CN107490761A - 一种断路器操作机构的检测方法及系统 - Google Patents

一种断路器操作机构的检测方法及系统 Download PDF

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陆红玉
沈海涛
陈海杰
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Abstract

本发明公开了一种断路器操作机构的检测方法，包括载荷装置控制操作机构到达分闸预设位置及合闸预设位置，以完成分合闸操作；检测模块采集分合闸操作过程中分合闸线圈的电流波形，并从电流波形中提取N个特征量，其中，N为正整数；检测模块分别判断提取的N个特征量是否均满足各自对应的标准范围，若是，则表明操作机构工作状态正常，若否，则表明操作机构工作状态异常。整个检测过程自动化程度高，又因为电流采集精度高，且电流波形又可以更好地表征操作机构的工作状态，所以检测结果更可靠，进而保证了对操作机构工作状态的判断更加准确。本发明还公开了一种断路器操作机构的检测系统，具有上述有益效果。

Description

一种断路器操作机构的检测方法及系统
技术领域
本发明涉及断路器产品检测应用领域，特别是涉及一种断路器操作机构的检测方法及系统。
背景技术
断路器是电力系统中重要的保护和控制设备，其运行可靠性直接影响电网运行的可靠性。一般的，断路器由断路器本体与操作机构组成，断路器本体拖动操作机构到达指定位置，完成断路器地分、合闸操作，操作机构的工作状态直接影响断路器实际使用的可靠性。因此，工作人员需要了解和掌握操作机构的工作状态，现有技术一般是通过位移传感器对操作机构的多个技术参数进行检测来判断操作机构工作状态的，当检测的参数与标准值相差较大时，表明操作机构工作状态异常，需要及时处理。
但是在实际应用中，位移传感器自身精度有限，所以检测试验结果的正确性很难保证，可能会因为检测结果不准确而对操作机构的工作状态造成误判的情况，整个试验过程不仅自动化程度低，而且测试结果不可靠。
因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种断路器操作机构的检测方法，自动化程度高，检测结果更可靠，对操作机构工作状态的判断更加准确。本发明的另一目的是提供一种断路器操作机构的检测系统。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种断路器操作机构的检测方法，包括：
载荷装置控制所述操作机构到达分闸预设位置及合闸预设位置，以完成分合闸操作；
检测模块采集所述分合闸操作过程中分合闸线圈的电流波形，并从所述电流波形中提取N个特征量，其中，N为正整数；
所述检测模块分别判断提取的N个所述特征量是否均满足各自对应的标准范围，若是，则表明所述操作机构工作状态正常，若否，则表明所述操作机构工作状态异常。
优选的，所述从所述电流波形提取N个特征量的过程具体为：
将采集到的所述电流波形分为多个阶段，从所述电流波形的各个阶段分别提取N个代表不同特性的特征量；
则所述检测模块分别判断提取的N个所述特征量是否均满足各自对应的标准范围的过程具体为：
所述检测模块分别判断从各个所述阶段提取的N个所述特征量是否均满足在各个所述阶段中N个所述特征量各自对应的标准范围。
优选的，所述若否，则表明所述操作机构工作状态异常之后，该方法还包括：
所述检测模块控制报警模块报警，以提示工作人员及时对所述操作机构进行处理。
优选的，所述若否，则表明所述操作机构工作状态异常之后，该方法还包括：
步骤S11：所述检测模块重新采集所述分合闸线圈的电流波形，从重新采集的所述电流波形重新提取待重测特征量，并判断重新提取的所述待重测特征量是否满足其对应的标准范围，若否，进入步骤S12；
步骤S12：判断对所述待重测特征量的重新采集次数是否超过第一预设值，若是，进入步骤S13，若否，进入步骤S11；
步骤S13：所述检测模块控制报警模块报警，以提示工作人员及时对所述操作机构进行处理。
优选的，所述特征量包括动作电流斜率、动作电流幅度或电流持续时间中的任意一个或它们的组合。
优选的，所述载荷装置为弹簧装置。
