CN113702823A - 一种塑壳断路器自动化检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种塑壳断路器自动化检测系统，涉及断路器检测技术领域，包括数据整理模块、损耗分析模块、控制器以及监测模块；数据整理模块用于对数据采集模块采集的运行参数信息进行预处理，得到运行损耗信息，并将运行损耗信息打上时间戳存储至数据库，所述损耗分析模块用于对数据库中存储的带有时间戳的运行损耗信息进行分析处理，判断对应塑壳断路器是否存在用电风险，所述监测模块用于对断路器跳闸进行监测，对跳闸间隔时长进行跳闸分析；根据跳闸分析结果判断对应断路器所在电路是否存在用电风险，然后对断路器所在电路进行检修，找出故障点，极大提高了用电安全和检测效率，起到提前预测和主动防护的作用。

Description

一种塑壳断路器自动化检测系统

技术领域

本发明涉及断路器检测技术领域，具体是一种塑壳断路器自动化检测系统。

背景技术

塑壳断路器能够在电流超过跳脱设定后自动切断电流，是换流站不可或缺的关键装置之一，其能否稳定运行，将直接影响直流输电系统的可靠性；然而由于塑壳断路器所有的零件都密封于塑料外壳中，辅助触点，欠电压脱扣器以及分励脱扣器等多采用模块化；由于结构非常紧凑，对塑壳断路器的入库检、调试、现场维护及其不方便，检修困难，费时费力，效率低下；目前，塑壳断路器故障的发现手段主要是人工巡查、红外测温、保护告警等；这些手段具有随机性，缺乏及时性和全面性。

发明内容

为了解决上述方案存在的问题，本发明提供了一种塑壳断路器自动化检测系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种塑壳断路器自动化检测系统，包括数据整理模块、损耗分析模块、控制器以及监测模块；

所述数据整理模块用于对数据采集模块采集的运行参数信息进行预处理，得到运行损耗信息，并将运行损耗信息打上时间戳存储至数据库；

所述损耗分析模块与数据库相连接，用于对数据库中存储的带有时间戳的运行损耗信息进行分析处理，判断对应塑壳断路器是否存在用电风险；

所述监测模块用于对断路器跳闸进行监测，具体为：当监测到断路器跳闸时，记录跳闸信息，并自动倒计时；获取倒计时阶段所有的跳闸信息，对跳闸间隔时长TZg进行跳闸分析；根据跳闸分析结果判断对应断路器所在电路是否存在用电风险。

进一步地，所述数据整理模块的具体处理步骤如下：

以24小时为一个周期，建立对应运行参数随时间变化的曲线图；

将各个运行参数与对应的参数阈值相比较；若运行参数≥对应的参数阈值，则在对应的曲线图中截取对应的曲线段并标注为损耗曲线段；

针对同一曲线图，统计损耗曲线段的数量为Cm；将损耗曲线段对时间进行积分得到损耗参考能量Em；利用公式Zm＝Cm×a1+Em×a2计算得到对应运行参数的损耗指数Zm，其中a1、a2均为系数因子；

将所有运行参数的损耗指数进行合并，得到运行损耗信息。

进一步地，所述损耗分析模块的具体步骤为：

S1：根据时间戳，获取到系统当前时间前三十天内的运行损耗信息；

S2：将运行损耗信息中电流损耗指数、电压损耗指数和温度损耗指数依次标记为Fi、Zi、Gi；将运行损耗信息的时间戳与系统当前时间进行时间差计算得到损耗辐射时长FTi；其中i＝1，…，n；i表示第i条运行损耗信息；

S3：利用公式Hi＝(Fi×b1+Zi×b2+Gi×b3)/(FTi×b4)计算得到此条运行损耗信息的损耗影响值FTi；其中b1、b2、b3、b4为系数因子；以此类推；

