CN213457262U - 一种断路器分合闸线圈重复脉冲法检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及断路器分合闸线圈重复脉冲法检测装置，属于电故障检测装置技术领域。其包括检测单元和分析单元，所述检测单元通过USB通信接口与分析单元连接，所述检测单元包括重复脉冲发生器一、重复脉冲发生器二、220V交流电源和高速示波器，所述重复脉冲发生器一与断路器分合闸线圈的一端连接，所述重复脉冲发生器二与断路器分合闸线圈的另一端连接，所述220V交流电源分别与断路器分合闸线圈的两端连接，所述高速示波器的通道一通过信号调理模块一与断路器分合闸线圈的一端连接，所述高速示波器的通道二通过信号调理模块二与断路器分合闸线圈的另一端连接。本实用新型检测装置可提高断路器分合闸线圈故障检测效率和检测灵敏度。

Description

一种断路器分合闸线圈重复脉冲法检测装置

技术领域

本实用新型属于电故障检测装置技术领域，具体涉及断路器分合闸线圈重复脉冲法检测装置。

背景技术

断路器分合闸线圈由于加工工艺不良、绕制工艺缺陷、匝间排列混乱等原因，会导致线匝间的绝缘降低甚至出现匝间短路，即线圈匝间短路故障。匝间短路故障将造成发出断路器动作命令后线圈产生的磁力减小，线圈吸合时电流增大，严重时将无法正常完成分、合闸操作，甚至因长时间通电导致线圈发热直至烧毁，引发断路器拒动的严重故障。据统计，类似故障案例在系统内进品及国家断路器厂家中已出现多起，对电网和设备安全运行造成严重威胁，迫切需要采取更准确、更便捷的技术手段加以检测、诊断、预防。

公开号为CN106124946A的专利文献公开了一种高压断路器的控制线圈匝间绝缘故障检测装置，包括高频高压信号输出装置、控制检测输出装置和连接导线；所述控制检测输出装置用于控制检测信号的输入和测量结果的检测输出；所述控制检测输出装置的控制端与高频高压信号输出装置的受控端相连接，所述连接导线的一端连接高频高压信号输出装置输出端，其另一端连接在被测电磁铁线圈的两端。该实用新型能够提前检测被测电磁铁线圈匝间绝缘状态，避免由于变电站高压断路器控制线圈匝间绝缘故障而导致的控制失败的事故，保证了高压断路器安全运行。

公开号为CN108051698A的专利文献公开了一种线圈匝间绝缘故障检测方法、装置及系统，该方法包括：获取被测电抗式线圈的特性信息，并根据所述被测电抗式线圈的特性信息绘制被测电抗式线圈的特性曲线；根据所述被测电抗式线圈的特性曲线与标准特性波形，通过面积法，计算被测电抗式线圈的特性曲线与所述标准特性波形的误差；若所述误差超过第一阈值，则判断所述被测电抗式线圈存在匝间绝缘故障。该实用新型提供的线圈匝间绝缘故障检测方法、装置及系统实现了高压断路器控制回路中的电抗式线圈匝间短路缺陷的检测，能够检测电抗式线圈匝间绝缘状态，实现高压断路器安全运行。

公开号为CN108896880A的专利文献公开了一种断路器分合闸线圈匝间绝缘故障模拟装置及方法，其装置部分包括壳体、波形产生模块、波形采集分析模块、波形存储模块、显示模块、线圈故障模拟模块、微型变压器、电源接口和控制按键；所述的线圈故障模拟模块包括插座、导线、安装在壳体内的故障模拟电路和安装在壳体上的插口一，插座上安装有插口二；所述的故障模拟电路包括电路板、以及集成在电路板上的多组电容和电阻。该实用新型通过线圈故障模拟模块能够逐一模拟断路器分合闸线圈匝间绝缘故障。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种断路器分合闸线圈重复脉冲法检测装置，以提高断路器分合闸线圈故障检测效率和检测灵敏度。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种断路器分合闸线圈重复脉冲法检测装置，包括检测单元和分析单元，所述检测单元通过USB通信接口与分析单元连接，所述检测单元包括重复脉冲发生器一、重复脉冲发生器二、220V交流电源和高速示波器，所述重复脉冲发生器一与断路器分合闸线圈的一端连接，所述重复脉冲发生器二与断路器分合闸线圈的另一端连接，所述220V交流电源分别与断路器分合闸线圈的两端连接，所述高速示波器的通道一通过信号调理模块一与断路器分合闸线圈的一端连接，所述高速示波器的通道二通过信号调理模块二与断路器分合闸线圈的另一端连接。

