CN110702401A - 一种基于加速度传感器的10kV断路器机械特性在线监测装置 - Google Patents

一种基于加速度传感器的10kV断路器机械特性在线监测装置 Download PDF

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晏小卉
罗林欢
马捷然
刘晓
陈国炎
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M13/00—Testing of machine parts

Abstract

本发明涉及断路器技术领域，尤其涉及一种10kV断路器机械特性在线监测装置。其体积小、固定简单、寿命长，可实现10kV断路器机械特性的在线监测。包括智能终端、加速度传感器、线圈电流传感器；其特征在于，所述智能终端包括嵌入式MCU、电源模块、以太网模块、A/D转换模块；所述嵌入式MCU分别与以太网模块、A/D转换模块相连；电源模块用于各模块供电；所述加速度传感器的输出端、线圈电流传感器的输出端通过双层屏蔽线与智能终端的A/D转换模块连接。

Description

一种基于加速度传感器的10kV断路器机械特性在线监测装置
技术领域
本发明涉及断路器技术领域，尤其涉及一种10kV断路器机械特性在线监测装置。
背景技术
目前，断路器机械特性检测主要是离线检测方式，测量方式主要是基于角位移传感器和直线位移传感器。其中，角位移传感器采用曲线拟合的方法得到主轴角位移与动触头直线位移之间的解析表达式；角位移传感器安装方便，但是对于行程相对较小，主轴转角不大的测试情况，测量的响应速度和稳定性较差。而直线位移传感器作为最直接的机械特性测试方式，其方法简单、灵敏度高。但是，对于10kV断路器，其结构非常紧凑，尤其随着开关设备向小型化、智能化方向发展，上述方式难以安装在狭窄的机构箱内，无法实现10kV断路器机械特性的在线监测。
发明内容
本发明就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种基于加速度传感器的10kV断路器机械特性在线监测装置，其体积小、固定简单、寿命长，可实现10kV断路器机械特性的在线监测。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，包括智能终端、加速度传感器、线圈电流传感器；其特征在于，所述智能终端包括嵌入式MCU、电源模块、以太网模块、A/D转换模块；所述嵌入式MCU分别与以太网模块、A/D转换模块相连；电源模块用于各模块供电；所述加速度传感器的输出端、线圈电流传感器的输出端通过双层屏蔽线与智能终端的A/D转换模块连接。
进一步地，所述嵌入式MCU采用STM32F429。作为数据采集、预处理、计算、传输的核心。
进一步地，所述A/D转换模块包括芯片AD7616。通过嵌入式MCU控制A/D转换模块实现对分合闸过程中触头加速度、线圈电流的同步采集。
进一步地，所述加速度传感器固定在与断路器动触头连接的绝缘拉杆末端。
进一步地，所述线圈电流传感器采用霍尔式电流互感器，线圈电流从其圆孔穿过，将电流信号转换为电压信号。
进一步地，所述加速度传感器采用CA-YD181芯片，该加速度传感器的5脚、4脚、16脚作为输出分别与A/D转换模块相连。
进一步地，所述以太网模块包括LAN8702A芯片，LAN8702A芯片的17脚、18脚、16脚均与嵌入式MCU相连，LAN8702A芯片的8脚、7脚均与嵌入式MCU相连。
进一步地，所述电源模块包括VBR2405XD芯片和LD1117芯片。
与现有技术相比本发明有益效果。
本发明基于加速度传感器的10kV断路器机械特性在线监测装置，解决了传统机械特性测量方式在10kV断路器机械特性在线监测时，操动机构箱内空间狭窄难以安装传感器的问题。加速度传感器模块采用单点接触进行刚性固定，降低了传感器的损坏率，提高了传感器的使用周期。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。本发明保护范围不仅局限于以下内容的表述。
图1是装置结构示意框图，图2是加速度传感器模块电路，图3是多通道同步AD转换电路，图4是嵌入式MCU电路，图5是以太网模块电路，图6是电源模块电路。
具体实施方式
如图1-6所示，本发明包括智能终端、加速度传感器、线圈电流传感器；其特征在于，所述智能终端包括嵌入式MCU、电源模块、以太网模块、A/D转换模块；所述嵌入式MCU分别与以太网模块、A/D转换模块相连；电源模块用于各模块供电；
所述加速度传感器的输出端、线圈电流传感器的输出端通过双层屏蔽线与智能终端的A/D转换模块连接。
进一步地，所述嵌入式MCU采用STM32F429。作为数据采集、预处理、计算、传输的核心。
进一步地，所述A/D转换模块包括芯片AD7616。通过嵌入式MCU控制A/D转换模块实现对分合闸过程中触头加速度、线圈电流的同步采集。
进一步地，所述加速度传感器固定在与断路器动触头连接的绝缘拉杆末端。
进一步地，所述线圈电流传感器采用霍尔式电流互感器，线圈电流从其圆孔穿过，将电流信号转换为电压信号。
进一步地，所述加速度传感器采用CA-YD181芯片，该加速度传感器的5脚、4脚、16脚作为输出分别与A/D转换模块相连。
进一步地，所述以太网模块包括LAN8702A芯片，LAN8702A芯片的17脚、18脚、16脚均与嵌入式MCU相连，LAN8702A芯片的8脚、7脚均与嵌入式MCU相连。
进一步地，所述电源模块包括VBR2405XD芯片和LD1117芯片。
嵌入式MCU控制多通道A/D转换芯片以40kHz采样频率对加速度传感器和线圈电流传感器的电压输出进行同步采集。基于STM32F429的DSP库对采集到的模拟信号进行带通滤波预处理。经过预处理之后，对时域加速度-时间曲线进行两次积分，得到动触头的位移-时间曲线。
以线圈电流出现时刻作为断路器起始动作时刻，触头在刚分、刚合时刻时加速度存在突变点，以加速度突变点对应的时刻作为刚分或刚合时刻。开距是由断路器起始动作时刻到刚合时刻动触头位移变化得到。超程是由起始动作时刻到刚分时刻动触头位移变化得到。平均分闸速度是在刚分时刻后，动触头6mm位移的平均速度。平均合闸速度是在刚合时刻前，动触头6mm位移的平均速度。
计算得出各项断路器机械特性参数之后，通过以太网模块将数据发送至上位机并直观显示。
所述加速度传感器模块刚性固定于断路器绝缘拉杆末端，传感器直接输出与动触头加速度对应的电压值。加速度传感器模块单点固定在绝缘拉杆末端。加速度传感器模块使用金属屏蔽层包裹，金属屏蔽层与传感器电源共地连接。
所述线圈电流传感器采用霍尔式电流互感器，线圈电流从其圆孔穿过，将电流信号转换为电压信号。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于加速度传感器的10kV断路器机械特性在线监测装置，包括智能终端、加速度传感器、线圈电流传感器；其特征在于，所述智能终端包括嵌入式MCU、电源模块、以太网模块、A/D转换模块；所述嵌入式MCU分别与以太网模块、A/D转换模块相连；电源模块用于各模块供电；
所述加速度传感器的输出端、线圈电流传感器的输出端通过双层屏蔽线与智能终端的A/D转换模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于加速度传感器的10kV断路器机械特性在线监测装置，其特征在于：所述嵌入式MCU采用STM32F429。
3.根据权利要求1所述的一种基于加速度传感器的10kV断路器机械特性在线监测装置，其特征在于：所述A/D转换模块包括芯片AD7616。
4.根据权利要求1所述的一种基于加速度传感器的10kV断路器机械特性在线监测装置，其特征在于：所述加速度传感器固定在与断路器动触头连接的绝缘拉杆末端。
5.根据权利要求1所述的一种基于加速度传感器的10kV断路器机械特性在线监测装置，其特征在于：所述线圈电流传感器采用霍尔式电流互感器，线圈电流从其圆孔穿过，将电流信号转换为电压信号。
6.根据权利要求1所述的一种基于加速度传感器的10kV断路器机械特性在线监测装置，其特征在于：所述加速度传感器采用CA-YD181芯片，该加速度传感器的5脚、4脚、16脚作为输出分别与A/D转换模块相连。
7.根据权利要求1所述的一种基于加速度传感器的10kV断路器机械特性在线监测装置，其特征在于：所述以太网模块包括LAN8702A芯片，LAN8702A芯片的17脚、18脚、16脚均与嵌入式MCU相连，LAN8702A芯片的8脚、7脚均与嵌入式MCU相连。
8.根据权利要求1所述的一种基于加速度传感器的10kV断路器机械特性在线监测装置，其特征在于：所述电源模块包括VBR2405XD芯片和LD1117芯片。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114152874A (zh) * 2021-12-01 2022-03-08 江苏南瑞帕威尔电气有限公司 一种10kv断路器机械特性监测方法、系统及设备

