CN111880007A - 一种断路器回路电阻合格性的判断方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种断路器回路电阻合格性的判断方法及系统，其中所述系统包括电源模块、电阻式分流器、电压信号采样模块、电流信号采样模块、预检测模块和主控制芯片。通过所述预检测模块的设置，可以优先排除对待测断路器检测结果的外在因素影响，保证该检测结果的真实性，从而降低试验人员的排查难度；通过所述电源模块的设置，有利于降低设备的制造成本，延长设备的使用寿命；利用上位机调用待测断路器的相关联信息来完成测量结果的分析，辅助试验人员对异常现象的高效应对，在具体实施中具有良好的实用性。

Description

一种断路器回路电阻合格性的判断方法及系统

技术领域

本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种断路器回路电阻合格性的判断方法及系统。

背景技术

在电力系统中，许多大电流电气设备在预防性试验和交接试验中需要准确测量回路的电阻值，高压断路器也不例外。断路器导电回路的电阻主要取决于断路器的动、静触头间的接触电阻，该接触电阻的存在增加了导体在通电时的损耗，使得接触处的温度升高，即回路电阻的阻值大小直接影响正常工作时的载流能力，在一定程度上影响短路电流的切断能力。因此，断路器的导电回路电阻值是断路器检修和质量验收的一项重要数据，有必要设计一种断路器回路电阻合格性的判断方法及系统，对断路器的回路电阻进行测量与分析处理。

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回路电阻合格性的判断方法及系统，便于辅助试验人员对异常现象的高效应对，在具体实施中具有良好的实用性。

相应的，本发明提出了一种断路器回路电阻合格性的判断方法，所述判断方法包括：

对待测断路器的电压回路进行预检测；

控制电源模块向所述待测断路器两端施加直流测试电流；

基于电流信号采样模块对所述待测断路器一侧的电阻式分流器两端的电压进行采样、放大与模数转换处理，获取第一电压信号；

基于电压信号采样模块对所述待测断路器两端的电压进行采样、放大与模数转换处理，获取第二电压信号；

基于主控制芯片对所述第一电压信号和所述第二电压信号进行运算，获取所述待测断路器的回路电阻值，并将所述回路电阻值输出至上位机；

基于所述上位机调用所述待测断路器的设备信息与历史测试数据，对所述回路电阻值进行合格性的判断。

可选的实施方式，所述对待测断路器的电压回路进行预检测包括：基于预检测模块对所述待测断路器的电压回路上所存在的接触不良现象进行识别判断。

可选的实施方式，所述控制电源模块向所述待测断路器两端施加直流测试电流包括：

通过所述电源模块内部的电容充电器对所述电源模块的输出电压值进行调整，基于调整后的输出电压值达到预设的电压值，则控制所述电源模块向所述待测断路器两端施加直流测试电流。

可选的实施方式，所述基于主控制芯片对所述第一电压信号和所述第二电压信号进行运算包括：

将所述第一电压信号与所述电阻式分流器的阻值大小进行作除运算，获取所述电阻式分流器所流经的电流信号；

计算所述第二电压信号与所述电流信号的比值，所述比值为所述待测断路器的回路电阻值。

另外，本发明实施例还提供了一种断路器回路电阻的测量系统，所述测量系统包括电源模块、电阻式分流器、电压信号采样模块、电流信号采样模块、预检测模块和主控制芯片；

所述预检测模块用于判断所述测试系统所配备的一对电压测试线与待测断路器是否处于良好的接线状态；

所述电源模块用于为所述待测断路器的两端提供直流测试电流；

所述电流信号采样模块用于对所述电阻式分流器两端的电压进行采样；

所述电压信号采样模块用于对所述待测断路器两端的电压进行采样；

所述主控制芯片用于对所述电流信号采样模块的输出信号与所述电压信号采样模块的输出信号进行运算，获取所述待测断路器的回路电阻值。

可选的实施方式，所述预检测模块包括第一继电器、小电流恒流源和第二继电器，且所述小电流恒流源通过所述第一继电器和所述第二继电器连接在所述电压测试线上，并与所述待测断路器相连接。

可选的实施方式，所述电源模块包括蓄电池、电容充电器、电子开关对和超级电容器；

所述蓄电池用于对所述电容充电器供电，并通过所述电容充电器对所述超级电容器进行充电与端电压的实时检测；所述电子开关对用于控制所述超级电容器的充放电行为；所述超级电容器用于为所述待测断路器的两端提供直流测试电流。

