CN108896292A - 基于传感器系统的断路器机械特性监测方法及传感器系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于传感器系统的断路器机械特性监测方法及传感器系统。其中，所述方法包括：传感器系统与断路器主轴之间采用非接触方式安装，并下发启动采集断路器主轴的旋转角度的采集指令，以及该下发的采集指令，通过巨磁阻效应，采集断路器主轴的旋转角度，进而根据该采集到的断路器主轴的旋转角度与断路器动触头的关系，来监测断路器机械特性。通过上述方式，能够实现传感器系统与断路器主轴之间采用非接触方式安装，对断路器主轴无同轴度要求，安装方便。

Description

基于传感器系统的断路器机械特性监测方法及传感器系统

技术领域

本发明涉及断路器技术领域，尤其涉及一种基于传感器系统的断路器机械 特性监测方法及传感器系统。

背景技术

随着国民经济的发展和人民物质文化生活水平的不断提高，人们对电力需 求越来越多，促进了电力事业迅速发展。电网不断扩大，用户对供电质量和供 电可靠性要求越来越高。正是基于这样的市场需求，促使了我国电力行业的不 断发展，国家电网的规模越来越大，更加要求电力供电部门提供安全、经济、 可靠和高质量的电力。

在电力系统中，断路器的地位无比重要，不仅起到控制的作用，还担负着 保护的重任，所以，保证断路器的可靠运行意义十分重大。它在电网中的作用 非常重要，其故障带来的损失是非常大的。直接的影响是被断路器保护的线路 和设备受损，电量损失。间接影响是造成用户大面积的停电，给人们的生活和 生产造成很大的影响。随着技术的发展，断路器的开断容量己经可以做得更大， 电压等级更高，灭弧能力更强，并且可靠性也大大提高，因此，断路器在中压 开关电器领域内独领风骚。可以说，保证了断路器的可靠运行就是保证了电力 系统中压部分的可靠运行。

断路器的可靠性很大程度上取决于其机械操动机构的可靠性。据国际大电 网会议对中高压断路器的可靠性所做的两次世界范围调查以及我国对高压开关 事故统计分析表明，中高压断路器的故障中，机械故障占全部故障的80％，其 他灭弧、绝缘故障所占比例较小，发热故障比例更低。断路器由于机械原因所 造成的事故无论是在次数，还是在事故所造成的停电时间上都占据总量的60％ 以上。

因此，对断路器机械特性的监测就显得非常必要。传统的针对断路器机械 特性一般采用基于光电编码器、旋转编码器、电阻式角位移传感器等方案进行 监测，该光电编码器、旋转编码器、电阻式角位移传感器等在安装时，对断路 器主轴的同轴度要求较高，安装不方便。

发明内容

本发明提供一种基于传感器系统的断路器机械特性监测方法及传感器系 统，用以解决现有技术对断路器主轴的同轴度要求较高，安装不方便的技术问 题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于传感器系统的断路器机械特性 监测方法，包括：

传感器系统与断路器主轴之间采用非接触方式安装；

传感器系统下发启动采集断路器主轴的旋转角度的采集指令；

传感器系统根据所述下发的采集指令，通过巨磁阻效应，采集断路器主轴 的旋转角度；

传感器系统根据所述采集到的断路器主轴的旋转角度与断路器动触头的关 系，来监测断路器机械特性。

其中，所述传感器系统下发启动采集断路器主轴的旋转角度的采集指令， 包括：

所述传感器系统在分、合闸线圈电流值达到预设阈值时，下发启动采集断 路器主轴的旋转角度的采集指令。

其中，所述传感器系统根据所述采集到的断路器主轴的旋转角度与断路器 动触头的关系，来监测断路器机械特性，包括：

传感器系统根据所述采集到的断路器主轴的旋转角度与断路器动触头的关 系，将所述采集到的断路器主轴的旋转角度转换为断路器动触头的直线行程， 根据所述转换得到的断路器动触头的直线行程来监测断路器机械特性。

