CN110601376B - 一种高压隔离开关合闸到位监测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压隔离开关合闸到位监测装置及方法，监测装置设置在高压隔离开关动静触头盒中，包括相机和取能设备，相机设置在高压隔离开关的高压侧，通过无线传输设备连接监测端，通过获取合闸后高压隔离开关刀闸部位的照片判断合闸是否到位，将图像分析结果无线传输至监测端，取能设备设置在高压隔离开关所在支路，分别与相机和储能设备连接。本发明结构简单，所占空间小，成本低，抗干扰性强，稳定性好，适用的高压隔离开关型号多，智能化水平高。

Description

一种高压隔离开关合闸到位监测装置及方法

技术领域

本发明属于隔离开关技术领域，具体涉及一种高压隔离开关合闸到位监测装置及方法。

背景技术

高压隔离开关是发电厂和变电站电气系统中重要的开关电器，需与高压断路器配套使用。其主要功能是：保证高压电器及装置在检修工作时的安全，起隔离电压的作用，不能用与切断、投入负荷电流和开断短路电流，仅可用于不产生强大电弧的某些切换操作，即是说它不具有灭弧功能。

高压隔离开关是否合闸到位在很大程度上决定了高压隔离开关设备能否正常运行。然而由于由于高压隔离开关长期工作在高电压、大电流的运行环境中，其工作的可靠性与触头的接触状况有着密切的联系，在运行过程中，机械振动、触头烧蚀等都有可能造成高压隔离开关接触状况下降，接触电阻的增大，触点温度的升高，接触表面的氧化，甚至触点之间发生电弧放电，最终造成重大电力事故。因此，准确可靠地判断高压隔离开关是否合闸到位是解决高压隔离开关设备正常运行的关键问题。

现有技术中，主要是通过采用人工现场利用望远镜观测，然后凭个人经验判断是否出现合闸不到位的故障。但是很多合闸不到位的故障不容易通过肉眼观测到，因而这种方法观测效率不高。近年来出现的图像法，相机均安装在隔离开关低压侧或采用移动式机器人，如安装在绝缘瓷瓶下方。这就出现了，由于远离动静触头，相机安装数量多，成本高，维护工作量大，夜间无法保证图像质量等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种高压隔离开关合闸到位监测装置及方法，解决现有监测方法准确率低、效率低的问题。

本发明采用以下技术方案：

一种高压隔离开关合闸到位监测装置，监测装置设置在高压隔离开关动静触头盒中，包括相机和取能设备，相机设置在高压隔离开关的高压侧，通过获取合闸后高压隔离开关刀闸部位的照片判断合闸是否到位，并将图像结果无线传输至监测端，取能设备设置在高压隔离开关所在支路，分别与相机和储能设备连接用于供电。

具体的，取能设备包括取能线圈和取能电源模块，取能线圈设置在输电线路上，一端与取能电源模块连接，取能电源模块用于对输电线路上的电能进行整流滤波处理并稳压输出给相机、无线传输设备和储能设备。

进一步的，高压隔离开关静触头和动触头的连接处设置有防雨罩，相机设置在防雨罩的内侧，分别与取能电源模块和储能设备连接，相机上设置有防护罩。

更进一步的，储能设备为锂电池，锂电池设置在防雨罩的内侧。

具体的，相机内设置有无线传输设备，无线传输设备的发射端设置在高压隔离开关的接线板、支座或槽钢底架上。

进一步的，发射端和接收端之间不设置阻挡物体。

具体的，相机的一侧设置有照明设备，照明设备与储能设备连接。

本发明的另一个技术方案是，一种高压隔离开关合闸到位监测方法，包括以下步骤：

S1、高压隔离开关合闸后，高压隔离开关所在支路通电，设置在该支路上的取能设备开始获取电能，并经设定的时延后，触发安装于动静触头盒中的相机进入工作模式，拍摄一幅动静触头合闸位置的照片；

S2、相机将拍照得到的相片进行图像分析来确定合闸是否正确，然后将现场照片及判断结果无线发送，完成后照相机进入待机状态；

S3、监测端通过手机或电脑获取现场照片和合闸情况。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明一种高压隔离开关合闸到位监测装置，通过在高压隔离开关高压侧的动静触头盒中设置相机，在此位置可以不留死角地到观察到高压隔离开关动静触头是否合闸到位，提高了判断高压隔离开关合闸到位的准确性和高压隔离开关设备运行的可靠性，杜绝了人为判断主观因素造成的误判现象，解决了低压侧监测遇到的成本高、效果差等问题，只在隔离开关合闸后工作，其余时间待机休眠，节约了能源增加了使用寿命，智能化程度高，相机自带图像分析和无线传输功能，工作人员只需在远程通过手机或电脑就能获取合闸信息，提高了实用性，降低了相关人员的工作量。

