CN111751620B - 一种断路器一次回路的自适应检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种断路器一次回路的自适应检测方法，所述方法包括：S101：检测设备上的若干个检测端子分别与断路器上相对应的二次端子连接；S102：检测设备通过读取存储信号判断是否完成对断路器的全部试验，若是则终止试验，否则执行S103；S103、检测设备获取合闸线圈端子的合闸信号判断断路器的合闸状态；S104、若合闸信号为高电平，检测设备执行回路电阻测试与分闸线圈电阻测试后，发送分闸信号至主分线圈端子和辅分线圈端子驱动断路器变换合闸状态，返回执行S102；S104、若合闸信号为低电平，检测设备执行介质损耗测试、绝缘电阻测试和合闸线圈电阻测试后，发送合闸信号至合闸线圈端子驱动断路器变换分闸状态，返回执行S102。所述方法可实现自适应测试。

Description

一种断路器一次回路的自适应检测方法

技术领域

本发明涉及电力技术领域，具体而言，涉及一种断路器一次回路的自适应检测方法。

背景技术

高压断路器作为应用较为广泛的电网设备，其质量好坏直接影响着电网的安全稳定运行。目前针对高压断路器的一次回路检测，更多的是对一次回路中各个参数单独进行人工切换检测，相对来说费时费力。因此，如何实现对一次回路中各个参数的智能化切换控制测试，是技术人员一直致力研究的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种断路器一次回路的自适应检测方法，通过对断路器的弹簧储能状态与断口分合闸状态的检测结果，自适应地切换控制所述断路器的一次回路中各个试验的执行，具有较好的实用性。

为了解决上述问题，本发明提出了一种断路器一次回路的自适应检测方法，所述检测方法包括：

S101：检测设备上的若干个检测端子中的任一端子与断路器上相对应的二次端子相连接，所述相对应的二次端子包括：主分线圈端子、辅分线圈端子、合闸线圈端子和弹簧储能端子；

S102：所述检测设备通过读取存储信号判断是否完成对所述断路器的全部试验，所述全部试验包括回路电阻测试、分闸线圈电阻测试、介质损耗测试、绝缘电阻测试和合闸线圈电阻测试；若是，则执行步骤S106；若否，则执行步骤S103；

S103：所述检测设备获取所述合闸线圈端子的合闸信号判断所述断路器的当前合闸状态；

S104：若所述合闸信号为高电平，所述检测设备执行所述回路电阻测试与所述分闸线圈电阻测试后，发送分闸信号至所述主分线圈端子和所述辅分线圈端子驱动所述断路器变换当前合闸状态，返回执行步骤S102；

S105：若所述合闸信号为低电平，所述检测设备执行所述介质损耗测试、所述绝缘电阻测试和所述合闸线圈电阻测试后，发送合闸信号至所述合闸线圈端子驱动所述断路器变换当前分闸状态，返回执行步骤S102。

S106：所述检测设备完成对所述断路器的全部试验。

可选的，在发送分闸信号至所述主分线圈端子和所述辅分线圈端子驱动所述断路器变换当前合闸状态之前，所述检测方法还包括：

所述检测设备获取所述弹簧储能端子的储能信号，即通过检测限位开关的动作位置判断所述断路器是否完成弹簧储能工作；

若所述储能信号为高电平，则返回继续判断所述断路器是否完成弹簧储能工作；

若所述储能信号为低电平，则驱动所述断路器变换当前合闸状态。

可选的，在发送合闸信号至所述合闸线圈端子驱动所述断路器变换当前分闸状态之前，所述检测方法还包括：

所述检测设备获取所述弹簧储能端子的储能信号，即通过检测所述限位开关的动作位置判断所述断路器是否完成弹簧储能工作；

若所述储能信号为高电平，则返回继续判断所述断路器是否完成弹簧储能工作；

若所述储能信号为低电平时，则驱动所述断路器变换当前分闸状态。

可选的，所述回路电阻测试包括：

通过主控制模块控制100A电源单元向所述断路器两端施加直流测试电流；基于回路电阻测量板获取所述断路器各个回路所产生的压降信号；将所述压降信号通过所述主控制模块转接至上位机进行数据处理，以获取所述断路器的回路电阻值。

可选的，所述分闸线圈电阻测试包括：

通过操作电源将市电交流电压转换为直流电压，并施加至所述断路器的分闸线圈；基于第一霍尔电流电压传感器获取所述断路器的分闸线圈的第一电流信号和第一电压信号；将所述第一电流信号和所述第一电压信号通过所述主控制模块转接至所述上位机进行数据运算，以获取所述断路器的分闸线圈电阻值。