S4：将所有的损耗影响值FTi进行求和得到塑壳断路器的损耗系数SH；若损耗系数SH＞预设系数阈值，则判定对应塑壳断路器存在用电风险，生成预警信号。

进一步地，所述损耗分析模块用于将预警信号发送至控制器，控制器接收到预警信号后驱动报警模块发出警报，并将预警信号发送至安全管理模块；

所述安全管理模块用于接收到预警信号后获取对应塑壳断路器的位置信息并安排维修人员对对应塑壳断路器进行检修加固或更换新的断路器。

进一步地，所述数据采集模块用于实时采集塑壳断路器的运行参数信息，并将采集的运行参数信息传输至数据整理模块，运行参数信息包括电流数据、电压数据以及温度数据。

进一步地，若在倒计时阶段再次监测到断路器跳闸，则倒计时自动归为原值重新按照T2进行倒计时，否则倒计时归零，停止计时，其中T2为预设值。

进一步地，对跳闸间隔时长TZg进行跳闸分析，具体为：

获取倒计时阶段所有的跳闸信息，将排序后的相邻两个跳闸时刻进行时间差计算得到跳闸间隔时长TZg；若TZg≥预设间隔阈值，则令跳闸分析结果Rg＝0；若TZg＜预设间隔阈值，则令跳闸分析结果Rg＝1。

进一步地，根据跳闸分析结果判断对应断路器所在电路是否存在用电风险，具体为：获取多个跳闸间隔时长TZg的跳闸分析结果中Rg＝1的数量；

当Rg＝1的数量达到第一预设数量或者Rg＝1的数量达到预定比例或者连续Rg＝1的数量达到第二预设数量时，则确定对应断路器所在电路存在用电风险，生成跳闸警示信号。

进一步地，所述监测模块用于将跳闸警示信号经控制器传输至安全管理模块；安全管理模块用于接收跳闸警示信号后安排维修人员对该断路器所在电路进行检修，找出故障点。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明能够对采集的运行参数信息进行预处理，分析得到运行损耗信息，然后根据时间戳，获取到系统当前时间前三十天内的运行损耗信息，计算得到塑壳断路器的损耗系数，根据损耗系数及时发出警报，并安排维修人员对对应塑壳断路器进行检修加固，提高用电安全和检测效率，起到提前预测和主动防护的作用；

2、本发明中监测模块用于对断路器跳闸进行监测，对跳闸间隔时长TZg进行跳闸分析，根据跳闸分析结果判断对应断路器所在电路是否存在用电风险，当断路器跳闸频繁，则表明断路器所在电路大概率出现问题，此时对断路器所在电路进行检修，找出故障点，极大提高了用电安全和检测效率，起到提前预测和主动防护的作用。

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，显而易见地，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他的附图。

图1为本发明的原理框图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明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做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。

如图1所示，一种塑壳断路器自动化检测系统，包括数据采集模块、数据整理模块、数据库、损耗分析模块、控制器、报警模块、安全管理模块以及监测模块；

数据采集模块用于实时采集塑壳断路器的运行参数信息，并将采集的运行参数信息传输至数据整理模块，运行参数信息包括电流数据、电压数据以及温度数据；数据采集模块包括设置于塑壳断路器上电流传感器、电压传感器以及温度传感器；

数据整理模块用于对接收到的运行参数信息进行预处理，得到运行损耗信息，并将运行损耗信息打上时间戳存储至数据库；具体处理步骤如下：

步骤一：以24小时为一个周期，周期性的将接收到的运行参数信息进行统合，建立对应运行参数随时间变化的曲线图；运行参数包括电流、电压、温度；

步骤二：将各个运行参数与对应的参数阈值相比较；

若运行参数≥对应的参数阈值，则在对应的曲线图中截取对应的曲线段并标注为红色，记为损耗曲线段；

步骤三：针对同一曲线图，统计损耗曲线段的数量为Cm；将损耗曲线段对时间进行积分得到损耗参考能量Em；其中，m＝1，…，j；m表示第m个运行参数；

将损耗曲线段的数量、损耗参考能量进行归一化处理并取其数值；

利用公式Zm＝Cm×a1+Em×a2计算得到对应运行参数的损耗指数Zm，其中a1、a2均为系数因子；

步骤四：将所有运行参数的损耗指数进行合并，得到运行损耗信息，其中运行损耗信息包括电流损耗指数、电压损耗指数和温度损耗指数；

损耗分析模块与数据库相连接，用于对数据库中存储的带有时间戳的运行损耗信息进行分析处理，具体步骤为：

S1：根据时间戳，获取到系统当前时间前三十天内的运行损耗信息；

S2：将运行损耗信息中电流损耗指数、电压损耗指数和温度损耗指数依次标记为Fi、Zi、Gi；将运行损耗信息的时间戳与系统当前时间进行时间差计算得到损耗辐射时长FTi；其中i＝1，…，n；i表示第i条运行损耗信息；

