CN106996745B - 一种断路器本体故障性位移的激光监测系统 - Google Patents

一种断路器本体故障性位移的激光监测系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种断路器本体故障性位移的激光监测系统，包括激光发射装置、激光反射片、激光传感器接收器、数模转换模块和后台服务器；所述激光发射装置安装断路器面向电流互感器侧的基础构架底部上；激光传感器接收器设置在断路器面向电流互感器侧的断路器节间法兰处，激光反射片通过可转动金属固定臂固定在电流互感器面向断路器侧的基础构架上。本发明本系统使用变电站内断路器每次动作做为激发信号，测量装置采用激光测量，通过测量设置在断路器本体上的激光监测本体与基础构架之间的相对位移变化量，并将监测结果传至主控制后台，当位移变化超出允许范围内后该系统会通过后台进行报警，实现了此项工作的精确监测和及时报警。

Description

一种断路器本体故障性位移的激光监测系统
技术领域
本发明涉及断路器本体故障性位移监测技术领域，尤其涉及一种断路器本体故障性位移的激光监测系统。
背景技术
目前，一些断路器设备由于断路器本体与基础构架之间的螺栓连接存在设计缺陷（螺孔为安装方便使用椭圆形设计而令断路器本体产生滑移的可能）而导致在断路器多次动作后发生本体相对于基础构架之间的位移，通常这种位移十分微小，但经过多次积累后会越发明显，在长期多次累积效应后再加上基础构架本身的热胀冷缩，可能会发生断路器本体发生故障性位移，其中，如果此时断路器内导电杆偏移，动静触头无法正常动作，可能会造成断路器不能正常动作而发生大的事故。为预防上述情况的发生，通常采取的是在断路器基建安装调试完成后，在断路器本体与基础构架之间、或者螺栓与螺孔之间用记号笔做一个十字标记，通过每隔一段时期进行观察标记位置是否发生变化来判断本体位移的情况，这种方式过于粗糙、简单，而且往往需要凭借经验对其偏移量大小进行判断是否需要修复,无法对本体位移的情况进行精准地判断。
发明内容
本发明的目的是提供一种断路器本体故障性位移的激光监测系统，能够对变电站内断路器每次动作后的其本体与基础构架之间的相对位移变化量进行精确监测并对位移变化超出允许范围内后进行报警。
本发明采用的技术方案为：
一种断路器本体故障性位移的激光监测系统，包括激光发射装置2、激光反射片3、激光传感器接收器4、数模转换模块5和后台服务器6；
所述激光发射装置2安装断路器面向电流互感器侧的基础构架底部上，激光发射装置2通过控制电缆与后台服务器6相连接，后台服务器6向激光发射装置2提供电源，并且后台服务器6发出激光发射指令，后台服务器6与被监测断路器电连接；
激光传感器接收器4设置在断路器面向电流互感器侧的断路器节间法兰8处，激光反射片3通过可转动金属固定臂7固定在电流互感器面向断路器侧的基础构架上，可转动金属固定臂7通过转轴调节激光反射片3的反射角度使激光发射装置2发射的激光束经激光反射片3的反射到达激光传感器接收器4，激光传感器接收器4的输出端连接数模转换模块5的输入端，数模转换模块5的输出端通过电缆连接后台服务器6。
所述可转动金属固定臂7转动角度0°-90°。
激光传感器接收器4采用线性CCD图像传感器。
本发明本系统使用变电站内断路器每次动作做为激发信号，激发测量装置监测，测量装置采用激光测量，通过测量设置在断路器本体上的激光监测本体与基础构架之间的相对位移变化量，并将监测结果传至主控制后台，主控制后台对位移量进行判断，当位移变化超出允许范围内后该系统会通过后台进行报警，提醒运行人员注意运行断路器设备的状态变化，实现了此项工作的精确监测和及时报警。
附图说明
图1为本发明的图1是一种断路器本体故障性位移的激光监测系统示意图
图中：1、断路器本体，2、激光发射装置，3、激光反射片，4、激光传感器接收器，5、数模转换模块，6、后台服务器，7、可转动金属固定臂，8、断路器节间法兰9、控制电缆，10、流互感器面向断路器侧的基础构架，11、断路器面向电流互感器侧的基础构架，12、电流互感器。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括激光发射装置2、激光反射片3、激光传感器接收器4、数模转换模块5和后台服务器6；现有设备中，断路器本体1设置在断路器面向电流互感器侧的基础构架11上，电流互感器12安装在流互感器面向断路器侧的基础构架10上，二者通过电线相连接。
所述激光发射装置2安装在断路器面向电流互感器侧的基础构架11底部上，激光发射装置2通过控制电缆9与后台服务器6相连接，后台服务器6向激光发射装置2提供电源，并且后台服务器6发出激光发射指令，后台服务器6与被监测断路器电连接；
激光传感器接收器4设置在断路器面向电流互感器侧的断路器节间法兰8处，激光反射片3通过可转动金属固定臂7固定在电流互感器面向断路器侧的基础构架10上，可转动金属固定臂7可以通过转轴调节激光反射片3的反射角度，便于在该系统安装调试期间的激光反射角度的调节；激光发射装置2发射的激光束经激光反射片3的反射到达激光传感器接收器4，激光传感器接收器4的输出端连接数模转换模块5的输入端，数模转换模块5的输出端通过电缆连接后台服务器6。
