CN209280879U - 一种基于非接触式传感器的断路器带电测试系统及断路器 - Google Patents

一种基于非接触式传感器的断路器带电测试系统及断路器 Download PDF

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李龙
王谦
吴高林
周孟戈
印华
龙英凯
张施令
李勇
李小平
蒋西平
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Electric Power Research Institute of State Grid Chongqing Electric Power Co Ltd
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Abstract

本实用新型提供一种基于非接触式传感器的断路器带电测试系统及断路器,该测试系统,包括:控制器,与所述控制器连接的非接触式电场传感器、非接触式电流传感器、第一通讯装置;所述非接触式电场传感器,用于获取断路器所连接的线路的电场信息;所述非接触式电流传感器,用于获取断路器所在的二次侧的电流波形;所述第一通讯装置,用于连接非接触式位移传感器;所述非接触式位移传感器设置于所述断路器的传动机构,用于获取所述断路器的传动机构的动作信息。本实用新型提供的测试系统,通过直接连接设置于断路器的非接触式位移传感器,相对现有技术中,需要重新装置位移传感器的方式,提供断路器试验测试效率,降低了安装成本。

Description

一种基于非接触式传感器的断路器带电测试系统及断路器
技术领域
本实用新型涉及电力设备检测技术领域,特别涉及一种基于非接触式传感器的断路器带电测试系统及断路器。
背景技术
目前我国电力系统的装机容量与电力需求不断增加,对电力系统的可靠性要求也越来越高。断路器作为变电站的重要组成部分,承担着保护变电站、发电厂安全运行的重要作用。对于断路器来说,机械特性是考核断路器性能的重要指标。
现阶段,断路器机械特性的考核主要依靠传统的离线模式测试,在线测试仍处于研究和验证的阶段,还不能大面积推广。
离线测试模式:这是目前最常用的测试方式,属于预防性试验,也就是说,不管断路器机械特性参数是否符合设计指标,都进行试验。其缺点也是显而易见的,首先,增加了停电检修的工作量;其次,增加了断路器的机械磨损,断路器的机械寿命是有限的,停电检修期间,断路器可能会动作十几次甚至更多。
在线模式:这种测试方法目前还处于研究和验证阶段,产品技术并不成熟,没有完善的标准体系、导则、技术要求等对在线监测产品及监测结果进行严格的指导,因此在线监测产品仅仅能够辅助设备检修人员大致了解设备状态,无法对设备状态进行确认。另外在线监测产品需要在每一台断路器安装监测设备,投资巨大,而对于断路器,尤其是220kV以上的断路器,每年动作次数有限,因此在线监测产品投资产出比低,不适合大范围推广使用。
因此,如何提供一种基于非接触式传感器的断路器带电测试系统及断路器,提高断路器试验测试效率,提高断路器使用寿命,是本领域的技术人员亟待解决的技术问题。
本装置提供一种新型的测试方法,首次将非接触式传感器应用于断路器机械特性带电测试,将速度传感器长期安装在断路器传动机构上,当有停电、倒闸等计划任务时,将便携设备带到现场,对接传感器。设置断路器动特性带电测试装置处于待测状态,当断路器正常倒闸操作时,采样断路器各项参数,这样在断路器正常操作期间就完成断路器动特性参数的采集,大大提高了工作效率,相当于在线模式,安装成本大幅下降,不需要每台开关配置一套采样装置。
实用新型内容
有鉴于此,本实用新型的目的在于提供一种基于非接触式传感器的断路器带电测试系统及断路器,提高断路器试验测试效率,提高断路器使用寿命。
其具体方案如下:
一方面,本实用新型提供一种基于非接触式传感器的断路器带电测试系统,包括:控制器,与所述控制器连接的非接触式电场传感器、非接触式电流传感器、第一通讯装置;
所述非接触式电场传感器,用于获取断路器所连接的线路的电场信息;
所述非接触式电流传感器,用于获取断路器所在的二次侧的电流波形;
所述第一通讯装置,用于连接非接触式位移传感器;所述非接触式位移传感器设置于所述断路器的传动机构,用于获取所述断路器的传动机构的动作信息。
