一种户外高压隔离开关的检测装置及检测方法
【专利摘要】本发明涉及一种户外高压隔离开关的检测装置及检测方法，检测装置包括用于检测主轴转动力矩的机械特性测量仪、用于检测触指压力的触指压力测量仪、用于检测回路电阻的回路电阻测量仪以及用于对检测结果进行监测的监测单元，机械特性测量仪、触指压力测量仪和回路电阻测量仪与监测单元的输入端口连接。本发明根据各测量仪的检测结果，分析各个参数的变化趋势，根据变化趋势分析高压隔离开关可能存在的故障隐患，找出导致故障隐患的原因，并及时进行排除。解决现有高压隔离开关只能依赖产品既有质量、防腐性能或现场工作人员主观经验和技术能力来保证，不能及时准确判断潜在的机械故障，严重影响供电可靠性及电网安全运行的问题。
【专利说明】一种户外高压隔离开关的检测装置及检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及高压隔离开关，特别是户外高压隔离开关，具体是一种户外高压隔离开关设备运行状态的在线检测装置及检测方法。
【背景技术】
[0002]在近代的高压电网中，装设有大量的隔离开关，电力系统应用隔离开关分、合电路，达到安全隔离的目的。高压隔离开关主要包括导电部分、操动机构、传动机构、绝缘部分和支持底座，导电部分包括触头、闸刀等，主要起关合和开断电路的作用；操动机构是通过手动、电动、气动、液压等方式向隔离开关的动作提供能源；传动机构包括主轴、拐臂、连杆以及操作绝缘子等，传动机构接受操动机构的力矩，将运动传动给触头，完成隔离开关的分、合闸动作；绝缘部分包括支持绝缘子和操作绝缘子，实现带电部分和接地部分的绝缘；支持底座用于将各个部分固定为一体。
[0003]高压隔离开关按照安装位置可以分为户外高压隔离开关和户内高压隔离开关，在电力系统的变电设备中，户外高压隔离开关是变电所中运用较多的设备，由于户外高压隔离开关长期暴露在大气中，在使用过程中经常出现四大问题:
[0004](I)锈蚀问题
[0005]由于户外高压隔离开关长期暴露在大气中，经受着日晒雨淋，各部位锈蚀的情况很严重。
[0006](2)传动问题
[0007]户外高压隔离开关的传动部分由于锈蚀、变形等原因，操作时常常出现卡阻问题，加重了操作力矩，引起高压隔离开关开合闸不到位，分闸困难，甚至传动杆扭曲变形、拐臂断裂。
[0008](3)导线回路过热问题
[0009]隔离开关导电回路的过热现象主要出现在动静触头的接触部位，其直接原因是暴露在大气中的触头收到粉尘、雨雪、潮气、腐蚀性气体的侵蚀，导致接触表面电阻增大，温升过闻。
[0010](4)瓷柱断裂问题
[0011]瓷柱断裂的部分原因是操作引起的应力，往往由于调试不当，使操作应力过大，还有一个重要原因就是由于隔离开关传动部分出现锈蚀、变形等，引起分合闸困难，加大操作力矩造成瓷柱断裂。瓷柱作为高压隔离开关的绝缘部分，如果断裂，则无法起到绝缘作用，引起触电，影响安全生产。
[0012]高压隔离开关作为电力系统一次主要分段设备，它运行状况的好坏直接影响电能的传输、分配以及系统的安全可靠运行，以上问题若不能好好解决，将直接威胁电力安全生产。目前高压隔离开关的状态检测手段主要依赖红外、接触电阻、超声波进行导电部分及支柱绝缘子的检测，惟独对高压隔离开关的机械故障还没有一个有效监测手段，还只能依赖产品既有质量和防腐蚀性能，或者靠现场工作人员的主观经验和技术能力来监测，导致高压隔离开关故障监测的不确定性较大，可靠性较低、难以保证安全生产，而且增加了工作人员的劳动强度。
【发明内容】