可选的实施方式，所述电阻式分流器的一端与所述电源模块相连接，所述电阻式分流器的另一端与所述待测断路器相连接；

所述电流信号采样模块的输入端并联在所述电阻式分流器的两端，所述电流信号采样模块的输出端连接所述主控制芯片，用于采集所述电阻式分流器两端的第一电压信号并输出至所述主控制芯片；

所述电压信号采样模块的输入端并联在所述待测断路器的两端，所述电压信号采样模块的输出端连接所述主控制芯片，用于采集所述待测断路器两端的第二电压信号并输出至所述主控制芯片。

可选的实施方式，所述电流信号采样模块和所述电压信号采样模块均包含有一个共模滤波电路、一个信号放大电路和一个AD采样电路，且所述共模滤波电路连接所述信号放大电路，所述信号放大电路连接所述AD采样电路。

可选的实施方式，所述主控制芯片通过RS485通信总线与上位机相连接，利用所述上位机对所述待测断路器的回路电阻值进行合格性判断。

本发明提供了一种断路器回路电阻合格性的判断方法及系统，通过所述预检测模块的设置，可以优先排除对待测断路器检测结果的外在因素影响，保证该检测结果的真实性，从而降低试验人员的排查难度；通过所述电源模块的设置，有利于降低设备的制造成本，延长设备的使用寿命；利用上位机调用待测断路器的相关联信息来完成测量结果的分析，辅助试验人员对异常现象的高效应对，在具体实施中具有良好的实用性。

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断路器回路电阻合格性的判断系统的结构组成图；

图2是本发明实施例公开的电流信号采样模块的结构组成示意图；

图3是本发明实施例公开的断路器回路电阻合格性的判断方法的流程示意图。

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断路器回路电阻合格性的判断系统的结构组成图。本发明实施例提供了一种断路器回路电阻合格性的判断系统，所述系统包括电源模块、电阻式分流器、电压信号采样模块、电流信号采样模块、预检测模块和主控制芯片。

基本的，所述预检测模块用于判断所述测量系统所配备的一对电压测试线与待测断路器是否处于良好的接线状态；所述电源模块用于为所述待测断路器的两端提供直流测试电流；所述电流信号采样模块用于对所述电阻式分流器两端的电压进行采样；所述电压信号采样模块用于对所述待测断路器两端的电压进行采样；所述主控制芯片用于对所述电流信号采样模块的输出信号与所述电压信号采样模块的输出信号进行运算，获取所述待测断路器的回路电阻值。

进一步的，所述预检测模块包括第一继电器、小电流恒流源和第二继电器，且所述小电流恒流源通过所述第一继电器和所述第二继电器连接在所述电压测试线上，并与所述待测断路器相连接，其中所述第一继电器连接电压正极测试线，所述第二继电器连接电压负极测试线。在具体实施中，基于所述第一继电器和所述第二继电器的闭合状态，利用所述电压信号采样模块获取所述电压测试线上的电压值，再由所述主控制芯片进行判断是否存在接触不良的情况。所述测量系统考虑到所述电压测试线与所述待测断路器的接触问题设置有所述预检测模块，优先克服外在因素的影响，避免试验人员由于经验不足误判为所述测量系统出现问题，从而延误停电时间，给测试工作带来不必要的麻烦，同时给用电者带来不便。

进一步的，所述电源模块包括蓄电池、电容充电器、电子开关对和超级电容器，所述电子开关对包括第一电子开关和第二电子开关，且所述第一电子开关和所述第二电子开关均采用IGBT开关管，与所述电容充电器一样，均受控于所述主控制芯片，如图1所示，所述蓄电池连接所述电容充电器，所述电容充电器通过所述第一电子开关连接所述超级电容器，所述超级电容器通过所述第二电子开关连接所述电阻式分流器。具体实施过程中，所述蓄电池用于对所述电容充电器供电，并通过所述电容充电器对所述超级电容器进行充电与端电压的实时检测；所述电子开关对用于控制所述超级电容器的充放电行为；所述超级电容器用于为所述待测断路器的两端提供直流测试电流。目前实际工程中还是使用高频开关电源和大电流变压器相配合来实现大电流输出效果，由于这类集成的测试仪体积和重量较大，为现场测试带来不方便且成本高，本发明实施例通过所述超级电容器来克服上述提及到的缺陷，且所述超级电容器的使用寿命长，具有良好的实用性。