优选地,
所述非接触式电场传感器依次通过电场采样电路、第一A/D采样电路连接到所述控制器;
所述电场采样电路,用于对所述非接触式电场传感器采集的电场参数进行采样处理;
所述第一A/D采样电路,用于将采样到的电场参数进行模数转换。
优选地,
所述非接触式电流传感器依次通过电流采样电路、第二A/D采样电路连接到所述控制器;
所述电流采样电路,用于对所述非接触式电流传感器采集的电流参数进行采样处理;
所述第二A/D采样电路,用于将采样到的电流参数进行模数转换。
优选地,
所述非接触式位移传感器依次通过速度采样电路、计数电路连接到所述控制器;
所述速度采样电路,用于对所述非接触式位移传感器采集的速度参数进行采样处理;
所述计数电路,用于记录非接触式传感器移动的距离。
优选地,
所述非接触式位移传感器与所述速度采样电路之间,还连接有速度整形电路;
所述速度整形电路用于对所述非接触式位移传感器采集的速度参数进行平滑处理。
优选地,
所述控制器还连接有:存储模块;
所述存储模块,用于存储所述控制器接收到的电场参数、电流参数、速度参数。
优选地,
所述控制器还连接有:电源模块;
所述电源模块,包括:蓄电池,以及充放电模块。
优选地,
所述控制器,还连接有:人机交互模块;
所述人机交互模块,包括:显示模块、输入模块。
优选地,
所述人机交互模块为触摸显示屏。
另一方面,本实用新型提供一种断路器,包括:设置于所述断路器的传动机构的非接触式位移传感器及其连接的第二通讯装置;
所述第二通讯装置用于连接上述任一种断路器带电测试系统。
本实用新型提供一种基于非接触式传感器的断路器带电测试系统,包括:控制器,与所述控制器连接的非接触式电场传感器、非接触式电流传感器、第一通讯装置;所述非接触式电场传感器,用于获取断路器所连接的线路的电场信息;所述非接触式电流传感器,用于获取断路器所在的二次侧的电流波形;所述第一通讯装置,用于连接非接触式位移传感器;所述非接触式位移传感器设置于所述断路器的传动机构,用于获取所述断路器的传动机构的动作信息。本实用新型提供的测试系统,通过直接连接设置于断路器的非接触式位移传感器,相对现有技术中,需要重新装置位移传感器的方式,提供断路器试验测试效率,降低了安装成本。
本实用新型提供的断路器,应用于上述的基于非接触式传感器的断路器带电测试系统,也具有上述的有益效果,在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的实施例,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,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本实用新型一种具体实施方式所提供的一种基于非接触式传感器的断路器带电测试系统的组成示意图;
图2为本实用新型一种具体实施方式所提供的一种基于非接触式传感器的断路器带电测试系统的连接使用示意图;
图3为本实用新型一种具体实施方式所提供的一种基于非接触式传感器的断路器带电测试系统的断路器实践使用示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型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实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,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他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
请参考图1、图2、图3,图1为本实用新型一种具体实施方式所提供的一种基于非接触式传感器的断路器带电测试系统的组成示意图;图2为本实用新型一种具体实施方式所提供的一种基于非接触式传感器的断路器带电测试系统的连接使用示意图;图3为本实用新型一种具体实施方式所提供的一种基于非接触式传感器的断路器带电测试系统的断路器实践使用示意图。