[0013]本发明的目的是提供一种户外高压隔离开关的检测装置，该检测装置通过在线检测隔离开关的设备运行状态和运行参数，判断其发展变化趋势，能够及时准确的检测出高压隔离开关潜在的机械故障，排除安全隐患，用以解决现有高压隔离开关只能依赖产品既有质量、防腐性能或现场工作人员主观经验和技术能力来保证，不能及时准确判断潜在的机械故障，严重影响供电可靠性及电网安全运行的问题。
[0014]为实现上述目的，本发明的方案是:一种户外高压隔离开关的检测装置，包括用于测量机械特性的机械特性测量仪、用于检测触指压力的触指压力测量仪、用于检测回路电阻的回路电阻测量仪以及对测量结果进行监测的监测单元；
[0015]所述的机械特性测量仪包括安装在传动机构主轴上用于检测主轴转动角度的角度传感器以及安装在操动机构上用于检测主轴转动力矩的主轴力矩检测设备，所述的角度传感器以及主轴力矩检测设备的信号输出端均连接监测单元的输入端口，所述的监测单元根据角度传感器和主轴力矩检测设备的输出信号绘制机械特性曲线；
[0016]所述的触指压力测量仪包括用于检测高压隔离开关触指压力的压力传感器，所述压力传感器安装在高压隔离开关的两个触指之间，所述压力传感器的信号输出端连接监测单元的输入端口，用于将检测到的压力信号经过模数转换发送给监测单元；
[0017]所述的回路电阻测量仪包括用于测量高压隔离开关回路电流和电压的电压电流测量装置，所述电压电流测量装置的两信号输入端，分别与高压隔离开关的动、静触头对应连接，所述电压电流测量装置的信号输出端连接监测单元的输入端口，所述监测单元根据检测的电流和电压信号，计算回路电阻。
[0018]所述的主轴力矩检测设备为安装在手动操动机构操作手柄上的力矩传感器，所述力矩传感器的信号输出端通过A/D转换电路连接无线收发模块，并通过所述的无线收发模块与监测单元无线连接，监测单元根据接收到的角度传感器检测的主轴转动和力矩传感器检测的操作力矩绘制角度-力矩关系曲线。
[0019]所述的主轴力矩检测设备为安装在电动操动机构电机电源回路中的功率传感器，所述的功率传感器包括采样电路、A/D转换电路以及功率模块，所述采样电路的输入端连接电机的三相交流电源，采样电路的输出端通过所述A/D转换电路连接功率模块，采样电路用于采集电机的电流和电压信号，并经过A/D转换，输入到功率模块进行电机输入功率的计算，功率模块将计算出的输入功率输入到监测单元，监测单元根据接收到的角度传感器检测的主轴转动角度和功率传感器检测的电机输入功率绘制角度-功率关系曲线。
[0020]所述的角度传感器包括光电传感器、分度盘及信号放大电路，所述的分度盘固定在高压隔离开关的主轴上，所述分度盘上每隔设定角度设置一个通孔，所述光电传感器的信号输出端连接信号放大电路，分度盘随主轴旋转时，光电传感器每隔设定角度便通过所述的通孔接收到光信号，并产生电信号，当分度盘随主轴连续旋转时，光电传感器产生与旋转角度有关的电脉冲，并将所述的电脉冲发送到放大电路中进行放大整形后发送给监测单
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[0021]所述的电压电流测量装置包括标准电阻、电流源、标准电压测量单元和待测电压测量单元，所述的标准电阻和电流源串联在高压隔离开关的回路中，所述标准电压测量单元并联在标准电阻的两端，所述待测电压测量单元的两信号输入端，分别与高压隔离开关的动、静触头对应连接。
[0022]所述的检测装置包括监测终端，所述监测单元的信号输出端连接监测终端，所述监测终端根据检测结果分析高压隔离开关的工作状态，并给出检修策略。