优选的，所述载荷装置控制所述操作机构到达分闸预设位置及合闸预设位置之后，检测模块采集所述分合闸操作过程中分合闸线圈的电流波形之前，该方法还包括：
步骤S21：所述操作机构上的接近开关判断所述操作机构是否到达所述分闸预设位置或所述合闸预设位置，若否，进入步骤S22；
步骤S22：所述检测模块判断所述载荷装置控制所述操作机构到达所述分闸预设位置或所述合闸预设位置的次数是否超过第二预设值，若是，进入步骤S23，若否，进入步骤S24；
步骤S23：所述检测模块控制报警模块报警，以提示工作人员及时对所述操作机构进行处理；
步骤S24：所述载荷装置重新控制所述操作机构到达所述分闸预设位置或所述合闸预设位置，进入步骤S21。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种断路器操作机构的检测系统，包括：
载荷装置，用于控制所述操作机构到达分闸预设位置及合闸预设位置，以完成分合闸操作；
检测模块，用于采集所述分合闸操作过程中分合闸线圈的电流波形，并从所述电流波形中提取N个特征量，其中，N为正整数；
所述检测模块还用于分别判断提取的N个所述特征量是否均满足各自对应的标准范围。
优选的，所述特征量包括动作电流斜率、动作电流幅度和电流持续时间中的任意一个或它们的组合。
优选的，所述载荷装置为弹簧装置。
本发明提供了一种断路器操作机构的检测方法，包括载荷装置控制操作机构到达分闸预设位置及合闸预设位置，以完成分合闸操作；检测模块采集分合闸操作过程中分合闸线圈的电流波形，并从电流波形中提取N个特征量，其中，N为正整数；检测模块分别判断提取的N个特征量是否均满足各自对应的标准范围，若是，则表明操作机构工作状态正常，若否，则表明操作机构工作状态异常。
可见，应用本发明的方案，通过检测模块对分合闸线圈电流波形进行分析，并从电流波形中提取N个特征量与其对应的标准范围进行对比的方式来判断操作机构的工作状态，整个检测过程自动化程度高，又因为电流采集精度高，且电流波形可以更好地表征操作机构的工作状态，所以检测结果更可靠，进而保证了对操作机构工作状态的判断更加准确。
本发明还提供了一种断路器操作机构的检测系统，包括如上述测试方法相同的有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和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为本发明所提供的一种断路器操作机构检测方法的流程图；
图2为本发明所提供的一种断路器操作机构检测系统的结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种断路器操作机构的检测方法，自动化程度高，检测结果更可靠，对操作机构工作状态的判断更加准确。本发明的另一核心是提供一种断路器操作机构的检测系统。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参照图1，图1为本发明所提供的一种断路器操作机构检测方法的流程图，包括：
步骤1：载荷装置控制操作机构到达分闸预设位置及合闸预设位置，以完成分合闸操作；
具体的，断路器一般由载荷装置和操作机构组成，载荷装置控制操作机构到达分闸预设位置及合闸预设位置完成断路器分合闸操作，并能够使断路器保持在合闸预设位置，在实际应用中，断路器型式不同，采用的操作机构也不同，本发明在此不做限定。
步骤2：检测模块采集分合闸操作过程中分合闸线圈的电流波形，并从电流波形中提取N个特征量，其中，N为正整数；
具体的，在实际应用中，电流采集技术已经非常成熟，能够做到高精度的采集电流，电流波形又可以更好地表征操作机构的工作状态，所以本发明采用对分合闸操作过程中的分合闸线圈的电流波形进行分析的方法，来了解操作机构的运行状态，进而可以对操作机构是否存在卡塞等异常状态进行确认，检测结果更加可靠。其中，特征量为可以描述电流波形特性的特征量，本发明对此不做限定。
步骤3：检测模块分别判断提取的N个特征量是否均满足各自对应的标准范围，若是，则表明操作机构工作状态正常，若否，则表明操作机构工作状态异常。
具体的，每个特征量均有各自对应的标准范围，当所提取的所有特征量均满足其各自对应的标准范围时，则表明电流波形正常，进而可以判断操作机构处于正常的工作状态，可以完成分合闸操作，当提取的特征量有任意一项或多项不满足其各自对应的标准范围时，则表明电流波形异常，操作机构可能存在卡塞等工作状态异常的情况，当工作人员观察到波形异常时，可以及时对异常的操作机构进行处理，检测效率高。
