在线监测控制的液动断路器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种在线监测控制的液动断路器；包括液压操动机构和断路器主体；所述液压操动机构上设置有液压操动机构监测装置和液压操动机构控制装置；所述断路器主体上设置有断路器监测装置；所述液压操动机构监测装置、液压操动机构控制装置以及断路器监测装置均通过控制处理器(100)进行数据处理。
【专利说明】在线监测控制的液动断路器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电力设备控制监测的【技术领域】，特别涉及一种在线监测控制的液动断路器。
【背景技术】
[0002]断路器是电网系统中的关键设备，液动断路器是一种采用液压操动机构的断路器，其优点是体积小、无噪声、操作平稳可控性高和容易实现自动化控制等。但是随着温度变化，油液粘度会发生改变，将直接影响断路器分合速度；回路泄漏能造成断路器分合故障。虽然液动断路器正朝着高质量、无泄漏的方向发展，但温度变化、低泄漏问题仍然影响着液动断路器的性能。
[0003]目前，液动断路器的分合闸控制基本采用的是开环控制方式，未能有效地控制分合闸的速度；对整个断路器的一次回路以及液压操动机构的监测停留在故障诊断上，未能将监测数据用于对断路器性能的优化上，断路器易出现分合速度过慢、分合速度过快、分合闸不同期等问题，这将使得触头损耗大、断路器寿命缩短，严重时将带来电力网故障，造成不必要的损失。有的液动断路器甚至没有整合监测设备，当断路器出现隐患时不能及时发出报警，降低了电力系统的安全性。
实用新型内容
[0004]本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单的一种在线监测控制的液动断路器。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种在线监测控制的液动断路器；包括液压操动机构和断路器主体；所述液压操动机构上设置有液压操动机构监测装置和液压操动机构控制装置；所述断路器主体上设置有断路器监测装置；所述液压操动机构监测装置、液压操动机构控制装置以及断路器监测装置均通过控制处理器进行数据处理。
[0006]作为对本实用新型所述的在线监测控制的液动断路器的改进:所述液压操动机构控制装置包括电磁阀组和开关组；所述电磁阀组和开关组分别与控制处理器信号连接；所述电磁阀组通过液压管路与液压缸、蓄能器相连；所述开关组与油泵电机电连接。
[0007]作为对本实用新型所述的在线监测控制的液动断路器的进一步改进:所述液压操动机构监测装置包括位移传感器1、加速度传感器1、压力传感器1、温度传感器1、位移传感器I1、加速度传感器I1、压力传感器I1、温度传感器I1、压力传感器II1、温度传感器II1、压力传感器组I1、温度传感器组I1、电压传感器组II以及电流传感器组II ;所述液压操动机构的主油缸上设置位移传感器1、加速度传感器1、压力传感器1、温度传感器I ;所述液压操动机构的辅油缸上设置位移传感器I1、加速度传感器I1、压力传感器I1、温度传感器
II;所述液压操动机构的蓄能器上设置压力传感器II1、温度传感器III ;所述液压操动机构的液压管路上设置压力传感器组I1、温度传感器组II ;所述液压操动机构控制装置的电磁阀组上设置电压传感器组II以及电流传感器组II ;所述位移传感器1、加速度传感器1、压力传感器1、温度传感器1、位移传感器I1、加速度传感器I1、压力传感器I1、温度传感器I1、压力传感器II1、温度传感器II1、压力传感器组I1、温度传感器组I1、电压传感器组II以及电流传感器组II通过数据处理器I与控制处理器信号连接。
[0008]作为对本实用新型所述的在线监测控制的液动断路器的进一步改进:所述断路器主体监测装置包括光强传感器组、温度传感器组1、电流传感器组1、电压传感器组1、位移传感器组I以及加速度传感器组I ;所述断路器主体的灭弧室内设置光强传感器组；所述断路器主体的触头一侧设置温度传感器组I ;所述断路器主体的高压线路上设置电流传感器组I和电压传感器组I ;所述断路器主体的绝缘杆上设置位移传感器组I和加速度传感器组I ;所述光强传感器组、温度传感器组1、电流传感器组1、电压传感器组1、位移传感器组I以及加速度传感器组I通过数据处理器I与控制处理器信号连接。
