CN109036884B - 一种智能型高压真空断路器及其机械特性参数确定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能型高压真空断路器及其机械特性参数确定方法。所述智能型高压真空断路器通过在高压真空断路器上设置旋转机构(3)和微调装置(11)，使得综合控制器(8)可以根据所述旋转机构(3)监测的主轴(2)旋转角度的脉冲信号确定所述操动机构(1)带动所述固封极柱(5)运行的当前超程和当前开距，并判断所述当前超程和当前开距是否超限，并根据判断结果控制所述微调装置(11)对开距和超程进行调节，即通过微调整措施来进行部分缺陷的自我修复，提高了高压真空断路器的工作可靠性、安全性和智能化控制水平。
Description
技术领域
本发明涉及智能配网成套开关设备的核心元器件产品技术领域，特别是涉及一种智能型高压真空断路器及其机械特性参数确定方法。
背景技术
伴随我国“智能电网”的系统建设和国家对高端电力装备技术创新发展的政策指引，研究配网成套开关终端设备产品的智能化技术成为电力装备制造业企业的攻关方向。作为配网成套开关设备核心元器件之一的高压真空断路器，实现其智能化成为一个急需研究和发展的任务。
现有的传统高压真空断路器，其主要由弹簧操动机构或永磁操动机构、固封极柱和电气控制部分构成，本身没有设计监测固封极柱内动触头动作、固封极柱触头温度的装置和传感器件，也没有考虑运行中对操动机构微调整措施，以及真空断路器使用寿命的考评算法，只是把它作为成套开关设备的一个执行元器件，接受成套开关设备上的其它控制设备分/合闸命令并执行。这种设计造成的问题是：运行人员不容易发现异常情况，而高压真空断路器自身又不能在线反馈自身的状态和通过微调整措施来进行部分缺陷自我修复，亦不能对使用寿命进行自我评估，造成高压真空断路器产品运行中可能因为固封极柱触头发热而引起绝缘下降，或因为操动机构特性问题出现开断电流失败，并且不能直观判断运行中高压真空断路器寿命，产品功能单一且使用不可靠，运行监控不方便。
发明内容
本发明的目的是提供一种智能型高压真空断路器及其机械特性参数确定方法，以提高高压真空断路器的工作可靠性、安全性和智能化控制水平。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种智能型高压真空断路器，所述智能型高压真空断路器包括：操动机构(1)、主轴(2)、旋转机构(3)、传动装置(4)、固封极柱(5)、绝缘拉杆(6)、光电开关(7)、综合控制器(8)和微调装置(11)；
所述操动机构(1)中部通过所述主轴(2)与所述旋转机构(3)连接；所述旋转机构(3)用于监测所述主轴(2)的旋转角度；所述操动机构(1)下部通过所述传动装置(4)与连接于所述固封极柱(5)底部的所述绝缘拉杆(6)连接；所述绝缘拉杆(6)末端设置有微调装置(11)；
所述操动机构(1)内部设有光电开关(7)和综合控制器(8)；所述综合控制器(8)的输入端口分别与所述旋转机构(3)、所述光电开关(7)和外部分/合闸按钮连接；所述综合控制器(8)的输出端口与所述微调装置(11)连接；所述综合控制器(8)用于根据所述旋转机构(3)监测的所述旋转角度的脉冲信号确定所述操动机构(1)带动所述固封极柱(5)运行的当前超程和当前开距；所述微调装置(11)在所述综合控制器(8)的驱动下通过转动所述绝缘拉杆(6)上的定位螺丝(9)调整所述传动装置(4)与所述绝缘拉杆(6)的相对位置，从而调节所述智能型高压真空断路器的开距和超程。
可选的，所述旋转机构(3)包括：主动转盘(13)、三个固定销(14)、从动转盘(15)、轴套(16)和编码器(17)；
所述主动转盘(13)通过所述三个固定销(14)与所述从动转盘(15)连接；所述从动转盘(15)与所述轴套(16)、所述编码器(17)依次连接；所述三个固定销(14)包括第一固定销、第二固定销和第三固定销；所述第一固定销、所述第二固定销和所述第三固定销呈正三角形分布并固定在所述主动轮盘(13)和所述从动轮盘(14)之间；所述正三角形的中心与所述主动转盘(13)的圆心、所述从动转盘(14)的圆心以及所述轴套(16)的圆心在同一直线上。