在本实用新型的一种具体实施方式中,本实用新型实施例提供一种基于非接触式传感器的断路器带电测试系统100,包括:控制器110,与所述控制器110连接的非接触式电场传感器120、非接触式电流传感器130、第一通讯装置140;所述非接触式电场传感器120,用于获取断路器所连接的线路的电场信息;所述非接触式电流传感器130,用于获取断路器所在的二次侧的电流波形;所述第一通讯装置140,用于连接非接触式位移传感器150;所述非接触式位移传感器150设置于所述断路器的传动机构,用于获取所述断路器的传动机构的动作信息。
具体地,对于非接触式电场传感器120,可以将所述非接触式电场传感器120依次通过电场采样电路121、第一A/D采样电路122连接到所述控制器110;所述电场采样电路121,用于对所述非接触式电场传感器120采集的电场参数进行采样处理;所述第一A/D采样电路122,用于将采样到的电场参数进行模数转换。电场传感器,是能感受电场强度并转换成可用输出信号的传感器,非接触式,指的是,能够在不接触待测物的情况下进行探测。可以将非接触式电场传感器120实时探测到的电场强度进行时间上的采样处理,例如可以每秒钟进行取值,然后根据该实时采集的电场强度值是否超过预设值来进行数字化的判定。
更具体地,对于非接触式电流传感器130,可以将所述非接触式电流传感器130依次通过电流采样电路131、第二A/D采样电路132连接到所述控制器110;所述电流采样电路131,用于对所述非接触式电流传感器130采集的电流参数进行采样处理;所述第二A/D采样电路132,用于将采样到的电流参数进行模数转换。非接触式电流传感器130,一般利用电磁感应进行非电性连接的电流检测,在非接触式电流传感器130采集到电流信号后,电流采样电路131可以对采集到的实时电流信号进行采样处理,例如可以每秒或没毫秒进行取值,第二A/D采样电路132可以对采样的实时电流信号进行数字化处理,具体,可以根据该实时采集的电流强度值是否超过预设值来进行数字化的判定。
进一步地,对于非接触式位移传感器150,其通过第一通信装置连接到控制器110,更具体地,还可以将所述非接触式位移传感器150依次通过速度采样电路151、计数电路连接到所述控制器110;所述速度采样电路151,用于对所述非接触式位移传感器150采集的速度参数进行采样处理;所述计数电路,用于记录非接触式传感器移动的距离,正向加计数,逆向减计数,所得计数结果实时发送给控制器存储,作为速度计算的原始数据。
为了使得采集到的速度数据更进平滑,可以在所述非接触式位移传感器150与所述速度采样电路151之间,还连接有速度整形电路;所述速度整形电路用于对所述非接触式位移传感器150采集的速度参数进行平滑处理。
在上述具体实施方式的基础上,本具体实施方式中,还可以在所述控制器110还连接有:存储模块160;所述存储模块160,用于存储所述控制器110接收到的电场参数、电流参数、速度参数。当然,该存储模块160还可以存储控制器110对于数据的处理过程的程序,以便需要时运行这些数据进行数据处理。
当然,所述控制器110还连接有:电源模块170;所述电源模块170,包括:蓄电池,以及充放电模块。也就是说,该断路器带电测试系统不仅自身带有蓄电电池,还可以利用外界的电源,保证正常工作和对蓄电池进行充电,蓄电池可以选择锂电池,当然也可以选择其他的蓄电池,例如石墨蓄电池,更加轻便。
值得指出的是,所述控制器110,还连接有:人机交互模块180;所述人机交互模块180,包括:显示模块、输入模块。所述人机交互模块180为触摸显示屏。
在本实用新型的又一种具体实施方式中,本实用新型实施例提供一种断路器,包括:设置于所述断路器的传动机构的非接触式位移传感器150及其连接的第二通讯装置;所述第二通讯装置用于连接上述任一种具体实施方式中的断路器带电测试系统。
具体,第二通讯装置与上述实施例中的第一通讯装置140通信连接,例如,第一通讯装置140、第二通讯装置可以采用有线的连接方式,采用插头、插口的方式进行连接,当然也可以采用无线的通信连接方式,例如可以采用WiFi连接方式,当第一通讯装置140、第二通讯装置连接到同一个WiFi路由器时,即可实现通信连接,或则可以采用第一通讯装置140、第二通讯装置的直接通信连接,例如采用蓝牙连接方式,本实用新型实施例并不对通信连接方式进行限制。