其中，在所述传感器系统根据所述下发的采集指令，通过巨磁阻效应，采 集断路器主轴的旋转角度之后，在所述传感器系统根据所述采集到的断路器主 轴的旋转角度与断路器动触头的关系，来监测断路器机械特性之前，还包括：

所述传感器系统采用包括移位和加法迭代Cordic算法，持续校正所述采集 到的断路器主轴的旋转角度，持续偏摆逼近所需的断路器主轴的旋转角度，选 取固定旋转角度恰好使得计算只有移位和相加。

其中，所述传感器系统根据所述采集到的断路器主轴的旋转角度与断路器 动触头的关系，来监测断路器机械特性，包括：

传感器系统采用卡尔曼滤波算法对所述选取的恰好使得计算只有移位和相 加的固定旋转角度进行滤波，得到断路器主轴的旋转角度的旋转角度曲线，并 根据所述采集到的断路器主轴的旋转角度的旋转角度曲线与断路器动触头的关 系，将所述采集到的断路器主轴的旋转角度的旋转角度曲线转换为断路器动触 头的直线行程，进而根据所述转换得到的断路器动触头的直线行程来监测断路 器机械特性。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种传感器系统，所述传感器系统与 断路器主轴之间非接触方式安装，包括：

通信单元、微控制器、巨磁阻传感器；

所述通信单元，通过输入输出I/O引脚与所述微控制器相连接，用于下发 启动采集断路器主轴的旋转角度的采集指令到所述微控制器；

所述微控制器，用于根据所述采集指令，通过巨磁阻效应，采集断路器主 轴的旋转角度。

所述巨磁阻传感器，通过串行外设接口SPI与所述微控制器相连接，用于 根据所述采集到的断路器主轴的旋转角度与断路器动触头的关系，来监测断路 器机械特性。

其中，所述通信单元具体用于：

在分、合闸线圈电流值达到预设阈值时，下发启动采集断路器主轴的旋转 角度的采集指令到所述微控制器。

其中，所述巨磁阻传感器，具体用于：

根据所述采集到的断路器主轴的旋转角度与断路器动触头的关系，将所述 采集到的断路器主轴的旋转角度转换为断路器动触头的直线行程，根据所述转 换得到的断路器动触头的直线行程来监测断路器机械特性。

其中，所述巨磁阻传感器还具体用于：

在所述微控制器根据所述下发的采集指令，通过巨磁阻效应，采集断路器 主轴的旋转角度之后，采用包括移位和加法迭代Cordic算法，持续校正所述采 集到的断路器主轴的旋转角度，持续偏摆逼近所需的断路器主轴的旋转角度， 选取固定旋转角度恰好使得计算只有移位和相加。

其中，所述巨磁阻传感器又具体用于：

采用卡尔曼滤波算法对所述选取的恰好使得计算只有移位和相加的固定旋 转角度进行滤波，得到断路器主轴的旋转角度的旋转角度曲线，并根据所述采 集到的断路器主轴的旋转角度的旋转角度曲线与断路器动触头的关系，将所述 采集到的断路器主轴的旋转角度的旋转角度曲线转换为断路器动触头的直线行 程，进而根据所述转换得到的断路器动触头的直线行程来监测断路器机械特性。

以上方案，传感器系统与断路器主轴之间采用非接触方式安装，对断路器 主轴无同轴度要求，安装方便。

进一步，以上方案，传感器系统采用包括移位和加法迭代Cordic算法，持 续校正该采集到的断路器主轴的旋转角度，持续偏摆逼近所需的断路器主轴的 旋转角度，选取固定旋转角度恰好使得计算只有移位和相加，实现持续校正断 路器主轴的旋转角度，提高该断路器主轴旋转角度的精度。

进一步，以上方案，传感器系统采用卡尔曼滤波算法对该选取的恰好使得 计算只有移位和相加的固定旋转角度进行滤波，得到断路器主轴的旋转角度的 旋转角度曲线，并根据该采集到的断路器主轴的旋转角度的旋转角度曲线与断 路器动触头的关系，将该采集到的断路器主轴的旋转角度的旋转角度曲线转换 为断路器动触头的直线行程，进而根据该转换得到的断路器动触头的直线行程 来监测断路器机械特性，实现高可靠性的有效监测断路器机械特性。