可选的，所述固封极柱(5)表面还设有荧光光纤(12)；所述荧光光纤(12)沿所述固封极柱(5)表面用所述卡圈(18)和霍尔线圈(19)固定；所述荧光光纤(12)末端的荧光纳米材料测量头与导电部件(20)直接接触，用于测量所述智能型高压真空断路器高电压部位的温度。
一种智能型高压真空断路器的机械特性参数确定方法，所述机械特性参数确定方法应用于所述智能型高压真空断路器，所述机械特性参数确定方法包括：
获取所述智能型高压真空断路器检测的当前特性参数；所述当前特性参数包括所述操动机构(1)的动、静触头刚分/合前所述编码器(17)生成的脉冲计数数据、所述动、静触头刚分/合后所述编码器(17)生成的脉冲计数数据、所述外部分/合闸按钮生成的分/合闸命令开始到所述操动机构(1)分/合闸位置稳定的分/合闸时间、所述霍尔线圈(19)检测的当前电流、所述光电开关(7)检测的所述动、静触头的分/合次数；
根据所述当前特性参数确定所述智能型高压真空断路器的机械特性参数；所述机械特性参数包括所述操动机构(1)带动所述固封极柱(5)运行的当前开距和当前超程、所述操动机构(1)的分/合闸速度和平均分/合闸速度、以及所述智能型高压真空断路器的使用寿命。
可选的，所述根据所述当前特性参数确定所述智能型高压真空断路器的机械特性参数，具体包括：
获取所述操动机构(1)的动、静触头刚分/合前所述编码器(17)生成的脉冲计数数据作为第一脉冲数据；
根据所述第一脉冲数据确定所述操动机构(1)带动所述固封极柱(5)运行的当前开距；
判断所述当前开距是否超过开距标准值，获得第一判断结果；
若所述第一判断结果为所述当前开距超过所述开距标准值，生成开距微调信号；
根据所述开距微调信号控制所述微调装置(11)调小开距。
可选的，所述根据所述当前特性参数确定所述智能型高压真空断路器的机械特性参数，具体包括：
获取所述操动机构(1)的动、静触头刚分/合后所述编码器(17)生成的脉冲计数数据作为第二脉冲数据；
根据所述第二脉冲数据确定所述操动机构(1)带动所述固封极柱(5)运行的当前超程；
判断所述当前超程是否小于超程标准值，获得第二判断结果；
若所述第二判断结果为所述当前超程小于超程标准值，生成超程微调信号；
根据所述超程微调信号控制所述微调装置(11)调大超程。
可选的，所述根据所述当前特性参数确定所述智能型高压真空断路器的机械特性参数，具体包括：
根据所述第一脉冲数据、所述第二脉冲数据和所述分/合闸时间确定所述操动机构(1)的分/合闸速度；
判断所述分/合闸速度是否超过分/合闸速度标准值，获得第三判断结果；
若所述第三判断结果为所述分/合闸速度超过所述分/合闸速度标准值，生成分/合闸速度超限记录并报警。
可选的，所述根据所述当前特性参数确定所述智能型高压真空断路器的机械特性参数，具体包括：
根据所述分/合闸速度和所述分/合闸时间确定所述操动机构(1)的分/合闸平均速度；
判断所述分/合闸平均速度是否超过分/合闸平均速度标准值，获得第四判断结果；
若所述第四判断结果为所述分/合闸平均速度超过所述分/合闸平均速度标准值，生成分/合闸平均速度超限记录并报警。
可选的，所述根据所述当前特性参数确定所述智能型高压真空断路器的机械特性参数，具体包括：
根据所述当前电流和所述分/合次数确定所述智能型高压真空断路器的使用寿命；
判断所述使用寿命是否低于使用寿命最低阈值，获得第五判断结果；
若所述第五判断结果为所述使用寿命低于使用寿命最低阈值，生成使用寿命超限记录并报警。
可选的，所述根据所述当前电流和所述分/合次数确定所述智能型高压真空断路器的使用寿命，具体包括：
