CN110530625A - 一种高压隔离开关机械故障诊断装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种隔离开关机械故障诊断装置及方法，该装置包括检测模块和分析诊断模块，所述检测模块用于检测高压隔离开关的电动机构输出转矩及电机输出电流并将检测信息传输至所述分析诊断模块，所述分析诊断模块用于分析检测信息和判断高压隔离开关是否出现机械故障并存储故障波形、发送报警信息。本发明不但可以带电采集隔离开关的扭矩、电机功率等关键参数，而且可以自动判断故障类型并存储数据、发送警报，还可以实现低温及高温条件下的隔离开关故障诊断。
Description
技术领域
本发明涉及电气设备测试装置领域，更具体地说，涉及一种高压隔离开关机械故障诊断装置及方法。
背景技术
隔离开关是电气系统中重要的开关电器，是电力系统中数量最多、应用范围最广的电气设备之一。隔离开关大部分是户外常规设备，在自然条件温湿度、紫外线等作业下，导致机械结构的卡阻、锈蚀、分合闸不到位等，引起设备发热等缺陷，影响电网运行方式及可靠性。目前隔离开关运行维护的传统方法如下：在隔离开关动作失灵时，通过人工检查的方法检测开关是否出现故障。这种方法只能停电检测，检测成本高、效率低，测试人员工作强度大。另外，部分隔离开关的部件不裸露，难以采用肉眼识别方式判断故障。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种高压隔离开关机械故障诊断装置及方法，不但可以带电采集隔离开关的扭矩、电机功率等关键参数，而且可以自动判断故障类型并存储数据、发送警报，还可以实现低温及高温条件下的隔离开关故障诊断。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
设计一种隔离开关机械故障诊断装置，该装置包括检测模块和分析诊断模块，所述检测模块用于检测高压隔离开关的电动机构输出转矩及电机输出电流并将检测信息传输至所述分析诊断模块，所述分析诊断模块用于分析检测信息和判断高压隔离开关是否出现机械故障并存储故障波形、发送报警信息。
在上述方案中，所述检测模块包括电动机构力矩检测模块、电机输出功率检测模块和分合闸行程检测模块，所述电动机构力矩检测模块用于检测高压隔离开关电动机构输出转轴力矩，所述电机输出功率检测模块用于检测驱动电机的输出功率，所述分合闸行程检测模块用于检测高压隔离开关刀闸分合闸行程以及判断高压隔离开关分合闸是否到位。
在上述方案中，所述分析诊断模块包括通信接口、分析控制模块、报警模块、机械故障数据库、存储模块、显示模块、电源模块和温度控制模块，所述电动机构力矩检测模块、电机输出功率检测模块和分合闸行程检测模块的信号输出端与通信接口的输入端连接，所述通信接口的输出端与分析控制模块的信号输入端连接，所述分析控制模块的信号输出端与报警模块、显示模块连接，所述分析控制模块、机械故障数据库、存储模块之间进行数据交互，所述电源模块为分析诊断模块提供电源。
在上述方案中，所述通信接口用于将电动机构力矩检测模块、电机输出功率检测模块和分合闸行程检测模块的检测数据传输至分析诊断模块。
在上述方案中，所述分析诊断模块用于将检测数据与机械故障数据库中的数据模型进行匹配以判断高压隔离开关机械故障类型，并将故障数据传递至存储模块，向所述报警模块发送报警命令。
在上述方案中，所述报警模块用于发送故障报警命令，所述报警模块为声光报警器；所述存储模块用于存储高压隔离开关故障信息；所述显示模块用于显示所述检测模块检测的实时转矩及功率数据。
在上述方案中，所述机械故障数据库用于存储高压隔离开关机械故障波形特征，所述机械故障数据库根据现场检测故障波形进行故障模型更新。
