CN110323108A - 运行中开关柜断路器分闸反弹行程动态检测方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种运行中开关柜断路器分闸反弹行程动态检测方法及装置，本发明检测方法实施步骤包括：监测开关柜断路器的分闸控制信号，当收到分闸控制信号后在开关柜断路器分闸过程中通过测距设备沿触头的轴线方向采集与触头的相对距离，并根据分闸过程中的相对距离信息计算得到运行中开关柜断路器分闸反弹行程；本发明检测装置包括相互连接的控制单元和激光传感器。本发明能够检测各种开关柜断路器动作过程中触头分闸反弹行程，具备带电运行中动态检测功能，可为开关柜断路器机构状态提供数据支持，可用于进一步研究断路器机构状态评价方法，根据评价结果制定检修决策指导断路器机构检修，能有效保证断路器安全稳定运行。

Description

运行中开关柜断路器分闸反弹行程动态检测方法及装置
技术领域
本发明涉及断路器故障检测领域，具体涉及一种运行中开关柜断路器分闸反弹行程动态检测方法及装置。
背景技术
断路器是保证电网安全稳定运行最为重要的控制和保护设备，其在电力系统中数量庞大且机构动作特性复杂。如开关柜断路器机构储能异常或分闸缓冲器出现缺陷，可能出现断路器分闸反弹行程过大引起断路器断口重击穿，从而导致断路器爆炸，造成的损失远远大于断路器自身价值。因此，对运行中10-35kV开关柜断路器分闸反弹行程进行检测，对研究开关柜断路器机构储能部件或分闸缓冲器状态，保证断路器的安全稳定运行有着重要意义。目前，国内尚未有能实现运行中开关柜断路器分闸反弹行程动态检测装置，未见系统性的开展10-35kV开关柜断路器分闸反弹行程动态检测研究。因此，构建10-35kV开关柜断路器分闸反弹行程动态检测装置，实现运行中10-35kV开关柜断路器分闸反弹行程动态检测，进行断路器机构储能部件和分闸缓冲器状态研究具有重要意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种运行中开关柜断路器分闸反弹行程动态检测方法及装置，本发明能够检测包括10-35kV规格在内的各种开关柜断路器动作过程中触头分闸反弹行程，具备带电运行中动态检测功能，可为研究10-35kV开关柜断路器机构状态提供数据支持，可用于进一步研究断路器机构状态评价方法，根据评价结果制定检修决策指导断路器机构检修，能有效保证断路器安全稳定运行。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种运行中开关柜断路器分闸反弹行程动态检测方法，实施步骤包括：
1）监测运行中开关柜断路器的分闸控制信号，当收到分闸控制信号后跳转执行下一步；
2）在开关柜断路器分闸过程中通过测距设备沿触头的轴线方向采集与触头的相对距离；
3）根据分闸过程中的相对距离信息计算得到运行中开关柜断路器分闸反弹行程。
可选地，步骤2）中通过测距设备沿触头的轴线方向采集与触头的相对距离具体是指通过激光传感器沿触头的轴线方向朝向触头发射激光、接收反射激光，并根据发射激光时刻发射激光、接收反射激光的时间差乘以光速得到测距设备与触头之间的相对距离。
可选地，步骤3）的详细步骤包括：针对分闸过程中的相对距离信息构成的相对距离曲线，在所述相对距离曲线中分别找到相对距离从下降阶段变成上升阶段的第一个采样点、从上升阶段恢复为下降阶段的第二个采样点，计算第一个采样点、第二个采样点之间的相对距离之差L1，并将距离之差L1作为得到的运行中开关柜断路器分闸反弹行程。
可选地，所述开关柜断路器为10-35kV开关柜断路器。
此外，本发明提供一种运行中开关柜断路器分闸反弹行程动态检测装置，包括相互连接的控制单元和激光传感器，所述控制单元具有分闸触发信号输入端以获取开关柜断路器的分闸控制信号，所述激光传感器安装在开关柜断路器触头的轴线方向上，所述控制单元用于在通过分闸触发信号输入端收到分闸控制信号后控制激光传感器沿触头的轴线方向采集与触头的相对距离、并根据分闸过程中的相对距离信息计算得到运行中开关柜断路器分闸反弹行程。