根据使用寿命计算公式确定所述智能型高压真空断路器的使用寿命；其中L表示所述智能型高压真空断路器的使用寿命；IE表示额定短路开断电流；LE表示电寿命；IK为所述当前电流；NK为所述分/合次数。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供一种智能型高压真空断路器及其机械特性参数确定方法，所述智能型高压真空断路器通过在高压真空断路器上设置旋转机构(3)和微调装置(11)，使得综合控制器(8)可以根据所述旋转机构(3)监测的主轴(2)旋转角度的脉冲信号确定所述操动机构(1)带动所述固封极柱(5)运行的当前超程和当前开距，并判断所述当前超程和当前开距是否超限，并根据判断结果控制所述微调装置(11)对开距和超程进行调节，即通过微调整措施来进行部分缺陷的自我修复，提高了高压真空断路器的工作可靠性、安全性和智能化控制水平。
此外，还可以根据所述旋转机构(3)监测的主轴(2)旋转角度的脉冲信号和所述外部分/合闸按钮生成的分/合闸命令开始到所述操动机构(1)分/合闸位置稳定的分/合闸时间确定所述操动机构(1)的分/合闸速度和分/合闸平均速度，当所述分/合闸速度或分/合闸平均速度超限时自动进行报警和记录，使运行人员可以及时发现高压真空断路器的异常运行情况并及时处理。本发明还提供了一种真空断路器使用寿命的确定方法，根据所述霍尔线圈(19)检测的当前电流和所述光电开关(7)检测的所述动、静触头的分/合次数确定所述智能型高压真空断路器的使用寿命，在使用寿命超限时自动生成报警信息并记录，进一步提高了高压真空断路器的工作可靠性、安全性和智能化控制水平。
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性的前提下，还可以根据本发明提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的智能型高压真空断路器的整体结构图；
图2为图1中圆圈部分A的局部放大图；
图3为本发明提供的智能型高压真空断路器的主视图；
图4为本发明提供的智能型高压真空断路器的侧视图；
图5为本发明提供的智能型高压真空断路器的旋转机构的结构示意图；
图6为本发明提供的智能型高压真空断路器的机械特性参数确定方法的方法流程图。
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。
本发明的目的是提供一种智能型高压真空断路器及其机械特性参数确定方法，以提高高压真空断路器的工作可靠性、安全性和智能化控制水平。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明提供的智能型高压真空断路器的整体结构图。图2为图1中圆圈部分A的局部放大图。图3为本发明提供的智能型高压真空断路器的主视图。图4为本发明提供的智能型高压真空断路器的侧视图。参见图1至图3，本发明提供的一种智能型高压真空断路器包括：操动机构(1)、主轴(2)、旋转机构(3)、传动装置(4)、固封极柱(5)、绝缘拉杆(6)、光电开关(7)、综合控制器(8)、定位螺丝(9)、显示装置(10)、微调装置(11)、荧光光纤(12)、主动转盘(13)、三个固定销(14)、从动转盘(15)、轴套(16)、编码器(17)、卡圈(18)、霍尔线圈(19)、导电部件(20)、静触头(21)和动触头(22)。
所述操动机构(1)中部通过所述主轴(2)与所述旋转机构(3)连接；所述旋转机构(3)用于监测所述主轴(2)的旋转角度，通过监测主轴(2)旋转角度间接测量固封极柱(5)中动触头的位移，用来评估高压真空断路器操动机构(1)带动固封极柱(5)运行的超程和开距，进而配合动作时间来评估操动机构(1)的机械特性。所述操动机构(1)下部通过所述传动装置(4)与连接于所述固封极柱(5)底部的所述绝缘拉杆(6)连接；所述绝缘拉杆(6)末端设置有微调装置(11)。
所述操动机构(1)内部设有光电开关(7)、综合控制器(8)和显示装置(10)。所述综合控制器(8)的输入端口分别与所述旋转机构(3)、所述光电开关(7)和外部分/合闸按钮连接。所述综合控制器(8)的输出端口与所述微调装置(11)连接。所述综合控制器(8)用于根据所述旋转机构(3)监测的所述旋转角度的脉冲信号确定所述操动机构(1)带动所述固封极柱(5)运行的当前超程和当前开距。所述微调装置(11)在所述综合控制器(8)的驱动下通过转动所述绝缘拉杆(6)上的定位螺丝(9)调整所述传动装置(4)与所述绝缘拉杆(6)的相对位置，从而调节所述智能型高压真空断路器的开距和超程，达到改变高压真空断路器的开距和超程目的。