可选的，所述介质损耗测试包括：

通过所述主控制模块控制10kV交流电源单元向所述断路器两端施加交流测试电压；基于介损与绝缘电阻测量板对标准电容两端的第二电压信号进行采集，以及对所述断路器所流经的第二电流信号进行采集；将所述第二电压信号和所述第二电流信号通过所述主控制模块转接至所述上位机进行分析计算，以获取所述断路器的断口电容容量与介损值。

可选的，所述绝缘电阻测试包括：

通过所述主控制模块控制2.5kV直流电源单元向所述断路器两端施加直流测试电压；基于所述介损与绝缘电阻测量板对标准电阻两端的第三电压信号进行采集，以及对所述断路器所流经的泄漏电流信号进行采集；将所述第三电压信号和所述泄漏电流信号通过所述主控制模块转接至所述上位机进行数据运算，以获取所述断路器的绝缘电阻值。

可选的，所述合闸线圈电阻测试包括：

通过所述操作电源向所述断路器的合闸线圈施加所述直流电压；基于第二霍尔电流电压传感器获取所述断路器的合闸线圈的第三电流信号和第四电压信号；将所述第三电流信号和所述第四电压信号通过所述主控制模块转接至所述上位机进行数据运算，以获取所述断路器的合闸线圈电阻值。

本发明实施例提供了一种断路器一次回路的自适应检测方法，利用二次端子提供的便利，以对断路器的弹簧储能状态与断口分合闸状态的检测结果作为自适应切换的前提条件，通过系统为断路器一次回路的各个试验进行自动调整测试，大大节省测试时间，具有较好的实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例公开的一种应用于断路器的一次回路检测装置的结构组成示意图；

图2是本发明实施例公开的一种应用于断路器的一次回路检测装置的内部电路结构示意图；

图3是本发明实施例公开的一种断路器一次回路的自适应检测方法的流程示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是本发明实施例中的一种应用于断路器的一次回路检测装置的结构组成示意图，所述检测装置包括主控制模块、测量模块、电机切换模块、高压电源模块和低压电源模块，且所述测量模块包括回路电阻测量模块、介损与绝缘电阻测量模块和机械特性测量模块。

基本的，所述回路电阻测量模块的输入端分别连接所述高压电源模块和所述低压电源模块，所述回路电阻测量模块的输出端连接所述主控制模块；所述介损与绝缘电阻测量模块的输入端分别连接所述高压电源模块和所述低压电源模块，所述介损与绝缘电阻测量模块的输出端连接所述主控制模块；所述机械特性测量模块的输入端分别连接所述高压电源模块和所述低压电源模块，所述机械特性测量模块的输出端连接所述主控制模块；所述高压电源模块连接所述电机切换模块，所述低压电源模块连接所述电机切换模块。

具体的，所述高压电源模块包括高压负极接线端口，所述低压电源模块包括低压正极接线端口，且所述高压负极接线端口与所述低压正极接线端口分别与三相断路器中每一个断路器的三个接口对应连接，以此将所述三相断路器接入所述装置进行检测；接着，由于所述测量模块中的各个子测量模块均为独立的，且对应执行不同的参数测试工作，所述主控制模块将根据测试需求驱动对应的一个子测量模块工作，与此同时，所述电机切换模块将根据所述测试需求对所述高压电源模块和所述低压电源模块进行内部模块切换，为该子测量模块提供合适的电源条件；最后，所述主控制模块基于所连接的网络交换机，将该子测量模块的采集结果通过网口传输至上位机完成数据分析与结果显示。本发明实施例中的所述主控制模块为ARM9主控板，仅起到通讯转接以及一些辅助测量作用，如接地判断等。

图2是基于图1所描述的装置中各个模块进行展开说明：

具体的，所述回路电阻测量模块主要包括回路电阻测量板和100A电源单元，所述介损与绝缘电阻测量模块主要包括10kV交流电源单元、2.5kV直流电源单元以及介损与绝缘电阻测量板，所述机械特性测量模块主要包括机械特性采样板1、机械特性采样板2、操作电源以及速度与线圈电阻测量板，且所述速度与线圈电阻测量板实际包含有多个速度传感器和多个霍尔电流电压传感器。

