CN107132475A - 一种基于振动信号的断路器灭弧性能抗干扰检测方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于振动信号的断路器灭弧性能抗干扰检测方法，包括：S1采集断路器操动机构动作的第一个振动信号；S2将步骤S1中采集的所述第一个振动信号转换为高电平信号输出；和S3基于步骤S2中的所述高电平信号输出，采集并放大断路器分闸动作激发的空间中电磁波信号。还公开了一种基于振动信号的断路器灭弧性能抗干扰检测装置，包括：振动检测模块，振动信号‑电信号转换模块和电磁波采集模块。本发明的有益效果：通过利用断路器操动机构动作中振动信号，实现了避免天线因其他电气设备所造成的电磁干扰而误动作，进而实现抗干扰检测断路器灭弧特性。
Description
技术领域
本发明涉及变电领域以及测试测量领域,具体来说，涉及一种基于振动信号的断路器灭弧性能抗干扰检测方法与装置。
背景技术
电气设备故障引发的电网故障率一直居高不下，电气设备是电网安全的第一道防线，其安全运行是电网安全运行的基础。高压断路器是电力系统中最重要的控制和保护设备，对断路器实施状态检修可显著提高其运行的可靠性和经济性。灭弧特性是断路器最重要的性能，实际生产中已发生多起因断路器灭弧能力下降导致的重大安全事故，而其开断次数远低于额定次数，现有检测方法无法检出该种类型的缺陷。断路器在电网中数量庞大，其灭弧特性缺乏有效检测及评估手段，已成为电网安全运行的重大隐患之一，研究断路器灭弧特性检测新方法的工作亟待开展。
目前大多通过电寿命法判断断路器使用寿命或通过动态电阻法检测断路器触头烧蚀程度。电寿命法测试断路器使用寿命的过程中存在的主要问题包括：1）固定安装传感器。电寿命法是基于测量断路器每次开断电流，并根据断路器开断次数计算断路器剩余电寿命的方法。因此，由于算法需要，应当在断路器处安装电流传感器监测断路器分合闸过程中的开断电流。2）无法反映突变式的灭弧性能劣化。电寿命方法的实质是通过开断次数与开断电流的加权计算，判定断路器的灭弧特性变化。该方法是断路器制造厂家或权威机构通过对某一种类型断路器进行大量的开断试验，积累海量数据并进行分析，从而得到不同开断电流下对应的断路器开断寿命关系。该方法是一种基于大量开断试验数据的经验公式，只能够反应断路器渐变的灭弧特性变化，不能够实时反应突变过程。动态电阻法由于目前技术手段的限制，只能在断路器停运后测试，不能够实现带电检测。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对目前断路器灭弧特性缺少有效检测手段的状况以及变电站中众多设备所造成的严重电磁干扰，本发明提出一种基于振动信号的断路器灭弧性能抗干扰检测方法与装置，能实现断路器灭弧性能抗干扰检测。
为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一方面，本发明提供一种基于振动信号的断路器灭弧性能抗干扰检测方法，包括以下步骤：
S1采集断路器操动机构动作的第一个振动信号；
S2将步骤S1中采集的所述第一个振动信号转换为高电平信号输出；和
S3基于步骤S2中的所述高电平信号输出，采集并放大断路器分闸动作激发的空间中电磁波信号。
进一步的，步骤S1中，通过在断路器外侧布置振动传感器检测所述第一个振动信号，检测过程中采集到所述第一个振动信号后不再接收后续振动信号。
进一步的，步骤S3中，所述高电平信号输出作为采集并放大断路器分闸动作激发的空间中电磁波信号的触发信号。
进一步的，步骤S3中，采样率不低于1GS/S。
另一方面，本发明提供一种基于振动信号的断路器灭弧性能抗干扰检测装置，包括：
振动检测模块，用于检测断路器操动机构动作的第一个振动信号；
振动信号-电信号转换模块，其与所述振动检测模块连接，用于将采集到的所述第一振动信号转换为高电平信号输出；和
电磁波采集模块，其与所述振动信号-电信号转换模块连接，用于基于所述高电平信号输出，采集并放大断路器分闸动作激发的空间中电磁波信号。
进一步的，通过在断路器外侧布置振动传感器检测所述第一个振动信号，检测过程中采集到所述第一个振动信号后不再接收后续振动信号。
进一步的，所述高电平信号输出作为采集并放大断路器分闸动作激发的空间中电磁波信号的触发信号。
进一步的，所述电磁波采集模块进一步包括信号调理器及信号采集器，用于采集并放大断路器分闸动作激发的空间中电磁波信号。
进一步的，电磁波采集模块中采样率不低于1GS/S。
本发明的有益效果：通过利用断路器操动机构动作中振动信号，实现了避免天线因其他电气设备所造成的电磁干扰而误动作，进而实现抗干扰检测断路器灭弧特性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例所述的方法流程图；
图2是根据本发明实施例所述的装置示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，根据本发明实施例所述的一方面，本发明提供一种基于振动信号的断路器灭弧性能抗干扰检测方法，包括以下步骤：
S1采集断路器操动机构动作的第一个振动信号；
S2将步骤S1中采集的所述第一个振动信号转换为高电平信号输出；和
S3基于步骤S2中的所述高电平信号输出，采集并放大断路器分闸动作激发的空间中电磁波信号。
进一步的，步骤S1中，通过在断路器外侧布置振动传感器检测所述第一个振动信号，检测过程中采集到所述第一个振动信号后不再接收后续振动信号。
进一步的，步骤S3中，所述高电平信号输出作为采集并放大断路器分闸动作激发的空间中电磁波信号的触发信号。
进一步的，步骤S3中，采样率不低于1GS/S。