所述光电开关(7)用于监测固封极柱(5)中静触头(21)和动触头(22)的刚合(分)位置信号和次数信号，配合霍尔线圈(19)监测的固封极柱(5)的电流对真空断路器寿命进行评估。
图5为本发明提供的智能型高压真空断路器的旋转机构的结构示意图。参见图5，所述旋转机构(3)包括：主动转盘(13)、三个固定销(14)、从动转盘(15)、轴套(16)和编码器(17)。所述主动转盘(13)通过所述三个固定销(14)与所述从动转盘(15)连接。所述从动转盘(15)与所述轴套(16)、所述编码器(17)依次连接。所述三个固定销(14)包括第一固定销、第二固定销和第三固定销。所述第一固定销、所述第二固定销和所述第三固定销呈正三角形分布并固定在所述主动轮盘(13)和所述从动轮盘(14)之间。所述正三角形的中心与所述主动转盘(13)的圆心、所述从动转盘(14)的圆心以及所述轴套(16)的圆心在同一直线上。
所述固封极柱(5)表面还设有荧光光纤(12)。所述荧光光纤(12)沿所述固封极柱(5)表面用所述卡圈(18)和霍尔线圈(19)固定。所述荧光光纤(12)末端的荧光纳米材料测量头与导电部件(20)直接接触，用于测量所述智能型高压真空断路器高电压部位的温度。本发明采用荧光光纤(12)对高压真空断路器高电压部位直接测量温度，使高压真空断路器具备温度感知功能。进一步的，当测量的所述高电压部位的温度超过温度限值时，可以生成温度超限记录并报警，有效避免高压真空断路器产品运行中因为固封极柱(5)触头发热引起的绝缘下降。并且所述荧光光纤(12)的工作不需要电池供电，不会增加高压真空断路器产品的电损耗。
所述霍尔线圈(19)通过监测固封极柱(5)的电流用来记录真空断路器运行电流值，配合真空断路器开合次数来评估其寿命指标。
具体的，所述综合控制器(8)包括第一主控芯片和第二主控芯片。所述第一主控芯片的信号输入端通过第一光耦合电路分别连接所述旋转机构(3)的所述编码器(17)、所述光电开关(7)、所述霍尔线圈(19)和所述外部分/合闸按钮。所述第一主控芯片通过所述编码器(17)监测主轴(2)的旋转角度，所述编码器(17)根据所述旋转角度生成脉冲信号，并将所述脉冲信号返回至所述综合控制器(8)进行脉冲计数。通过所述霍尔线圈(19)监测通过固封极柱(5)的当前电流，通过所述光电开关(7)监测固封极柱(5)中动、静触头的刚分(合)位置信号和所述动、静触头的分/合次数，通过所述外部分/合闸按钮监测分/合闸命令信号。所述第一主控芯片根据所述编码器(17)监测的脉冲计数数据确定所述操动机构(1)带动所述固封极柱(5)运行的当前超程和当前开距。所述第一主控芯片的信号输出端通过第三光耦电路分别与所述显示装置(10)、所述操动机构(1)中的分/合闸线圈、以及所述微调装置(11)相连接。当所述当前超程小于超程标准值时，生成超程微调信号，并根据所述超程微调信号控制所述微调装置(11)调大超程。当所述当前开距超过所述开距标准值时，生成开距微调信号，并根据所述开距微调信号控制所述微调装置(11)调小开距。
所述第一主控芯片还可以根据所述霍尔线圈(19)监测的当前电流和所述光电开关(7)监测的分/合次数确定所述智能型高压真空断路器的使用寿命。
所述第二主控芯片的信号输入端通过第二光耦电路与所述外部分/合闸按钮连接，与所述第一主控芯片同步监测分/合闸命令，与所述第一主控芯片不同的是，所述第二主控芯片记录的是分/合闸命令开始到所述操动机构(1)分/合闸位置稳定的分/合闸时间数据。所述第二主控芯片的信号输出端与所述第一主控芯片的信号输入端连接，用于将所述分/合闸时间传递至所述第一主控芯片，配合所述第一主控芯片采集的编码器脉冲计数数据，计算分/合闸速度和分/合闸平均速度。
通过所述综合控制器(8)的处理，生成所述智能型高压真空断路器的各个机械特性参数，将所述机械特性参数在所述显示装置(10)上显示。所述机械特性参数包括所述操动机构(1)带动所述固封极柱(5)运行的当前开距和当前超程、所述操动机构(1)的分/合闸速度和平均分/合闸速度、以及所述智能型高压真空断路器的使用寿命。
