CN109541451A - 一种用于机械式断路器断口一致性的智能调试装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及断路器检测的技术领域，公开了一种用于机械式断路器断口一致性的智能调试装置，包括多个光纤传感器，多个所述光纤传感器与中继处理单元相连，所述中继处理单元与监控系统相连，所述光纤传感器用于检测断路器是否到达分闸有效开距，输出检测信号，所述中继处理单元用于接收监控系统下发的分闸信号，同时驱动多个断路器执行分闸动作，再接收多个所述光纤传感器的检测信号，标记检测信号对应的接收时间点，并将多个接收时间点传送至监控系统，所述监控系统根据下发分闸信号的时间点和接收时间点，计算多个断路器完成分闸有效开距的时间，并将其显示出来。本发明的测量装置结构简单，实用性强，可同时完成多个断路器的检测。

Description

一种用于机械式断路器断口一致性的智能调试装置

技术领域

本发明涉及断路器检测的技术领域，尤其涉及一种用于机械式断路器断口一致性的智能调试装置。

背景技术

现阶段电网技术的运用中，交流电网中使用的特高压交流断路器，有采用二个灭弧单元和四个灭弧单元串联结构，而柔性供电系统，尤其是500kV断路器，出现了采用十二个或以上的开断单元串联结构。为保证开断性能，对开断单元触头运行特性的一致性提出了很高要求，每台机械开关断口触头达到有效开距(保证此开距下，各档电流均能有效分断)的时间需在1.8ms～2ms之间，断路器采用的开断单元一般称为快速机械开关。

目前测试断口一致性的方法主要有：一是利用高速摄像机对每台快速机械开关的分闸动作进行拍摄，再使用专用软件进行数据处理，可得到每台快速机械开关到达有效开距的时间，但是必需对每台快速机械开关的有效开距逐一进行测试，随着断口数量的增多，测试工作量也会相应的变大，不适合小批量的测试，同时由于操作环境的限制，如空间狭小、或者高空作业，导致无法架设设备从而无法测试；二是在每台快速机械开关的相应位置安装行程位移传感器，利用开关特性测试仪测试每台快速机械开关到达有效开距的时间，行业内的高端设备也可以实现几个断口的同时测试，但是设备占用空间大，同样也存在受环境空间限制的问题，同时，传感器的测试精度及特性仪的分析精度，均无法满足高响应、高精度的要求。

实际应用中，测试的产品是分层布置的，一共6层，最高可达16米左右，使用高速摄影均需将测试设备搬至每层分别进行测试，需要耗费大量的人力物力，可操作性低，另外，两种方案进行测试的精度和响应速度均达不到要求。要保证测试精度，设备响应的精度至少是测试指标0.1ms的五分之一，即20us，超出了以往常规测试手段所能到的精度要求，同时测试的断口数量较多，现阶段的测试设备也无法满足，因此，为测量快速机械开关多断口的一致性，急需开发了一种多断口同时测试、高响应速度、高精度的测试装置。

发明内容

本发明提供了一种用于机械式断路器断口一致性的智能调试装置，解决了现有测试装置庞大，无法进行小批量测试，测试精度低，无法满足测试要求等问题。

本发明可以通过以下技术方案实现：

一种用于机械式断路器断口一致性的智能调试装置，包括多个光纤传感器，多个所述光纤传感器与中继处理单元相连，所述中继处理单元与监控系统相连，所述光纤传感器用于检测断路器是否到达分闸有效开距，输出检测信号，所述中继处理单元用于接收监控系统下发的分闸信号，同时驱动多个断路器执行分闸动作，再接收多个所述光纤传感器的检测信号，标记检测信号对应的接收时间点，并将多个接收时间点传送至监控系统，所述监控系统根据下发分闸信号的时间点和接收时间点，计算多个断路器完成分闸有效开距的时间，并将其显示出来。

进一步，所述中继处理单元包括处理器，所述处理器通过光接口与监控系统相连，通过多个驱动模块与多个断路器对应相连，通过多个传感器接口与多个光纤传感器对应相连。

进一步，所述光纤传感器包括接收端和发射端，所述接收端和发射端对称设置在操作机构的连杆的两侧，所述连杆上设置有档块，当断路器的静动触头完成分闸有效开距时，所述档块的底面遮挡发射端与接收端之间的光路。