本发明提供了一种断路器操作机构的检测方法，包括载荷装置控制操作机构到达分闸预设位置及合闸预设位置，以完成分合闸操作；检测模块采集分合闸操作过程中分合闸线圈的电流波形，并从电流波形中提取N个特征量，其中，N为正整数；检测模块分别判断提取的N个特征量是否均满足各自对应的标准范围，若是，则表明操作机构工作状态正常，若否，则表明操作机构工作状态异常。
可见，应用本发明的方案，通过检测模块对分合闸线圈电流波形进行分析，并从电流波形中提取N个特征量与其对应的标准范围进行对比的方式来判断操作机构的工作状态，整个检测过程自动化程度高，又因为电流采集精度高，且电流波形可以更好地表征操作机构的工作状态，所以检测结果更可靠，进而保证了对操作机构工作状态的判断更加准确。
在上述实施例的基础上：
作为一种优选的实施例，从电流波形提取N个特征量的过程具体为：
将采集到的电流波形分为多个阶段，从电流波形的各个阶段分别提取N个代表不同特性的特征量；
则检测模块分别判断提取的N个特征量是否均满足各自对应的标准范围的过程具体为：
检测模块分别判断从各个阶段提取的N个特征量是否均满足在各个阶段中N个特征量各自对应的标准范围。
具体的，分合闸线圈主要由线圈和电磁铁动铁芯组成，分合闸操作过程即电磁铁动铁芯的运动过程，根据电磁铁动铁芯的运动过程可以将分合闸线圈的电流波形大致分为几个阶段，为了使对操作机构的工作状态的判断更加准确，本发明从每个阶段中均提取出N个代表电流波形不同特性的特征量，将这些特征量分别与自己所属阶段中各自对应的标准范围进行对比，若对比结果均满足其各自对应的标准范围，则表明采集到的分合闸线圈波形正常，进而可以判断操作机构处于正常工作状态，使得判断结果更可靠、更准确。
当然，这里的N个特征量还可以是采用其他方式选择的特征量，本申请在此不做特别的限定。
作为一种优选的实施例，若否，则表明操作机构工作状态异常之后，该方法还包括：
检测模块控制报警模块报警，以提示工作人员及时对操作机构进行处理。
具体的，当检测模块判断操作机构处于异常工作状态时，自动控制报警模块输出声光信号给上位机以及短信提醒，通知工作人员及时对处于异常工作状态的操作机构进行处理，自动化程度高，且减少了因未及时处理异常工作状态的操作机构而带来的的损失，进一步保证了本方案的可靠性，检测效率更高。
作为一种优选的实施例，若否，则表明操作机构工作状态异常之后，该方法还包括：
步骤S11：检测模块重新采集分合闸线圈的电流波形，从重新采集的电流波形重新提取待重测特征量，并判断重新提取的待重测特征量是否满足其对应的标准范围，若否，进入步骤S12；
步骤S12：判断对待重测特征量的重新采集次数是否超过第一预设值，若是，进入步骤S13，若否，进入步骤S11；
步骤S13：检测模块控制报警模块报警，以提示工作人员及时对操作机构进行处理。
具体的，第一预设值为对待重测特征量进行重新采集所允许次数的最大值，从电流波形中提取的特征量均可成为待重测特征量，当提取的特征量不都满足其各自对应的标准范围时，为了进一步保证检测结果的准确性，避免对操作机构的工作状态造成误判的情况发生，本发明对待重测特征量进行重新提取，具体的，重新进行分合闸操作，并采集分合闸线圈的电流波形，从重新采集的电流波形中重新提取待重测的特征量，再对此时采集到的特征量与其对应的标准范围进行对比，若还不满足，在不超过允许重新采集次数的情况下，还可以对待重测特征量进行重测，如果已经超过允许重新采集次数，检测模块自动控制报警模块报警，提示工作人员及时对操作机构进行处理，进而保证了本方案的可靠性。
其中，由于各个操作机构的特性不都相同，所以允许重新采集次数也不都相同，本发明在此不做限定。
作为一种优选的实施例，特征量包括动作电流斜率、动作电流幅度或电流持续时间中的任意一个或它们的组合。
具体的，从电流波形中提取的特征量是能表现电流波形特性的特征量，本发明提取的是动作电流斜率、动作电流幅度或电流持续时间中的任意一个或它们的组合，检测模块分别判断上述特征量是否满足它们各自对应的标准范围，来确定操作机构的工作状态。