可见，本发明过设计一套旋转机构(3)和微调装置(11)，配合光电开关(7)、编码器(17)与控制电路，非常简便地实现了智能型高压真空断路器的各个机械特性参数的实时监测，并可以根据监测结果微调整操动机构(1)，达到闭环的监测和修复效果。同时，本发明提供的所述智能型高压真空断路器还具备温度感知和寿命监测、报警功能，使高压真空断路器运行更可靠，使用更方便。
本发明还提供了所述智能型高压真空断路器的一种具体实施方式，其实施过程如下：
步骤一：综合控制器(8)初始化，监测智能型高压真空断路器当前分/合位置信号，进入轮询有无分/合闸命令信号和驱动显示装置程序。
真空断路器的分/合闸状态是一种长期保持的稳定状态，真空断路器在分闸状态时，主轴(2)静止在一个角度，动、静触头(静触头(21)和动触头(22))离开8-10mm。如接到合闸命令，操动机构(1)会驱动主轴(2)旋转到另一个角度，进而驱动绝缘拉杆(6)带动动触头(22)向静触头(21)的方向移动，当动触头(22)刚刚接触上静触头(21)的位置叫刚合位置，动触头(22)会继续向静触头(21)方向移动形成压缩的位移称为超程。本发明中使用的“/”表示“或”，例如所述分/合闸命令信号表示分闸命令信号或合闸命令信号，所述动、静触头刚分/合位置表示所述动、静触头刚分位置或所述动、静触头刚合位置。所述动、静触头表示所述动触头和所述静触头。
所述分/合闸命令信号由所述外部分/合闸按钮生成，是所述综合控制器(8)记录编码器脉冲数据、光电开关检测数据和分/合闸时间数据的同步触发条件，没有分/合闸命令就不触发这些监测。显示装置程序主要用于驱动所述显示装置(10)显示所述智能型高压真空断路器检测的当前特性参数和计算得到的机械特性参数在坐标位置上，并实时更新最新机械特性参数代替上一次数据显示。
轮询程序存储在第一主控芯片的用户程序存储器中。
步骤二：当侦测到有分/合闸命令时，跳出轮询程序，综合控制器(8)的第一主控芯片驱动出口继电器输出分/合闸命令给操动机构(1)，紧接着采集霍尔线圈(19)返回的电流信号，同时执行对编码器(17)旋转角度返回的脉冲信号进行计数，分别对光电开关(7)分(合)前信号返回前的编码器脉冲进行计数和对光电开关刚分合(后)信号返回后的编码器脉冲进行计数，生成第一脉冲数据和第二脉冲数据，并暂存在第一主控芯片的数据存储器中；综合控制器(8)的第二主控芯片监测脉冲发生时间数据生成分/合闸时间，并暂存在其数据存储器中。
步骤三：依次调出两组脉冲计数数据(第一脉冲数据和第二脉冲数据)，触发第二主控芯片将时间数据(分/合闸时间)发送给第一主控芯片，第一主控芯片将脉冲计数数据和时间数据进行拟合。首先将监测的脉冲数换算为距离数据，即当前开距和当前超程；其次按照每1毫秒编码器旋转距离数据，计算分/合闸速度，和按照加权平均计算分/合闸平均速度。
步骤四：根据额定短路开断电流与电寿命的平方的积再开方，减去监测的电流信号与操动机构动作次数的平方的积再开方，计算出高压真空断路器寿命指标。
所述智能型高压真空断路器的使用寿命计算公式为：
其中L表示所述智能型高压真空断路器的使用寿命；IE表示额定短路开断电流，通常为20kA、25kA、31.5kA或40kA；LE表示电寿命，通常为30次；IK为霍尔线圈(19)检测的所述当前电流；NK为光电开关(7)累计采集的所述动、静触头的分/合次数。
步骤五：将所述当前开距和当前超程与高压真空断路器出厂检验标准值进行比对，如超出标准值则综合控制器(8)输出微调信号驱动微调装置(11)对开距和超程进行调整；如在标准值范围内，则依次将分(合)闸速度、分(合)闸平均速度与标准值进行比对，超出标准值综合控制器(8)执行报警和记录。
步骤六：将所述当前开距、当前超程、分/合闸速度、平均分/合闸速度以及使用寿命计算结果和比对结果进行存储并发送给显示装置(10)进行显示；
步骤七：跳出子程序，执行步骤一程序。
智能型高压真空断路器每进行一次分/合闸操作就执行一次步骤二到七的步骤，其余时间综合控制器(8)执行轮询程序轮询有无分/合闸命令信号。