在上述方案中，所述温度控制模块用于监测高压隔离开关机械故障诊断装置所处的环境温度，并根据监测温度及时对所述分析控制模块进行加热或降温。
本发明还提供一种隔离开关机械故障诊断方法，应用上述隔离开关机械故障诊断装置，该方法包括如下步骤：
步骤1)：将所述电动机构力矩检测模块和分合闸行程检测模块固定于高压隔离开关的电动机构转动轴上，将所述电机输出功率检测模块连接于高压隔离开关的电机分闸线圈和合闸线圈处；
步骤2)：所述电源模块为分析诊断模块供电，所述温度控制模块检测环境温度，当环境温度过高或过低，所述温度控制模块为分析控制模块进行降温或加热；
步骤3)：所述电动机构力矩检测模块检测电动机构输出转轴力矩，所述电机输出功率检测模块检测驱动电机的输出功率，所述分合闸行程检测模块检测分合闸行程并判断分合闸是否到位，三者将检测数据传输至通信接口；所述通信接口接收检测数据，并将数据传输至所述分析控制模块；
步骤4)：所述分析控制模块读取检测数据，然后调用所述机械故障数据库中的数据模型，将检测数据与故障模型进行对比，利用匹配算法进行识别，判断检测波形是否为故障波形，并将检测波形传输至显示模块；
步骤5)：若检测波形为正常波形，则返回步骤4)继续检测；若检测波形为故障波形，则将故障波形存储于所述存储模块中，由所述报警模块发送报警信号，在所述显示模块中显示故障类型及故障部位。
(三)有益效果
本发明的有益效果是：
1、本发明的检测模块包括电动机构力矩检测模块、电机输出功率检测模块及分合闸行程检测模块，可以对隔离开关状态量进行实时在线监测，避免人工故障视觉诊断带来的停电检修、工作量大等问题；同时，可以通过综合对比多种数据有效识别不同隔离开关机械故障。
2、本发明的分析控制模块内置有机械故障数据库，可以通过匹配算法对机械故障进行自动识别分类；同时机械故障数据库可根据现场检测故障波形进行故障模型更新，实现高压隔离开关机械故障的智能诊断。
3、本发明的显示模块可实时显示所测力矩和电机输出波形，并显示故障位置，并通过联网，实现高压隔离开关健康状态的远程监测。
4、本发明的报警模块可实现高压隔离开关机械故障种类及部位的及时报警，减少故障检测及排查时间，提高了故障检修的效率。
5、本发明的温度控制模块防止诊断模块的温度过高或者过低导致设备失灵，使本装置适用于极寒及高温环境使用。
附图说明
图1为一种高压隔离开关机械故障诊断装置的结构示意图；
图2为一种高压隔离开关机械故障诊断方法的流程示意图。
图中：1、检测模块；2、分析诊断模块；3、电动机构力矩检测模块；4、电机输出功率检测模块；5、分合闸行程检测模块；6、通信接口；7、分析控制模块；8、报警模块；9、机械故障数据库；10、存储模块；11、显示模块；12、电源模块；13、温度控制模块。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
如图1所示，本发明提供一种隔离开关机械故障诊断装置，该装置包括检测模块1和分析诊断模块2，所述检测模块1用于检测高压隔离开关的电动机构输出转矩及电机输出电流并将检测信息传输至所述分析诊断模块，所述分析诊断模块2用于分析检测信息和判断高压隔离开关是否出现机械故障并存储故障波形、发送报警信息。
