CN214310799U - 一种适用于高压断路器开关的机械特性监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种适用于高压断路器开关的机械特性监测装置，包括处理器、感应单元以及接收单元，感应单元电性连接接收单元，处理器通讯端通过存储器接口连接有数据储存模块，感应单元包括霍尔传感器、角位移传感器、磁光效应传感器以及闸刀分合检测模块，磁光效应传感器包括相对设置的发射束模块和接收模块，接收模块反馈光电信号至接收单元，闸刀分合检测模块分别电性连接高压断路器开关以及接收单元。本实用新型有利于提高监测装置的精度，加强对操作机构电机以及开合闸刀的检测，通过存储记录的数据来预防或发现高压断路器开关的异常与故障，以降低维护量与维修成本。

Description

一种适用于高压断路器开关的机械特性监测装置

技术领域

本实用新型涉及断路器技术领域，具体涉及一种适用于高压断路器开关的机械特性监测装置。

背景技术

我国日益加大对电力网络覆盖规模以及运营质量的投资力度，对电力系统设备的需求也逐渐增大。高压断路器开关作为接通和断开回路、切除和隔离故障的控制设备，在电力系统中不可或缺。目前，市场对于高压断路器一般选用真空断路器和六氟化硫断路器，不仅成本较低，而且能够在高压高温的条件下保证有效工作。在高压断路器开关内，操作机构的机械传动零件由于质量存在不同，也存在安装配合误差，难以完全确保操作机构在其有限年限内不发生失效，在正常工作的环境下，操作机构往往发生磨损或疲劳而失效，一旦操作机构失效，则会影响到断路器断开电力系统，导致不良危险发生，因而对高压断路器开关内机械特性的监测很有必要，分析其机械特性，有利于准确地分析故障，降低高压断路器开关检修维护时的工作量以及成本。

目前对于高压断路器开关机械特性的监测装置，均是对高压断路器内操作机构的机械特性进行监测，如专利号CN211121906U公开的“基于多传感器的断路器机械特性在线监测装置”，根据位移传感器、加速度振动传感器、压力传感器、第一电流互感器、第二电流互感器的数据来判断断路器的机械特性；又如专利号CN211085641U公开的“高压隔离开关操作机构机械特性在线监测装置”，通过电流采集电路对电流信号采集；通过角位移传感器测量电机的旋转角度，通过微处理器单元根据电机工作时的电流以及电机的旋转角度对高压隔离开关操作机构的机械特性实现在线监测，现有技术对高压断路器内操作机构或操作机构电机的监测较为完备，但高压断路器工作时，配备的操作机构大多会配备液压、弹簧、气动等零件，在断路器开合闸刀时，闸刀容易脱扣电磁铁，在断路器长期运营时，闸刀会发生弯曲变形以及开裂，使内部结构暴露出来，使闸刀粘连杂质，导致电磁铁动作不畅进而致使断路器拒动，而且操作机构的安装配合误差较多地反应在传动末端，也就是闸刀所在位置。

实用新型内容

为解决上述背景技术中提出的问题，本实用新型提供了一种适用于高压断路器开关的机械特性监测装置，有利于提高监测装置的精度，加强对操作机构电机以及开合闸刀的检测，通过存储记录的数据来预防或发现高压断路器开关的异常与故障，以降低维护量与维修成本。

本实用新型提供如下技术方案:

一种适用于高压断路器开关的机械特性监测装置，包括处理器、感应单元以及接收单元，所述感应单元电性连接所述接收单元，所述接收单元内置在所述处理器内部，所述处理器设置在高压断路器的外部，所述处理器通讯端通过存储器接口连接有数据储存模块，所述感应单元包括用于检测高压断路器开关内操作机构电机的电机电流的霍尔传感器、用于检测高压断路器开关内操作机构电机的电机转角的角位移传感器、用于检测开关闸刀位移的磁光效应传感器以及闸刀分合检测模块，所述霍尔传感器串联在操作机构电机的输入电路上，所述角位移传感器设置在靠近操作机构电机的主轴旋转的区域，所述霍尔传感器和所述角位移传感器分别对电机电流以及电机转角进行采样，并反馈电信号至接收单元处，所述磁光效应传感器安装在高压断路器内侧壁处，所述磁光效应传感器包括相对设置的发射束模块和接收模块，所述接收模块反馈光电信号至所述接收单元，所述闸刀分合检测模块分别电性连接高压断路器开关以及所述接收单元。