可见，本发明提供的所述智能型高压真空断路器集温度感知、寿命监测、操作机构机械特性的评估与微调整功能于一体，能够根据检测的当前特性参数自动生成当前开距、当前超程、分/合闸速度、平均分/合闸速度以及使用寿命计算结果和比对结果，并根据比对结果进行进一步的微调操作或报警操作，达到闭环的监测和修复效果，运行更可靠，使用更方便。
本发明还提供一种智能型高压真空断路器的机械特性参数确定方法，图6为本发明提供的智能型高压真空断路器的机械特性参数确定方法的方法流程图，所述机械特性参数确定方法应用于所述智能型高压真空断路器。参见图6，所述机械特性参数确定方法包括：
步骤101：获取所述智能型高压真空断路器检测的当前特性参数。
所述当前特性参数包括所述操动机构(1)的动、静触头刚分/合前所述编码器(17)生成的脉冲计数数据、所述动、静触头刚分/合后所述编码器(17)生成的脉冲计数数据、所述外部分/合闸按钮生成的分/合闸命令开始到所述操动机构(1)分/合闸位置稳定的分/合闸时间、所述霍尔线圈(19)检测的当前电流、所述光电开关(7)检测的所述动、静触头的分/合次数。
步骤102：根据所述当前特性参数确定所述智能型高压真空断路器的机械特性参数。
所述机械特性参数包括所述操动机构(1)带动所述固封极柱(5)运行的当前开距和当前超程、所述操动机构(1)的分/合闸速度和平均分/合闸速度、以及所述智能型高压真空断路器的使用寿命。
作为一种实施方式，所述根据所述当前特性参数确定所述智能型高压真空断路器的机械特性参数，具体包括：
获取所述操动机构(1)的动、静触头刚分/合前所述编码器(17)生成的脉冲计数数据作为第一脉冲数据；
根据所述第一脉冲数据确定所述操动机构(1)带动所述固封极柱(5)运行的当前开距；
判断所述当前开距是否超过开距标准值，获得第一判断结果；
若所述第一判断结果为所述当前开距超过所述开距标准值，生成开距微调信号；
根据所述开距微调信号控制所述微调装置(11)调小开距。一般开距多次使用后会变大，微调装置(11)通过向下调整定位螺丝(20)可以调小开距。
作为另一种实施方式，所述根据所述当前特性参数确定所述智能型高压真空断路器的机械特性参数，具体包括：
获取所述操动机构(1)的动、静触头刚分/合后所述编码器(17)生成的脉冲计数数据作为第二脉冲数据；
根据所述第二脉冲数据确定所述操动机构(1)带动所述固封极柱(5)运行的当前超程；
判断所述当前超程是否小于超程标准值，获得第二判断结果；
若所述第二判断结果为所述当前超程小于超程标准值，生成超程微调信号；
根据所述超程微调信号控制所述微调装置(11)调大超程。一般超程多次使用后会变小，微调装置(11)通过向上调整定位螺丝(20)可以调大超程。
作为另一种实施方式，所述根据所述当前特性参数确定所述智能型高压真空断路器的机械特性参数，具体包括：
根据所述第一脉冲数据、所述第二脉冲数据和所述分/合闸时间确定所述操动机构(1)的分/合闸速度；
判断所述分/合闸速度是否超过分/合闸速度标准值，获得第三判断结果；
若所述第三判断结果为所述分/合闸速度超过所述分/合闸速度标准值，生成分/合闸速度超限记录并报警。
作为另一种实施方式，所述根据所述当前特性参数确定所述智能型高压真空断路器的机械特性参数，具体包括：
根据所述分/合闸速度和所述分/合闸时间确定所述操动机构(1)的分/合闸平均速度；
判断所述分/合闸平均速度是否超过分/合闸平均速度标准值，获得第四判断结果；
若所述第四判断结果为所述分/合闸平均速度超过所述分/合闸平均速度标准值，生成分/合闸平均速度超限记录并报警。
作为另一种实施方式，所述根据所述当前特性参数确定所述智能型高压真空断路器的机械特性参数，具体包括：
根据所述当前电流和所述分/合次数确定所述智能型高压真空断路器的使用寿命；
判断所述使用寿命是否低于使用寿命最低阈值，获得第五判断结果；
若所述第五判断结果为所述使用寿命低于使用寿命最低阈值，生成使用寿命超限记录并报警。
所述根据所述当前电流和所述分/合次数确定所述智能型高压真空断路器的使用寿命，具体包括：