针对断路器一次回路中各个试验的接线问题，通过所述高压电源模块和所述低压电源模块进行内部预先接线，以实现即插即用的效果。具体的，所述高压电源模块还包括高压滑块负极板、机械特性滑块负极板和回阻滑块负极板，所述高压滑块负极板连接所述介损与绝缘电阻测量模块，所述机械特性滑块负极板连接所述机械特性测量模块，所述回阻滑块负极板连接所述回路电阻测量模块。所述低压电源模块还包括绝缘介损滑块正极板、机械特性滑块正极板和回阻滑块正极板，所述绝缘介损滑块正极板连接所述介损与绝缘电阻测量模块，所述机械特性滑块正极板连接所述机械特性测量模块，所述回阻滑块正极板连接所述回路电阻测量模块。

为实现所述装置的自动化检测性能，所述电机切换模块包括第一电机切换板和第二电机切换板，所述第一电机切换板用于控制所述高压电源模块中的任意一个滑块负极板与所述高压负极接线端口连接，所述第二电机切换板用于控制所述低压电源模块中的任意一个滑块正极板与所述低压正极接线端口连接。所述电机切换模块将根据所述主控制模块的控制指令执行相应的动作，以驱动断路器一次回路的智能检测。

基于图1至图2中所提出的一次回路检测装置(即图3中所说明的检测设备)，图3示出了本发明实施例中的一种断路器一次回路的自适应检测方法的流程示意图，所述检测方法包括：

S101：检测设备上的若干个检测端子中的任一端子与断路器上相对应的二次端子相连接，所述相对应的二次端子包括：主分线圈端子、辅分线圈端子、合闸线圈端子和弹簧储能端子；

针对所述断路器一次回路的自适应检测，本发明实施例将一次回路试验中所涉及到的分合闸控制、弹簧储能状态监测、一次断口状态监测等二次接点引出并集成在所述二次端子上，通过所述二次端子与所述检测设备上的标准试验接口的连接关系执行相关试验。

S102：所述检测设备通过读取存储信号判断是否完成对所述断路器的全部试验，所述全部试验包括回路电阻测试、分闸线圈电阻测试、介质损耗测试、绝缘电阻测试和合闸线圈电阻测试；若是，则执行步骤S106；若否，则执行步骤S103；

在本发明实施例中，每完成上述提及到的五个试验中的一个试验时，所述检测设备中的主控制模块将生成对应的一个存储信号，以便于在执行分闸状态或者合闸状态下的各个试验之前，优先通过读取该存储信号判断所述检测设备的当前检测情况，避免所述检测设备出现重复检测或者存在遗漏的情况。

S103：所述检测设备获取所述合闸线圈端子的合闸信号判断所述断路器的当前合闸状态；

在本发明实施例中，由于所述断路器的动作轴与所述断路器上的辅助开关的轴相连接，当所述断路器处于合闸状态时，所述辅助开关的轴跟随着转到合闸的位置，带动原先断开的常开二次接点吸合，故此处是通过监测所述常开二次接点的位置变化来判断出所述断路器断口的分合闸状态。

S104：若所述合闸信号为高电平，所述检测设备执行所述回路电阻测试与所述分闸线圈电阻测试后，发送分闸信号至所述主分线圈端子和所述辅分线圈端子驱动所述断路器变换当前合闸状态，返回执行步骤S102；

本发明实施例中，优先对所述断路器的一次回路中的各个试验设定优先级顺序，由于所述回路电阻测试与所述分闸线圈电阻测试需要在所述断路器的合闸状态下进行，而所述介质损耗测试、所述绝缘电阻测试与所述合闸电阻测试需要在所述断路器的分闸状态下进行，因此在设定优先级顺序时应明显区分为两大类。

具体的，当所述回路电阻测试的优先级大于所述分闸线圈电阻测试的优先级时，基于所述断路器的一次断口为合闸状态，首先通过主控制模块控制所述断路器进行回路电阻测试，实施过程包括：

通过所述主控制模块控制100A电源单元向所述断路器两端施加直流测试电流；基于回路电阻测量板获取所述断路器各个回路所产生的压降信号；将所述压降信号通过所述主控制模块转接至上位机进行数据处理，以获取所述断路器的回路电阻值。

其次，所述主控制模块在获取到所述压降信号的同时，停止执行所述回路电阻测试，并切换控制所述断路器进行优先级别小的所述分闸线圈电阻测试，实施过程包括：

通过操作电源运用开关电源原理将市电交流电压经整流滤波处理转换为直流电压，并施加至所述断路器的分闸线圈；基于第一霍尔电流电压传感器获取所述断路器的分闸线圈的第一电流信号和第一电压信号；将所述第一电流信号和所述第一电压信号通过所述主控制模块转接至所述上位机进行数据运算，以获取所述断路器的分闸线圈电阻值。