[0009]作为对本实用新型所述的在线监测控制的液动断路器的进一步改进:所述控制处理器还通过数据处理器II分别与位移传感器1、加速度传感器1、压力传感器1、温度传感器1、位移传感器I1、加速度传感器I1、压力传感器I1、温度传感器I1、压力传感器II1、温度传感器II1、压力传感器组I1、温度传感器组I1、电压传感器组I1、电流传感器组II和电磁阀组以及开关组的得电检测口相连接。
[0010]作为对本实用新型所述的在线监测控制的液动断路器的进一步改进:所述控制处理器连接有信息输入与输出设备以及数据存储设备。
[0011]作为对本实用新型所述的在线监测控制的液动断路器的进一步改进:所述控制处理器上设置有通信接口，所述通信接口上连接有声光电报警装置。
[0012]本实用新型的装置针对现有技术中的缺陷，本实用新型通过设置传感器的方式，实现了对液动断路器实时监控功能，并通过这种实时监控功能所采集到的各种相关数据，就可记录断路器的连续工作状态，可以针对分合闸过程进行调整优化，延长断路器的寿命，保障整个电力运行。且通过数据接口设置报警器，可以实现报警功能。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细说明。
[0014]图1是本实用新型的主要结构示意图；
[0015]图2是图1的所有传感器(数据处理器II)连接示意图；
[0016]图3是图1的所有传感器(数据处理器II 2)连接示意图。
【具体实施方式】
[0017]实施例1、图1?图3给出了一种在线监测控制的液动断路器，本实用新型通过对现有的液动断路器的结构进行了相应的改进，使得普通的液动断路器也能实现在线监测控制等功能。
[0018]本实用新型包括控制处理器100、液压操动机构监测装置、液压操动机构控制装置和断路器主体监测装置。针对现有技术中的缺陷，本实用新型在原有的液动断路器基础上，设置多重的传感器组件，并通过传感器组件实现实时监控等功能，而通过这种实时监控功能所采集到的各种相关数据，更进一步的针对分合闸过程进行调整优化，继而延长断路器的寿命，保障整个电力运行。并且，再进一步的，在以上设置的基础上，再通过报警器的设置，使得运行过程中实现了报警功能，完全实现了现有技术中关于液动断路器的短板缺陷。
[0019]本实用新型的装置设置包括对液压操动机构分别进行监测和控制的液压操动机构监测装置和液压操动机构控制装置，以及对断路器主体进行监测的断路器监测装置；液压操动机构监测装置、液压操动机构控制装置以及断路器监测装置均通过控制处理器100进行数据处理。
[0020]液压操动机构监测装置包括位移传感器I 101、加速度传感器I 102、压力传感器
I103、温度传感器I 104、位移传感器II 201、加速度传感器II 202、压力传感器II 203、温度传感器II 204、压力传感器III301、温度传感器III302、压力传感器组II 501、温度传感器组
II502、电压传感器组II 503以及电流传感器组II 504 ;液压操动机构的主油缸10上设置位移传感器I 101、加速度传感器I 102、压力传感器I 103、温度传感器I 104 ;液压操动机构的辅油缸11上设置位移传感器II 201、加速度传感器II 202、压力传感器II 203、温度传感器
II204 ;液压操动机构的蓄能器9上设置压力传感器III 301、温度传感器III 302 ;液压操动机构的液压管路12上设置压力传感器组II 501、温度传感器组II 502 ;液压操动机构控制装置的电磁阀组4上设置电压传感器组II 503以及电流传感器组II 504。
[0021]位移传感器I 101、加速度传感器I 102、压力传感器I 103、温度传感器I 104、位移传感器II 201、加速度传感器II 202、压力传感器II 203、温度传感器II 204、压力传感器
III301、温度传感器III 302、压力传感器组II 501、温度传感器组II 502、电压传感器组II 503以及电流传感器组II 504通过数据处理器Il与控制处理器信号连接。
[0022]液压操动机构控制装置包括分别与控制处理器100信号连接的电磁阀组4和开关组5 ;电磁阀组4通过液压管路12与液压缸(主油缸10、辅油缸11)、蓄能器9相连；开关组5与油泵电机8 (液压操动机构内)电连接。