根据使用寿命计算公式确定所述智能型高压真空断路器的使用寿命；其中L表示所述智能型高压真空断路器的使用寿命；IE表示额定短路开断电流；LE表示电寿命；IK为所述当前电流；NK为所述分/合次数。
可见，本发明提供的方法可以根据所述旋转机构(3)监测的主轴(2)旋转角度的脉冲信号确定所述操动机构(1)带动所述固封极柱(5)运行的当前超程和当前开距，并判断所述当前超程和当前开距是否超限，并根据判断结果控制所述微调装置(11)对开距和超程进行调节，即通过微调整措施来进行部分缺陷的自我修复，提高了高压真空断路器的工作可靠性、安全性和智能化控制水平。此外，还可以根据所述旋转机构(3)监测的主轴(2)旋转角度的脉冲信号和所述外部分/合闸按钮生成的分/合闸命令开始到所述操动机构(1)分/合闸位置稳定的分/合闸时间确定所述操动机构(1)的分/合闸速度和分/合闸平均速度，当所述分/合闸速度或分/合闸平均速度超限时自动进行报警和记录，使运行人员可以及时发现高压真空断路器的异常运行情况并及时处理。本发明还提供了一种真空断路器使用寿命的确定方法，根据所述霍尔线圈(19)检测的当前电流和所述光电开关(7)检测的所述动、静触头的分/合次数确定所述智能型高压真空断路器的使用寿命，在使用寿命超限时自动生成报警信息并记录，进一步提高了高压真空断路器的工作可靠性、安全性和智能化控制水平。
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。对于实施例公开的方法而言，由于其与实施例公开的装置相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见装置部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种智能型高压真空断路器，其特征在于，所述智能型高压真空断路器包括：操动机构(1)、主轴(2)、旋转机构(3)、传动装置(4)、固封极柱(5)、绝缘拉杆(6)、光电开关(7)、综合控制器(8)、微调装置(11)、卡圈(18)和霍尔线圈(19)；
所述操动机构(1)中部通过所述主轴(2)与所述旋转机构(3)连接；所述旋转机构(3)用于监测所述主轴(2)的旋转角度；所述操动机构(1)下部通过所述传动装置(4)与连接于所述固封极柱(5)底部的所述绝缘拉杆(6)连接；所述绝缘拉杆(6)末端设置有微调装置(11)；
所述操动机构(1)内部设有光电开关(7)和综合控制器(8)；所述综合控制器(8)的输入端口分别与所述旋转机构(3)、所述光电开关(7)和外部分/合闸按钮连接；所述综合控制器(8)的输出端口与所述微调装置(11)连接；所述综合控制器(8)用于根据所述旋转机构(3)监测的所述旋转角度的脉冲信号确定所述操动机构(1)带动所述固封极柱(5)运行的当前超程和当前开距；所述微调装置(11)在所述综合控制器(8)的驱动下通过转动所述绝缘拉杆(6)上的定位螺丝(9)调整所述传动装置(4)与所述绝缘拉杆(6)的相对位置，从而调节所述智能型高压真空断路器的开距和超程；
所述卡圈(18)和所述霍尔线圈(19)设置在所述固封极柱(5)表面；所述霍尔线圈(19)用于监测通过固封极柱(5)的当前电流。
2.根据权利要求1所述的智能型高压真空断路器，其特征在于，所述旋转机构(3)包括：主动转盘(13)、三个固定销(14)、从动转盘(15)、轴套(16)和编码器(17)；
所述主动转盘(13)通过所述三个固定销(14)与所述从动转盘(15)连接；所述从动转盘(15)与所述轴套(16)、所述编码器(17)依次连接；所述三个固定销(14)包括第一固定销、第二固定销和第三固定销；所述第一固定销、所述第二固定销和所述第三固定销呈正三角形分布并固定在所述主动转盘(13)和所述从动转盘(15)之间；所述正三角形的中心与所述主动转盘(13)的圆心、所述从动转盘(15)的圆心以及所述轴套(16)的圆心在同一直线上。
3.根据权利要求1所述的智能型高压真空断路器，其特征在于，所述固封极柱(5)表面还设有荧光光纤(12)；所述荧光光纤(12)沿所述固封极柱(5)表面用所述卡圈(18)和霍尔线圈(19)固定；所述荧光光纤(12)末端的荧光纳米材料测量头与导电部件(20)直接接触，用于测量所述智能型高压真空断路器高电压部位的温度。