需要说明的是，所述第一霍尔电流电压传感器是采用零磁通原理的磁平衡式霍尔电流电压传感器来采集所述断路器的分闸线圈的电流及电压信号，精度较高且响应时间短，适用于弱小电流的检测，能够准确地反映电流及电压的变化，以获取较为准确的分闸线圈电阻值。

此外，由于所述断路器的分合闸实现是需要利用到弹簧机构的能量，而其中的合闸弹簧依靠电机的牵引进行储能，并经过锁扣系统保持在储能状态，跳闸弹簧依靠合闸弹簧释放时的势能进行储能。此处在发送分闸信号至所述主分线圈端子和所述辅分线圈端子驱动所述断路器变换当前合闸状态之前，所述检测设备将获取所述弹簧储能端子的储能信号，即通过检测限位开关的动作位置(所述限位开关的常闭触点与公共触点处于闭合状态或者断开状态)判断所述断路器是否完成弹簧储能工作，具体表现为：

当所述断路器的合闸弹簧未储能时，所述限位开关的常闭触点与公共触点处于闭合状态，由接入到所述断路器机构箱的直流电源形成储能回路，触发电机开始运转，使得所述合闸弹簧开始储能，此时系统将循环检测到所述储能信号为高电平；当所述合闸弹簧储能完成后，机械凸轮使得所述限位开关的常闭触点与公共触点处于断开状态，储能回路被切断，电机停止运转，此时系统将检测到所述储能信号为低电平，然后驱动所述断路器变换当前合闸状态。

S105：若所述合闸信号为低电平，所述检测设备执行所述介质损耗测试、所述绝缘电阻测试和所述合闸线圈电阻测试后，发送合闸信号至所述合闸线圈端子驱动所述断路器变换当前分闸状态，返回执行步骤S102。

在本发明实施例中，根据步骤S104中所说明的优先级别设定，基于所述断路器的一次断口为分闸状态，当所述介质损耗测试的优先级别最大、所述合闸线圈电阻测试的优先级别最小时，首先通过所述主控制模块控制所述断路器进行介质损耗测试，实施过程包括：

通过所述主控制模块控制10kV交流电源单元向所述断路器两端施加交流测试电压；基于介损与绝缘电阻测量板对标准电容两端的第二电压信号进行采集，以及对所述断路器所流经的第二电流信号进行采集；将所述第二电压信号和所述第二电流信号通过所述主控制模块转接至所述上位机进行分析计算，并利用快速傅里叶变换来获取所述断路器的断口电容容量与介损值。

其次，所述主控制模块在获取到所述第二电压信号和所述第二电流信号的同时，停止执行所述介质损耗测试，并切换控制所述断路器进行优先级别仅次于所述介质损耗测试的所述绝缘电阻测试，实施过程包括：

通过所述主控制模块控制2.5kV直流电源单元向所述断路器两端施加直流测试电压；基于所述介损与绝缘电阻测量板对标准电阻两端的第三电压信号进行采集，以及对所述断路器所流经的泄漏电流信号进行采集；将所述第三电压信号和所述泄漏电流信号通过所述主控制模块转接至所述上位机进行数据运算，以获取所述断路器的绝缘电阻值。

最后，所述主控制模块在获取到所述第三电压信号与所述泄漏电流信号的同时，停止执行所述绝缘电阻测试，并切换控制所述断路器进行优先级别最小的所述合闸线圈电阻测试，实施过程包括：

通过所述操作电源向所述断路器的合闸线圈施加所述直流电压；基于第二霍尔电流电压传感器获取所述断路器的合闸线圈的第三电流信号和第四电压信号；将所述第三电流信号和所述第四电压信号通过所述主控制模块转接至所述上位机进行数据运算，以获取所述断路器的合闸线圈电阻值。

此外，与步骤S104同理，在发送合闸信号至所述合闸线圈端子驱动所述断路器变换当前分闸状态之前，所述检测设备获取所述弹簧储能端子的储能信号，即通过检测所述限位开关的动作位置判断所述断路器是否完成弹簧储能工作。

S106：所述检测设备完成对所述断路器的全部试验。

本发明实施例提供了一种断路器一次回路的自适应检测方法，利用二次端子提供的便利，以对断路器的弹簧储能状态与断口分合闸状态的检测结果作为自适应切换的前提条件，通过系统为断路器一次回路的各个试验进行自动调整测试，大大节省测试时间，具有较好的实用性。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁盘或光盘等。