优选地，所述接收单元内设有所述磁光效应传感器与所述闸刀分合检测模块的对比电路,所述对比电路用于校正开关闸刀的闭合极限点位以及断开极限点位。

优选地，所述闸刀分合检测模块包括分闸识别电路和合闸识别电路，所述分闸识别电路和所述合闸识别电路分别电性连接高压断路器闸刀内的感应线圈。

优选地，所述角位移传感器采用绝对值编码器或正弦波编码器。

优选地，所述霍尔传感器内电性连接有电流补偿电路。

优选地，所述处理器输出端通过I/O接口连接有显示打印模块。

本实用新型的有益效果为：处理器外接在高压断路器上，通过感应单元监测操作机构以及开合闸刀的实时数据并反馈至接收单元，再经过处理器转换分析输出至数据储存模块记录并调制出可示出的图形信号，提高监测装置的精度。

(1)：设置的磁光效应传感器和闸刀分合检测模块对闸刀的机械特性进行监测，在磁光效应传感器内，发射束模块发出光信号，闸刀开合对光信号形成遮挡，接收模块反馈缺失的光信号，经过接收单元反馈至处理器，处理器在闸刀的开合时间段内产生闸刀相应的位移量信号，输出位移——时间数据至数据储存模块处记录，闸刀开合时，闸刀分合检测模块对高压断路器开关的运转实时监测并反馈出电信号输出至接收单元，经过接收单元反馈至处理器，处理器在闸刀的开合时间段内产生相应的电信号，输出电流——时间数据至数据储存模块处记录；

(2)：设置在接收单元内的对比电路用于校正开关闸刀的闭合极限点位以及断开极限点位，加强对闸刀开合位置的确定，以修正闸刀的机械特性的数据；

(3)：设置的霍尔传感器和角位移传感器分别对操作机构的电机电流以及电机转角进行采样，并反馈电信号与位移信号至接收单元处，再通过处理器输出相应的电流——时间数据以及行程——时间数据至数据储存模块处记录；

(4)：通过处理器调出数据储存模块内的记录，可使监测数据输出至显示打印模块，为维修人员提供便利。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解,并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的限制。

图1为本实用新型监测装置的工作原理图；

图2为本实用新型磁光效应传感器的工作示意图。

图中标记：1-高压断路器；2-操作机构电机；3-开关闸刀；4-电磁铁；5-磁光效应传感器。

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进行清楚完全的描述。

实施例1：

请参阅图1与图2，本实施例提供了一种适用于高压断路器开关的机械特性监测装置，包括处理器、感应单元以及接收单元，感应单元电性连接接收单元，接收单元内置在处理器内部，处理器设置在高压断路器的外部，处理器通讯端通过存储器接口连接有数据储存模块，感应单元包括用于检测高压断路器开关内操作机构电机的电机电流的霍尔传感器、用于检测高压断路器开关内操作机构电机的电机转角的角位移传感器、用于检测开关闸刀位移的磁光效应传感器以及闸刀分合检测模块，霍尔传感器串联在操作机构电机的输入电路上，角位移传感器设置在靠近操作机构电机的主轴旋转的区域，霍尔传感器和角位移传感器分别对电机电流以及电机转角进行采样，并反馈电信号至接收单元处，磁光效应传感器安装在高压断路器内侧壁处，磁光效应传感器包括相对设置的发射束模块和接收模块，接收模块反馈光电信号至接收单元，闸刀分合检测模块分别电性连接高压断路器开关以及接收单元。

在本实施例中，角位移传感器采用绝对值编码器或正弦波编码器，角位移传感器用做操作机构电机的反馈检测元件，两者的抗干扰能力较强，适应于高压断路器内的电磁环境，在需要提高电机主轴动态特性情况下，优选正弦波编码器。