具体的，动作电流斜率di/dt的标准范围为Kmin≤|di/dt|≤Kmax，其中，Kmin＝(1-m)Ks，Kmax＝(1+m)Ks，其中，Ks为动作电流斜率标准值，m为预设的偏差百分比，因为各个操作机构的特性不都相同，在进行分合闸操作时，检测模块采集到的分合闸线圈波形也不都相同，所以，动作电流斜率标准值Ks和预设的偏差百分比m也不同，本发明在此不做限定。
具体的，动作电流幅度Ip的标准范围为Imin≤Ip≤Imax，其中，Imin＝(1-l)Is，Imax＝(1+l)Is，其中，Is为标准动作电流峰值，l为预设的偏差百分比，因为各个操作机构的特性不都相同，在进行分合闸操作时，检测模块采集到的分合闸线圈波形也不都相同，所以，动作电流幅度标准值Is和预设的偏差百分比l也不同，本发明在此不做限定。
具体的，电流持续时间|ts-td|的标准范围为Tmin≤|ts-td|≤Tmax，其中，Tmin＝(1-y)Ts，Tmax＝(1+y)Ts，其中，Ts为标准电流持续时间，y为预设的偏差百分比，因为各个操作机构的特性不都相同，在进行分合闸操作时，检测模块采集到的分合闸线圈波形也不都相同，所以，标准电流持续时间Ts和预设的偏差百分比y也不同，本发明在此不做限定。
作为一种优选的实施例，载荷装置为弹簧装置。
具体的，断路器本体成本较高，本发明采用载荷装置代替了断路器本体，降低了检测成本，一般载荷装置可以采用沙袋、砝码等，为了提高通用性、便携性、可调性，本发明采用了弹簧装置来代替沙袋、砝码等载荷装置，减少了断路器本体的损耗，缩小了载荷体积，从而降低了企业的的负担。
具体的，采用弹簧拉力模仿断路器本体的重力，通过弹簧装置上不同的定位孔来调整弹簧的长度进而调整弹簧的拉力，实现对尺寸不同、类型不同的断路器操作机构进行测试，所以本方案可以广泛的应用于检测单位及断路器操作机构生产企业内部质检等应用场合，通用性强。
当然载荷装置除了可以为弹簧装置，还可以为其他装置，本发明在此不做限定。
作为一种优选的实施例，载荷装置控制操作机构到达分闸预设位置及合闸预设位置之后，检测模块采集分合闸操作过程中分合闸线圈的电流波形之前，该方法还包括：
步骤S21：操作机构上的接近开关判断操作机构是否到达分闸预设位置或合闸预设位置，若否，进入步骤S22；
步骤S22：检测模块判断载荷装置控制操作机构到达分闸预设位置或合闸预设位置的次数是否超过第二预设值，若是，进入步骤S23，若否，进入步骤S24；
步骤S23：检测模块控制报警模块报警，以提示工作人员及时对操作机构进行处理；
步骤S24：载荷装置重新控制操作机构到达分闸预设位置或合闸预设位置，进入步骤S21。
具体的，第二预设值为载荷装置重新控制操作机构到达分闸预设位置或合闸预设位置所允许次数的最大值，为了判断载荷装置是否将操作机构拖动到预设位置，本发明采用在操作机构上装接近开关的方法来对操作机构的位置进行采集，当操作机构到达预设位置时接近开关将返回成功信息至上位机，如果操作机构未到达指定位置时，工作人员在上位机上未看到接近开关返回的成功信息时，会重新进行分合闸操作，使载荷装置重新控制操作机构到达分闸预设位置或合闸预设位置，再通过接近开关进行判断，如果还未达到指定位置，由检测模块判断载荷装置控制操作机构到达分闸预设位置或合闸预设位置的次数是否超过允许次数，若超过，则检测模块自动控制报警模块报警，提示工作人员及时对该操作机构进行处理，若未超过，则使载荷装置重新控制操作机构到达分闸预设位置或合闸预设位置，再通过接近开关进行判断。
其中，由于各个操作机构的特性不都相同，所以对载荷装置重新控制操作机构到达分闸预设位置或合闸预设位置的允许次数的最大值不做限定。
综上所述，本发明的方案集检测、控制和通信于一体，可靠性高，且成本相对较低，自动化程度高，检测效率高，使用方便，可广泛应用于断路器操作机构的应用场合。
请参照图2，图2为本发明所提供的一种断路器操作机构检测系统的结构示意图，包括：
载荷装置1，用于控制操作机构到达分闸预设位置及合闸预设位置，以完成分合闸操作；
检测模块2，用于采集分合闸操作过程中分合闸线圈的电流波形，并从电流波形中提取N个特征量，其中，N为正整数；
检测模块2还用于分别判断提取的N个特征量是否均满足各自对应的标准范围。
作为一种优选的实施例，特征量包括动作电流斜率、动作电流幅度和电流持续时间中的任意一个或它们的组合。