4.一种智能型高压真空断路器的机械特性参数确定方法，其特征在于，所述机械特性参数确定方法应用于权利要求1-3任一项所述的智能型高压真空断路器，所述机械特性参数确定方法包括：
获取所述智能型高压真空断路器检测的当前特性参数；所述当前特性参数包括所述操动机构(1)的动、静触头刚分/合前编码器(17)生成的脉冲计数数据、所述动、静触头刚分/合后所述编码器(17)生成的脉冲计数数据、所述外部分/合闸按钮生成的分/合闸命令开始到所述操动机构(1)分/合闸位置稳定的分/合闸时间、所述霍尔线圈(19)检测的当前电流、所述光电开关(7)检测的所述动、静触头的分/合次数；
根据所述当前特性参数确定所述智能型高压真空断路器的机械特性参数；所述机械特性参数包括所述操动机构(1)带动所述固封极柱(5)运行的当前开距和当前超程、所述操动机构(1)的分/合闸速度和平均分/合闸速度、以及所述智能型高压真空断路器的使用寿命。
5.根据权利要求4所述的机械特性参数确定方法，其特征在于，所述根据所述当前特性参数确定所述智能型高压真空断路器的机械特性参数，具体包括：
获取所述操动机构(1)的动、静触头刚分/合前所述编码器(17)生成的脉冲计数数据作为第一脉冲数据；
根据所述第一脉冲数据确定所述操动机构(1)带动所述固封极柱(5)运行的当前开距；
判断所述当前开距是否超过开距标准值，获得第一判断结果；
若所述第一判断结果为所述当前开距超过所述开距标准值，生成开距微调信号；
根据所述开距微调信号控制所述微调装置(11)调小开距。
6.根据权利要求5所述的机械特性参数确定方法，其特征在于，所述根据所述当前特性参数确定所述智能型高压真空断路器的机械特性参数，具体包括：
获取所述操动机构(1)的动、静触头刚分/合后所述编码器(17)生成的脉冲计数数据作为第二脉冲数据；
根据所述第二脉冲数据确定所述操动机构(1)带动所述固封极柱(5)运行的当前超程；
判断所述当前超程是否小于超程标准值，获得第二判断结果；
若所述第二判断结果为所述当前超程小于超程标准值，生成超程微调信号；
根据所述超程微调信号控制所述微调装置(11)调大超程。
7.根据权利要求6所述的机械特性参数确定方法，其特征在于，所述根据所述当前特性参数确定所述智能型高压真空断路器的机械特性参数，具体包括：
根据所述第一脉冲数据、所述第二脉冲数据和所述分/合闸时间确定所述操动机构(1)的分/合闸速度；
判断所述分/合闸速度是否超过分/合闸速度标准值，获得第三判断结果；
若所述第三判断结果为所述分/合闸速度超过所述分/合闸速度标准值，生成分/合闸速度超限记录并报警。
8.根据权利要求7所述的机械特性参数确定方法，其特征在于，所述根据所述当前特性参数确定所述智能型高压真空断路器的机械特性参数，具体包括：
根据所述分/合闸速度和所述分/合闸时间确定所述操动机构(1)的分/合闸平均速度；
判断所述分/合闸平均速度是否超过分/合闸平均速度标准值，获得第四判断结果；
若所述第四判断结果为所述分/合闸平均速度超过所述分/合闸平均速度标准值，生成分/合闸平均速度超限记录并报警。
9.根据权利要求4所述的机械特性参数确定方法，其特征在于，所述根据所述当前特性参数确定所述智能型高压真空断路器的机械特性参数，具体包括：
根据所述当前电流和所述分/合次数确定所述智能型高压真空断路器的使用寿命；
判断所述使用寿命是否低于使用寿命最低阈值，获得第五判断结果；
若所述第五判断结果为所述使用寿命低于使用寿命最低阈值，生成使用寿命超限记录并报警。
10.根据权利要求9所述的机械特性参数确定方法，其特征在于，所述根据所述当前电流和所述分/合次数确定所述智能型高压真空断路器的使用寿命，具体包括：
根据使用寿命计算公式确定所述智能型高压真空断路器的使用寿命；其中L表示所述智能型高压真空断路器的使用寿命；IE表示额定短路开断电流；LE表示电寿命；IK为所述当前电流；NK为所述分/合次数。
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