051]高压断路器是电力系统中最主要的控制、保护单元，直接关系着电网的安全运行。在具体工作过程中，所述高压断路器根据电网的运行需要，可以把一部分电力线路和设备投入或退出运行，起到控制作用;所述高压断路器还可以在电力线路或设备发生故障时将故障部分从电网中快速切除，保证电网中无故障部分的正常运行，从而起到保护作用。高压断路器及其运行的可靠性直接关系到整个电力系统的安全运行和供电质量，因此在电力系统中起着十分重要的作用。
[0052]高压断路器操动机构是高压断路器的重要组成部分，是保证高压断路器合闸和开闸正常操作的关键部件之一，其性能的好坏直接影响到高压断路器的技术性能。而从电力系统故障统计来看，由于所述操动机构原因导致的事故占总事故的比率很大，因此对所述操动机构进行监测是保证所述高压断路器正常运行的重要手段。所述操动机构可以分为手力操动机构、电磁操动机构、弹簧操动机构、气动操动结构和液压操动结构等，其中弹簧操动机构是一种目前应用比较广泛的操动结构。所述弹簧操动机构关键部件为开闸弹簧和合闸弹簧，在工作过程中，所述合闸弹簧在短时间内存贮机械能，然后合闸弹簧能量释放进行合闸；在合闸过程中，开闸弹簧进行储能，为开闸动作提供动力。在本发明实施例中将以所述弹簧操动机构作为应用对象，描述所述高压断路器操动机构监测方法及系统，当然所述操动机构也可以理解为其他类型的操动机构，例如液压操动机构或气动操动机构等。
[0053]参见图1，为本发明实施例提供的一种高压断路器操动机构监测方法的流程示意图，所述监测方法包括以下步骤:
[0054]步骤SlOl:确定高压断路器操动机构的应力检测点。
[0055]为了准确且全面地获得高压断路器操动机构的健康状况，需要采集所述操动机构的应力信号，而确定应力检测点的位置是保证所述应力信号采集质量和效率的关键。在本发明实施例中，如图2所示为本发明实施例提供的一种高压断路器操动机构应力检测点确定方法的流程示意图，所述应力检测点确定方法包括以下步骤:
[0056]步骤S1011:建立所述高压断路器操动机构的零件模型，并将所述零件模型装配成高压断路器操动机构模型。
[0057]在本发明实施例中，利用三维模型设计软件Pro/E进行建模，运用Pro/E的拉伸、旋转以及拔模等基本功能逐个建立起所述高压断路器操动机构的零件模型，最后将各个零件模型进行装配，完成所述高压断路器操动机构模型的建立。
[0058]步骤S1012:对所述高压断路器操动机构模型进行几何清理和模型简化;对所述零件模型进行网格划分和材料定义;根据约束、载荷和求解控制，计算获得所述高压断路器操动机构应力分析结果，所述应力分析结果包括在所述高压断路器合闸和开闸过程中每一时间步长上的应力、应变和位移。
[0059]根据上述步骤SlOll的结果，将Pro/E建立的所述述高压断路器操动机构模型导入HyperMesh并进行几何清理和模型简化，然后对各零件模型划分网格、定义断路器零件所用材料，再对所述零件模型添加约束、载荷和求解控制，最后在LS-DYNA中求解完成应力分析，得到应力分析结果，所述应力分析结果包括所述高压断路器整个合闸、开闸过程中每一时间步长上的应力、应变、位移等计算结果。本领域技术人员可以在HyperGraph中查看指定时亥IJ、指定零件的应力分布、应变情况、接触情况以及接触点处的接触应力分布等。
[0060]步骤S1013:根据所述应力分析结果，确定高压断路器操动机构的应力检测点。
[0061]根据步骤S1012中得到的应力分析结果，判断所述高压断路器操动机构容易发生应力应变的位置，例如本领域技术人员可以根据所述零件模型中应力分布，选择应力分布最密集的位置作为所述应力检测点，当然也可以根据应力或应变的大小，选择相应的位置作为所述应力检测点。在本发明实施例中，确定了8个比较危险的点作为所述应力检测点，具体地，看参看图3，为本发明实施例提供的应力检测点的设置位置示意图，所述应力检测点分别为:凸轮轴上安装凸轮的轴段41、接头与传动杆连接的部位42、弹簧挂壁43、弯臂上靠近滚子的部位44、连动杆中间部位45、传动臂与接头连接部位46、拐臂与轴连接部位47、扇形板与轴连接部位48。当然，在具体实施时，本领域技术人员可以根据实际操动机构的结构，通过上述过程确定相应的应力检测点，所述应力检测点可以为任意多个、且不限于上述位置。