进一步，所述接收端和发射端分别通过对应的L型支架设置在断路器的上导向板上。

进一步，所述档块采用螺母结构，套装在连杆上。

一种基于上文所述的用于机械式断路器断口一致性的智能调试装置的调试方法，包括：

步骤一、将各个光纤传感器的发射端和接收端通过L型支架对称设置在对应的操作机构的连杆两侧；

步骤二、利用监测系统向中继处理单元下发分闸命令，并记录下发时间点，所述中继处理单元驱动多个断路器同时执行分闸动作；

步骤三、各个所述断路器的静动触头完成分闸有效开距时，对应的光纤传感器输出检测信号，传送至中继处理单元，所述中继处理单元标记对应的接收时间点，并将各个接收时间点传送至监控系统；

步骤四、所述监控系统计算各个下发时间点和对应的接收时间点的时间差，即为各个断路器完成分闸有效开距的时间，并显示出来。

本发明有益的技术效果如下：

1)介于断路器分闸速度快，本发明采用光接口实现监控系统与中继处理单元的通讯，其响应时间小于120μs，光信号的传播不易受到外界干扰，抗电磁干扰能力强，并且采用光纤传感器进行断路器完成分闸有效开距的时间点的检测，其响应时间不超过16μs，因此，由于测试设备本身的时间延迟基本忽略，提高了测量结果的准确度和精度。

2)利用中继处理单元同时对多个断路器下发分闸命令，借助多个光纤传感器完成对多个断路器的测量，中继处理单元只关注多个光纤传感器的信号采集时刻，不关注信号本身物理量的误差，再将该采集时刻通过光接口传送至监控系统，从而方便监控系统计算得出分闸时间，并显示出来，实现快速人机交互，实时性强，并且可以同时对多个断路器进行测试，测试效率高。

3)安装在断路器上光纤传感器通过光纤连接至中继处理单元，进而连接监控系统，结构布置灵活多变，无论是在敞开式空间上导向板，还是在高空工程现场，均能够实现测量，应用场合广。

附图说明

图1为本发明的电路连接框图；

图2为本发明的光纤传感器的安装示意图；

图3为本发明的中继处理单元的模块布局示意图；

其中，1-接收端，2-发射端，3-连杆，4-L型支架，5-档块。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。

本发明提供了一种用于机械式断路器断口一致性的智能调试装置，如图1所示，包括多个光纤传感器，多个光纤传感器与中继处理单元相连，该中继处理单元与监控系统相连，该光纤传感器用于检测断路器是否到达分闸有效开距，输出检测信号，该中继处理单元用于接收监控系统下发的分闸信号，同时驱动多个断路器执行分闸动作，再接收多个光纤传感器的检测信号，标记检测信号对应的接收时间点，并将多个接收时间点传送至监控系统，该监控系统根据下发分闸信号的时间点和接收时间点，计算多个断路器完成分闸有效开距的时间，并将其显示出来。

如图2所示，该光纤传感器包括接收端1和发射端2，其接收端1和发射端2对称设置在操作机构的连杆3的两侧，分别通过对应的L型支架4设置在断路器的上导向板上，在连杆3上设置有档块5，当断路器的静动触头完成分闸有效开距时，该档块5的底面遮挡发射端1与接收端2之间的光路。该档块5采用螺母结构，套装在连杆3上，这样，可以避免由于断路器的高速分闸动作，导致档块5变形损害等问题。

为了保证测试的精度，首先，在断路器合闸时，将档块5安装在上导向板上方的连杆的某个位置，然后，从档块5的底面向下相隔有效开距距离的位置即为各个光纤传感器的发射端2和接收端1，利用L型支架4将其固定在上导向板上，这样，就可以测量完成相同的有效开距，各个断路器所需的时间。

为了方便电路连接，满足高响应速度、高精度的测试要求，该中继处理单元采用集成板卡的形式，如图3所示，该集成板卡上设置有处理器、光接口6、多个驱动模块7和多个传感器接口8，该处理器通过光接口6与监控系统相连，通过多个驱动模块7与多个断路器对应相连，通过多个传感器接口8与多个光纤传感器对应相连。其光接口6的通讯速度快，抗电磁干扰能力强，可以快速实现集成板卡与监控系统之间的通讯，整个集成板卡采用双电源设计，增加了可靠性。