所述电阻式分流器的一端与所述电源模块相连接，所述电阻式分流器的另一端与所述待测断路器相连接，所述电阻式分流器用于辅助对所述待测断路器的电流回路测试。具体的，所述电流信号采样模块的输入端并联在所述电阻式分流器的两端，所述电流信号采样模块的输出端连接所述主控制芯片，用于采集所述电阻式分流器两端的第一电压信号，并基于所述主控制芯片将所述第一电压信号转换为相应的电流信号；所述电压信号采样模块的输入端并联在所述待测断路器的两端，所述电压信号采样模块的输出端连接所述主控制芯片，用于采集所述待测断路器两端的第二电压信号并输出至所述主控制芯片。本发明实施例通过所述电流信号采样模块和所述电压信号采样模块可实现同时对所述待测断路器的电流回路和电压回路的信号采样工作，将有效缩短测试时长。

其中，图2示出了本发明实施例中的电流信号采样模块的结构组成示意图，所述电压信号采样模块的内部结构与所述电流信号采样模块相同，均包含有一个共模滤波电路、一个信号放大电路和一个AD采样电路，且所述共模滤波电路连接所述信号放大电路，所述信号放大电路连接所述AD采样电路。所述共模滤波电路的作用在于克服由于测试连接线较长所带来的共模干扰信号，避免测量结果产生误差，所述信号放大电路和所述AD采样电路均是常用的信号处理电路。

在本发明实施例中，所述主控制芯片通过RS485通信总线与上位机相连接，由所述主控制芯片执行对所述待测断路器的回路电阻值的计算，再利用所述上位机对所述待测断路器的回路电阻值进行合格性判断，此时所述上位机将调用内部管理系统查询所述待测断路器的设备信息以及历史测量数据，完成数据的比对分析，并对合格数据进行存储，对不合格数据进行告警。由于不同供电线路上所采用的断路器规格未必是一致的，此时对测量所得的回路电阻的判断依据便不同，通过所述上位机在数据分析方面的应用，可以减轻所述主控制芯片的数据处理压力，具有较好的实用价值。

基于图1所提供的断路器回路电阻合格性的判断系统，图3示出了本发明实施例中的断路器回路电阻合格性的判断方法的流程示意图。本发明实施例提供了一种断路器回路电阻合格性的判断方法，所述判断方法包括如下步骤：

S101、对待测断路器的电压回路进行预检测；

具体的，基于预检测模块对所述待测断路器的电压回路上所存在的接触不良现象进行识别判断。具体实施过程为：当测量系统所配备的一对电压测试线利用各自的测试线钳夹接到所述待测断路器的接线端子排上后，通过主控制芯片驱动所述预检测模块中的第一继电器和第二继电器处于闭合状态，此时所述预检测模块中的小电流恒流源向所述待测断路器两端施加恒流电源；通过电压信号采样模块获取所述电压测试线上的电压信号后输出至所述主控制芯片；通过所述主控制芯片根据预设电压值与该电压信号进行比对；若小于所述预设电压值，则所述主控制芯片驱动所述第一继电器和所述第二继电器处于断开状态，继续执行步骤S102；若大于所述预设电压值，则通过与所述主控制芯片相连接的上位机来提醒试验人员处理接触异常的现象。

需要说明的是，此步骤是针对断路器实测过程经常出现的问题：大多数情况下断路器的接线端子在长期运行后会在其表面产生氧化膜或者油膜，导致所述电压测试线与所述待测断路器的接线处产生接触不良的情况，若不优先对接线工作进行排查，将严重影响所述待测断路器回路电阻的测量结果，额外增加试验人员的排查难度，从而降低测试效率。

S102、控制所述电源模块向所述待测断路器两端施加直流测试电流；

在本发明实施例中，所述电源模块是通过内部的超级电容器来代替常用的开关电源实现大电流放电特性，所述超级电容器作为一种新型的能量储备装置，具有内阻小、大电流放电以及充电迅速等优点，能在短时间内产生连续的100A以上的电流，以满足所述待测断路器回路电阻的测量系统的测试需求。