其中，所述检测模块1包括电动机构力矩检测模块3、电机输出功率检测模块4和分合闸行程检测模块5。电动机构力矩检测模块3为贴片式力矩传感器或内嵌式扭矩转速测量仪；电机输出功率检测模块4为电流互感器和电压互感器的组合；分合闸行程检测模块5为位置传感器。所述电动机构力矩检测模块3用于检测高压隔离开关电动机构输出转轴力矩，所述电机输出功率检测模块4用于检测驱动电机的输出功率，所述分合闸行程检测模块5用于检测高压隔离开关刀闸分合闸行程以及判断高压隔离开关分合闸是否到位。所述分析诊断模块2包括通信接口6、分析控制模块7、报警模块8、机械故障数据库9、存储模块10、显示模块11、电源模块12和温度控制模块(13)，所述电动机构力矩检测模块3、电机输出功率检测模块4和分合闸行程检测模块5的信号输出端与通信接口6的输入端连接，所述通信接口6的输出端与分析控制模块7的信号输入端连接，所述分析控制模块7的信号输出端与报警模块8、显示模块11连接，所述分析控制模块7、机械故障数据库9、存储模块10之间进行数据交互，所述电源模块12为分析诊断模块2提供电源，所述温度控制模块(13)。所述通信接口6用于将电动机构力矩检测模块3、电机输出功率检测模块4和分合闸行程检测模块5的检测数据传输至分析诊断模块2；所述分析诊断模块2用于将检测数据与机械故障数据库9中的数据模型进行匹配以判断高压隔离开关机械故障类型，并将故障数据传递至存储模块10，向所述报警模块8发送报警命令。所述报警模块8用于发送故障报警命令。在本发明实施例中，所述报警模块8为声光报警器。所述机械故障数据库9用于存储高压隔离开关机械故障波形特征，在本发明实施例中，所述机械故障数据库9可以根据现场检测故障波形进行故障模型更新。所述存储模块10用于存储高压隔离开关故障信息；所述显示模块11用于显示所述检测模块1检测的实时转矩及功率数据。所述温度控制模块(13)用于监测高压隔离开关机械故障诊断装置所处的环境温度，并根据监测温度及时对所述分析控制模块7进行加热或降温，避免所述分析控制模块7由于环境温度过高或过低而失灵。
如图2所示，本发明还提供一种隔离开关机械故障诊断方法，该方法包括如下步骤：
步骤1)：将所述电动机构力矩检测模块3和分合闸行程检测模块5固定于高压隔离开关的电动机构转动轴上，将所述电机输出功率检测模块4连接于高压隔离开关的电机分闸线圈和合闸线圈处；
步骤2)：所述电源模块12为分析诊断模块2供电，所述温度控制模块(13)检测环境温度，当环境温度过高或过低，所述温度控制模块(13)为分析控制模块7进行降温或加热，保证所述分析控制模块7正常运行；
步骤3)：所述电动机构力矩检测模块3检测电动机构输出转轴力矩，所述电机输出功率检测模块4检测驱动电机的输出功率，所述分合闸行程检测模块5检测分合闸行程并判断分合闸是否到位，三者将检测数据传输至通信接口6；所述通信接口6接收检测数据，并将数据传输至所述分析控制模块7；
步骤4)：所述分析控制模块7读取检测数据，然后调用所述机械故障数据库9中的数据模型，将检测数据与故障模型进行对比，利用匹配算法进行识别，判断检测波形是否为故障波形，并将检测波形传输至显示模块11；
步骤5)：若检测波形为正常波形，则返回步骤4)继续检测；若检测波形为故障波形，则将故障波形存储于所述存储模块10中，由所述报警模块8发送报警信号，在所述显示模块11中显示故障类型及故障部位。
附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (9)
1.一种隔离开关机械故障诊断装置，其特征在于，该装置包括检测模块(1)和分析诊断模块(2)，所述检测模块(1)用于检测高压隔离开关的电动机构输出转矩及电机输出电流并将检测信息传输至所述分析诊断模块(2)，所述分析诊断模块(2)用于分析检测信息和判断高压隔离开关是否出现机械故障并存储故障波形、发送报警信息。
2.根据权利要求1所述的一种隔离开关机械故障诊断装置，其特征在于，所述检测模块(1)包括电动机构力矩检测模块(3)、电机输出功率检测模块(4)和分合闸行程检测模块(5)，所述电动机构力矩检测模块(3)用于检测高压隔离开关电动机构输出转轴力矩，所述电机输出功率检测模块(4)用于检测驱动电机的输出功率，所述分合闸行程检测模块(5)用于检测高压隔离开关刀闸分合闸行程以及判断高压隔离开关分合闸是否到位。