S3：将电流损耗指数、电压损耗指数、温度损耗指数和损耗辐射时长进行归一化处理并取其数值；

利用公式Hi＝(Fi×b1+Zi×b2+Gi×b3)/(FTi×b4)计算得到此条运行损耗信息的损耗影响值FTi；其中b1、b2、b3、b4为系数因子；以此类推；

S4：将所有的损耗影响值FTi进行求和得到塑壳断路器的损耗系数SH；

若损耗系数SH＞预设系数阈值，则生成预警信号；

损耗分析模块用于将预警信号发送至控制器，控制器接收到预警信号后驱动报警模块发出警报，并将预警信号发送至安全管理模块；

本发明能够对采集的运行参数信息进行预处理，分析得到运行损耗信息，然后根据时间戳，获取到系统当前时间前三十天内的运行损耗信息，计算得到塑壳断路器的损耗系数，根据损耗系数及时发出警报，并安排维修人员对对应塑壳断路器进行检修加固，提高用电安全和检测效率，起到提前预测和主动防护的作用；

安全管理模块接收到预警信号后获取对应塑壳断路器的位置信息并安排维修人员对对应塑壳断路器进行检修加固或更换新的断路器；

在本实施例中，监测模块与塑壳断路器相连接，用于对断路器跳闸进行监测，当断路器跳闸频繁，则表明断路器所在电路大概率出现问题，此时对断路器所在电路进行检修，找出故障点，极大提高了用电安全和检测效率；具体步骤为：

S1：当监测到断路器跳闸时，记录跳闸信息，并自动倒计时，倒计时时长为T2时间，T2为预设值；其中，跳闸信息包括跳闸时刻；

S2：若在倒计时阶段再次监测到断路器跳闸，则倒计时自动归为原值重新按照T2进行倒计时，否则倒计时归零，停止计时；

S3：获取倒计时阶段所有的跳闸信息，将所有的跳闸时刻依据时间先后顺序进行排序，将排序后的相邻两个跳闸时刻进行时间差计算得到跳闸间隔时长TZg；

对跳闸间隔时长TZg进行跳闸分析，具体为：

将跳闸间隔时长TZg与预设间隔阈值相比较，若TZg≥预设间隔阈值，则令跳闸分析结果Rg＝0；若TZg＜预设间隔阈值，则令跳闸分析结果Rg＝1；

S4：获取多个跳闸间隔时长TZg的跳闸分析结果中Rg＝1的数量；

当Rg＝1的数量达到第一预设数量或者Rg＝1的数量达到预定比例或者连续Rg＝1的数量达到第二预设数量时，则确定对应断路器所在电路存在用电风险，生成跳闸警示信号；

监测模块用于将跳闸警示信号经控制器传输至安全管理模块；安全管理模块用于接收跳闸警示信号后安排维修人员对该断路器所在电路进行检修，找出故障点，提高用电安全和检测效率，起到提前预测和主动防护的作用。

上述公式均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。

本发明的工作原理：

一种塑壳断路器自动化检测系统，在工作时，数据整理模块对数据采集模块采集的塑壳断路器的运行参数信息进行预处理，以24小时为一个周期，周期性的将接收到的运行参数信息进行统合，分析得到对应运行参数的损耗指数，将所有运行参数的损耗指数进行合并，得到运行损耗信息并打上时间戳存储至数据库；损耗分析模块用于对数据库中存储的带有时间戳的运行损耗信息进行分析处理，得到塑壳断路器的损耗系数SH；若损耗系数SH＞预设系数阈值，则控制器接收到预警信号后驱动报警模块发出警报，并安排维修人员对对应塑壳断路器进行检修加固或更换新的断路器；

监测模块用于对断路器跳闸进行监测，当监测到断路器跳闸时，记录跳闸信息，并自动倒计时，获取倒计时阶段所有的跳闸信息，对跳闸间隔时长TZg进行跳闸分析，当Rg＝1的数量达到第一预设数量或者Rg＝1的数量达到预定比例或者连续Rg＝1的数量达到第二预设数量时，则确定对应断路器所在电路存在用电风险，生成跳闸警示信号，此时对断路器所在电路进行检修，找出故障点，极大提高了用电安全和检测效率，起到提前预测和主动防护的作用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (9)