本实用新型实施例提供一种基于非接触式传感器的断路器带电测试系统,包括:控制器110,与所述控制器110连接的非接触式电场传感器120、非接触式电流传感器130、第一通讯装置140;所述非接触式电场传感器120,用于获取断路器所连接的线路的电场信息;所述非接触式电流传感器130,用于获取断路器所在的二次侧的电流波形;所述第一通讯装置140,用于连接非接触式位移传感器150;所述非接触式位移传感器150设置于所述断路器的传动机构,用于获取所述断路器的传动机构的动作信息。本实用新型提供的测试系统,通过直接连接设置于断路器的非接触式位移传感器150,相对现有技术中,需要重新装置位移传感器的方式,提供断路器试验测试效率,降低了安装成本。
最后,还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本实用新型所提供的一种基于非接触式传感器的断路器带电测试系统及断路器进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本实用新型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实用新型的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本实用新型的思想,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实用新型的限制。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种基于非接触式传感器的断路器带电测试系统,其特征在于,包括:控制器,与所述控制器连接的非接触式电场传感器、非接触式电流传感器、第一通讯装置;
所述非接触式电场传感器,用于获取断路器所连接的线路的电场信息;
所述非接触式电流传感器,用于获取断路器所在的二次侧的电流波形;
所述第一通讯装置,用于连接非接触式位移传感器;所述非接触式位移传感器设置于所述断路器的传动机构,用于获取所述断路器的传动机构的动作信息。
2.根据权利要求1所述的断路器带电测试系统,其特征在于,
所述非接触式电场传感器依次通过电场采样电路、第一A/D采样电路连接到所述控制器;
所述电场采样电路,用于对所述非接触式电场传感器采集的电场参数进行采样处理;
所述第一A/D采样电路,用于将采样到的电场参数进行模数转换。
3.根据权利要求1所述的断路器带电测试系统,其特征在于,
所述非接触式电流传感器依次通过电流采样电路、第二A/D采样电路连接到所述控制器;
所述电流采样电路,用于对所述非接触式电流传感器采集的电流参数进行采样处理;
所述第二A/D采样电路,用于将采样到的电流参数进行模数转换。
4.根据权利要求1所述的断路器带电测试系统,其特征在于,
所述非接触式位移传感器依次通过速度采样电路、计数电路连接到所述控制器;
所述速度采样电路,用于对所述非接触式位移传感器采集的速度参数进行采样处理;
所述计数电路,用于记录非接触式传感器移动的距离。
5.根据权利要求4所述的断路器带电测试系统,其特征在于,
所述非接触式位移传感器与所述速度采样电路之间,还连接有速度整形电路;
所述速度整形电路用于对所述非接触式位移传感器采集的速度参数进行平滑处理。
6.根据权利要求1所述的断路器带电测试系统,其特征在于,
所述控制器还连接有:存储模块;
所述存储模块,用于存储所述控制器接收到的电场参数、电流参数、速度参数。
7.根据权利要求1所述的断路器带电测试系统,其特征在于,
所述控制器还连接有:电源模块;
所述电源模块,包括:蓄电池,以及充放电模块。
8.根据权利要求1至7任一项所述的断路器带电测试系统,其特征在于,
所述控制器,还连接有:人机交互模块;
所述人机交互模块,包括:显示模块、输入模块。
9.根据权利要求8所述的断路器带电测试系统,其特征在于,
所述人机交互模块为触摸显示屏。
10.一种断路器,其特征在于,包括:设置于所述断路器的传动机构的非接触式位移传感器及其连接的第二通讯装置;
所述第二通讯装置用于连接如权利要求1至9任一项所述的断路器带电测试系统。
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