具体实施过程为：通过所述电源模块内部的电容充电器获取所述超级电容器的端电压值并输出至所述主控制芯片，利用所述主控制芯片判断该端电压值是否达到预设的电压值；若是，则通过所述主控制芯片控制所述电源模块内部的第一电子开关处于断开状态以及内部的第二电子开关处于闭合状态，继续执行步骤S103；若否，则通过所述主控制芯片调整控制指令，控制所述电容充电器向所述超级电容器进行充电。

需要说明的是，由于所述待测断路器的动、静触头的接触面上有一层极薄的膜电阻，若所述直流测试电流太小，导致所述膜电阻未能被击穿时，将使得最终测量到的所述待测断路器的回路电阻小于实际值，故所述预设的电压值需要根据所述待测断路器的测试需求以及所述超级电容器的容值进行严格设定。

S103、基于电流信号采样模块对所述待测断路器一侧的电阻式分流器两端的电压进行采样、放大与模数转换处理，获取第一电压信号；

在本发明实施例中，所述电流信号采样模块的内部集成有共模滤波电路、信号放大电路和AD采样电路，将去除测量过程中所存在的较大的共模干扰信号，并对真实信号进行放大处理以及转换为所述主控制芯片可识别的数字信号，保证所述第一电压信号的准确性。

S104、基于电压信号采样模块对所述待测断路器两端的电压进行采样、放大与模数转换处理，获取第二电压信号；

S105、基于主控制芯片对所述第一电压信号和所述第二电压信号进行运算，获取所述待测断路器的回路电阻值，并将所述回路电阻值输出至上位机；

具体实施过程中，所述主控制芯片在获取所述第一电压信号和所述第二电压信号后，优先根据存储的所述电阻式分流器的阻值大小，与所述第一电压信号进行作除运算，从而获取所述电阻式分流器所流经的电流信号；计算所述第二电压信号与所述电流信号的比值，所述比值为所述待测断路器的回路电阻值；所述主控制芯片将所述待测断路器的回路电阻值输出至所述上位机，供试验人员作进一步的查看分析。

S106、基于所述上位机调用所述待测断路器的设备信息与历史测试数据，对所述回路电阻值进行合格性的判断。

需要说明的是，所述待测断路器上设置有GPS定位仪，所述GPS定位仪可通过内置的移动通信模块实现与所述上位机的通信连接。由于所述上位机的内部管理系统已经提前录入不同供电线路上的各个断路器的设备信息，因此所述上位机可以通过获取到的所述待测断路器的位置信息，进一步查询所述待测断路器的设备信息，其中所述设备信息包括额定电压、额定电流、生产厂家、回路电阻允许值与安装地点等，同时试验人员可通过该安装地点直观地判断出对所述待测断路器的调用信息是否正确。

具体实施过程为：所述上位机根据所述待测断路器的位置信息在内部管理系统中进行查询，以调用所述待测断路器的设备信息与历史测试数据；判断所述回路电阻值是否小于所述设备信息中的回路电阻允许值；若是，则基于所述历史测试数据对所述回路电阻值进行二次判断；若否，则显示数值超标的告警信号，提醒试验人员对所述待测断路器进行深入的故障分析。

其中，基于所述历史测试数据对所述回路电阻值进行二次判断包括：将所述回路电阻值与所述历史测试数据进行比对，通过比对可获取到差值；判断所述差值是否处于设定的可允许波动范围内；若是，则将所述回路电阻值对应存储到数据库中，以此完成对所述待测断路器的历史测试数据的更新，此时说明所述待测断路器在特定时间内的运行质量良好；若否，则显示异常数据，由试验人员决定是否控制所述主控制芯片执行新一轮的测量分析，以对该异常数据进行验证。

本发明提供了一种断路器回路电阻合格性的判断方法及系统，通过所述预检测模块的设置，可以优先排除对待测断路器检测结果的外在因素影响，保证该检测结果的真实性，从而降低试验人员的排查难度；通过所述电源模块的设置，有利于降低设备的制造成本，延长设备的使用寿命；利用上位机调用待测断路器的相关联信息来完成测量结果的分析，辅助试验人员对异常现象的高效应对，在具体实施中具有良好的实用性。

以上对本发明实施例所提供的一种断路器回路电阻合格性的判断方法及系统进行了详细介绍，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 (10)