进一步的，能在夜间、停电、下雨等多种环境下正常工作，稳定性高持久性强。

一种高压隔离开关合闸到位监测装置的监测方法，高压隔离开关合闸后，高压隔离开关所在支路通电(获得电压或电流)，设置在该支路上的取能电源装置开始获取电能，并经设定的时延后，触发安装于动静触头盒中的相机进入工作模式，拍摄一幅动静触头合闸位置的照片；相机将拍照得到的相片进行图像分析来确定合闸是否正确，然后将现场照片及判断结果无线发送，完成这个过程后照相机进入待机状态。；远端操作人员可以通过手机或电脑获取现场照片和合闸情况。

综上所述，本发明结构简单，所占空间小，成本低，抗干扰性强，稳定性好，适用的高压隔离开关型号多，智能化水平高。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为GW4A-40.5W高压隔离开关结构图；

图2为GW4A-40.5W高压隔离开关监测安装位置示意图；

图3为高压隔离开关合闸到位监测装置的工作流程框架示意图；

图4为高压隔离开关高压侧取能电源原理图；

图5为智能图像处理流程图；

其中：1.槽钢底架；2.支座；3.绝缘支柱；4.左出线座；5.圆柱端导电杆；6.防雨罩；7.触指导电杆；8.右出线座。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“一侧”、“一端”、“一边”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图2，本发明提供了一种高压隔离开关合闸到位监测装置及方法，监测装置设置在高压隔离开关动静触头盒中，包括相机和取能设备，在静触头或动触头的附近安装相机；在隔离开关合闸完成后拍摄现场刀闸的照片和视频，并通过无线技术实现图像的传输；后台智能分析主机对接收到的图像数据进行智能处理，确定刀闸为何种状态；若判断合闸未到位，则发出告警信号。本发明提高了判断高压隔离开关刀闸闭合到位的准确性和高压隔离开关设备运行的可靠性，杜绝了人为判断主观因素造成的误判现象。

本发明一种高压隔离开关合闸到位监测装置，包括相机、照明设备、无线传输设备、取能设备和储能设备。

相机安装在高压隔离开关的高压端静触头或动触头附近处，相机上设置有用于防尘防雨的相机防护罩；相机通过无线传输设备传输现场图片和视频，照明设备用于辅助光线不足时拍摄；储能设备用于停电时保障供电，取能设备分别与相机、照明设备、无线传输设备和储能设备连接，能够利用互感线圈从输电导线上获取电能，具有整流滤波、调节保护和稳压输出的功能，保证输电导线电流不稳定时仍能输出稳定的电压，为整套监测装置正常工作时提供电能。

其中，相机可在一定角度内转动相机及其防护罩和照明设备的种类和大小，根据不同型号的高压隔离开关选择的。相机及其防护罩和照明设备安装在高压端静触头或动触头附近拍摄效果最好的地方，如安装在包裹静触头的防雨罩内侧上，具体位置是根据不同型号的高压隔离开关选择的。

无线传输设备的发射端和接收端之间没有阻挡物体，发射端安装在高压隔离开关的接线板、支座2或槽钢底架1上，具体位置是根据不同型号的高压隔离开关具体选择。

取能设备包括取能线圈和取能电源模块，取能线圈通过取能电源模块与负载连接用于供电，取能电源模块包括整流滤波电路、取电调节保护电路、控制电路和稳压电路，取能线圈设置在输电线路上，经过整流滤波电路与取电调节保护电路的输入端连接，取电调节保护电路的输出端并联有电容，并经控制电路和稳压电路与负载连接。

储能设备采用大容量锂电池，保障在线路停电的48小时内，监测装置仍能正常运行。

请参阅图3，一种高压隔离开关合闸到位监测方法，包括以下步骤：

S1、高压隔离开关合闸后，高压隔离开关所在支路通电，设置在该支路上的取能电源装置开始获取电能，并经设定的时延后，触发安装于动静触头盒中的相机进入工作模式，拍摄一幅动静触头合闸位置的照片。

S2、相机将拍照得到的相片进行图像分析来确定合闸是否正确，然后将现场照片及判断结果无线发送，完成这个过程后照相机进入待机状态。

S3、远端操作人员可以通过手机或电脑获取现场照片和合闸情况。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中的描述和所示的本发明实施例的组件可以通过各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