附图说明

图1是本发明基于传感器系统的断路器机械特性监测方法一实施例的流程 示意图；

图2是本发明基于传感器系统的断路器机械特性监测方法另一实施例的流 程示意图；

图3是本发明传感器系统一实施例的结构示意图；

图4是本发明传感器系统另一实施例的结构示意图；

图5是本发明传感器系统又一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步的详细描述。特别指出的是， 以下实施例仅用于说明本发明，但不对本发明的范围进行限定。同样的，以下 实施例仅为本发明的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有 作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种基于传感器系统的断路器机械特性监测方法，能实现传感 器系统与断路器主轴之间的非接触方式安装，对断路器主轴无同轴度要求，安 装方便。

请参见图1，图1是本发明基于传感器系统的断路器机械特性监测方法一 实施例的流程示意图。需注意的是，若有实质上相同的结果，本发明的方法并 不以图1所示的流程顺序为限。如图1所示，该方法包括如下步骤：

S101：传感器系统与断路器主轴之间采用非接触方式安装。

本实施例中，为了便于单独使用，把传感器系统集成在一块电路板上，做 成一个单独的模块，为了尽量方便安装，这个传感器系统模块不能太大，体积 应该尽量小。

S102：传感器系统下发启动采集断路器主轴的旋转角度的采集指令。

其中，传感器系统下发启动采集断路器主轴的旋转角度的采集指令，包括：

传感器系统在分、合闸线圈电流值达到预设阈值时，下发启动采集断路器 主轴的旋转角度的采集指令。

本实施例中，对于传感器系统的启动触发问题，何时启动传感器系统采集 断路器主轴的旋转角度就需要跟外界一起配合，需要跟分、合闸线圈电流信号 一起配合采集，也就是说当分、合闸线圈电流值达到一定门槛值即预设阈值时， 传感器系统下发启动采集断路器主轴的旋转角度的采集指令。

S103：传感器系统根据该下发的采集指令，通过巨磁阻效应，采集断路器 主轴的旋转角度。

本实施例中，传感器系统通过磁性材料的电阻率在有外磁场作用时较之无 外磁场时存在巨大变化的现象即巨磁阻效应，当外界磁场方向变化时，通过磁 场方向的变化即可采集断路器主轴的旋转角度。

S104：传感器系统根据该采集到的断路器主轴的旋转角度与断路器动触头 的关系，来监测断路器机械特性。

其中，传感器系统根据该采集到的断路器主轴的旋转角度与断路器动触头 的关系，来监测断路器机械特性，包括：

传感器系统根据该采集到的断路器主轴的旋转角度与断路器动触头的关 系，将该采集到的断路器主轴的旋转角度转换为断路器动触头的直线行程，根 据该转换得到的断路器动触头的直线行程来监测断路器机械特性。

其中，在该传感器系统根据该下发的采集指令，通过巨磁阻效应，采集断 路器主轴的旋转角度之后，在该传感器系统根据该采集到的断路器主轴的旋转 角度与断路器动触头的关系，来监测断路器机械特性之前，还包括：

传感器系统采用包括移位和加法迭代(Cordic)算法，持续校正该采集到 的断路器主轴的旋转角度，持续偏摆逼近所需的断路器主轴的旋转角度，选取 固定旋转角度恰好使得计算只有移位和相加。

其中，传感器系统根据该采集到的断路器主轴的旋转角度与断路器动触头 的关系，来监测断路器机械特性，包括：

传感器系统采用卡尔曼滤波算法对该选取的恰好使得计算只有移位和相加 的固定旋转角度进行滤波，得到断路器主轴的旋转角度的旋转角度曲线，并根 据该采集到的断路器主轴的旋转角度的旋转角度曲线与断路器动触头的关系， 将该采集到的断路器主轴的旋转角度的旋转角度曲线转换为断路器动触头的直 线行程，进而根据该转换得到的断路器动触头的直线行程来监测断路器机械特 性。