[0023]本发明的目的还在于提供一种户外高压隔离开关的检测方法，检测方法能够及时准确的检测出高压隔离开关潜在的机械故障，排除安全隐患，用以解决现有高压隔离开关只能依赖产品既有质量、防腐性能或现场工作人员主观经验和技术能力来保证，不能及时准确判断潜在的机械故障，严重影响供电可靠性及电网安全运行的问题。
[0024]为实现上述目的，本发明的方案是:一种户外高压隔离开关的检测方法，包括如下步骤:
[0025](I)将角度传感器安装在主轴上，主轴力矩检测设备安装在操动机构上，压力传感器安装在高压隔离开关的两触指之间，电压电流测量装置安装在高压隔离开关的主回路中；
[0026](2)通过角度传感器检测主轴转动角度，通过主轴力矩检测设备检测主轴力矩，压力传感器测量高压隔离开关合闸时的触指压力，电压电流测量装置测量高压隔离开关回路电压和电流，并将测得的机械特性值、触指压力和电压和电流发送给监测单元；
[0027](3)所述监测单元根据主轴转动角度和主轴力矩绘制机械特性曲线；
[0028](4)根据电压和电流值得到高压隔离开关的回路电阻；
[0029](5)通过所述监测单元对高压隔离开关的机械特性、回路电阻以及触指压力进行监测，根据高压隔离开关的机械特性曲线变化趋势和回路电阻以及触指压力的变化趋势，预测在线检测的高压隔离开关是否会发生故障，并及时对可能发生的故障隐患进行排除。
[0030]所述的检测方法包括:
[0031](I)在监测单元的输出端连接监测终端，在监测终端建立高压隔离开关的标准数据库和历史数据库，所述的标准数据库包括高压隔离开关的触指压力阈值、回路电阻阈值以及高压隔离开关的机械特性标准曲线，所述历史数据库包括高压隔离开关操作过程中状态量变化的数据及历史变化趋势；
[0032](2)监测终端将监测到的回路电阻、触指压力、机械特性曲线与所述标准数据库和历史数据库中同型号、同规格高压隔离开关的数据进行比较，根据高压隔离开关的机械特性曲线变化趋势、以及回路电阻和触指压力数据的变化趋势，预测高压隔离开关是否存在故障隐患；
[0033](3)如果监测终端监测到高压隔离开关存在故障隐患，则分析导致高压隔离开关发生所述故障隐患的因素，并给出检修策略；如果高压隔离开关没有故障隐患，则完成一次检测工作。
[0034]所述的机械特性曲线包括角度-力矩关系曲线或角度-功率关系曲线，通过角度传感器和主轴力矩检测设备检测高压隔离开关机械特性的方法为:如果是手动操动机构，则通过角度传感器检测高压隔离开关的主轴转动角度，通过力矩传感器检测手动操动机构的操作力矩，并将检测到的操作力矩和主轴转动角度发送给监测单元，监测单元根据主轴转动角度和操作力矩，绘制角度-力矩关系曲线；如果是电动操动机构，则通过角度传感器检测高压隔离开关的主轴转动角度，通过功率传感器检测电动操动机构的电机输入功率，并将检测到的电机输入功率和主轴转动角度发送给监测单元,监测单元根据主轴转动角度和操作力矩，绘制角度-功率关系曲线。
[0035]所述角度传感器检测主轴转动角度的方法为:将分度盘固定在高压隔离开关的主轴上，分度盘上每隔设定角度设置一个通孔，分度盘跟随主轴旋转，当通孔旋转到光电传感器的发送器与接收器之间时，接收器接收到光线，光电传感器输出电信号，当分度盘转过设定的角度时，光线被遮挡，光电传感器输出为零，分度盘跟随主轴连续旋转时，光电传感器产生与旋转角度有关的电脉冲，实现对主轴转动角度的检测。
