三相断路器电磁波信号相别检测系统的制作方法

本申请涉及断路器测技术领域，尤其涉及一种三相断路器电磁波信号相别检测系统。

背景技术：

在电力系统中，为了对电网进行控制和保护，通常在电网中设置断路器。当电网发生故障时，断路器可以通过分闸动作，切断过负荷电流和短路电流，避免电网故障进一步加重。随着断路器分闸次数的增加，断路器内部触头的烧蚀程度也不断严重，触头的烧蚀程度是影响断路器寿命的主要因素。一旦触头由于烧蚀程度过重而发生故障，很容易导致电力系统的瘫痪，造成不可估量的损失。

断路器产生分闸动作的过程中会产生开关电弧，从而在空间中激发出电磁波信号，该电磁波信号可以反映断路器触头的烧蚀程度。当断路器触头烧蚀严重时，辐射出的电磁波信号会发生畸变。因此，现有的断路器触头烧蚀程度检测系统，通常在断路器产生分闸动作的过程中，检测断路器辐射出的电磁波信号，通过分析电磁波信号是否发生畸变，判定断路器是否存在触头严重烧蚀的问题。

但是，常用的三相断路器通常具有依次分布的第一相位、第二相位以及第三相位，断路器内部对应每一相位分别相设置有一个触头，断路器产生分闸动作时，断路器的每一相都会辐射出电磁波信号，现有的断路器触头烧蚀程度检测系统，无法判定产生电磁波信号的断路器触头的相别，因此无法检测出哪个相位的触头烧蚀严重，只能将断路器拆解后确定具体的相别，不便于对严重烧蚀的触头进行及时处理。

技术实现要素：

本申请提供了一种三相断路器电磁波信号相别检测系统，以解决现有的断路器触头烧蚀程度检测系统，无法判定产生电磁波信号的断路器触头的相别的问题。

本申请提供了一种三相断路器电磁波信号相别检测系统，应用于三相断路器，所述三相断路器包括依次设置的第一相位、第二相位以及第三相位，所述系统包括：

第一天线、第二天线以及信号采集处理装置，所述第一天线和所述第二天线分别与所述信号采集处理装置连接；所述第一天线设置于所述第一相位的一侧，所述第二天线设置于所述第三相位的一侧；所述第一天线与所述第一相位之间的距离，小于所述第二天线与所述第一相位之间的距离；所述第二天线与所述第三相位之间的距离，小于所述第一天线与所述第三相位之间的距离；所述第一天线与所述第二相位之间的距离，等于所述第二天线与所述第二相位之间的距离。

结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述信号采集处理装置包括：

模数转换器和与所述模数转换器连接的存储器。

结合第一方面，在第一方面第二种可能的实现方式中，所述信号采集处理装置还包括与所述存储器连接的显示器。

结合第一方面，在第一方面第三种可能的实现方式中，所述第一天线与所述第一相位之间的距离，等于所述第二天线与所述第三相位之间的距离。

结合第一方面，在第一方面第四种可能的实现方式中，所述第二天线、所述第一天线与所述第一相位之间的距离差大于30cm。

由以上技术方案可知，本申请提供的三相断路器电磁波信号相别检测系统，包括：第一天线、第二天线以及信号采集处理装置，第一天线和第二天线分别与信号采集处理装置连接；第一天线设置于第一相位的一侧，第二天线设置于第三相位的一侧；第一天线与第一相位之间的距离，小于第二天线与第一相位之间的距离；第二天线与第三相位之间的距离，小于第一天线与第三相位之间的距离；第一天线与第二相位之间的距离，等于第二天线与第二相位之间的距离；可检测出电磁波信号所对应的相位，便于对严重烧蚀的触头及时处理，避免触头由于烧蚀程度过重发生故障，保证电力系统正常运行。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的三相断路器电磁波信号相别检测系统的示意图；

图2为本申请实施例提供的三相断路器电磁波信号相别检测系统的一种框图；

图3为本申请实施例提供的三相断路器电磁波信号相别检测系统的另一种框图；

附图说明：1-第一天线；2-第二天线；3-信号采集处理装置；10-三相断路器；11-第一相位；12-第二相位；13-第三相位；31-时间差判断单元；32-相别输出单元；33-信号畸变判断单元；34-触头烧蚀判定单元。

具体实施方式

请参阅图1，为本申请实施例提供的一种三相断路器电磁波信号相别检测系统的示意图，所述系统应用于三相断路器10，具体包括：

第一天线1、第二天线2以及信号采集处理装置3，所述第一天线1和所述第二天线2分别与所述信号采集处理装置3连接。

其中，所述第一天线1设置于所述第一相位11的一侧，所述第二天线2设置于所述第三相位13的一侧。

所述第一天线1与所述第一相位11之间的距离，小于所述第二天线2与所述第一相位11之间的距离。所述第二天线2与所述第三相位13之间的距离，小于所述第一天线1与所述第三相位13之间的距离，所述第一天线1与所述第二相位12之间的距离，等于所述第二天线2与所述第二相位12之间的距离。

