一种低压断路器接头故障检测方法和装置与流程

本发明涉及断路器故障检测领域，尤其涉及一种低压断路器接头故障检测方法和装置。
背景技术：
：低压断路器接头是现场运行中容易出现故障的位置，其原因由于接头长期运行松动导致接触电阻增大，从而造成接头发热，随着时间推移高温破坏绝缘，导致断路器出现相间短路故障或高温烧毁事故。现有的方法多数是基于直接在断路器外部电缆接头处安装测温探头，针对探头探测的温度，若温度超过设定的阈值时进行报警或者触发断路器的分励操作机构进行跳闸保护，此种方式并不不能很好的对其进行保护，对于故障前期的现象并不能发掘，因前期温度并不能达到超温阈值，只有故障损害到一定程度才能进行报警和保护，无法做到提前预警和维护。申请号为201710740860.2公开了一种对断路器内部接头发热识别的方法，检测的接头目标为开放式，一定要考量外界的日照、风速等影响散热的天气变化，增加了响应的计算变量，而且不适用封闭式柜内接头的故障判断，因此本领域依然存在不足，亟需发明人进行研究与创新。技术实现要素：鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种低压断路器接头故障检测方法和装置，能够实现通过检测断路器接头以及环境的温度准确判别断路器接头是否存在故障。为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：一种低压断路器接头故障检测方法，包括步骤：s1、接头温度传感器和环境温度传感器分别检测断路器接头的接头温度和环境温度，并将所述接头温度数据和所述环境温度数据传送到控制中计算当前温升；s2、电流互感器检测线路的当前电流并传送到所述控制器中，所述控制器根据所述当前电流和所述当前温升，与所述当前电流情况下的标准温升进行对比，若所述当前温升与所述标准温升之间的差值超过预设值，则所述断路器接头存在故障；否则所述断路器接头正常。优选的所述的低压断路器接头故障检测方法，所述当前温升的计算公式为：δt＝tjt-thj；其中，δt为当前温升；tjt为接头温度；thj为环境温度。优选的所述的低压断路器接头故障检测方法，所述标准温升的获取步骤包括：使用同规格的断路器和断路器接头，在恒定电流通过情况下，采集环境温度和接头温度，计算恒定电流情况下单一温升；得到若干组不同恒定电流下的单一温升数据，进行数据拟合，得到标准温升表曲线；根据所述电流值在所述标准温升表曲线查询，得到标准温升。优选的所述的低压断路器接头故障检测方法，所述标准温升在不同的电流值的计算公式为：其中，δti为电流为i的标准温升；i为电流测量值；ied为额定电流值；δted为额定电流下的标准温升；a和b为常数。优选的所述的低压断路器接头故障检测方法，所述步骤s2还包括：当所述断路器接头存在故障，控制断路器分闸机构进行分闸，并上报服务器，发出警示信息。一种用于所述的检测方法的低压断路器接头故障检测装置，包括：接头、接头温度传感器、环境温度传感器、电流互感器、电流采集器、控制器；所述接头温度传感器装设在所述接头处，与所述控制器连接；所述环境温度传感器装设在断路器中距离所述接头预定距离处，与所述控制器连接；所述电流互感器装设在与所述接头连接的出线处一次母线上，与所述电流采集器连接；所述电流采集器与所述控制器连接。优选的所述的低压断路器接头故障检测装置，还包括分闸机构，装设在所述一次母线上，与所述控制器连接。优选的所述的低压断路器接头故障检测装置，还包括报警装置，与所述控制器连接；所述报警装置包括led和扬声器。优选的所述的低压断路器接头故障检测装置，所述控制器包括存储设备。优选的所述的低压断路器接头故障检测装置，所述控制器间隔预定时间接收一次所述接头温度传感器、所述环境温度传感器、所述电流采集器的检测数据。相较于现有技术，本发明提供的一种低压断路器接头故障检测方法和装置，本方法根据测量的线路电流值与接头的温升进行对接头故障的检测，同时采取相应的保全措施，达到提前预警的效果，对于封闭式柜内接头具有极佳的测量准确性。附图说明图1是本发明提供的低压断路器接头故障检测方法的流程图；图2是本发明提供的低压断路器接头故障检测系统的结构框图；图3是本发明提供的实施例中进行试验的数据。。具体实施方式为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本发明提供一种低压断路器接头故障检测方法，包括步骤：s1、接头温度传感器和环境温度传感器分别检测断路器接头的接头温度和环境温度，并将所述接头温度数据和所述环境温度数据传送到控制中计算当前温升；s2、电流互感器检测线路的当前电流并传送到所述控制器中，所述控制器根据所述当前电流和所述当前温升，与所述当前电流情况下的标准温升进行对比，若所述当前温升与所述标准温升之间的差值超过预设值，则所述断路器接头存在故障；否则所述断路器接头正常。