本实施例中，传感器系统采集到的断路器主轴的旋转角度与Cordic算法配 合进行旋转角度校正后，经过卡尔曼滤波算法来进行滤波。Cordic算法基本思 想是一系列角度不断偏摆从而逼近所需旋转的角度选取固定旋转角度恰好使得 计算只有移位和相加，旋转角遵循法则：

tanθⁱ＝2^-i。

本实施例中，卡尔曼滤波算法是基于“最小误差”原则的一种最优估计， 而且卡尔曼滤波算法只需要前一时刻的估计值和当前时刻的测量值就可以估计 当前时刻的最优值，所需的数据量少，能够在单片机上实现这种卡尔曼滤波算 法。

本实施例中，卡尔曼滤波算法主要是对估计误差的收敛性和误差协方差界 值的处理方案，卡尔曼滤波算法是在利用测量数据进行递推滤波时，通过时变 噪声估值，实时估计和修正系统噪声及测量噪声的统计特性，从而达到降低模 型误差、抑制滤波发散提高滤波精度的目的。卡尔曼滤波算法可描述为以下形 式：

P_k＝(I-K_kH_k)P_k,k-₁；

其中，和由一下时变噪声统计估值器获得：

本实施例中，传感器系统与断路器主轴之间采用非接触方式安装，并下发 启动采集断路器主轴的旋转角度的采集指令，以及该下发的采集指令，通过巨 磁阻效应，采集断路器主轴的旋转角度，进而根据该采集到的断路器主轴的旋 转角度与断路器动触头的关系，来监测断路器机械特性，传感器系统与断路器 主轴之间采用非接触方式安装，对断路器主轴无同轴度要求，安装方便。

请参见图2，图2是本发明基于传感器系统的断路器机械特性监测方法另 一实施例的流程示意图。本实施例中，该方法包括以下步骤：

S201：传感器系统与断路器主轴之间采用非接触方式安装。

可如上S101所述，在此不作赘述。

S202：传感器系统下发启动采集断路器主轴的旋转角度的采集指令。

可如上S102所述，在此不作赘述。

S203：传感器系统根据该下发的采集指令，通过巨磁阻效应，采集断路器 主轴的旋转角度。

可如上S103所述，在此不作赘述。

S204：传感器系统采用包括移位和加法迭代Cordic算法，持续校正该采集 到的断路器主轴的旋转角度，持续偏摆逼近所需的断路器主轴的旋转角度，选 取固定旋转角度恰好使得计算只有移位和相加。

S205：传感器系统采用卡尔曼滤波算法对该选取的恰好使得计算只有移位 和相加的固定旋转角度进行滤波，得到断路器主轴的旋转角度的旋转角度曲线， 并根据该采集到的断路器主轴的旋转角度的旋转角度曲线与断路器动触头的关 系，将该采集到的断路器主轴的旋转角度的旋转角度曲线转换为断路器动触头 的直线行程，进而根据该转换得到的断路器动触头的直线行程来监测断路器机 械特性。

可如上实施例所述，在此不作赘述。

本实施例中，传感器系统与断路器主轴之间采用非接触方式安装，对断路 器主轴无同轴度要求，安装方便。

进一步，本实施例中，传感器系统采用包括移位和加法迭代Cordic算法， 持续校正该采集到的断路器主轴的旋转角度，持续偏摆逼近所需的断路器主轴 的旋转角度，选取固定旋转角度恰好使得计算只有移位和相加，实现持续校正 断路器主轴的旋转角度，提高该断路器主轴旋转角度的精度。

进一步，本实施例中，传感器系统采用卡尔曼滤波算法对该选取的恰好使 得计算只有移位和相加的固定旋转角度进行滤波，得到断路器主轴的旋转角度 的旋转角度曲线，并根据该采集到的断路器主轴的旋转角度的旋转角度曲线与 断路器动触头的关系，将该采集到的断路器主轴的旋转角度的旋转角度曲线转 换为断路器动触头的直线行程，进而根据该转换得到的断路器动触头的直线行 程来监测断路器机械特性，实现高可靠性的有效监测断路器机械特性。

