断路器安全运行实时分析预警系统的制作方法
【专利摘要】一种断路器安全运行实时分析预警系统，包括断路器监测装置、就地监控装置、通信网络和远程监控终端，所述就地监控装置包括处理器、存储器、触控显示屏、通信模块、信号处理单元、故障诊断模块和报警模块，所述信号处理单元包括放大电路、滤波电路和AD转换电路；所述断路器监测装置包括用于测量断路器的一次电流信号的电流采集终端、用于采集断路器机械状态的断路器检测终端、以及用于测量断路器环境状态的断路器环境检测终端。本发明通过对高压断路器的运行状态进行实时监测、综合判断，从而提高了断路器运行的可靠性；能够对各种异常状态发出报警信号提醒运维人员对出现故障设备进行检查或维修，降低了断路器的故障发生率。
【专利说明】断路器安全运行实时分析预警系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种配电设备在线监测装置，具体地说是一种断路器安全运行实时分 析预警系统。
【背景技术】
[0002] 在电力系统的电气设备中，高压断路器是唯一的控制设备，它的可靠性直接关系 到整个系统的安全与稳定，诸多发生的重大事故或系统解裂停电都和高压断路器的失常有 关。断路器作为电力系统的核心元件，在维护和保证电力系统稳定运行方面发挥着不可替 代的作用。高压断路器的主要故障有机械故障、绝缘故障、灭弧故障和导体部分发热故障 等，其中尤以机械故障发生最为频繁。因此，及时了解断路器的工作状态对提高供电可靠性 有重要的现实意义。及时了解断路器的工作状态、缺陷的部位，减少过早或不必要的停电试 验和检修，减少维护工作量，降低维修费用，提高检修的针对性，可显著提高电力系统可靠 性和经济性。
[0003] 传统的高压断路器在线监测装置主要是对断路器机械操作次数、开关累计运行时 间等参数的监测，多数监测装置的功能比较单一，仅对一种设备或多种设备的同类参数进 行监测，没有很好的将故障诊断技术和在线监测技术结合起来，而分析诊断仅限于超标报 警，具体详细的分析诊断基本上由实验员完成，准确性不高，效率低。
【发明内容】
[0004] 针对上述不足，本发明提供了一种断路器安全运行实时分析预警系统，其能及时 发现早期故障的征兆，有助于掌握其运行特性及其变化趋势，提前发现潜在的设备故障隐 患，全面监控断路器的各项状态指标，降低设备故障率，提高电力系统的安全和可靠性。
[0005] 本发明解决其技术问题采取的技术方案是：断路器安全运行实时分析预警系统， 包括断路器监测装置、就地监控装置、通信网络和远程监控终端，所述就地监控装置包括处 理器、存储器、触控显示屏和通信模块，所述就地监控装置通过通信模块接入通信网络与远 程监控终端相连接，其特征是， 所述就地监控装置还包括信号处理单元、故障诊断模块和报警模块，所述信号处理单 元包括放大电路、滤波电路和AD转换电路，所述放大电路的输入端与断路器监测装置相连 接，输出端与滤波电路的输入端相连接，所述滤波电路的输出端与AD转换电路的输入端相 连接，所述AD转换电路的输出端与处理器相连接；所述处理器分别与存储器、触控显示屏、 通信模块、故障诊断模块和报警模块相连接，所述故障诊断模块安装有高压断路器智能故 障诊断专豕系统； 所述断路器监测装置包括用于测量断路器的一次电流信号的电流采集终端、用于采 集断路器机械状态的断路器检测终端、以及用于测量断路器环境状态的断路器环境检测终 端；所述电流采集终端包括设置在断路器的测量和保护用互感器的二次接线端的电流互感 器；所述断路器检测终端包括分别设置在断路器的分闸线圈、合闸线圈以及电机工作电源 线上的霍尔电流传感器、设置在断路器的动静触头上的位移传感器、以及设置在断路器连 接杆上的加速度传感器；所述断路器环境检测终端包括设置在断路器机构箱内的温湿度传 感器。
[0006] 进一步地，所述断路器环境检测终端还包括设置在断路器机构箱内的SF6微水传 感器。
[0007] 进一步地，所述断路器环境检测终端还包括设置在断路器机构箱内的SF6密度传 感器。
[0008] 进一步地，所述加速度传感器通过磁铁吸附在断路器的连接杆上。
[0009] 本发明的有益效果是：本发明通过采集断路器SF6、分合闸电流及主触头行程机 械特性等状态信息和断路器运行环境信息，对高压断路器的运行状态进行实时监测、综合 判断，以诊断其机械特性及运行状态，实时给出明确的状态信息，从而提高了断路器运行的 可靠性；能够分析断路器电气性能和机械性能的变化趋势和变化速度，能够对各种异常状 态发出报警信号提醒运维人员对出现故障设备进行检查或维修，降低了断路器的故障发生 率。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 图1为本发明的结构示意图； 图2为本发明所述就地监控装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0011] 为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过【具体实施方式】，并结合其附图，对本发 明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结 构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以 在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指 示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按 比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发 明。