以上对本发明实施例所提供的一种断路器一次回路的自适应检测方法进行了详细介绍，本文中采用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种断路器一次回路的自适应检测方法，其特征在于，所述检测方法包括：

S101：检测设备上的若干个检测端子中的任一端子与断路器上相对应的二次端子相连接，所述相对应的二次端子包括：主分线圈端子、辅分线圈端子、合闸线圈端子和弹簧储能端子；

S102：所述检测设备通过读取存储信号判断是否完成对所述断路器的全部试验，所述全部试验包括回路电阻测试、分闸线圈电阻测试、介质损耗测试、绝缘电阻测试和合闸线圈电阻测试；若是，则执行步骤S106；若否，则执行步骤S103；

S103：所述检测设备获取所述合闸线圈端子的合闸信号判断所述断路器的当前合闸状态；

S104：若所述合闸信号为高电平，所述检测设备执行所述回路电阻测试与所述分闸线圈电阻测试后，所述检测设备获取所述弹簧储能端子的储能信号，即通过检测限位开关的动作位置判断所述断路器是否完成弹簧储能工作，若所述储能信号为高电平，则返回继续判断所述断路器是否完成弹簧储能工作，若所述储能信号为低电平，则发送分闸信号至所述主分线圈端子和所述辅分线圈端子驱动所述断路器变换当前合闸状态，返回执行步骤S102；

S105：若所述合闸信号为低电平，所述检测设备执行所述介质损耗测试、所述绝缘电阻测试和所述合闸线圈电阻测试后，所述检测设备获取所述弹簧储能端子的储能信号，即通过检测所述限位开关的动作位置判断所述断路器是否完成弹簧储能工作，若所述储能信号为高电平，则返回继续判断所述断路器是否完成弹簧储能工作，若所述储能信号为低电平时，则发送合闸信号至所述合闸线圈端子驱动所述断路器变换当前分闸状态，返回执行步骤S102；

S106：所述检测设备完成对所述断路器的全部试验。

2.根据权利要求1所述的断路器一次回路的自适应检测方法，其特征在于，所述回路电阻测试包括：

通过主控制模块控制100A电源单元向所述断路器两端施加直流测试电流；基于回路电阻测量板获取所述断路器各个回路所产生的压降信号；将所述压降信号通过所述主控制模块转接至上位机进行数据处理，以获取所述断路器的回路电阻值。

3.根据权利要求2所述的断路器一次回路的自适应检测方法，其特征在于，所述分闸线圈电阻测试包括：

通过操作电源将市电交流电压转换为直流电压，并施加至所述断路器的分闸线圈；基于第一霍尔电流电压传感器获取所述断路器的分闸线圈的第一电流信号和第一电压信号；将所述第一电流信号和所述第一电压信号通过所述主控制模块转接至所述上位机进行数据运算，以获取所述断路器的分闸线圈电阻值。

4.根据权利要求3所述的断路器一次回路的自适应检测方法，其特征在于，所述介质损耗测试包括：

通过所述主控制模块控制10kV交流电源单元向所述断路器两端施加交流测试电压；基于介损与绝缘电阻测量板对标准电容两端的第二电压信号进行采集，以及对所述断路器所流经的第二电流信号进行采集；将所述第二电压信号和所述第二电流信号通过所述主控制模块转接至所述上位机进行分析计算，以获取所述断路器的断口电容容量与介损值。

5.根据权利要求4所述的断路器一次回路的自适应检测方法，其特征在于，所述绝缘电阻测试包括：

通过所述主控制模块控制2.5kV直流电源单元向所述断路器两端施加直流测试电压；基于所述介损与绝缘电阻测量板对标准电阻两端的第三电压信号进行采集，以及对所述断路器所流经的泄漏电流信号进行采集；将所述第三电压信号和所述泄漏电流信号通过所述主控制模块转接至所述上位机进行数据运算，以获取所述断路器的绝缘电阻值。

6.根据权利要求5所述的断路器一次回路的自适应检测方法，其特征在于，所述合闸线圈电阻测试包括：

通过所述操作电源向所述断路器的合闸线圈施加所述直流电压；基于第二霍尔电流电压传感器获取所述断路器的合闸线圈的第三电流信号和第四电压信号；将所述第三电流信号和所述第四电压信号通过所述主控制模块转接至所述上位机进行数据运算，以获取所述断路器的合闸线圈电阻值。

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