相应的，本发明还提供一种用于所述的检测方法的低压断路器接头故障检测装置，包括：接头1、接头温度传感器2、环境温度传感器3、电流互感器4、电流采集器5、控制器6；所述接头温度传感器2装设在所述接头1处，与所述控制器6连接；所述环境温度传感器3装设在断路器中距离所述接头1预定距离处，与所述控制器6连接；所述电流互感器4装设在与所述接头1连接的出线处一次母线上，与所述电流采集器5连接；所述电流采集器5与所述控制器6连接。具体的，封闭式柜内断路器要考虑的环境温度单一，断路器的所述接头1为断路器中的进出线与电缆、铜排的连接处；所述接头温度传感器2安装于所述接头1处，用于检测接头温度，并将所述接头温度数据传输给所述控制器6；所述环境温度传感器3装设在断路器中距离所述接头1预定距离(预定距离的设定具体根据断路器的型号确定)处，用于检测接头1的周围的环境温度。一次母线穿过所述电流互感器4，所述电流互感器4检测到一次母线流过得电流信号，所述电流互感器4检测的电流信号经所述电流采集器5转换成电流值传输给所述控制器6。所述控制器6接收所述接头温度tjt、所述环境温度thj计算所述温升，然后根据所述温升以及所述电流值，与标准温升进行对比判断断路器是否存在故障。作为优选方案，本实施例中，所述当前温升的计算公式为：δt＝tjt-thj；其中，δt为当前温升；tjt为接头温度；thj为环境温度。所述控制器6间隔预定时间接收一次所述接头温度传感器2、所述环境温度传感器3、所述电流采集器5的检测数据。具体的，当断路器一次母线有电流经过时，受断路器一次母线内阻的影响，会有热量发生。在断路器安装到现场时，断路器接头处接触电阻相比其他位置较大，因此发热会比较明显。此时控制器6可以通过温度传感器检测到断路器接头温度tjt，同时控制器6通过环境温度传感器3检测到环境温度thj。当一次母线流过的电流恒定时，若断路器接头1接触电阻一定。此时断路器接头1的发热功率一定，发热量也恒定，若应用环境不变，其散热功率也不变，若环境温度thj不变，则此时的测温tjt不变。若环境温度thj变化，则此时tjt也随之变化，由于其发热功率和散热功率不变，因此其接头1温升δt＝tjt-thj基本保持稳定。作为优选方案，本实施例中，所述标准温升的获取步骤包括：使用同规格的断路器和断路器接头1，在恒定电流通过情况下，采集环境温度和接头温度，计算恒定电流情况下单一温升；得到若干组不同恒定电流下的单一温升数据，进行数据拟合，得到标准温升表曲线；根据所述电流值在所述标准温升表曲线查询，得到标准温升。标准温升数据表如下：电流值标准温升i1△t1i2△t2…………in△tn使用数据拟合的方式，得到标准温升曲线。一般情况下，所述标准温升曲线满足如下公式，即所述标准温升在不同的电流值的计算公式为：其中，δti为电流为i的标准温升；i为电流测量值；ied为额定电流值；δted为额定电流下的标准温升；a和b为常数。作为优选方案，本实施例中，所述步骤s2还包括：当所述断路器接头1存在故障，控制断路器分闸机构进行分闸，并上报服务器，发出警示信息。相应的，所述断路器还包括分闸机构7，装设在所述一次母线上，与所述控制器6连接。作为优选方案，本实施例中，所述断路器还包括报警装置，与所述控制器6连接；所述报警装置包括led和扬声器。具体的，所述分闸机构7用于对一次母线实现分闸断开功能，当需要进行保护跳闸时，控制器6可取得断路器分闸机构7实现母线断开，进行跳闸保护。一般情况下的故障为接头的接触电阻增加，其成因或是安装螺钉没拧紧，或是电缆老化，表面氧化造成的，只要在发出警示情况下快速响应维修就可以。因此，可以得知当电流恒定时，正常情况下所述接头1的温升δt不变，随着电流增大，所述温升也随之增加。当接头1出现老化或其他原因导致接触电阻增大时，在电流不变的情况下，由于内阻增大，其发热功率增大，导致接头温度增高，其直观表现为温升δt变大，因此可知其温升比正常内阻时高。因此，可通过检测当前的电流值、接头温度、环境温度，进而得到接头1的内阻情况，当内阻出现异常时，其温升异常，控制器6可通过控制断路器分闸机构7进行跳闸保护，及时断开一次母线，避免出现事故。作为优选方案，本实施例中，所述控制器6包括存储设备，用于存储所述标准温升数据表。作为优选方案，本实施例中，所述控制器6间隔预定时间接收一次所述接头温度传感器2、所述环境温度传感器3、所述电流采集器5的检测数据。使用额定电流为400a进行试验，在400a的电流情况下，本型号的断路器接头的标准温升为80k，得到如图3的检测数据，其中5号和6号线路为内阻增大(即故障)的线路；7号线路为柜内温度，即接头的环境温度；8号为柜外温度，即外界的温度。可以看到，在正常情况下，外界温度的变化，当前温升都在80k以内，正常的范围；故障的线路将会超过80k，属于故障线路一类。一般的，在400a电流的情况下，标准温升为80k，如果当前温升在不超过所述标准温升10-20k即为正常。也就是当前温升为90-100k属于正常范围。此时，所述预定为10-20k。可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。当前第1页1 2 3