[0023]断路器主体监测装置对高压回路8进行监测，包括光强传感器组401、温度传感器组I 402、电流传感器组I 403、电压传感器组I 404、位移传感器组I 405以及加速度传感器组I 406 ;断路器主体的灭弧室内设置光强传感器组401 ;断路器主体的触头一侧设置温度传感器组I 402;断路器主体的高压线路上设置电流传感器组I 403和电压传感器组I 404;断路器主体的高压回路8的绝缘杆上设置位移传感器组I 405和加速度传感器组I 406 ;光强传感器组401、温度传感器组I 402、电流传感器组I 403、电压传感器组
I404、位移传感器组I 405以及加速度传感器组I 406通过数据处理器Il与控制处理器100信号连接。光强传感器组401、温度传感器组I 402、电流传感器组I 403、电压传感器组I 404、位移传感器组I 405以及加速度传感器组I 406内的相应传感器在高压回路8内均匀分布。
[0024]而控制处理器100还通过数据处理器II 2分别与位移传感器I 101、加速度传感器I 102、压力传感器I 103、温度传感器I 104、位移传感器II 201、加速度传感器II 202、压力传感器II 203、温度传感器II 204、压力传感器III301、温度传感器III302、压力传感器组
II501、温度传感器组II 502、电压传感器组II 503、电流传感器组II 504以及开关组5的得电监测口相连接(通过电压传感器组II 503和电流传感器组II 504即可以获取电磁阀组4的得电情况)。
[0025]控制处理器100还连接有信息输入与输出设备以及数据存储设备。信息输入与输出设备如计算机6等，通过计算机6等设备可以输入控制指令，也可以通过计算机6等设备显示运行参数等信息。而数据通信接口 3上可以外接声光电等报警装置，也可以外接其他设备，实现远程控制、数据传输等功能。
[0026]以上所述的所有传感器采集的信号传至数据处理器II，经过数据处理器II处理数字化后传至控制处理器100，控制处理器100根据所得到数据判断本实用新型内高压回路8的工作状态，若出现故障则发出报警。
[0027]数据处理器II 2通过电路采本实用新型所述的装置上的传感器电子设备的工作状态数据，并通过控制处理器100自有的数据分析能力可及时发现问题发出报警。数据处理器II 2增加整个设备系统的可靠性，一旦有电子设备由于故障而停止工作，就可以及时发出警报。
[0028]本发明的控制处理器100控制处理器100由PLC (如西门子的PLC)和3.5寸嵌入式工控主板组成，选用的3.5寸嵌入式工控主板，使用的是i7-2677m处理器，控制算法器和决策算法器均由i7-2677m处理器加外周电路实现(此为现有技术)；而控制算法器和决策算法器的相应算法均采用现有技术，控制算法器搭载的是模糊控制算法，决策算法器搭载的是专家系统算法。数据处理器II和数据处理器II 2均为信号采集、放大、处理电路构成，，数据处理器II采用DSP处理电路板，DSP核心芯片为TI公司的TMS320C6455 ;数据处理器
II2采用STM32F103ZG为核心芯片的电路板。
[0029]具体使用的时候:
[0030]当液动断路器进行合闸时或分闸时，控制处理器100控制主液压缸动作(电磁阀组4)，同时数据处理器II采集触头位移、触头速度、活塞位移、活塞速度、油缸油压和回路油温数据，进行相应的模数处理后，通过控制处理器将该数据传至控制算法器；将触头温度、回路温度和触头累计使用数据传入决策算法器中，获得预期超行程、触头预期位移量和触头预期速度范围结果传至控制算法器，控制算法器根据输入量得出控制结果并通过电磁阀组4等物理设备作用到液动断路器上。
[0031]其中触头累计使用数据存储在控制处理器100的数据存储器7中，控制算法器和决策算法器位于控制处理器100中，通过一定软硬件实现；决策算法器的加入是为了获得最优的合闸超行程量，分合闸的速度变化范围。
[0032]最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的一个具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种在线监测控制的液动断路器；包括液压操动机构和断路器主体；其特征是:所述液压操动机构上设置有液压操动机构监测装置和液压操动机构控制装置； 所述断路器主体上设置有断路器监测装置； 所述液压操动机构监测装置、液压操动机构控制装置以及断路器监测装置均通过控制处理器(100)进行数据处理。