[0036]本发明达到的有益效果:实现对隔离开关机械性能进行在线、实时的检测、分析，能够客观、准确对隔离开关状态进行判断。当隔离开关安装调试完毕后，就需要对其状态进行检测，以判定是否存在原始性缺陷。待其投入运行若干时间后可在现场对其状态进行检测，分析其重要参数的变化趋势来预测是否有缺陷存在，从而为状态检修提供科学依据。作为设备安装、工厂化AB类检修最终质量检定手段，也可作为设备日常运行状态评价依据。
【专利附图】
【附图说明】
[0037]图1是本发明检测装置结构原理图；
[0038]图2是本发明触指压力测量仪结构原理图；
[0039]图3是本发明钳夹式触指压力传感器测量原理图；
[0040]图4是本发明转入式触指压力传感器检测原理图；
[0041]图5是本发明回路电阻测量仪结构原理图；
[0042]图6是本发明机械特性测量仪结构原理图；
[0043]图7是角度传感器的结构原理图；
[0044]图8是力矩传感器的结构原理图；
[0045]图9是本发明力矩传感器的模拟图；
[0046]图10是本发明力矩传感器的安装测量原理图；
[0047]图11是本发明功率传感器的结构原理图。
[0048]图中，I为隔离开关触指，2为钳夹式触指压力传感器，3为调节螺栓，4为钳夹柄，5为手柄，6为定位件，7为转入式触指压力传感器，8为光电传感器，9高压隔离开关的主轴，10为分度盘,11为操作杆，12为力矩传感器,13为A/D转换与无线传输模块,14为操作手柄，15为安装力矩传感器的操作手柄，16为操动机构。
【具体实施方式】
[0049]下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
[0050]本发明的户外高压隔离开关的检测装置实施例:
[0051]如图1所示，本实施例的户外高压隔离开关的检测装置包括用于检测主轴转动力矩的机械特性测量仪、用于检测触指压力的触指压力测量仪、用于检测回路电阻的回路电阻测量仪、用于对检测结果进行监测的检测单元以及用于对各测量仪的检测结果进行分析并判断高压隔离开关状态的监测终端。机械特性测量仪、触指压力测量仪和回路电阻测量仪的信号输出端口均连接监测单元的输入端口，监测单元的输出端口连接监测终端，用于将检测结果发送给监测终端。
[0052]本发明在监测终端建立高压隔离开关的标准数据库，监测终端接收到机械特性测量仪、触指压力测量仪以及回路电阻测量仪发送的测量结果，监测终端将测量结果与所述标准数据库和历史数据库中同型号、同规格高压隔离开关的数据进行比较，根据测量数据的变化趋势，分析高压隔离开关可能存在的潜在故障隐患，并分析导致高压隔离开关存在所述故障隐患的因素，并给出检修策略。
[0053]如图2所示，触指压力测量仪包括用于检测高压隔离开关触指压力的压力传感器，触指压力传感器的信号输出端口与监测单元的输入端口连接。触指压力传感器设置于高压隔离开关的两个触指之间，当高压隔离开关合闸时，两个触指夹紧，触指压力传感器检测到两个触指产生的压力，并将该压力信号发送给监测单元，监测单元将压力信号经过模数转换发送给监测终端，监测终端根据触指压力值，分析高压隔离开关可能存在的潜在故障隐患，并分析导致高压隔离开关存在所述故障隐患的因素，并给出检修策略。本实施例的监测单元为平板电脑，监测终端为计算机。
[0054]如图3所示，当高压隔离开关的触指为钳夹式触指时，选择钳夹式触指压力传感器2检测触指压力，通过调节螺栓调整L的长度，L为与触指耦合的触头的宽度。将钳夹式触指压力传感器2插入隔离开关触指I内，握住手柄5并捏紧钳夹柄4，即给钳夹柄4施加力F，此时隔离开关触指I给钳夹式触指压力传感器2的作用力，即为触指压力。