断路器本体1故障性位移的激光监测系统工作时，激光束传输的路径不能存在任何遮挡物，以免发生系统误报。可转动金属固定臂7一旦调整好反射角度后，避免发生任何外力误碰，以免发生系统误报。传感器接收器4除了可以接收到发射过来的激光束，还可以计算出激光束传输路径的准确距离（可以通过精确时钟计算激光束传输的路径距离，为现有公知技术在此不再赘述）。
本发明在使用时，确定断路器安装完好后，首次安装断路器本体故障性位移的激光监测系统后要进行定位调试，首先要控制激光发射装置2、激光反射片3、激光传感器接收器4的相对位置，使激光能够通过激光反射片3经过反射到激光传感器接收器4，其次，还应进行多次激光发射，保存好一个被认为正确的激光束传输的路径距离数据作为初始数据，便于以后的数据对比。在断路器每次大修后，都要重新校正激光发射装置2、激光反射片3、激光传感器接收器4的相对位置及激光束传输的路径距离数据。
具体使用时，正常情况下，每次断路器动作（闭合/开断）后，而断路器本体与断路器基础构架之间未发生故障性位移时或位移很小（在允许范围内）时，激光传感器接收器4标定的接收范围均可以接收到发射过来的激光束，激光信号经过数模转换模块5转换为电压信号，并通过通信电缆传入后台服务器6显示正常。
而在异常情况下，断路器动作（闭合/开断）后，断路器本体与断路器基础构架之间发生故障性位移时，可分为两种情况报警。一种是断路器本体与断路器基础构架之间发生轴向的故障性位移时，激光传感器接收器4标定的接收范围无法接收到发射过来的激光束，这时数模转换模块5内部没有接收到任何信号，后台服务器6开始报警；另一种情况是断路器本体与断路器基础构架之间发生径向的故障性位移时，激光传感器接收器4标定的接收范围可能无法接收到发射过来的激光束，这时数模转换模块5内部没有接收到任何信号，后台服务器6开始报警，也可能是激光传感器接收器4标定的接收范围依然可以接收到发射过来的激光束，但激光束传输的路径距离发生了改变，路径距离的改变（可能是几个毫米）也能说明断路器本体与断路器基础构架之间发生径向的故障性位移，但这种情况应该非常少见。一般应是激光传感器接收器4标定的接收范围无法接收到发射过来的激光束的情况。此时数模转换模块5内部没有接收到任何信号，后台服务器6开始报警提醒运维人员进行检查核实。
激光传感器接收器4采用线性CCD图像传感器，也可以为激光感应阵列（即光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管等元器件阵列构成），由于激光发射装置2所发射的激光束应是安全的低功率激光束，能够保证激光传感器接收器4正常接收的能量同时保证不会对工作人员或运行设备造成任何伤害。
激光发射装置2安装断路器面向电流互感器侧的基础构架底部上，激光发射装置2后有控制电缆通过地埋方式通过后台服务器6，由后台服务器6提供电源，并且通过后台服务器6在每一次断路器动作（闭合/开断）后发出激光发射指令。在激光发射装置2接收到后台服务器6发射的激光发射指令后，激光发射装置2发射激光束，激光束投射到激光反射片3进行反射。
上述具体实施方式用来说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和变更，都落入本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种断路器本体故障性位移的激光监测系统，其特征在于：包括激光发射装置（2）、激光反射片（3）、激光传感器接收器（4）、数模转换模块（5）和后台服务器（6）；
所述激光发射装置（2）安装断路器面向电流互感器侧的基础构架底部上，激光发射装置（2）通过控制电缆与后台服务器（6）相连接，后台服务器（6）向激光发射装置（2）提供电源，并且后台服务器（6）发出激光发射指令，后台服务器（6）与被监测断路器电连接；
激光传感器接收器（4）设置在断路器面向电流互感器侧的断路器节间法兰（8）处，激光反射片（3）通过可转动金属固定臂（7）固定在电流互感器面向断路器侧的基础构架上，可转动金属固定臂（7）通过转轴调节激光反射片（3）的反射角度使激光发射装置（2）发射的激光束经激光反射片（3）的反射到达激光传感器接收器（4），激光传感器接收器（4）的输出端连接数模转换模块（5）的输入端，数模转换模块（5）的输出端通过电缆连接后台服务器（6）。
2.根据权利要求1所述的一种断路器本体故障性位移的激光监测系统，其特征在于：所述可转动金属固定臂（7）转动角度0°-90°。
3.根据权利要求2所述的一种断路器本体故障性位移的激光监测系统，其特征在于：激光传感器接收器（4）采用线性CCD图像传感器。
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