2.根据权利要求1所述的在线监测控制的液动断路器，其特征是:所述液压操动机构控制装置包括电磁阀组⑷和开关组(5); 所述电磁阀组(4)和开关组(5)分别与控制处理器(100)信号连接； 所述电磁阀组(4)通过液压管路(12)与液压缸、蓄能器(9)相连； 所述开关组(5)与油泵电机电连接。
3.根据权利要求2所述的在线监测控制的液动断路器，其特征是:所述液压操动机构监测装置包括位移传感器I (101)、加速度传感器I (102)、压力传感器I (103)、温度传感器I (104)、位移传感器II (201)、加速度传感器II (202)、压力传感器II (203)、温度传感器II (204)、压力传感器III (301)、温度传感器III (302)、压力传感器组II (501)、温度传感器组II (502)、电压传感器组II (503)以及电流传感器组II (504); 所述液压操动机构的主油缸(10)上设置位移传感器I (101)、加速度传感器I (102)、压力传感器I (103)、温度传感器I (104); 所述液压操动机构的辅油缸(11)上设置位移传感器II (201)、加速度传感器II (202)、压力传感器II (203)、温度传感器II (204); 所述液压操动机构的蓄能器(9)上设置压力传感器III (301)、温度传感器III (302); 所述液压操动机构的液压管路(12)上设置压力传感器组II (501)、温度传感器组II (502)； 所述液压操动机构控制装置的电磁阀组(4)上设置电压传感器组II (503)以及电流传感器组II (504); 所述位移传感器I (101)、加速度传感器I (102)、压力传感器I (103)、温度传感器I(104)、位移传感器II (201)、加速度传感器II (202)、压力传感器II (203)、温度传感器II(204)、压力传感器III (301)、温度传感器III (302)、压力传感器组II (501)、温度传感器组II (502)、电压传感器组II (503)以及电流传感器组II (504)通过数据处理器I (I)与控制处理器(100)信号连接。
4.根据权利要求1所述的在线监测控制的液动断路器，其特征是:所述断路器主体监测装置包括光强传感器组(401)、温度传感器组I (402)、电流传感器组I (403)、电压传感器组I (404)、位移传感器组I (405)以及加速度传感器组I (406); 所述断路器主体的灭弧室内设置光强传感器组(401); 所述断路器主体的触头一侧设置温度传感器组I (402);所述断路器主体的高压线路上设置电流传感器组I (403)和电压传感器组I (404);所述断路器主体的绝缘杆上设置位移传感器组I (405)和加速度传感器组I (406);所述光强传感器组(401)、温度传感器组I (402)、电流传感器组I (403)、电压传感器组I (404)、位移传感器组I (405)以及加速度传感器组I (406)通过数据处理器I (I)与控制处理器(100)信号连接。
5.根据权利要求3或4所述的在线监测控制的液动断路器，其特征是:所述控制处理器(100)还通过数据处理器II (2)分别与位移传感器I (101)、加速度传感器I (102)、压力传感器I (103)、温度传感器I (104)、位移传感器II (201)、加速度传感器II (202)、压力传感器II (203)、温度传感器II (204)、压力传感器III (301)、温度传感器III (302)、压力传感器组II (501)、温度传感器组II (502)、电压传感器组II (503)、电流传感器组II (504)以及开关组(5)的得电检测口相连接。
6.根据权利要求5所述的在线监测控制的液动断路器，其特征是:所述控制处理器(100)连接有信息输入与输出设备以及数据存储设备。
7.根据权利要求6所述的在线监测控制的液动断路器，其特征是:所述控制处理器(100)上设置有通信接口，所述通信接口上连接有声光电报警装置。
【文档编号】H01H71/10GK204179031SQ201420663089
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月7日 优先权日:2014年11月7日
【发明者】谢凯源, 唐建中, 杨子臣, 李峻林 申请人:浙江大学, 杭州诺云科技有限公司