本发明还提供了一种基于上文所述的用于机械式断路器断口一致性的智能调试装置的调试方法，包括：

步骤一、将各个光纤传感器的发射端2和接收端1通过L型支架4对称设置在对应的操作机构的连杆3两侧；

步骤二、利用监测系统向中继处理单元下发分闸命令，并记录下发时间点，所述中继处理单元驱动多个断路器同时执行分闸动作；

步骤三、各个断路器的静动触头完成分闸有效开距时，对应的光纤传感器输出检测信号，传送至中继处理单元，该中继处理单元标记对应的接收时间点，并将各个接收时间点传送至监控系统；

步骤四、监控系统计算各个下发时间点和对应的接收时间点的时间差，即为各个断路器完成分闸有效开距的时间，并显示出来。

本发明通过光纤传感器检测每个断路器是否完成分闸有效开距，借助中继处理单元将监控系统下发的分闸命令，通过驱动模块驱动各个断路器同时开始分闸动作，监控系统记录下发命令的时间点，达到分闸有效开距后，各个光纤传感器将检测信号传送至中继处理单元，而中继处理单元仅关注各个光纤传感器的上传时刻，并标记对应的时间点上传至监控系统，由监控系统完成分闸时间的计算，整个装置的结构简单，无需庞大的测试设备，占地面积小，实用性强，可同时完成多个断路器的检测，并且不需要搬动测试设备，另外，采用光纤传感器和光接口可以达到断路器的快速动作要求，满足对断路器高响应速度、高精度的测试要求。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。

Claims (6)

1.一种用于机械式断路器断口一致性的智能调试装置，其特征在于：包括多个光纤传感器，多个所述光纤传感器与中继处理单元相连，所述中继处理单元与监控系统相连，

所述光纤传感器用于检测断路器是否到达分闸有效开距，输出检测信号，所述中继处理单元用于接收监控系统下发的分闸信号，同时驱动多个断路器执行分闸动作，再接收多个所述光纤传感器的检测信号，标记检测信号对应的接收时间点，并将多个接收时间点传送至监控系统，所述监控系统根据下发分闸信号的时间点和接收时间点，计算多个断路器完成分闸有效开距的时间，并将其显示出来。

2.根据权利要求1所述的用于机械式断路器断口一致性的智能调试装置，其特征在于：所述中继处理单元包括处理器，所述处理器通过光接口与监控系统相连，通过多个驱动模块与多个断路器对应相连，通过多个传感器接口与多个光纤传感器对应相连。

3.根据权利要求1所述的用于机械式断路器断口一致性的智能调试装置，其特征在于：所述光纤传感器包括接收端和发射端，所述接收端和发射端对称设置在操作机构的连杆的两侧，所述连杆上设置有档块，当断路器的静动触头完成分闸有效开距时，所述档块的底面遮挡发射端与接收端之间的光路。

4.根据权利要求3所述的用于机械式断路器断口一致性的智能调试装置，其特征在于：所述接收端和发射端分别通过对应的L型支架设置在断路器的上导向板上。

5.根据权利要求3所述的用于机械式断路器断口一致性的智能调试装置，其特征在于：所述档块采用螺母结构，套装在连杆上。

6.一种基于权利要求1所述的用于机械式断路器断口一致性的智能调试装置的调试方法，其特征在于包括：

步骤一、将各个光纤传感器的发射端和接收端通过L型支架对称设置在对应的操作机构的连杆两侧；

步骤二、利用监测系统向中继处理单元下发分闸命令，并记录下发时间点，所述中继处理单元驱动多个断路器同时执行分闸动作；

步骤三、各个所述断路器的静动触头完成分闸有效开距时，对应的光纤传感器输出检测信号，传送至中继处理单元，所述中继处理单元标记对应的接收时间点，并将各个接收时间点传送至监控系统；

步骤四、所述监控系统计算各个下发时间点和对应的接收时间点的时间差，即为各个断路器完成分闸有效开距的时间，并显示出来。