[0055]如图4所示，当高压隔离开关为转入式触指时，选择转入式触指压力传感器7检测触指压力，本实施例中，转入式触指压力传感器7的外径等于L，高压隔离开关合闸到位前，将转入式触指传感器7放入两高压隔离开关触指I之间，合闸终了，高压隔离开关触指I对转入式触指压力传感器7将产生夹紧力F。
[0056]如图5所示，回路电阻测量仪包括用于检测高压隔离开关回路电流和电压的电压电流检测装置，电压电流检测装置的信号输出端连接监测单元，监测单元根据高压隔离开关的电压和电流值得到高压隔离开关的回路电阻，并将所述的回路电阻发送给监测终端，监测终端根据检测的回路电阻分析高压隔离开关可能存在的潜在故障隐患，并分析导致高压隔离开关存在所述故障隐患的因素，并给出检修策略。
[0057]本实施例的回路电阻测量仪采用电压电流法测试原理，也称四线法测试技术。电压电流测量装置包括标准电阻Re、电流源、标准电压测量单元和待测电压测量单元，标准电阻R0和电流源串联在高压隔离开关的回路中，标准电压测量单元并联在标准电阻的两端，待测电压测量单元并联在高压隔离开关的两端。电流源输出恒定电流流过标准电阻Rtl和待测电阻Rx，采样标准电阻Rtl上的电压信号U。，经滤波放大处理后送入A/D转换为数字量，进而计算出电流值I。同样，采样待测电阻Rx上的电压信号Ux，经滤波、多级放大处理后送入A/D转换为数字量，通过公式计算出电阻值Rx。具体计算过程如下:
T — UoU..
[0058]1 ~~ R =~
R0 ' I
[0059]监测单元将检测到的回路电阻发送给监测终端，监测终端根据回路电阻分析高压隔离开关可能存在的潜在故障隐患，并分析导致高压隔离开关存在所述故障隐患的因素，并给出检修策略。
[0060]如图6所示，机械特性测量仪包括安装在传动机构主轴上用于检测主轴转动角度的角度传感器以及安装在操动机构上用于检测主轴转动力矩的主轴力矩检测设备，所述的角度传感器以及主轴力矩检测设备的信号输出端均连接监测单元的输入端口。
[0061]如图7所示，本实施例中的角度传感器包括分度盘10、光电传感器8以及放大电路，所述的分度盘10固定在高压隔离开关的主轴9上，所述分度盘的边缘每隔2°设置一个通孔，所述光电传感器8的信号输出端连接放大电路。
[0062]主轴9转动时，分度盘10跟随主轴9 一起旋转，当分度盘10上的通孔旋转到光电传感器8的发送器与接收器之间时，接收器接收到光线，光电传感器8输出电信号，当分度盘转过2°时，光线被遮挡，光电传感器8输出为零。由此，分度盘10跟随主轴9连续旋转时，光电传感器8产生与旋转角度有关的电脉冲，并将所述的电脉冲发送到放大电路中进行放大整形，然后发送给所述监测单元，绘制与角度有关的曲线。在其他实施例中，可根据实际工作需要，可选择相隔其他的设定角度设置通孔。
[0063]如图8所示和图9所示，当高压隔离开关的操动机构为手动操动机构时,通过力矩传感器12测量操作手柄14的力矩来反应主轴力矩。力矩传感器12安装在操作手柄14上，但操作手柄14需要多圈转动，不能用电缆来传输力矩信号，本实施例采用无线传输技术解决信号传输问题。
[0064]力矩传感器12通过A/D转换电路连接无线传输模块，无线传输模块与监测单元无线连接，力矩传感器将检测到的操作手柄的操作力矩信号，并经过A/D转换为数字信号，并通过无线传输模块，发送给监测单元，实现信号的无线传输。本实施例的力矩传感器设置为操作手柄15，在对高压隔离开关进行力矩测试时，用该操作手柄15替代原配操作手柄进行分合闸操作，使用方法示意图如图10。
