CN111896161A - 一种在线监测弹簧弹力值的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电网设备检测技术领域，公开了一种在线监测弹簧弹力值的方法，包括：利用位移传感器来实时测量合闸断路器弹簧和分闸断路器弹簧实时的位移变化后转换成弹簧的力值的变化；测量断路器每次合、分闸时弹簧受到的力值，并将弹簧所受的力值与弹簧厂家出厂预设值进行比较，来判断弹簧是否在正常工作；位移传感器的信号输出端分别与数据采集控制器的信号输入端连接，将实时的检测值与预设值进行比较，判断分/合闸弹簧是否工作正常；本发明利用弹簧储能的机构弹簧变形的方法，实现预警弹簧断裂和疲劳松弛与动作闭锁，开发弹簧机构监测系统，实现长期监测和提前预报警，建立多因子判据下的弹簧寿命评价体系，提供信息数据和指导意见。
Description
技术领域
本发明属于电网设备检测技术领域，尤其涉及一种在线监测弹簧弹力值的方法。
背景技术
对于弹簧的相关性能，有虎克定律：F＝-k·x或△F＝-k·Δx，(其中k是常数，是物体的劲度系数(倔强系数)(弹性系数)，进行计算测试。在国际单位制中，F的单位是牛，x的单位是米，它是形变量(弹性形变)，k的单位是牛/米)
随着电网的发展和变电设备技术的升级换代，建设安全可靠、技术先进、智能高效的第三代智能变电站已经成为今后发展的趋势。给对断路器设备的状态和自动预警功能提出了新的要求。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种在线监测弹簧弹力值的方法，利用弹簧储能的机构弹簧变形的方法，实现预警弹簧断裂和疲劳松弛与动作闭锁，开发弹簧机构监测系统，实现长期监测和提前预报警，建立多因子判据下的弹簧寿命评价体系，提供信息数据和指导意见。
本发明是这样实现的，一种在线监测弹簧弹力值的方法包括包括以下步骤：
S1，利用位移传感器来实时测量合闸断路器弹簧和分闸断路器弹簧实时的位移变化后转换成弹簧的力值的变化；
S2，测量断路器每次合、分闸时弹簧受到的力值，并将弹簧所受的力值与弹簧厂家出厂预设值进行比较，来判断弹簧是否在正常工作，如果不在正常范围发出预、报警提示，来保证电网断路器机构正常安全工作；
S3，位移传感器的信号输出端分别与数据采集控制器的信号输入端连接，所述控制器的信号输出端与报警器电性连接，通过弹簧的位移变化检测分/合闸时弹簧工作时的力，并将分/合闸弹簧的力值传输至数据采集控制器的控制单元中，将实时的检测值与预设值进行比较，判断分/合闸弹簧是否工作正常，如果弹簧处于非正常工作状态，控制器控制报警器工作。
作为本发明一种在线监测弹簧弹力值的方法优选的技术方案，所述步骤S2中测量断路器每次合、分闸时弹簧受到的力值通过测量弹簧的位移得到。
作为本发明一种在线监测弹簧弹力值的方法优选的技术方案，所述弹簧位移的测量方法为直接安装在断路器的弹簧托盘底部，检测检测弹簧导杆的变化来检测弹簧的位移变化。
作为本发明一种在线监测弹簧弹力值的方法优选的技术方案，所述弹簧位移的测量方法为安装在断路器的弹簧的套筒外部，检测弹簧的导杆变化来检测弹簧的位移。
作为本发明一种在线监测弹簧弹力值的方法优选的技术方案，所述步骤S3中包括传感器信号调理模块，所述传感器信号调理模块接受来自传感器的输出信号，所述传感器信号调理模块连接有通道数据采集及存储单元，所述通道数据采集及存储单元通过本地总线连接有规约转换与通讯单元，所述规约转换与通讯单元连接至服务器，还连接有人机对话单元。
本发明的优点及积极效果为：
1、该发明利用弹簧的固有特性，用位移传感器直接测量弹簧的位移变化，从而检测弹簧所受力值的大小，采集受力数据与弹簧厂家出厂的设计值比对，很快就能发现弹簧的弹性受力状态是否正常，弹簧是否疲软松弛，是否断裂，是否正常工作状态。从而解决了从外部难以及时发现问题弹簧的难题，并通过数据采集控制器系统发出报警，便于及时更换问题弹簧，减少断路器故障，从而避免发生事故，大大提高电网运行的安全性和可靠性。而且通过采集测力传感器所受力值的大小，进行数据分析、评价、判断、预报警等，实现弹簧长期的实时在线监测。
2、直接测量弹簧的位移变化，反应弹簧的受力状态，具有监测精度高、实时性强、准确度高，误判率低的优点，可以有效地保证监测性能精度和故障判断的准确率。位移传感器安装方便，便于拆卸等，位移传感器可以定期定时送检国家第三方权威检定机构来保证位移传感器的质量和精度，同时也可以使用便携式移动的传感器检定设备来保证传感器的性能，也就保证了这种监测方法的精度高，可靠性高，大大降低断路器机构的弹簧故障率，提高电网运行的安全性和可靠性。