其中，所述第一天线1和所述第二天线2可以设置在三相断路器10的同一侧，也可以设置在三相断路器10的不同侧。在本实施例中，以所述第一天线1和所述第二天线2设置在三相断路器10的同一侧的情况进行说明。

其中，所述第一天线1，用于接收所述三相断路器10分闸时产生的电磁波信号，将所述电磁波信号转换成第一电压信号。

所述第二天线2，用于接收所述三相断路器10分闸时产生的电磁波信号，将所述电磁波信号转换成第二电压信号。

所述信号采集处理装置3，用于接收第一电压信号和第二电压信号，计算所述第一电压信号和所述第二电压信号的接收时间差；根据所述接收时间差，输出所述电磁波信号所对应的相别。

第一天线1和第二天线2采用高频窄带探针天线，所述第一天线1和所述第二天线2的工作频带为具体为1.7GHz～1.75GHz，抗干扰性强，且接收电磁波信号产生的波形清晰，有利于信号采集处理装置3计算所述第一电压信号和所述第二电压信号的接收时间差，从而准确判定电磁波信号的所对应的相别。

本实施例中，所述第一天线1与所述第一相位11之间的距离，等于所述第二天线2与所述第三相位13之间的距离；所述第二天线2、所述第一天线1与所述第一相位11之间的距离差大于30cm，可使得第一电压信号和第二电压信号波形的时延更明显，提升检测的准确度。

根据采样定理，采样频率必须在信号频率2倍以上，在本实施例中，所述信号采集处理装置3的采样频率大于或等于4GS/s，扫描时间大于或等于30ms，由于三相信号的时间差是ms量级，断路器有缺陷时，时间差可能更长，因此扫描时间大于或等于30ms，可保证检测的顺利进行。

此外，所述信号采集处理装置3，包括模数转换器和与所述模数转换器连接的存储器，以及与所述存储器连接的显示器，可以用于对所述第一电压信号和所述第二电压信号进行模数转换，并将转换得到的数字信号进行存储，以及显示等功能。

如图2所示，所述信号采集处理装置3包括：

时间差判断单元31，用于判断所述接收时间差是否大于预设阈值。

相别输出单元32，用于如果所述接收时间差大于所述预设阈值，获取所述第一电压信号和所述第二电压信号中，先接收到的电压信号所对应的目标天线信息。

输出所述电磁波信号所对应的相别为，所述第一相位和所述第三相位中，距离所述目标天线信息对应的目标天线最近的相位；如果所述时间差小于或等于所述预设阈值，则输出所述电磁波信号所对应的相别为第二相位。

本实施例中，设定预设阈值为0.5ns。如果所述信号采集处理装置3接收所述第一电压信号和所述第二电压信号的时间差大于0.5ns，且所述信号采集处理装置3首先接收到第二电压信号，后接收到第一电压信号，则可以得出所述第二天线2先接收到电磁波信号，第一天线1后接收到电磁波信号。

根据第一天线1和第二天线2距离第一相位11、第二相位12以及第三相位13的距离关系可知，第三相位13距离第二天线2最近，因此便可以判断出该电磁波信号来自于第三相位13。

如果所述信号采集处理装置3接收所述第一电压信号和所述第二电压信号的时间差大于0.5ns，且所述信号采集处理装置3首先接收到第一电压信号，后接收到第二电压信号，则可以得出所述第一天线1先接收到电磁波信号，第二天线2后接收到电磁波信号。

根据第一天线1和第二天线2距离第一相位11、第二相位12以及第三相位13的距离关系可知，第一相位11距离第一天线1最近，因此便可以判断出该电磁波信号来自于第一相位11。

如果所述信号采集处理装置3接收所述第一电压信号和所述第二电压信号的时间差小于0.5ns，则可以看作信号采集处理装置3几乎同时接收到第一电压信号和第二电压信号。

根据第一天线1和第二天线2距离第一相位11、第二相位12以及第三相位13的距离关系可知，第二相位12距离第一天线1和第二天线2的距离相同，因此便可以判断出该电磁波信号来自于第二相位12。

通过上述方式，便可以对三相断路器10分闸时产生的电磁波信号进行逐一识别，判断出每一电磁波信号所对应的相别。

如图3所示，所述信号采集处理装置3还可以包括：

信号畸变判断单元33，用于判断所述第一电压信号和所述第二电压信号是否产生畸变。

触头烧蚀判定单元34，如果所述第一电压信号和所述第二电压信号产生畸变，则判定产生所述电磁波信号的断路器触头严重烧蚀。

在能够判断出每一电磁波信号所对应的相别的基础上，在利用电磁波信号，对触头的烧蚀情况进行检测时，无需对三相断路器10进行拆解，以及确定严重烧蚀的触头所在的相别，便于对严重烧蚀的触头进行及时处理，避免触头由于烧蚀程度过重而发生故障，保证电力系统的正常运行。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。