1.一种断路器回路电阻合格性的判断方法，其特征在于，所述判断方法包括：

对待测断路器的电压回路进行预检测；

控制电源模块向所述待测断路器两端施加直流测试电流；

基于电流信号采样模块对所述待测断路器一侧的电阻式分流器两端的电压进行采样、放大与模数转换处理，获取第一电压信号；

基于电压信号采样模块对所述待测断路器两端的电压进行采样、放大与模数转换处理，获取第二电压信号；

基于主控制芯片对所述第一电压信号和所述第二电压信号进行运算，获取所述待测断路器的回路电阻值，并将所述回路电阻值输出至上位机；

基于所述上位机调用所述待测断路器的设备信息与历史测试数据，对所述回路电阻值进行合格性的判断。

2.根据权利要求1所述的断路器回路电阻合格性的判断方法，其特征在于，所述对待测断路器的电压回路进行预检测包括：基于预检测模块对所述待测断路器的电压回路上所存在的接触不良现象进行识别判断。

3.根据权利要求1所述的断路器回路电阻合格性的判断方法，其特征在于，所述控制电源模块向所述待测断路器两端施加直流测试电流包括：

通过所述电源模块内部的电容充电器对所述电源模块的输出电压值进行调整，基于调整后的输出电压值达到预设的电压值，则控制所述电源模块向所述待测断路器两端施加直流测试电流。

4.根据权利要求1所述的断路器回路电阻合格性的判断方法，其特征在于，所述基于主控制芯片对所述第一电压信号和所述第二电压信号进行运算包括：

将所述第一电压信号与所述电阻式分流器的阻值大小进行作除运算，获取所述电阻式分流器所流经的电流信号；

计算所述第二电压信号与所述电流信号的比值，所述比值为所述待测断路器的回路电阻值。

5.一种断路器回路电阻合格性的判断系统，其特征在于，所述系统包括电源模块、电阻式分流器、电压信号采样模块、电流信号采样模块、预检测模块和主控制芯片；

所述预检测模块用于判断所述测量系统所配备的一对电压测试线与待测断路器是否处于良好的接线状态；

所述电源模块用于为所述待测断路器的两端提供直流测试电流；

所述电流信号采样模块用于对所述电阻式分流器两端的电压进行采样；

所述电压信号采样模块用于对所述待测断路器两端的电压进行采样；

所述主控制芯片用于对所述电流信号采样模块的输出信号与所述电压信号采样模块的输出信号进行运算，获取所述待测断路器的回路电阻值。

6.根据权利要求5所述的断路器回路电阻合格性的判断系统，其特征在于，所述预检测模块包括第一继电器、小电流恒流源和第二继电器，且所述小电流恒流源通过所述第一继电器和所述第二继电器连接在所述电压测试线上，并与所述待测断路器相连接。

7.根据权利要求5所述的断路器回路电阻合格性的判断系统，其特征在于，所述电源模块包括蓄电池、电容充电器、电子开关对和超级电容器；

所述蓄电池用于对所述电容充电器供电，并通过所述电容充电器对所述超级电容器进行充电与端电压的实时检测；所述电子开关对用于控制所述超级电容器的充放电行为；所述超级电容器用于为所述待测断路器的两端提供直流测试电流。

8.根据权利要求5所述的断路器回路电阻合格性的判断系统，其特征在于，所述电阻式分流器的一端与所述电源模块相连接，所述电阻式分流器的另一端与所述待测断路器相连接；

所述电流信号采样模块的输入端并联在所述电阻式分流器的两端，所述电流信号采样模块的输出端连接所述主控制芯片，用于采集所述电阻式分流器两端的第一电压信号并输出至所述主控制芯片；

所述电压信号采样模块的输入端并联在所述待测断路器的两端，所述电压信号采样模块的输出端连接所述主控制芯片，用于采集所述待测断路器两端的第二电压信号并输出至所述主控制芯片。

9.根据权利要求5所述的断路器回路电阻合格性的判断系统，其特征在于，所述电流信号采样模块和所述电压信号采样模块均包含有一个共模滤波电路、一个信号放大电路和一个AD采样电路，且所述共模滤波电路连接所述信号放大电路，所述信号放大电路连接所述AD采样电路。

10.根据权利要求5所述的断路器回路电阻合格性的判断系统，其特征在于，所述主控制芯片通过RS485通信总线与上位机相连接，利用所述上位机对所述待测断路器的回路电阻值进行合格性判断。

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