如图2所示，根据本发明实施例所述的一种基于振动信号的断路器灭弧性能抗干扰检测装置，包括：
振动检测模块，用于检测断路器操动机构动作的第一个振动信号；
振动信号-电信号转换模块，其与所述振动检测模块连接，用于将采集到的所述第一振动信号转换为高电平信号输出；和
电磁波采集模块，其与所述振动信号-电信号转换模块连接，用于基于所述高电平信号输出，采集并放大断路器分闸动作激发的空间中电磁波信号。
进一步的，通过在断路器外侧布置振动传感器检测所述第一个振动信号，检测过程中采集到所述第一个振动信号后不再接收后续振动信号。
进一步的，所述高电平信号输出作为采集并放大断路器分闸动作激发的空间中电磁波信号的触发信号。
进一步的，所述电磁波采集模块进一步包括信号调理器及信号采集器，用于采集并放大断路器分闸动作激发的空间中电磁波信号。
进一步的，电磁波采集模块中采样率不低于1GS/S。
为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本发明的上述技术方案进行详细说明。
断路器动作时，触头间发生击穿会激发出高频电磁波，该电磁波信号可反映断路器的灭弧性能。但由于在变电站有限的空间中汇集了众多的电气设备，其他设备很容易对断路器动作过程所辐射的电磁信号产生强烈干扰，影响检测电磁波信号从而导致对断路器灭弧性能判断出现偏差。
在具体使用时，根据本发明所述的一种基于振动信号的断路器灭弧性能抗干扰检测方法与装置，断路器分闸过程为操动机构动作使得绝缘拉杆动作，进而带动断路器动触头动作实现动静触头分离。由于操动机构动作过程包含丰富的振动信号，通过在断路器外侧布置振动传感器检测第一个振动信号，检测过程中采集到所述第一个振动信号后不再接收后续振动信号。并通过振动信号-电信号转换模块实现振动信号到电信号的转变，并将该电信号作为触发信号，控制电磁波采集模块开始采集记录空间中电磁波信号。由此，通过利用断路器操动机构动作中振动信号，实现了避免天线因其他电气设备所造成的电磁干扰而误动作，进而实现抗干扰检测断路器灭弧特性。其中：
振动检测模块，用于检测断路器操动机构动作的振动信号，并设定检测过程为仅采集第一个振动信号，及断路器操动机构动作的首个振动信号有效，采集到第一个振动信号后振动信号采集模块自动关闭，不再接收后续振动信号。
振动信号-电信号转换模块，用于将采集到的振动信号转换为高电平信号输出，作为触发信号。
电磁波采集模块，包括信号调理器及信号采集器，用于采集并放大断路器分闸动作激发的空间中电磁波信号，该模块受上述触发信号的触发，可避免采集变电站中其他设备所产生的电磁干扰信号，大大降低了检测装置所需存储容量。
优选地，在上述振动检测模块中采用高灵敏度振动传感器，工作电压3V，保证电池供电，避免与设备产生电气联系。
优选地，在上述振动信号-电信号转换模块中，响应时间不超过0.5ms。
优选地，在上述电磁波采集模块中采样率不低于1GS/S。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过利用断路器操动机构动作中的振动信号，实现了避免天线因其他电气设备所造成的电磁干扰而误动作，进而实现抗干扰检测断路器灭弧特性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于振动信号的断路器灭弧性能抗干扰检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1采集断路器操动机构动作的第一个振动信号；
S2将步骤S1中采集的所述第一个振动信号转换为高电平信号输出；和
S3基于步骤S2中的所述高电平信号输出，采集并放大断路器分闸动作激发的空间中电磁波信号。
2.根据权利要求1所述的一种基于振动信号的断路器灭弧性能抗干扰检测方法，其特征在于，步骤S1中，通过在断路器外侧布置振动传感器检测所述第一个振动信号，检测过程中采集到所述第一个振动信号后不再接收后续振动信号。
3.根据权利要求1所述的一种基于振动信号的断路器灭弧性能抗干扰检测方法，其特征在于，步骤S3中，所述高电号输出作为采集并放大断路器分闸动作激发的空间中电磁波信号的触发信号。
4.根据权利要求1所述的一种基于振动信号的断路器灭弧性能抗干扰检测方法，其特征在于，步骤S3中，采样率不低于1GS/S。
5.一种基于振动信号的断路器灭弧性能抗干扰检测装置，其特征在于，包括：
振动检测模块，用于检测断路器操动机构动作的第一个振动信号；
振动信号-电信号转换模块，其与所述振动检测模块连接，用于将采集到的所述第一振动信号转换为高电平信号输出；和
电磁波采集模块，其与所述振动信号-信号转换模块连接，用于基于所述高电平信号输出，采集并放大断路器分闸动作激发的空间中电磁波信号。
6.根据权利要求5所述的一种基于振动信号的断路器灭弧性能抗干扰检测装置，其特征在于，通过在断路器外侧布置振动传感器检测所述第一个振动信号，检测过程中采集到所述第一个振动信号后不再接收后续振动信号。
7.根据权利要求5所述的一种基于振动信号的断路器灭弧性能抗干扰检测装置，其特征在于，所述高电平信号输出作为电磁波采集模块采集并放大断路器分闸动作激发的空间中电磁波信号的触发信号。
8.根据权利要求5所述的一种基于振动信号的断路器灭弧性能抗干扰检测装置，其特征在于，所述电磁波采集模块进一步包括信号调理器及信号采集器，用于采集并放大断路器分闸动作激发的空间中电磁波信号。
9.根据权利要求5所述的一种基于振动信号的断路器灭弧性能抗干扰检测装置，其特征在于，电磁波采集模块中采样率不低于1GS/S。
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