[0062]步骤S102:根据所述应力检测点，将应力传感器设置于所述高压断路器操动机构上，采集所述高压断路器操动机构上的应力信号。
[0063]在确定好所述应力检测点后，将应力传感器设置于所述应力检测点对应的高压断路器操动机构上，在本发明实施例中所述应力传感器包括应变片以及与所述应变片相连接的导线，用于采集所述高压断路器操动机构上所述应力检测点对应位置的应力信号。由于所述高压断路器操动机构位于变电站内，变电站内的环境为强电磁辐射环境，为了减少电磁干扰，提高应力信号采集的精确性，本发明实施例对所述应力传感器进行了抗电磁干扰设置。具体地，参见图4，为本发明实施例提供的一种应力传感器安装方法的流程示意图，所述安装方法包括以下步骤:
[0064]步骤S1021:将所述应力传感器的应变片与导线相连接，且所述导线为不裸露的、接地的屏蔽线。
[0065]所述应变片用于粘贴到所述应力检测点位置，所述导线与所述应变片相互连接，用于传输所述应变片采集得到的应力信号。为了提高抗电磁干扰能力，所述导线采用屏蔽线，且在具体实施时，注意应变片焊点处导线的裸露程度，避免裸露，同时测点端导线的屏蔽线必须和最近的地连接可靠。
[0066]步骤S1022:在所述应变片的外周涂抹绝缘胶、并外铺锡箔纸后固定设置于所述高压断路器操动机构上。
[0067]所述应变片在粘贴时，在确保粘贴可靠的同时对所述应变片进行电磁屏蔽防护。具体地，在所述应变片的外周涂绝缘胶保护，并外铺锡箔纸，最后固定设置到所述高压断路器操动机构上。
[0068]在具体实施时，高压断路器操动机构大多时间处在不工作的状态，只有合闸与开闸的时候所述操动机构才会动作，而合闸与开闸的次数一年大概只有几十次，因此为了提高应力信号采样效率，优选地，在所述高压断路器合闸或开闸操作时，采集所述高压断路器操动机构上的应力信号，即触发采样。具体地，所述触发采样是指当高压断路器开闸或者合闸的时候，所述操动机构的开闸或合闸线圈得电，并将此作为触发信号，触发采集系统进行采样，优选地，采样频率1-5KHZ，采样时间1-2分钟，因为断路器开合闸的时间一般为几十毫秒，故采用高频率采样。当然，根据实际采样需求，也可采用其他应力信号采样模式，例如日常定时采样和人工采样等。例如对于日常定时采样，采集系统按照默认的采样频率、采样时间和数据保存规则自动定时采集应力信号，优选地，日常定时采样的时间间隔为1-2小时，每次采样的时间和采样频率可以由工作人员设定；同样，对于人工采样，技术人员可以指定新的采样频率、采样时间和存储规则，随时进行临时采样。
[0069]另外，在所述应力信号采集过程中，由于需要采集的操动机构的数据较多，为了避免海量数据拥堵造成系统崩溃，在本发明实施例中，技术人员除了通过上述方式设置不同的采样模式外，还可以设置采样优先级策略。具体地，例如对于步骤SlOl中确定的应力检测点，根据实际故障统计，可以设置各个应力检测点的优先级，例如如果弹簧挂壁应力检测点位置故障率最高，扇形板与轴连接部位应力检测点故障率较低，连动杆中间部位应力检测点故障率最低，据此可以设置所述优先级为弹簧挂壁〉扇形板与轴连接部位〉连动杆中间部位;根据所述优先级，优先采集弹簧挂壁应力检测点的应力信号。
[0070]步骤S103:将所述应力信号进行计算、放大、滤波以及数模转换后，发送至远程监测和分析系统，进行应力分析。
[0071]通过步骤S102采集得到的应力信号，继而进行计算和放大处理，然后通过滤波处理滤除应力信号中的谐波和噪声，最后通过数模转换变成数字信号，发送至远程监测和分析系统，所述远程监测和分析系统根据得到的所述应力信号进行应力分析，具体地，参见图5，为本发明实施例提供的一种应力分析的流程示意图，包括以下步骤:
[0072]步骤S1031:根据所述应力信号进行实时显示、实时分析以及历史数据分析。
[0073]所述远程监测和分析系统将接收到的应力信号进行实时显示，供技术人员分析使用，在本发明实施例中，对显示方式不做限制，例如可以以图表、波形或三维立体图的形式展现;根据所述应力信号，实时分析应力检测点对应位置处的应力值、位移和应变等；同时，为了对所述操动机构进行综合应力分析，在本发明实施例中，还对不同测试时间节点的应力数据进行汇总，方便技术人员进行历史数据分析