3.根据权利要求2所述的一种隔离开关机械故障诊断装置，其特征在于，所述分析诊断模块(2)包括通信接口(6)、分析控制模块(7)、报警模块(8)、机械故障数据库(9)、存储模块(10)、显示模块(11)、电源模块(12)和温度控制模块(13)，所述电动机构力矩检测模块(3)、电机输出功率检测模块(4)和分合闸行程检测模块(5)的信号输出端与通信接口(6)的输入端连接，所述通信接口(6)的输出端与分析控制模块(7)的信号输入端连接，所述分析控制模块(7)的信号输出端与报警模块(8)、显示模块(11)连接，所述分析控制模块(7)、机械故障数据库(9)、存储模块(10)之间进行数据交互，所述电源模块(12)为分析诊断模块(2)提供电源。
4.根据权利要求3所述的一种隔离开关机械故障诊断装置，其特征在于，所述通信接口(6)用于将电动机构力矩检测模块(3)、电机输出功率检测模块(4)和分合闸行程检测模块(5)的检测数据传输至分析诊断模块(2)。
5.根据权利要求3所述的一种隔离开关机械故障诊断装置，其特征在于，所述分析诊断模块(2)用于将检测数据与机械故障数据库(9)中的数据模型进行匹配以判断高压隔离开关机械故障类型，并将故障数据传递至存储模块(10)，向所述报警模块(8)发送报警命令。
6.根据权利要求3所述的一种隔离开关机械故障诊断装置，其特征在于，所述报警模块(8)用于发送故障报警命令，所述报警模块(8)为声光报警器；所述存储模块(10)用于存储高压隔离开关故障信息；所述显示模块(11)用于显示所述检测模块(1)检测的实时转矩及功率数据。
7.根据权利要求3所述的一种隔离开关机械故障诊断装置，其特征在于，所述机械故障数据库(9)用于存储高压隔离开关机械故障波形特征，所述机械故障数据库(9)根据现场检测故障波形进行故障模型更新。
8.根据权利要求3所述的一种隔离开关机械故障诊断装置，其特征在于，所述温度控制模块(13)用于监测高压隔离开关机械故障诊断装置所处的环境温度，并根据监测温度及时对所述分析控制模块(7)进行加热或降温。
9.一种隔离开关机械故障诊断方法，其特征在于，应用权利要求3-8中任一项所述的隔离开关机械故障诊断装置，该方法包括如下步骤：
步骤1)：将所述电动机构力矩检测模块(3)和分合闸行程检测模块(5)固定于高压隔离开关的电动机构转动轴上，将所述电机输出功率检测模块(4)连接于高压隔离开关的电机分闸线圈和合闸线圈处；
步骤2)：所述电源模块(12)为分析诊断模块(2)供电，所述温度控制模块(13)检测环境温度，当环境温度过高或过低，所述温度控制模块(13)为分析控制模块(7)进行降温或加热；
步骤3)：所述电动机构力矩检测模块(3)检测电动机构输出转轴力矩，所述电机输出功率检测模块(4)检测驱动电机的输出功率，所述分合闸行程检测模块(5)检测分合闸行程并判断分合闸是否到位，三者将检测数据传输至通信接口(6)；所述通信接口(6)接收检测数据，并将数据传输至所述分析控制模块(7)；
步骤4)：所述分析控制模块(7)读取检测数据，然后调用所述机械故障数据库(9)中的数据模型，将检测数据与故障模型进行对比，利用匹配算法进行识别，判断检测波形是否为故障波形，并将检测波形传输至显示模块(11)；
步骤5)：若检测波形为正常波形，则返回步骤4)继续检测；若检测波形为故障波形，则将故障波形存储于所述存储模块(10)中，由所述报警模块(8)发送报警信号，在所述显示模块(11)中显示故障类型及故障部位。
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