实施例1

GW4A-40.5W高压隔离开关合闸到位监测装置

高压隔离开关合闸到位监测装置，其特征在于，监测装置位于高压隔离开关动静触头盒中，监测装置是在取能电源开始工作的一段时延后触发拍摄的，整套监测系统包括：自带图像分析和无线传输功能的相机；为整套监测装置供电的取能电源和保障供电的储能设备。

请参阅图1，GW4A-40.5W高压隔离开关结构图，包括槽钢底架1、支座2、绝缘支柱3、左出线座4、圆柱端导电杆5、防雨罩6、触指导电杆7、右出线座8，左右两个绝缘支柱3的底部通过槽钢底架1连接，槽钢底架1上设置有用于固定绝缘支柱3的支座2，左侧的绝缘支柱3上端设置有左出线座4，一侧设置有圆柱端导电杆5；右侧的绝缘支柱3上端设置有右出线座8，对应圆柱端导电杆5侧设置有触指导电杆7，圆柱端导电杆5的一端与触指导电杆7的一端连接，且连接处设置有防雨罩6。

请参阅图2，GW4A-40.5W高压隔离开关监测安装位置示意图，相机安装在该位置，这是GW4的高压侧，能够清楚无死角地拍摄到动静触头的合闸状态，照明设备、储能设备与相机设计成一体化均安装在该位置。相机可采用微型照相机，储能设备可采用大容量锂电池起到稳压和调节功率的作用，照明设备可采用红外线照明。

请参阅图3，在GW4A-40.5W高压隔离开关合闸到位监测装置的工作流程框架示意图。隔离开关合闸后，取能电源通电经设定的时延后触发相机拍摄一幅合闸照片，然后经过处理后无线传输到远端。延时触发功能可采用延时导通继电器来实现。

请参阅图4，隔离开关高压端取能电源原理图。取能电源的工作原理可采用电容分压供电。输出直流电供给和储能装置使用。电源变换电路包含整流、滤波、稳压等模块。

请参阅图5，智能图像处理流程图。芯片智能图像处理首先需要对图像进行预处理。为弥补图像的亮度缺陷，利用预处理进行灰度改善。然后对图像进行特征提取。对图像进行边缘检测及二值化处理，能够得到图像前景与背景很好分割的二值图像。接下来就可以对合闸状态进行判断。这是在特征提取的基础上进行智能运算，可以用SVM(支持向量机)对现场影像进行分类(到位和不到位)。SVM分类子系统主要分为训练模块和测试模块，训练模块主要利用训练数据(大量已有的现场合闸照片)选择出合适的SVM参数，并构造分类模型；测试模块主要利用分类模型对待测试测试数据(需要分类的图像数据)进行类别表示。完成判断后就可以反馈和发出预警警告。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种高压隔离开关合闸到位监测装置的监测方法，其特征在于，监测装置设置在高压隔离开关动静触头盒中，包括相机和取能设备，相机设置在高压隔离开关的高压侧，通过获取合闸后高压隔离开关刀闸部位的照片判断合闸是否到位，并将图像结果无线传输至监测端，取能设备设置在高压隔离开关所在支路，分别与相机和储能设备连接用于供电，相机内设置有无线传输设备，无线传输设备的发射端设置在高压隔离开关的接线板、支座(2)或槽钢底架(1)上，取能设备包括取能线圈和取能电源模块(13)，取能线圈设置在输电线路上，一端与取能电源模块(13)连接，取能电源模块(13)用于对输电线路上的电能进行整流滤波处理并稳压输出给相机、无线传输设备和储能设备，高压隔离开关静触头和动触头的连接处设置有防雨罩(6)，相机设置在防雨罩(6)的内侧，分别与取能电源模块(13)和储能设备连接，相机上设置有防护罩；储能设备为锂电池，锂电池设置在防雨罩(6)的内侧，发射端(12)和接收端之间不设置阻挡物体，相机的一侧设置有照明设备，照明设备与储能设备连接；包括以下步骤：

S1、高压隔离开关合闸后，高压隔离开关所在支路通电，设置在该支路上的取能设备开始获取电能，并经设定的时延后，触发安装于动静触头盒中的相机进入工作模式，拍摄一幅动静触头合闸位置的照片；

S2、相机将拍照得到的相片进行图像分析来确定合闸是否正确，然后将现场照片及判断结果无线发送，完成后照相机进入待机状态；

S3、监测端通过手机或电脑获取现场照片和合闸情况，储能设备能够在线路停电后的48小时内为监测装置提供电能。

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