3、位移传感器可以采集弹簧的瞬间受力数据，并可靠的数据输出。
4、可以实现长期实时监测断路器弹簧受力的状态，避免弹簧因长期受力导致损坏或者瞬间受爆发力损坏。
附图说明
图1是本发明实施例提供的位移传感器的安装示意图；
图2是本发明实施例提供的位移传感器的信号输出结构框图；
图中：1、位移传感器装置；2、弹簧托盘；3、弹簧导向杆；4、弹簧。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。
如图1至图2所示，本发明实施例提供的在线监测弹簧弹力值的方法包括以下步骤：
S1，利用位移传感器来实时测量合闸断路器弹簧和分闸断路器弹簧实时的位移变化后转换成弹簧的力值的变化；
S2，测量断路器每次合、分闸时弹簧受到的力值，并将弹簧所受的力值与弹簧厂家出厂预设值进行比较，来判断弹簧是否在正常工作，如果不在正常范围发出预、报警提示，来保证电网断路器机构正常安全工作；
S3，位移传感器的信号输出端分别与数据采集控制器的信号输入端连接，所述控制器的信号输出端与报警器电性连接，通过弹簧的位移变化检测分/合闸时弹簧工作时的力，并将分/合闸弹簧的力值传输至数据采集控制器的控制单元中，将实时的检测值与预设值进行比较，判断分/合闸弹簧是否工作正常，如果弹簧处于非正常工作状态，控制器控制报警器工作。
具体的，步骤S2中测量断路器每次合、分闸时弹簧受到的力值通过测量弹簧的位移得到。
具体的，弹簧位移的测量方法为直接安装在断路器的弹簧托盘底部，检测检测弹簧导杆的变化来检测弹簧的位移变化。
具体的，弹簧位移的测量方法为安装在断路器的弹簧的套筒外部，检测弹簧的导杆变化来检测弹簧的位移。
具体的，步骤S3中包括传感器信号调理模块，所述传感器信号调理模块接受来自传感器的输出信号，所述传感器信号调理模块连接有通道数据采集及存储单元，所述通道数据采集及存储单元通过本地总线连接有规约转换与通讯单元，所述规约转换与通讯单元连接至服务器，还连接有人机对话单元。
本发明的工作原理：通过判断弹簧位移的变化，实时采集机构中弹簧的实时位移的变化，获得弹簧正常工作状态数据信息和弹簧非正常状态下的弹簧工件断裂和提前疲劳松弛的数据信息，建立弹簧力值和开关特性参数的对应关系，解决断路器机构弹簧的故障；通过位移传感器实时监测储能弹簧的变化状态，对弹簧力值异常预警。比较弹簧的力值与弹簧出厂预设值，判断是否在正常工作。并对数据进行分析、汇总、评价、预警和报警，提高电网的安全稳定运行能力。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (5)
1.一种在线监测弹簧弹力值的方法，其特征在于，所述在线监测弹簧弹力值的方法，包括以下步骤：
S1，利用位移传感器来实时测量合闸断路器弹簧和分闸断路器弹簧实时的位移变化后转换成弹簧的力值的变化；
S2，测量断路器每次合、分闸时弹簧受到的力值，并将弹簧所受的力值与弹簧厂家出厂预设值进行比较，来判断弹簧是否在正常工作，如果不在正常范围发出预、报警提示，来保证电网断路器机构正常安全工作；
S3，位移传感器的信号输出端分别与数据采集控制器的信号输入端连接，所述控制器的信号输出端与报警器电性连接，通过弹簧的位移变化检测分/合闸时弹簧工作时的力，并将分/合闸弹簧的力值传输至数据采集控制器的控制单元中，将实时的检测值与预设值进行比较，判断分/合闸弹簧是否工作正常，如果弹簧处于非正常工作状态，控制器控制报警器工作。
2.如权利要求1所述在线监测弹簧弹力值的方法，其特征在于，所述步骤S2中测量断路器每次合、分闸时弹簧受到的力值通过测量弹簧的位移得到。
3.如权利要求2所述在线监测弹簧弹力值的方法，其特征在于，所述弹簧位移的测量方法为直接安装在断路器的弹簧托盘底部，检测检测弹簧导杆的变化来检测弹簧的位移变化。
4.如权利要求2所述在线监测弹簧弹力值的方法，其特征在于，所述弹簧位移的测量方法为安装在断路器的弹簧的套筒外部，检测弹簧的导杆变化来检测弹簧的位移。
5.如权利要求1所述在线监测弹簧弹力值的方法，其特征在于，所述步骤S3中包括传感器信号调理模块，所述传感器信号调理模块接受来自传感器的输出信号，所述传感器信号调理模块连接有通道数据采集及存储单元，所述通道数据采集及存储单元通过本地总线连接有规约转换与通讯单元，所述规约转换与通讯单元连接至服务器，还连接有人机对话单元。
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2020
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