本发明还提供一种传感器系统，能实现传感器系统与断路器主轴之间的非 接触方式安装，对断路器主轴无同轴度要求，安装方便。

请参见图3，图3是本发明传感器系统一实施例的结构示意图。本实施例 中，该传感器系统30为上述实施例中的传感器系统，该传感器系统30包括通 信单元31、微控制器32、巨磁阻传感器33。

通信单元31，通过输入输出(I/O)引脚与微控制器32相连接，用于下发 启动采集断路器主轴的旋转角度的采集指令到微控制器32。

微控制器32，用于根据该采集指令，通过巨磁阻效应，采集断路器主轴的 旋转角度。

巨磁阻传感器33，通过串行外设接口(Serial Peripheral Interface，SPI)与 微控制器32相连接，用于根据该采集到的断路器主轴的旋转角度与断路器动触 头的关系，来监测断路器机械特性。

可选地，通信单元31，可以具体用于：

在分、合闸线圈电流值达到预设阈值时，下发启动采集断路器主轴的旋转 角度的采集指令到微控制器32。

可选地，巨磁阻传感器33，可以具体用于：

根据该采集到的断路器主轴的旋转角度与断路器动触头的关系，将该采集 到的断路器主轴的旋转角度转换为断路器动触头的直线行程，根据该转换得到 的断路器动触头的直线行程来监测断路器机械特性。

可选地，巨磁阻传感器33，还可以具体用于：

在微控制器32根据该下发的采集指令，通过巨磁阻效应，采集断路器主轴 的旋转角度之后，采用包括移位和加法迭代Cordic算法，持续校正该采集到的 断路器主轴的旋转角度，持续偏摆逼近所需的断路器主轴的旋转角度，选取固 定旋转角度恰好使得计算只有移位和相加。

可选地，巨磁阻传感器33又可以具体用于：

采用卡尔曼滤波算法对该选取的恰好使得计算只有移位和相加的固定旋转 角度进行滤波，得到断路器主轴的旋转角度的旋转角度曲线，并根据该采集到 的断路器主轴的旋转角度的旋转角度曲线与断路器动触头的关系，将该采集到 的断路器主轴的旋转角度的旋转角度曲线转换为断路器动触头的直线行程，进 而根据该转换得到的断路器动触头的直线行程来监测断路器机械特性。

可选地，巨磁阻传感器33，包括两组惠斯通电桥，该两组惠斯通电桥分别 反映外界磁场余弦变化、正弦变化，使用惠斯通电桥的全桥结构可获得两倍信 号幅值以及消除温度效应的影响。

本实施例中，为了便于单独使用，把该传感器系统30集成在一块电路板上， 做成一个单独的模块，为了尽量方便安装，这个该传感器系统30模块不能太大， 体积应该尽量小。为了这个该传感器系统30能够方便与外部进行数据交互，并 且能够快速传输数据，以便保证跟外部的数据交换具有实时性和同步性，通信 单元31可以选择485总线通信。微控制器32可以采用STM32F103系列，该 STM32F103系列可以提供相对低成本的平台、缩减管脚数目，降低该传感器系 统30的功耗，同时提供卓越的计算性能和先进的中断系统响应。

请参见图4，图4是本发明传感器系统另一实施例的结构示意图。区别于 上一实施例，本实施例所述传感器系统40还包括：电源管理单元41。

电源管理单元41，与微控制器32、巨磁阻传感器33分别相连接，用于分 别为微控制器32、巨磁阻传感器33提供所需电能。

该传感器系统40的各个模块可分别执行上述方法实施例中对应步骤，故在 此不对各模块进行赘述，详细请参阅以上对应步骤的说明。

请参见图5，图5是本发明传感器系统又一实施例的结构示意图。该传感 器系统可以执行上述方法中传感器系统执行的步骤。相关内容请参见上述方法 中的详细说明，在此不再赘叙。