在本实施例中，霍尔传感器内电性连接有电流补偿电路，通过电流补偿电路来弥补霍尔传感器所在支路的电流损耗，霍尔传感器快速响应，精度较高。

在本实施例中，处理器输出端通过I/O接口连接有显示打印模块。

本实用新型工作原理如下，处理器外接在高压断路器上，通过感应单元监测实时数据并反馈至接收单元，再经过处理器转换分析输出至数据储存模块记录并调制出可示出的图形信号，具体的，磁光效应传感器和闸刀分合检测模块对闸刀的机械特性进行监测，在磁光效应传感器内，发射束模块发出光信号，闸刀开合对光信号形成遮挡，接收模块反馈缺失的光信号，经过接收单元反馈至处理器，处理器在闸刀的开合时间段内产生闸刀相应的位移量信号，输出位移——时间数据至数据储存模块处记录，闸刀开合时，闸刀分合检测模块对高压断路器开关的运转实时监测并反馈出电信号输出至接收单元，经过接收单元反馈至处理器，处理器在闸刀的开合时间段内产生相应的电信号，输出电流——时间数据至数据储存模块处记录；霍尔传感器和角位移传感器分别对操作机构的电机电流以及电机转角进行采样，并反馈电信号与位移信号至接收单元处，再通过处理器输出相应的电流——时间数据以及行程——时间数据至数据储存模块处记录，通过处理器调出数据储存模块内的记录，可使监测数据输出至显示打印模块，为维修人员提供便利，通过分析反应开合闸刀处的位移——时间数据和电流——时间数据来判断闸刀的运行情况，及时发现闸刀处可能存在的卡滞与损坏；通过分析反应操作机构处的电流——时间数据以及行程——时间数据来判断操作机构的运行情况，及时发现操作机构处可能存在的不良风险，估算出开合闸刀或操作机构的失效时间，提前进行检护维修；通过存储记录的数据来预防或发现高压断路器开关的异常与故障，以降低维护量与维修成本。

实施例2：

在本实施例中，接收单元内设有磁光效应传感器与闸刀分合检测模块的对比电路,对比电路用于校正开关闸刀的闭合极限点位以及断开极限点位，闸刀分合检测模块包括分闸识别电路和合闸识别电路，分闸识别电路和合闸识别电路分别电性连接高压断路器闸刀内的感应线圈。

接收单元内对比电路用于校正开关闸刀的闭合极限点位以及断开极限点位，加强对闸刀开合位置的确定，以修正闸刀的机械特性的数据，增强监测装置输出数据的可靠性。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (6)

1.一种适用于高压断路器开关的机械特性监测装置，包括处理器、感应单元以及接收单元，所述感应单元电性连接所述接收单元，其特征在于：所述接收单元内置在所述处理器内部，所述处理器设置在高压断路器的外部，所述处理器通讯端通过存储器接口连接有数据储存模块，所述感应单元包括用于检测高压断路器开关内操作机构电机的电机电流的霍尔传感器、用于检测高压断路器开关内操作机构电机的电机转角的角位移传感器、用于检测开关闸刀位移的磁光效应传感器以及闸刀分合检测模块，所述霍尔传感器串联在操作机构电机的输入电路上，所述角位移传感器设置在靠近操作机构电机的主轴旋转的区域，所述霍尔传感器和所述角位移传感器分别对电机电流以及电机转角进行采样，并反馈电信号至接收单元处，所述磁光效应传感器安装在高压断路器内侧壁处，所述磁光效应传感器包括相对设置的发射束模块和接收模块，所述接收模块反馈光电信号至所述接收单元，所述闸刀分合检测模块分别电性连接高压断路器开关以及所述接收单元。

2.根据权利要求1所述的一种适用于高压断路器开关的机械特性监测装置，其特征在于：所述接收单元内设有所述磁光效应传感器与所述闸刀分合检测模块的对比电路,所述对比电路用于校正开关闸刀的闭合极限点位以及断开极限点位。

3.根据权利要求2所述的一种适用于高压断路器开关的机械特性监测装置，其特征在于：所述闸刀分合检测模块包括分闸识别电路和合闸识别电路，所述分闸识别电路和所述合闸识别电路分别电性连接高压断路器闸刀内的感应线圈。

4.根据权利要求1所述的一种适用于高压断路器开关的机械特性监测装置，其特征在于：所述角位移传感器采用绝对值编码器或正弦波编码器。

5.根据权利要求1所述的一种适用于高压断路器开关的机械特性监测装置，其特征在于：所述霍尔传感器内电性连接有电流补偿电路。

6.根据权利要求1所述的一种适用于高压断路器开关的机械特性监测装置，其特征在于：所述处理器输出端通过I/O接口连接有显示打印模块。

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