优选地，所述重复脉冲发生器一和重复脉冲发生器二输出完全相同的重复脉冲。

优选地，所述220V交流电源输出与断路器分合闸线圈运行工况相同的电流、电压与导通时间。

优选地，所述信号调理模块一和信号调理模块二均为隔离、滤波、放大模块。

优选地，所述检测单元通过GND接口与断路器分合闸线圈连接。

优选地，所述分析单元包括依次电连接的上电自检模块、采样初始化模块、脉冲产生电路初始化模块、脉冲注入特征波形显示模块、故障严重程度因子计算与判断模块、数据存储模块和分析报表生成模块。

本领域公知断路器具有短路和过载保护功能，其短路保护功能靠电磁线圈实现，在电力系统应用广泛。断路器分合闸线圈市场售价较低，以往当断路器分合闸线圈出现故障时，普遍采用的方法是停电更换新的电磁线圈即恢复正常。这样解决的方法虽然可行，但是却存在着明显的问题：一是这种方法属于事后补救式的，无法提前预测问题的发生，可能会给电力系统及国民经济带来巨大的经济损失；二是故障发生时需要检测确认是否为线圈故障，这一过程中无形中延长了检修时间和停电时间，检修效率较低，由于停电而带来的经济损失更大。鉴于上述问题的客观存在，电力系统目前已采取措施对断路器分合闸线圈进行检测，当前主要为人工巡检以及采用机械特性测试仪对断路器动作特性进行测试等方法。但是，人工巡检受制于业务水平、精神状态等诸多因素，势必影响检测质量，甚至将滋生因漏检、误检而产生的安全隐患。机械特性检测方法在使用过程中虽然得到运行人员的广泛认可，也取得了一定的成效，但是存在检测设备笨重、检测效率低、检测技术复杂等问题。由此可见，现场需要一种更加灵敏、可靠、便捷的断路器分合闸线圈的检测装置以解决上述问题。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型中检测单元由两路重复脉冲发生器、220V交流电源、隔离滤波放大模块、两通道高速示波器、USB通信接口构成；检测时，两路重复脉冲发生器输出两路完全相同的重复脉冲，分别接入断路器分合闸线圈的两端。同时，220V交流电源输出与运行工况相同的电流、电压与导通时间。线圈两端的脉冲信号通过隔离、滤波、放大模块分别输入高速示波器的通道一与通道二，实现脉冲信号的高速采集；采集数据通过USB信号传输到分析主机中，进行分析。这种对断路器分合闸线圈的检测方法较之人工及机械检测的灵敏度更高。

本实用新型分析单元通过USB接口控制检测单元中重复脉冲的产生与停止、220V交流电源的导通与关断以及高速示波器采集数据的传输等功能，最终完成特征波形计算、故障严重程度判断、历史数据存储、分析报表生成等功能，本实用新型获得结果可由分析单元直观看到，效率高，可靠性高。

本实用新型检测装置使用时，与断路器分合闸线圈的接线易于操作，效率高，而且较之笨重的机械式检测仪，携带更为方便，可进行高效现场作业。

附图说明

图1：本实用新型断路器分合闸线圈重复脉冲法检测装置的结构示意图；

图2：本实用新型断路器分合闸线圈重复脉冲法检测方法的流程示意图；

其中：1-检测单元，2-分析单元，3-USB通信接口，4-重复脉冲发生器一，5-重复脉冲发生器二，6-220V交流电源，7-高速示波器的通道一，8-高速示波器的通道二，9-信号调理模块一，10-信号调理模块二，11-断路器分合闸线圈，12-GND接口。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本实用新型做进一步说明。

参阅图1，一种断路器分合闸线圈重复脉冲法检测装置，包括检测单元1和分析单元2，所述检测单元1通过USB通信接口3与分析单元2连接，所述检测单元1包括重复脉冲发生器一4、重复脉冲发生器二5、220V交流电源6和高速示波器，所述重复脉冲发生器一4与断路器分合闸线圈11的一端连接，所述重复脉冲发生器二5与断路器分合闸线圈11的另一端连接，所述220V交流电源6分别与断路器分合闸线圈11的两端连接，所述高速示波器的通道一7通过信号调理模块一9与断路器分合闸线圈11的一端连接，所述高速示波器的通道二8通过信号调理模块二10与断路器分合闸线圈11的另一端连接。