1.一种塑壳断路器自动化检测系统，其特征在于，包括数据整理模块、损耗分析模块、控制器以及监测模块；

所述数据整理模块用于对数据采集模块采集的运行参数信息进行预处理，得到运行损耗信息，并将运行损耗信息打上时间戳存储至数据库；

所述损耗分析模块与数据库相连接，用于对数据库中存储的带有时间戳的运行损耗信息进行分析处理，判断对应塑壳断路器是否存在用电风险；

所述监测模块用于对断路器跳闸进行监测，具体为：当监测到断路器跳闸时，记录跳闸信息，并自动倒计时；获取倒计时阶段所有的跳闸信息，对跳闸间隔时长TZg进行跳闸分析；根据跳闸分析结果判断对应断路器所在电路是否存在用电风险。

2.根据权利要求1所述的一种塑壳断路器自动化检测系统，其特征在于，所述数据整理模块的具体处理步骤如下：

以24小时为一个周期，建立对应运行参数随时间变化的曲线图；

将各个运行参数与对应的参数阈值相比较；若运行参数≥对应的参数阈值，则在对应的曲线图中截取对应的曲线段并标注为损耗曲线段；

针对同一曲线图，统计损耗曲线段的数量为Cm；将损耗曲线段对时间进行积分得到损耗参考能量Em；利用公式Zm＝Cm×a1+Em×a2计算得到对应运行参数的损耗指数Zm，其中a1、a2均为系数因子；

将所有运行参数的损耗指数进行合并，得到运行损耗信息。

3.根据权利要求1所述的一种塑壳断路器自动化检测系统，其特征在于，所述损耗分析模块的具体步骤为：

S1：根据时间戳，获取到系统当前时间前三十天内的运行损耗信息；

S2：将运行损耗信息中电流损耗指数、电压损耗指数和温度损耗指数依次标记为Fi、Zi、Gi；将运行损耗信息的时间戳与系统当前时间进行时间差计算得到损耗辐射时长FTi；其中i＝1，…，n；i表示第i条运行损耗信息；

S3：利用公式Hi＝(Fi×b1+Zi×b2+Gi×b3)/(FTi×b4)计算得到此条运行损耗信息的损耗影响值FTi；其中b1、b2、b3、b4为系数因子；以此类推；

S4：将所有的损耗影响值FTi进行求和得到塑壳断路器的损耗系数SH；若损耗系数SH＞预设系数阈值，则判定对应塑壳断路器存在用电风险，生成预警信号。

4.根据权利要求3所述的一种塑壳断路器自动化检测系统，其特征在于，所述损耗分析模块用于将预警信号发送至控制器，控制器接收到预警信号后驱动报警模块发出警报，并将预警信号发送至安全管理模块；

所述安全管理模块用于接收到预警信号后获取对应塑壳断路器的位置信息并安排维修人员对对应塑壳断路器进行检修加固或更换新的断路器。

5.根据权利要求1所述的一种塑壳断路器自动化检测系统，其特征在于，所述数据采集模块用于实时采集塑壳断路器的运行参数信息，并将采集的运行参数信息传输至数据整理模块，运行参数信息包括电流数据、电压数据以及温度数据。

6.根据权利要求1所述的一种塑壳断路器自动化检测系统，其特征在于，若在倒计时阶段再次监测到断路器跳闸，则倒计时自动归为原值重新按照T2进行倒计时，否则倒计时归零，停止计时，其中T2为预设值。

7.根据权利要求6所述的一种塑壳断路器自动化检测系统，其特征在于，对跳闸间隔时长TZg进行跳闸分析，具体为：

获取倒计时阶段所有的跳闸信息，将排序后的相邻两个跳闸时刻进行时间差计算得到跳闸间隔时长TZg；若TZg≥预设间隔阈值，则令跳闸分析结果Rg＝0；若TZg＜预设间隔阈值，则令跳闸分析结果Rg＝1。

8.根据权利要求7所述的一种塑壳断路器自动化检测系统，其特征在于，根据跳闸分析结果判断对应断路器所在电路是否存在用电风险，具体为：获取多个跳闸间隔时长TZg的跳闸分析结果中Rg＝1的数量；

当Rg＝1的数量达到第一预设数量或者Rg＝1的数量达到预定比例或者连续Rg＝1的数量达到第二预设数量时，则确定对应断路器所在电路存在用电风险，生成跳闸警示信号。

9.根据权利要求8所述的一种塑壳断路器自动化检测系统，其特征在于，所述监测模块用于将跳闸警示信号经控制器传输至安全管理模块；安全管理模块用于接收跳闸警示信号后安排维修人员对该断路器所在电路进行检修，找出故障点。

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