可选地，所述控制单元包括依次相连的分闸控制信号采集装置、数据处理单元和示波器，所述分闸控制信号采集装置具有分闸触发信号输入端以获取开关柜断路器的分闸控制信号，所述激光传感器与数据处理单元相连，所述分闸控制信号采集装置用于在通过分闸触发信号输入端收到分闸控制信号后发送触发信号给数据处理单元，所述数据处理单元用于在收到分闸触发信号后控制激光传感器进入检测模式沿触头的轴线方向采集与触头的相对距离并根据分闸过程中的相对距离信息计算得到运行中开关柜断路器分闸反弹行程，所述示波器用于输出运行中开关柜断路器分闸反弹行程以及分闸过程中的相对距离信息的数据曲线。
可选地，所述控制单元的分闸触发信号输入端连接有用于检测开关柜断路器的分合闸状态的断路器动作控制设备，所述断路器动作控制设备的分合闸控制线接入开关柜断路器的分合闸控制回路以用于控制断路器分合闸动作，且所述断路器动作控制设备具有用于输出分闸控制触发信号的分闸触发信号输出端，所述控制单元在接收开关柜断路器处于运行状态下通过接收断路器动作控制设备发出的保护动作信号或者操作控制信号作为输入的分闸触发信号。
可选地，所述开关柜断路器为10-35kV开关柜断路器。
和现有技术相比，本发明运行中开关柜断路器分闸反弹行程动态检测方法及装置具有下述优点：
1、本发明针对10-35kV开关柜断路器机构储能异常或分闸缓冲器出现缺陷、可能出现断路器分闸反弹行程过大的问题，能够检测包括10-35kV规格在内的各种开关柜断路器动作过程中触头分闸反弹行程，可为研究10-35kV开关柜断路器机构状态提供数据支持，可用于进一步研究断路器机构状态评价方法，根据评价结果制定检修决策指导断路器机构检修，能有效保证断路器安全稳定运行。
2、本发明具备带电运行中动态检测功能，检测更加准确，且不影响设备正常运行，能够用于监测开关柜断路器的设备状态。
3、本发明能够检测10-35kV开关柜断路器分闸反弹行程数据，特别具备检测运行中10-35kV开关柜断路器分闸反弹行程数据，同时也适用于其它规格的开关柜断路器。
附图说明
图1为本发明实施例方法的基本原理示意图。
图2为本发明实施例得到的相对距离曲线示意图。
图3为本发明实施例装置的结构示意图。
图例说明：1、控制单元；11、分闸控制信号采集装置；12、数据处理单元；13、示波器；2、激光传感器；3、断路器动作控制设备。
具体实施方式
如图1所示，本实施例运行中开关柜断路器分闸反弹行程动态检测方法的实施步骤包括：
1）监测运行中开关柜断路器的分闸控制信号，当收到分闸控制信号后跳转执行下一步；
2）在开关柜断路器分闸过程中通过测距设备沿触头的轴线方向采集与触头的相对距离；
3）根据分闸过程中的相对距离信息计算得到运行中开关柜断路器分闸反弹行程。
本实施例中，步骤2）中通过测距设备沿触头的轴线方向采集与触头的相对距离具体是指通过激光传感器沿触头的轴线方向朝向触头发射激光、接收反射激光，并根据发射激光时刻发射激光、接收反射激光的时间差乘以光速得到测距设备与触头之间的相对距离。
本实施例中，步骤3）的详细步骤包括：针对分闸过程中的相对距离信息构成的相对距离曲线，在相对距离曲线中分别找到相对距离从下降阶段变成上升阶段的第一个采样点、从上升阶段恢复为下降阶段的第二个采样点，计算第一个采样点、第二个采样点之间的相对距离之差L1（如图2所示，其中横坐标T为时间，单位ms；纵坐标L表示相对距离，单位mm），并将距离之差L1作为得到的运行中开关柜断路器分闸反弹行程。
本实施例中，开关柜断路器为10-35kV开关柜断路器，但是本实施例运行中开关柜断路器分闸反弹行程动态检测方法并不局限于开关柜断路器的电压等级，因此本实施例运行中开关柜断路器分闸反弹行程动态检测方法也可以适用于其它电压等级的开关柜断路器。
如图3所示，本实施例提供一种运行中开关柜断路器分闸反弹行程动态检测装置，包括相互连接的控制单元1和激光传感器2，控制单元1具有分闸触发信号输入端以获取开关柜断路器的分闸控制信号，激光传感器2安装在开关柜断路器触头的轴线方向上，控制单元1用于在通过分闸触发信号输入端收到分闸控制信号后控制激光传感器2沿触头的轴线方向采集与触头的相对距离、并根据分闸过程中的相对距离信息计算得到运行中开关柜断路器分闸反弹行程。本实施例运行中开关柜断路器分闸反弹行程动态检测装置能够检测实际开关柜断路器动作过程中分闸反弹行程，得到分闸反弹行程轨迹图（相对距离曲线），具备带电运行中动态检测功能，可为研究开关柜断路器机构储能和分闸缓冲器状态提供数据支持。
