电开关操动机构电压、电流波形，将电压、电流波形进行本地存储；
步骤(2)：配电终端通过以太网通信单元将采集的电压、电流波形主动上送给主站波形记录与分析系统；
步骤(3)：主站波形记录与分析系统对配电终端上传的数据进行处理，实现配电开关的操作机构的故障预警、故障定位，以便维护人员进行定位检修；
所述步骤(3)主站波形记录与分析系统将实际接收到的波形，分解出配电开关操动机构电流波形各阶段经历的实际时间以及实际电流特征值；
同时根据主站波形记录与分析系统建立的配电开关操动机构的模型，设定各阶段的时间阈值，并将配电开关操动机构电流波形各阶段经历的实际时间与设定各阶段的时间阈值进行比较，还将实际电流特征值与配电开关操动机构的模型中电流特征值进行比较，从而根据比较结果判断配电开关操动机构机械特性。
7.如权利要求6所述的方法，其特征是，所述步骤(1)的步骤如下：
配电终端检测到手动操作系统或者CPU核心平台发出操作指令信号；
CPU核心平台开始记录配电终端所连接的配电开关输出的电压、电流波形；
配电开关操动机构控制单元开始执行操作指令；
AC/DC操作电源输出配电开关操动机构动作的电压电流；
数据采集与处理存储单元开始采集并存储电压、电流波形，直到配电开关完成动作或配电开关位置状态产生变位。
8.如权利要求6所述的方法，其特征是，所述根据比较结果判断配电开关操动机构机械特性：
t0～t1：电流产生时间，主站波形记录与分析系统设定电流产生时间阈值ΔT1，与主站接收到的实际的配电开关电流波形铁芯触动阶段时间长度T1比较，当T1＞ΔT1，且电流为0，则判断控制回路断线；
t1～t2：操动机构铁芯触动历时，主站波形记录与分析系统设定触动历时时间阈值ΔT2，与主站波形记录与分析系统接收到的实际的配电开关电流波形铁芯触动历时时间长度T2比较，当T2＞ΔT2时判断配电开关操动机构铁芯有卡涉；
同时，如果出现t2时刻电流I2不符合先下降后上升的特征，判定配电开关操动机构卡涉；
t2～t3：操动机构铁芯运动历时，主站波形记录与分析系统设定铁芯运动时间阈值ΔT3，与主站波形记录与分析系统接收到的实际的配电开关电流波形铁芯运动历时时间T3比较，当T3＞ΔT3时判断配电开关操动机构铁芯有卡涉；
t3～t4：电流切断阶段历时，主站波形记录与分析系统设定电流切断时间阈值ΔT4，与主站波形记录与分析系统收到的实际的配电开关电流波形电流切断阶段历时时间T4比较，当T4＞ΔT4时表示触头间产生电弧并被拉长，操动机构线圈出现损伤，判断操动机构线圈损伤；
t0～t4：配电开关总动作时间，主站波形记录与分析系统设定总动作时间阈值ΔT5，与主站波形记录与分析系统收到的实际的配电开关总动作时间T5进行比较，且配电开关位置信号无变化判断操动机构堵转故障。
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