作为一种优选的实施例，载荷装置1为弹簧装置。
对于本发明所提供的一种断路器操作机构的检测系统的介绍请参照上述实施例，本发明在此不再赘述。本发明还提供了一种断路器操作机构的检测系统，包括如上述测试方法相同的有益效果。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种断路器操作机构的检测方法，其特征在于，包括：
载荷装置控制所述操作机构到达分闸预设位置及合闸预设位置，以完成分合闸操作；
检测模块采集所述分合闸操作过程中分合闸线圈的电流波形，并从所述电流波形中提取N个特征量，其中，N为正整数；
所述检测模块分别判断提取的N个所述特征量是否均满足各自对应的标准范围，若是，则表明所述操作机构工作状态正常，若否，则表明所述操作机构工作状态异常。
2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述从所述电流波形提取N个特征量的过程具体为：
将采集到的所述电流波形分为多个阶段，从所述电流波形的各个阶段分别提取N个代表不同特性的特征量；
则所述检测模块分别判断提取的N个所述特征量是否均满足各自对应的标准范围的过程具体为：
所述检测模块分别判断从各个所述阶段提取的N个所述特征量是否均满足在各个所述阶段中N个所述特征量各自对应的标准范围。
3.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述若否，则表明所述操作机构工作状态异常之后，该方法还包括：
所述检测模块控制报警模块报警，以提示工作人员及时对所述操作机构进行处理。
4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述若否，则表明所述操作机构工作状态异常之后，该方法还包括：
步骤S11：所述检测模块重新采集所述分合闸线圈的电流波形，从重新采集的所述电流波形重新提取待重测特征量，并判断重新提取的所述待重测特征量是否满足其对应的标准范围，若否，进入步骤S12；
步骤S12：判断对所述待重测特征量的重新采集次数是否超过第一预设值，若是，进入步骤S13，若否，进入步骤S11；
步骤S13：所述检测模块控制报警模块报警，以提示工作人员及时对所述操作机构进行处理。
5.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述特征量包括动作电流斜率、动作电流幅度或电流持续时间中的任意一个或它们的组合。
6.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述载荷装置为弹簧装置。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的检测方法，其特征在于，所述载荷装置控制所述操作机构到达分闸预设位置及合闸预设位置之后，检测模块采集所述分合闸操作过程中分合闸线圈的电流波形之前，该方法还包括：
步骤S21：所述操作机构上的接近开关判断所述操作机构是否到达所述分闸预设位置或所述合闸预设位置，若否，进入步骤S22；
步骤S22：所述检测模块判断所述载荷装置控制所述操作机构到达所述分闸预设位置或所述合闸预设位置的次数是否超过第二预设值，若是，进入步骤S23，若否，进入步骤S24；
步骤S23：所述检测模块控制报警模块报警，以提示工作人员及时对所述操作机构进行处理；
步骤S24：所述载荷装置重新控制所述操作机构到达所述分闸预设位置或所述合闸预设位置，进入步骤S21。
8.一种断路器操作机构的检测系统，其特征在于，包括：
载荷装置，用于控制所述操作机构到达分闸预设位置及合闸预设位置，以完成分合闸操作；
检测模块，用于采集所述分合闸操作过程中分合闸线圈的电流波形，并从所述电流波形中提取N个特征量，其中，N为正整数；
所述检测模块还用于分别判断提取的N个所述特征量是否均满足各自对应的标准范围。
9.根据权利要求8所述的检测系统，其特征在于，所述特征量包括动作电流斜率、动作电流幅度和电流持续时间中的任意一个或它们的组合。
10.根据权利要求8所述的检测系统，其特征在于，所述载荷装置为弹簧装置。
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