需要说明的是，控制单元1既可以采用单个微处理器来实现，此外也可以根据实际工程需要选择两个以上的微处理器来实现，或者采用微处理器及上位机结合的方式实现，但是不论其具体的拓扑结构形式，均可以通过对实现在通过分闸触发信号输入端收到分闸控制信号后控制激光传感器2沿触头的轴线方向采集与触头的相对距离、并根据分闸过程中的相对距离信息计算得到运行中开关柜断路器分闸反弹行程的目的。
如图3所示，控制单元1包括依次相连的分闸控制信号采集装置11、数据处理单元12和示波器13，分闸控制信号采集装置11具有分闸触发信号输入端以获取开关柜断路器（该开关柜断路器的小车参见图3中的标号a所示）的分闸控制信号，激光传感器2与数据处理单元12相连，分闸控制信号采集装置11用于在通过分闸触发信号输入端收到分闸控制信号后发送触发信号给数据处理单元12，数据处理单元12用于在收到分闸触发信号后控制激光传感器2进入检测模式沿触头（参见图3中的标号b所示）的轴线方向采集与触头的相对距离并根据分闸过程中的相对距离信息计算得到运行中开关柜断路器分闸反弹行程，示波器13用于输出运行中开关柜断路器分闸反弹行程以及分闸过程中的相对距离信息的数据曲线。此外，对于具有计算功能的示波器13，在通过示波器13显示输出运行中开关柜断路器分闸反弹行程以及分闸过程中的相对距离信息的数据曲线以外，还可以通过示波器13根据分闸过程中的相对距离信息计算得到运行中开关柜断路器分闸反弹行程。
控制单元1的分闸触发信号输入端连接开关柜断路器的控制系统，所述控制单元1在接收开关柜断路器处于运行状态下通过接收开关柜断路器的控制系统发出的保护动作信号或者操作控制信号作为输入的分闸触发信号。
如图3所示，控制单元1的分闸触发信号输入端连接有用于检测开关柜断路器的分合闸状态的断路器动作控制设备3，断路器动作控制设备3的分合闸控制线接入开关柜断路器的分合闸控制回路（参见图3中的标号c所示）以用于控制断路器分合闸动作，且断路器动作控制设备3具有用于输出分闸控制触发信号的分闸触发信号输出端，从而可以检测开关柜断路器的分合闸状态；控制单元1在接收开关柜断路器处于运行状态下通过接收断路器动作控制设备3发出的保护动作信号或者操作控制信号作为输入的分闸触发信号。本实施例中，断路器动作控制设备3为开关柜断路器附带的控制设备，用于控制开关柜断路器的工作状态，当开关柜断路器在运行中时，断路器动作控制设备3可以以保护动作信号或者操作控制信号的形式发出分闸触发信号直接传输给控制单元1，从而实现对运行中的开关柜断路器的分闸反弹行程动态检测。本实施例通过断路器动作控制设备3输出分闸触发信号作为激光传感器2工作的触发信号，使得装置实现了自动检测的功能；激光传感器2的检测模式可设置为持续指定时间后自动退出，以实现节能的效果。此外，控制单元1的分闸触发信号输入端也可以接入其他可检测开关柜断路器的分合闸状态的相关设备，包括开关柜断路器自带的分闸辅助触点、开关柜断路器外部的控制系统等等，都可以实现对运行中开关柜断路器的分闸触发信号的获取，从而实现对运行中的开关柜断路器的分闸反弹行程动态检测。
本实施例中，开关柜断路器为10-35kV开关柜断路器，但是本实施例运行中开关柜断路器分闸反弹行程动态检测装置并不局限于开关柜断路器的电压等级，因此本实施例运行中开关柜断路器分闸反弹行程动态检测装置也可以适用于其它电压等级的开关柜断路器。