本实施例中，该传感器系统包括：发送器51、采集器52、处理器53、与 处理器53耦合的存储器54。

发送器51，用于下发启动采集断路器主轴的旋转角度的采集指令到采集器 52。

采集器52，用于根据该下发的采集指令，通过巨磁阻效应，采集断路器主 轴的旋转角度。

处理器53，用于根据该采集到的断路器主轴的旋转角度与断路器动触头的 关系，来监测断路器机械特性。

存储器54，用于存储该采集指令、该采集到的断路器主轴的旋转角度信息 等，存储处理器53执行的指令等。

可选地，发送器51，可以具体用于：

在分、合闸线圈电流值达到预设阈值时，下发启动采集断路器主轴的旋转 角度的采集指令到采集器52。

可选地，处理器53，可以具体用于：

根据该采集到的断路器主轴的旋转角度与断路器动触头的关系，将该采集 到的断路器主轴的旋转角度转换为断路器动触头的直线行程，根据该转换得到 的断路器动触头的直线行程来监测断路器机械特性。

可选地，处理器53，还可以具体用于：

在采集器52根据该下发的采集指令，通过巨磁阻效应，采集断路器主轴的 旋转角度之后，采用包括移位和加法迭代Cordic算法，持续校正该采集到的断 路器主轴的旋转角度，持续偏摆逼近所需的断路器主轴的旋转角度，选取固定 旋转角度恰好使得计算只有移位和相加。

可选地，处理器53，又可以具体用于：

采用卡尔曼滤波算法对该选取的恰好使得计算只有移位和相加的固定旋转 角度进行滤波，得到断路器主轴的旋转角度的旋转角度曲线，并根据该采集到 的断路器主轴的旋转角度的旋转角度曲线与断路器动触头的关系，将该采集到 的断路器主轴的旋转角度的旋转角度曲线转换为断路器动触头的直线行程，进 而根据该转换得到的断路器动触头的直线行程来监测断路器机械特性。

以上方案，传感器系统与断路器主轴之间采用非接触方式安装，对断路器 主轴无同轴度要求，安装方便。

进一步，以上方案，传感器系统采用包括移位和加法迭代Cordic算法，持 续校正该采集到的断路器主轴的旋转角度，持续偏摆逼近所需的断路器主轴的 旋转角度，选取固定旋转角度恰好使得计算只有移位和相加，实现持续校正断 路器主轴的旋转角度，提高该断路器主轴旋转角度的精度。

进一步，以上方案，传感器系统采用卡尔曼滤波算法对该选取的恰好使得 计算只有移位和相加的固定旋转角度进行滤波，得到断路器主轴的旋转角度的 旋转角度曲线，并根据该采集到的断路器主轴的旋转角度的旋转角度曲线与断 路器动触头的关系，将该采集到的断路器主轴的旋转角度的旋转角度曲线转换 为断路器动触头的直线行程，进而根据该转换得到的断路器动触头的直线行程 来监测断路器机械特性，实现高可靠性的有效监测断路器机械特性。

在本发明所提供的几个实施方式中，应该理解到，所揭露的系统，装置和 方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施方式仅仅是示 意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可 以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系 统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦 合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信 连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元 显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可 以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元 来实现本实施方式方案的目的。

另外，在本发明各个实施方式中的各功能单元可以集成在一个处理单元中， 也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元 中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的 形式实现。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用 时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技 术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分 可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中， 包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络 设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施方式方法的全部或部分步骤。 而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等 各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本发明的部分实施例，并非因此限制本发明的保护范围，凡 是利用本发明说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间 接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于传感器系统的断路器机械特性监测方法，其特征在于，包括：

传感器系统与断路器主轴之间采用非接触方式安装；

传感器系统下发启动采集断路器主轴的旋转角度的采集指令；

传感器系统根据所述下发的采集指令，通过巨磁阻效应，采集断路器主轴的旋转角度；

传感器系统根据所述采集到的断路器主轴的旋转角度与断路器动触头的关系，来监测断路器机械特性。

2.如权利要求1所述的基于传感器系统的断路器机械特性监测方法，其特征在于，所述传感器系统下发启动采集断路器主轴的旋转角度的采集指令，包括：

所述传感器系统在分、合闸线圈电流值达到预设阈值时，下发启动采集断路器主轴的旋转角度的采集指令。

3.如权利要求1或2所述的基于传感器系统的断路器机械特性监测方法，其特征在于，所述传感器系统根据所述采集到的断路器主轴的旋转角度与断路器动触头的关系，来监测断路器机械特性，包括：