[0012] 如图1和图2所示，本发明的一种断路器安全运行实时分析预警系统，它包括断 路器监测装置、就地监控装置、通信网络和远程监控终端，所述就地监控装置包括处理器、 存储器、触控显示屏、通信模块、信号处理单元、故障诊断模块和报警模块；所述信号处理单 元包括放大电路、滤波电路和AD转换电路，所述放大电路的输入端与断路器监测装置相连 接，用于对断路器监测装置采集信号进行放大处理，输出端与滤波电路的输入端相连接，用 于对放大后的信号进行滤波处理，所述滤波电路的输出端与AD转换电路的输入端相连接， 用于将处理后的信号转换为数字信号，所述AD转换电路的输出端与处理器相连接；所述处 理器分别与存储器、触控显示屏、通信模块、故障诊断模块和报警模块相连接，所述故障诊 断模块安装有高压断路器智能故障诊断专家系统，用于对处理后的断路器监测数据进行分 析，进而判断设备当前继续工作的风险程度，并将分析结果显示在触控显示屏上，如果出现 异常事件，由报警模块报警，并得出具体的故障原因与位置；所述就地监控装置通过通信模 块接入通信网络将断路器的实时运行状态传送给远程监控终端，用于实现远程监控。
[0013] 所述断路器监测装置用于监测断路器的工作状态，采集与该断路器的工作状态对 应的监测信号，并提取该监测信号中的监测数据，它包括用于测量断路器的一次电流信号 的电流采集终端、用于采集断路器机械状态的断路器检测终端、以及用于测量断路器环境 状态的断路器环境检测终端；所述电流采集终端包括设置在断路器的测量和保护用互感器 的二次接线端的电流互感器；所述断路器检测终端包括霍尔电流传感器、位移传感器和加 速度传感器，所述霍尔电流传感器分别设置在断路器的分闸线圈、合闸线圈以及电机工作 电源线上的霍尔电流传感器，用于采集该断路器的分/合闸线圈电流信号，以及该断路器 的储能电机的电流信号，所述位移传感器设置在断路器的动静触头上，用于采集被监测的 断路器的触头的位移信号，所述加速度传感器通过磁铁吸附在断路器的连接杆上，用于采 集断路器开关分/合时的振动信号并将振动信号转换成电信号；所述断路器环境检测终端 包括设置在断路器机构箱内的温湿度传感器、SF6微水传感器和SF6密度传感器。
[0014] 断路器监测装置用于对断路器的运行状况进行实时在线监测，收集并处理与被监 测的断路器的工作状态对应的监测信号，提取该监测信号中的监测数据，该监测信号包括 断路器的一次电流信号、分/合闸线圈的电流信号、储能电机的电流信号，以及断路器机构 箱内部的温湿度信号、SF6微水含量和SF6气体密度信号等。就地监控装置用于将断路器监 测装置所获取的监测数据存储于存储器中并对监测数据进行分析处理。接入通信网络的远 程监控终端可以通过通信模块访问就地监控装置读取其存储的监测数据，并提取该监测数 据中用于表征断路器的运行状态的监测参数进一步将该提取的监测参数与预设警告值或 报警值进行比较，以及根据比较结果来判断被监测的断路器的工作状况，对断路器的触头 的烧损状态、储能电机和分/合闸机构的机械磨损情况进行评估，可及时发现被监测的断 路器的隐藏故障，制定检修方案，对运行状态不佳的断路器进行预先处理，以防患于未然。
[0015] 本发明能及时发现早期故障的征兆，有助于掌握其运行特性及其变化趋势，提前 发现潜在的设备故障隐患，全面监控断路器的各项状态指标，降低了设备故障率，提高了电 力系统的安全和可靠性。
[0016] 以上所述只是本发明的优选实施方式，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在 不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本发 明的保护范围。
【权利要求】
1. 断路器安全运行实时分析预警系统，包括断路器监测装置、就地监控装置、通信网络 和远程监控终端，所述就地监控装置包括处理器、存储器、触控显示屏和通信模块，所述就 地监控装置通过通信模块接入通信网络与远程监控终端相连接，其特征是， 所述就地监控装置还包括信号处理单元、故障诊断模块和报警模块，所述信号处理单 元包括放大电路、滤波电路和AD转换电路，所述放大电路的输入端与断路器监测装置相连 接，输出端与滤波电路的输入端相连接，所述滤波电路的输出端与AD转换电路的输入端相 连接，所述AD转换电路的输出端与处理器相连接；所述处理器分别与存储器、触控显示屏、 通信模块、故障诊断模块和报警模块相连接，所述故障诊断模块安装有高压断路器智能故 障诊断专豕系统； 所述断路器监测装置包括用于测量断路器的一次电流信号的电流采集终端、用于采 集断路器机械状态的断路器检测终端、以及用于测量断路器环境状态的断路器环境检测终 端；所述电流采集终端包括设置在断路器的测量和保护用互感器的二次接线端的电流互感 器；所述断路器检测终端包括分别设置在断路器的分闸线圈、合闸线圈以及电机工作电源 线上的霍尔电流传感器、设置在断路器的动静触头上的位移传感器、以及设置在断路器连 接杆上的加速度传感器；所述断路器环境检测终端包括设置在断路器机构箱内的温湿度传 感器。
2. 根据权利要求1所述的断路器安全运行实时分析预警系统，其特征是，所述断路器 环境检测终端还包括设置在断路器机构箱内的SF6微水传感器。
3. 根据权利要求1所述的断路器安全运行实时分析预警系统，其特征是，所述断路器 环境检测终端还包括设置在断路器机构箱内的SF6密度传感器。
4. 根据权利要求1所述的断路器安全运行实时分析预警系统，其特征是，所述加速度 传感器通过磁铁吸附在断路器的连接杆上。
【文档编号】H02J13/00GK104090230SQ201410259732
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年6月12日 优先权日:2014年6月12日
【发明者】牟磊, 阎振坤, 时翔, 张宏伟, 唐艳波, 郭英雷, 李延真, 史蕾瑒 申请人:国网山东省电力公司青岛供电公司