[0065]如图11所示，当高压隔离开关的操动机构为电动操动机构时，电机的负载即高压隔尚开关的主轴力矩大小直接反映在电机的输入功率上，主轴力矩越大，电机输入功率越大。本实施例通过设置功率传感器检测电机输入功率来反应高压隔离开关的主轴力矩。
[0066]该功率传感器为三相功率传感器，安装在电机的电源回路中，所述的功率传感器包括采样电路、A/D转换电路以及功率模块，所述采样电路的输入端连接电机的三相交流电源，采样电路的输出端通过所述A/D转换电路连接功率模块，采样电路用于采集电机的电流和电压信号，并经过A/D转换，输入到功率模块进行电机输入功率的计算，功率模块将计算出的输入功率输入到监测单元。
[0067]所述的监测单元根据角度传感器和主轴力矩检测设备的输出信号绘制角度-力矩或角度-功率关系曲线，监测单元将绘制的角度-力矩或角度-功率关系曲线发送给监测终端，监测终端根据主轴转动角度与操作力矩的标准曲线数据库或主轴转动角度与电机输入功率的标准曲线数据库，将监测得到的关系曲线与所述标准数据库和历史数据库中同型号、同规格高压隔离开关的数据进行比较，分析高压隔离开关可能存在的潜在故障隐患，并分析导致高压隔离开关存在所述故障隐患的因素，并给出检修策略。
[0068]本发明的户外高压隔离开关的检测方法实施例:
[0069]本实施例的检测方法包括如下步骤:
[0070](I)在监测终端建立高压隔离开关的标准数据库和历史数据库，所述的标准数据库包括高压隔离开关的触指压力阈值、回路电阻阈值以及主轴转动角度与操作力矩的标准曲线或主轴转动角度与电机输入功率的标准曲线，所述历史数据库包括高压隔离开关操作过程中状态量变化的数据及历史变化趋势；
[0071](2)所述机械特性测量仪检测主轴转动角度、操作手柄的操作力矩或电机输入功率，触指压力测量仪检测高压隔离开关合闸时的触指压力，回路电阻测量仪测量高压隔离开关的回路电阻，并将测得的主轴转动角度、操作力矩或电机输入功率、触指压力和回路电阻发送给监测单元；
[0072](3)所述监测单元根据主轴转动角度、操作力矩或电机输入功率分析得到角度-力矩关系曲线或角度-功率关系曲线，并将所述的角度-力矩关系曲线或角度-功率关系曲线、以及触指压力和回路电阻发送给监测单元，通过监测单元对检测结果监测，并将检测结果发送给监测终端；
[0073](4)监测终端将监测到的回路电阻、触指压力、角度-力矩关系曲线或角度-功率关系曲线与所述标准数据库和历史数据库中同型号、同规格高压隔离开关的数据进行比较，根据高压隔离开关的角度-力矩关系曲线或角度-功率关系曲线变化趋势以及回路电阻和触指压力的变化数据趋势，预测高压隔离开关是否存在故障隐患；
[0074](5)如果监测终端监测到高压隔离开关存在故障隐患，则分析导致高压隔离开关发生所述故障隐患的因素，如锈蚀、原件走位、弹簧压力变化、转动角度变化等，并给出检修策略；如果高压隔离开关没有故障隐患，则完成一次检测工作。
[0075]该检测方法实施例的具体实施过程与上述检测装置实施例相同，在此不再赘述。
[0076]目前国内外对高压隔离开关机械故障没有一个有效监测手段，只能依赖产品既有质量和防腐性能和现场工作人员主观经验和技术能力，不能及时准确判断潜在的机械故障，往往需要使用时却因机械等方面的故障而操作失败，严重影响供电可靠性及电网安全运行。本发明实现对高压隔离开关机械性能进行检测、分析，能够客观、准确对隔离开关状态进行判断。当隔离开关安装调试完毕后，就需要对其状态进行检测，以判定是否存在原始性缺陷。待其投入运行若干时间后可在现场对其状态进行检测，分析其重要参数的变化趋势来预测是否有缺陷存在，从而为状态检修提供科学依据。