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102778346A (zh) * 2012-04-06 2012-11-14 江苏泰事达电气有限公司 断路器刚分刚合点的在线判断方法及其装置
CN105911464A (zh) * 2016-04-19 2016-08-31 北京双杰智远电力技术有限公司 基于加速度传感器的断路器在线监测方法、装置及系统
CN205679738U (zh) * 2016-03-02 2016-11-09 杭州智仁建筑工程有限公司 基于dsp的断路器在线监测与诊断系统
CN207439672U (zh) * 2017-12-07 2018-06-01 河北工业大学 一种基于微处理器的便携式框架式断路器机械故障诊断装置
CN108593282A (zh) * 2018-07-05 2018-09-28 国网安徽省电力有限公司培训中心 一种断路器在线监测和故障诊断装置及其工作方法
CN208254793U (zh) * 2018-06-19 2018-12-18 三峡大学 高压断路器机械故障振动监测装置
CN208636401U (zh) * 2018-01-19 2019-03-22 保定市斯德尔电气设备制造有限公司 一种高压断路器机械特性监测系统
CN109556845A (zh) * 2018-11-30 2019-04-02 西门子电力自动化有限公司 开关设备的断路器的监测方法、监测装置和开关设备

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102778346A (zh) * 2012-04-06 2012-11-14 江苏泰事达电气有限公司 断路器刚分刚合点的在线判断方法及其装置
CN205679738U (zh) * 2016-03-02 2016-11-09 杭州智仁建筑工程有限公司 基于dsp的断路器在线监测与诊断系统
CN105911464A (zh) * 2016-04-19 2016-08-31 北京双杰智远电力技术有限公司 基于加速度传感器的断路器在线监测方法、装置及系统
CN207439672U (zh) * 2017-12-07 2018-06-01 河北工业大学 一种基于微处理器的便携式框架式断路器机械故障诊断装置
CN208636401U (zh) * 2018-01-19 2019-03-22 保定市斯德尔电气设备制造有限公司 一种高压断路器机械特性监测系统
CN208254793U (zh) * 2018-06-19 2018-12-18 三峡大学 高压断路器机械故障振动监测装置
CN108593282A (zh) * 2018-07-05 2018-09-28 国网安徽省电力有限公司培训中心 一种断路器在线监测和故障诊断装置及其工作方法
CN109556845A (zh) * 2018-11-30 2019-04-02 西门子电力自动化有限公司 开关设备的断路器的监测方法、监测装置和开关设备

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114152874A (zh) * 2021-12-01 2022-03-08 江苏南瑞帕威尔电气有限公司 一种10kv断路器机械特性监测方法、系统及设备

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