本实施例中运行中开关柜断路器分闸反弹行程动态检测装置的工作过程如下：由断路器动作控制设备3提供开关柜断路器的分闸控制信号，同时提供分闸触发信号至分闸控制信号采集装置11，此时分闸控制信号采集装置11发出一个启动触发信号给数据处理单元12，数据处理单元12收到启动触发信号后 控制激光传感器2启动测量模式，利用开关柜断路器的激光反射时间差计算激光传感器2与触头的相对距离，将相对距离传输至数据处理单元12，数据处理单元12通过示波器13显示断路器位置轨迹、并通过相对距离曲线的轨迹图计算得到断路器分闸反弹行程，从而能够为开关柜断路器机构储能和分闸缓冲器状态研究提供数据支持，保证断路器安全稳定运行。本实施例运行中开关柜断路器分闸反弹行程动态检测方法及装置经试验和试运行被证明效果良好、使用方便、安全可靠，完全达到设计要求。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种运行中开关柜断路器分闸反弹行程动态检测方法，其特征在于，实施步骤包括：
1）监测运行中开关柜断路器的分闸控制信号，当收到分闸控制信号后跳转执行下一步；
2）在开关柜断路器分闸过程中通过测距设备沿触头的轴线方向采集与触头的相对距离；
3）根据分闸过程中的相对距离信息计算得到运行中开关柜断路器分闸反弹行程。
2.根据权利要求1所述的运行中开关柜断路器分闸反弹行程动态检测方法，其特征在于，步骤2）中通过测距设备沿触头的轴线方向采集与触头的相对距离具体是指通过激光传感器沿触头的轴线方向朝向触头发射激光、接收反射激光，并根据发射激光时刻发射激光、接收反射激光的时间差乘以光速得到测距设备与触头之间的相对距离。
3.根据权利要求1所述的运行中开关柜断路器分闸反弹行程动态检测方法，其特征在于，步骤3）的详细步骤包括：针对分闸过程中的相对距离信息构成的相对距离曲线，在所述相对距离曲线中分别找到相对距离从下降阶段变成上升阶段的第一个采样点、从上升阶段恢复为下降阶段的第二个采样点，计算第一个采样点、第二个采样点之间的相对距离之差L1，并将距离之差L1作为得到的运行中开关柜断路器分闸反弹行程。
4.根据权利要求1所述的运行中开关柜断路器分闸反弹行程动态检测方法，其特征在于，所述开关柜断路器为10-35kV开关柜断路器。
5.一种运行中开关柜断路器分闸反弹行程动态检测装置，其特征在于，包括相互连接的控制单元（1）和激光传感器（2），所述控制单元（1）具有分闸触发信号输入端以获取开关柜断路器的分闸控制信号，所述激光传感器（2）安装在开关柜断路器触头的轴线方向上，所述控制单元（1）用于在通过分闸触发信号输入端收到分闸控制信号后控制激光传感器（2）沿触头的轴线方向采集与触头的相对距离、并根据分闸过程中的相对距离信息计算得到运行中开关柜断路器分闸反弹行程。
6.根据权利要求5所述的运行中开关柜断路器分闸反弹行程动态检测装置，其特征在于，所述控制单元（1）包括依次相连的分闸控制信号采集装置（11）、数据处理单元（12）和示波器（13），所述分闸控制信号采集装置（11）具有分闸触发信号输入端以获取开关柜断路器的分闸控制信号，所述激光传感器（2）与数据处理单元（12）相连，所述分闸控制信号采集装置（11）用于在通过分闸触发信号输入端收到分闸控制信号后发送触发信号给数据处理单元（12），所述数据处理单元（12）用于在收到分闸触发信号后控制激光传感器（2）进入检测模式沿触头的轴线方向采集与触头的相对距离并根据分闸过程中的相对距离信息计算得到运行中开关柜断路器分闸反弹行程，所述示波器（13）用于输出运行中开关柜断路器分闸反弹行程以及分闸过程中的相对距离信息的数据曲线。
7.根据权利要求5所述的运行中开关柜断路器分闸反弹行程动态检测装置，其特征在于，所述控制单元（1）的分闸触发信号输入端连接有用于检测开关柜断路器的分合闸状态的断路器动作控制设备（3），所述断路器动作控制设备（3）的分合闸控制线接入开关柜断路器的分合闸控制回路以用于控制断路器分合闸动作，且所述断路器动作控制设备（3）具有用于输出分闸控制触发信号的分闸触发信号输出端，所述控制单元（1）在接收开关柜断路器处于运行状态下通过接收断路器动作控制设备（3）发出的保护动作信号或者操作控制信号作为输入的分闸触发信号。
8.根据权利要求5所述的运行中开关柜断路器分闸反弹行程动态检测装置，其特征在于，所述开关柜断路器为10-35kV开关柜断路器。
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