【权利要求】
1.一种户外高压隔离开关的检测装置，其特征在于:所述的检测装置包括用于测量机械特性的机械特性测量仪、用于检测触指压力的触指压力测量仪、用于检测回路电阻的回路电阻测量仪以及对测量结果进行监测的监测单元； 所述的机械特性测量仪包括安装在传动机构主轴上用于检测主轴转动角度的角度传感器以及安装在操动机构上用于检测主轴转动力矩的主轴力矩检测设备，所述的角度传感器以及主轴力矩检测设备的信号输出端均连接监测单元的输入端口，所述的监测单元根据角度传感器和主轴力矩检测设备的输出信号绘制机械特性曲线； 所述的触指压力测量仪包括用于检测高压隔离开关触指压力的压力传感器，所述压力传感器安装在高压隔离开关的两个触指之间，所述压力传感器的信号输出端连接监测单元的输入端口，用于将检测到的压力信号经过模数转换发送给监测单元； 所述的回路电阻测量仪包括用于测量高压隔离开关回路电流和电压的电压电流测量装置，所述电压电流测量装置的两信号输入端，分别与高压隔离开关的动、静触头对应连接，所述电压电流测量装置的信号输出端连接监测单元的输入端口，所述监测单元根据检测的电流和电压信号，计算回路电阻。
2.根据权利要求1所述的户外高压隔离开关的检测装置，其特征在于所述的主轴力矩检测设备为安装在手动操动机构操作手柄上的力矩传感器，所述力矩传感器的信号输出端通过A/D转换电路连接无线收发模块，并通过所述的无线收发模块与监测单元无线连接，监测单元根据接收到的角度传感器检测的主轴转动和力矩传感器检测的操作力矩绘制角度-力矩关系曲线。
3.根据权利要求1所述的户外高压隔离开关的检测装置，其特征在于所述的主轴力矩检测设备为安装在电动操动机构电机电源回路中的功率传感器，所述的功率传感器包括采样电路、A/D转换电路以及功率模块，所述采样电路的输入端连接电机的三相交流电源，采样电路的输出端通过所述A/D转换电路连接功率模块，采样电路用于采集电机的电流和电压信号，并经过A/D转换，输入到功率模块进行电机输入功率的计算，功率模块将计算出的输入功率输入到监测单元，监测单元根据接收到的角度传感器检测的主轴转动角度和功率传感器检测的电机输入功率绘制角度-功率关系曲线。
4.根据权利要求1所述的户外高压隔离开关的检测装置，其特征在于所述的角度传感器包括光电传感器、分度盘及信号放大电路，所述的分度盘固定在高压隔离开关的主轴上，所述分度盘上每隔设定角度设置一个通孔，所述光电传感器的信号输出端连接信号放大电路，分度盘随主轴旋转时，光电传感器每隔设定角度便通过所述的通孔接收到光信号，并产生电信号，当分度盘随主轴连续旋转时，光电传感器产生与旋转角度有关的电脉冲，并将所述的电脉冲发送到放大电路中进行放大整形后发送给监测单元。
5.根据权利要求1所述的户外高压隔离开关的检测装置，其特征在于所述的电压电流测量装置包括标准电阻、电流源、标准电压测量单元和待测电压测量单元，所述的标准电阻和电流源串联在高压隔离开关的回路中，所述标准电压测量单元并联在标准电阻的两端，所述待测电压测量单元的两信号输入端，分别与高压隔离开关的动、静触头对应连接。
6.根据权利要求1所述的户外高压隔离开关的检测装置，其特征在于所述的检测装置包括监测终端，所述监测单元的信号输出端连接监测终端，所述监测终端根据检测结果分析高压隔离开关的工作状态，并给出检修策略。