本实用新型中重复脉冲发生器一4和重复脉冲发生器二5输出完全相同的重复脉冲，重复频率范围处于高频段，300MHz以上。

本实用新型中220V交流电源6输出与断路器分合闸线圈11运行工况相同的电流、电压与导通时间，并由分析单元2进行控制。

本实用新型中信号调理模块一9和信号调理模块二10均为隔离、滤波、放大模块，具有对脉冲信号依次进行隔离、滤波和放大的功能，例如：NSC-3004。

本实用新型中检测单元1通过GND接口12与断路器分合闸线圈11连接，以确保安全性。

本实用新型中分析单元2包括依次电连接的上电自检模块、采样初始化模块、脉冲产生电路初始化模块、脉冲注入特征波形显示模块、故障严重程度因子计算与判断模块、数据存储模块和分析报表生成模块。其中，上电自检模块用于对检测单元1的各功能模块进行上电自检，以判断检测单元1的各功能模块是否正常，上电自检为现有技术。采样初始化模块具体是对高速示波器进行参数初始化。脉冲产生电路初始化模块是对重复脉冲发生器一4和重复脉冲发生器二5进行初始化。上述三个模块均为准备阶段的内容。脉冲注入特征波形显示模块是分析单元2对产生的脉冲信号进行采集与显示。故障严重程度因子计算与判断模块是分析单元2基于获取的脉冲信号计算故障严重程度因子，从而判断出故障严重程度。数据存储模块是对分析的数据和结果进行存储。分析报表生成模块是将分析单元2做出的判断结果生成文本或图表以供查看。上述各模块组合与检测单元配合使用用于对检测单元的运行程序及结果进行分析。

参阅图2，一种利用断路器分合闸线圈重复脉冲法检测装置进行检测的方法，包括以下步骤：

S1：将检测单元1分别与断路器分合闸线圈11和分析单元2电连接，启动分析单元2，对检测单元1的各功能模块进行上电自检，若检测正常，则进入步骤S2，检测不正常，则结束检测；

S2：上电自检正常，分析单元2开始测试，使用默认采集参数对采集系统进行初始化，所述采集系统包括高速示波器，所述高速示波器的通道一7通过信号调理模块一9与断路器分合闸线圈11的一端连接，所述高速示波器的通道二8通过信号调理模块二10与断路器分合闸线圈11的另一端连接；

S3：对脉冲发生电路进行初始化，所述脉冲发生电路由重复脉冲发生器一4和重复脉冲发生器二5的脉冲发生电路构成，所述重复脉冲发生器一4与断路器分合闸线圈11的一端连接，所述重复脉冲发生器二5与断路器分合闸线圈11的另一端连接；

S4：初始化结束，采集系统进入触发等待，对重复脉冲发生器一4和重复脉冲发生器二5注入脉冲，进行系统触发，进入步骤S5；

S5：脉冲信号的采集与显示，并存储到磁盘；若放弃系统触发，则返回至步骤S4；

S6：进行故障判断，分析单元2读取文件数据，判断故障程度，结束检测；若放弃故障判断，则返回至步骤S4。

基于上述检测方法的实施可以获取断路器分合闸线圈11的故障严重程度，并且由分析单元2可以直观得到，无需人为对此过程进行干预，检测效率高，检测结果可靠。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本实用新型的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。

Claims (6)

1.一种断路器分合闸线圈重复脉冲法检测装置，其特征在于：包括检测单元和分析单元，所述检测单元通过USB通信接口与分析单元连接，所述检测单元包括重复脉冲发生器一、重复脉冲发生器二、220V交流电源和高速示波器，所述重复脉冲发生器一与断路器分合闸线圈的一端连接，所述重复脉冲发生器二与断路器分合闸线圈的另一端连接，所述220V交流电源分别与断路器分合闸线圈的两端连接，所述高速示波器的通道一通过信号调理模块一与断路器分合闸线圈的一端连接，所述高速示波器的通道二通过信号调理模块二与断路器分合闸线圈的另一端连接。

2.根据权利要求1所述的断路器分合闸线圈重复脉冲法检测装置，其特征在于：所述重复脉冲发生器一和重复脉冲发生器二输出完全相同的重复脉冲。

3.根据权利要求1所述的断路器分合闸线圈重复脉冲法检测装置，其特征在于：所述220V交流电源输出与断路器分合闸线圈运行工况相同的电流、电压与导通时间。

4.根据权利要求1所述的断路器分合闸线圈重复脉冲法检测装置，其特征在于：所述信号调理模块一和信号调理模块二均为隔离、滤波、放大模块。

5.根据权利要求1所述的断路器分合闸线圈重复脉冲法检测装置，其特征在于：所述检测单元通过GND接口与断路器分合闸线圈连接。

6.根据权利要求1所述的断路器分合闸线圈重复脉冲法检测装置，其特征在于：所述分析单元包括依次电连接的上电自检模块、采样初始化模块、脉冲产生电路初始化模块、脉冲注入特征波形显示模块、故障严重程度因子计算与判断模块、数据存储模块和分析报表生成模块。

Images