传感器系统根据所述采集到的断路器主轴的旋转角度与断路器动触头的关系，将所述采集到的断路器主轴的旋转角度转换为断路器动触头的直线行程，根据所述转换得到的断路器动触头的直线行程来监测断路器机械特性。

4.如权利要求1或2所述的基于传感器系统的断路器机械特性监测方法，其特征在于，在所述传感器系统根据所述下发的采集指令，通过巨磁阻效应，采集断路器主轴的旋转角度之后，在所述传感器系统根据所述采集到的断路器主轴的旋转角度与断路器动触头的关系，来监测断路器机械特性之前，还包括：

所述传感器系统采用包括移位和加法迭代Cordic算法，持续校正所述采集到的断路器主轴的旋转角度，持续偏摆逼近所需的断路器主轴的旋转角度，选取固定旋转角度恰好使得计算只有移位和相加。

5.如权利要求4所述的基于传感器系统的断路器机械特性监测方法，其特征在于，所述传感器系统根据所述采集到的断路器主轴的旋转角度与断路器动触头的关系，来监测断路器机械特性，包括：

传感器系统采用卡尔曼滤波算法对所述选取的恰好使得计算只有移位和相加的固定旋转角度进行滤波，得到断路器主轴的旋转角度的旋转角度曲线，并根据所述采集到的断路器主轴的旋转角度的旋转角度曲线与断路器动触头的关系，将所述采集到的断路器主轴的旋转角度的旋转角度曲线转换为断路器动触头的直线行程，进而根据所述转换得到的断路器动触头的直线行程来监测断路器机械特性。

6.一种传感器系统，所述传感器系统与断路器主轴之间非接触方式安装，其特征在于，包括：

通信单元、微控制器、巨磁阻传感器；

所述通信单元，通过输入输出I/O引脚与所述微控制器相连接，用于下发启动采集断路器主轴的旋转角度的采集指令到所述微控制器；

所述微控制器，用于根据所述采集指令，通过巨磁阻效应，采集断路器主轴的旋转角度。

所述巨磁阻传感器，通过串行外设接口SPI与所述微控制器相连接，用于根据所述采集到的断路器主轴的旋转角度与断路器动触头的关系，来监测断路器机械特性。

7.如权利要求6所述的传感器系统，其特征在于，所述通信单元具体用于：

在分、合闸线圈电流值达到预设阈值时，下发启动采集断路器主轴的旋转角度的采集指令到所述微控制器。

8.如权利要求6或7所述的传感器系统，其特征在于，所述巨磁阻传感器，具体用于：

根据所述采集到的断路器主轴的旋转角度与断路器动触头的关系，将所述采集到的断路器主轴的旋转角度转换为断路器动触头的直线行程，根据所述转换得到的断路器动触头的直线行程来监测断路器机械特性。

9.如权利要求6或7所述的传感器系统，其特征在于，所述巨磁阻传感器还具体用于：

在所述微控制器根据所述下发的采集指令，通过巨磁阻效应，采集断路器主轴的旋转角度之后，采用包括移位和加法迭代Cordic算法，持续校正所述采集到的断路器主轴的旋转角度，持续偏摆逼近所需的断路器主轴的旋转角度，选取固定旋转角度恰好使得计算只有移位和相加。

10.如权利要求9所述的传感器系统，其特征在于，所述巨磁阻传感器又具体用于：

采用卡尔曼滤波算法对所述选取的恰好使得计算只有移位和相加的固定旋转角度进行滤波，得到断路器主轴的旋转角度的旋转角度曲线，并根据所述采集到的断路器主轴的旋转角度的旋转角度曲线与断路器动触头的关系，将所述采集到的断路器主轴的旋转角度的旋转角度曲线转换为断路器动触头的直线行程，进而根据所述转换得到的断路器动触头的直线行程来监测断路器机械特性。