7.—种权利要求1所述户外高压隔离开关的检测装置的检测方法，其特征在于包括如下步骤: (1)将角度传感器安装在主轴上，主轴力矩检测设备安装在操动机构上，压力传感器安装在高压隔离开关的两触指之间，电压电流测量装置安装在高压隔离开关的主回路中； (2)通过角度传感器检测主轴转动角度,通过主轴力矩检测设备检测主轴力矩,压力传感器测量高压隔离开关合闸时的触指压力，电压电流测量装置测量高压隔离开关回路电压和电流，并将测得的机械特性值、触指压力和电压和电流发送给监测单元； (3)所述监测单元根据主轴转动角度和主轴力矩绘制机械特性曲线； (4)根据电压和电流值得到高压隔离开关的回路电阻； (5)通过所述监测单元对高压隔离开关的机械特性、回路电阻以及触指压力进行监测，根据高压隔离开关的机械特性曲线变化趋势以及回路电阻和触指压力的变化趋势，预测在线检测的高压隔离开关是否会发生故障，并及时对可能发生的故障隐患进行排除。
8.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于所述的检测方法包括: (1)在监测单元的输出端连接监测终端，在监测终端建立高压隔离开关的标准数据库和历史数据库，所述的标准数据库包括高压隔离开关的触指压力阈值、回路电阻阈值以及高压隔离开关的机械特性标准曲线，所述历史数据库包括高压隔离开关操作过程中状态量变化的数据及历史变化趋势； (2)监测终端将监测到的回路电阻、触指压力、机械特性曲线与所述标准数据库和历史数据库中同型号、同规格高压隔离开关的数据进行比较，根据高压隔离开关的机械特性曲线变化趋势、以及回路电阻和触指压力数据的变化趋势，预测高压隔离开关是否存在故障隐患； (3)如果监测终端监测到高压隔离开关存在故障隐患，则分析导致高压隔离开关发生所述故障隐患的因素，并给出检修策略；如果高压隔离开关没有故障隐患，则完成一次检测工作。
9.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于所述的机械特性曲线包括角度-力矩关系曲线或角度-功率关系曲线，通过角度传感器和主轴力矩检测设备检测高压隔离开关机械特性的方法为:如果是手动操动机构，则通过角度传感器检测高压隔离开关的主轴转动角度，通过力矩传感器检测手动操动机构的操作力矩，并将检测到的操作力矩和主轴转动角度发送给监测单元，监测单元根据主轴转动角度和操作力矩，绘制角度-力矩关系曲线；如果是电动操动机构，则通过角度传感器检测高压隔离开关的主轴转动角度，通过功率传感器检测电动操动机构的电机输入功率，并将检测到的电机输入功率和主轴转动角度发送给监测单元，监测单元根据主轴转动角度和操作力矩，绘制角度-功率关系曲线。
10.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于所述角度传感器检测主轴转动角度的方法为:将分度盘固定在高压隔离开关的主轴上，分度盘上每隔设定角度设置一个通孔，分度盘跟随主轴旋转，当通孔旋转到光电传感器的发送器与接收器之间时，接收器接收到光线，光电传感器输出电信号，当分度盘转过设定的角度时，光线被遮挡，光电传感器输出为零，分度盘跟随主轴连续旋转时，光电传感器产生与旋转角度有关的电脉冲，实现对主轴转动角度的检测。
【文档编号】G01M13/00GK104198929SQ201410333992
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年7月14日 优先权日:2014年7月14日
【发明者】王大方, 王栋, 吴剑敏, 李骏, 顾渊博, 徐涛, 张建, 张鑫 申请人:国网上海市电力公司, 江苏省如高高压电器有限公司