一种具有在线监测和应急功能的高压开关设备及工作方法与流程

1.本申请涉及电力设备领域，具体涉及高压开关设备。


背景技术：

2.近年来，电力系统输配网中高压开关设备的在线监测技术一直是业内研究热点，是实现状态检修，态势感知及全寿命周期管理的技术基础，是提高电力系统高效、安全、环保运行的主要突破方向。但是，传感器等仪器的在线安装，需要大量的资金投入，在运行和维护阶段仍需花费大量金钱和时间。由于传统的电力监测系统采用“侵入式”技术设计，在安装、维护时，一般需对供电用户进行短暂停电，容易造成用户不满或者引起其他经济损失，难以同时满足系统优化、节能、故障检测分析等的需要；还有可能改变被监测对象的电气性能，降低监测对象的使用寿命，从而与加装在线监测的初衷相悖。
3.因此，如何对现有的高压开关设备的监测方式进行改进，使其克服上述问题，是本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.本申请的一个目的在于提供一种非侵入式的，且监测范围广，监测精度高，能应对异常状况的具有在线监测和应急功能的高压开关设备。
5.本申请的另一个目的在于提供一种上述高压开关设备的工作方法。
6.为达到以上目的，本申请采用的技术方案为：一种具有在线监测和应急功能的高压开关设备，包括机架，以及设置于所述机架上的三相分合部件，每相所述分合部件上均设置有处于不同位置的多个对接触头。
7.所述高压开关设备还包括监测部件、应急部件和控制装置。
8.所述监测部件具有三个且对应设置于各相所述分合部件处，所述监测部件转动设置于所述机架上；所述监测部件适于转动扫描并监测所述分合部件，且所述监测部件扫描覆盖全部所述对接触头。
9.所述应急部件具有两个且对应设置于两相所述分合部件之间，所述应急部件固定设置于所述机架上，所述应急部件包括收展绝缘件；所述应急部件具有正常状态和应急状态，正常状态时所述收展绝缘件收拢并贴近所述机架，应急状态时所述收展绝缘件展开并绝缘分隔各相所述分合部件。
10.所述控制装置适于控制所述监测部件采集所述分合部件的运行状态信息，所述控制装置还适于根据所述分合部件的运行状态信息控制所述应急部件在正常状态和应急状态之间切换。
11.作为优选，所述监测部件包括红外测温模块、局放检测模块和视觉检测模块，所述红外测温模块适于采集所述分合部件的温度信息，所述局放检测模块适于采集所述分合部件的局部放电信息，所述视觉检测模块适于采集所述分合部件的图像信息；当上述温度信息、局部放电信息和图像信息中任一项异常时，所述控制装置均控制所述应急部件切换至
应急状态。上述信息的综合监测，可以比较全面的发现高压开关设备运行是否存在异常。
12.作为改进，所述机架上还设置有温度传感器和湿度传感器，所述温度传感器适于采集环境温度信息，所述湿度传感器适于采集环境湿度信息，所述控制装置适于结合所述分合部件的运行状态信息、上述环境温度信息和环境湿度信息对所述应急部件进行控制。监测部件所获得的信息会受到环境影响，因此需要引入环境信息，对监测部件所获得的信息进行修正，以便更加准确的实现监控和应急处理。
13.作为改进，所述控制装置上还设置有远程通信模块，所述控制装置通过远程通信模块连接远程监控终端，所述远程监控终端具有图像处理模块，所述图像处理模块适于对所述分合部件的图像信息进行处理并回传至所述控制装置；所述远程监控终端还具有显示模块和操作模块，所述显示模块适于显示所述分合部件的运行状态信息，所述操作模块适于通过控制装置远程控制所述监测部件和所述应急部件，所述操作模块还适于改变所述控制装置的运行参数。作为远程监控及控制要求，本领域一般都会设置远程通信模块和远程监控终端，此时控制装置相当于中转站，信息显示、信息处理、指令下达等步骤一般在远程监控终端进行；值得一提的是，图像处理工作需要很高的算力支撑，一般很难在控制装置上实现，因此优选在远程监控终端集成设置图像处理模块。
14.作为优选，所述监测部件和各相所述分合部件错位设置，所述红外测温模块和所述视觉检测模块均设置有广角镜头。若监测部件和各相分合部件并列布置，分合部件上的绝缘柱、拉杆等零件会对监测部件造成遮挡；因此进行了错位设置并安装广角镜头，使得监测部件具有更大的监测范围，减少监测盲区。
15.作为改进，所述监测部件上还设置有照明模块；用于光线不足时的补光，使视觉检测模块能获得更清晰的图像。
16.作为联动设置，所述机架上还转动设置有联动轴，三个所述监测部件分别固定连接所述联动轴，所述联动轴一端连接有驱动电机，所述驱动电机通过所述联动轴驱动所述监测部件同步转动。
17.作为优选，所述收展绝缘件为绝缘气囊，所述绝缘气囊上连接有存储绝缘气体的供气系统，所述供气系统适于对所述绝缘气囊充气或抽气，所述绝缘气囊充气时展开，所述绝缘气囊抽气时收拢。绝缘气囊具有收拢时体积小，展开时面积大的优点，且绝缘气囊内充满绝缘气体时具有良好的绝缘性能，适合作为收展绝缘件。
18.作为具体结构，所述绝缘气囊为波纹结构并适于呈扇形展开，所述应急部件还包括底板、导轨和骨架，所述底板适于固定设置于所述机架上，所述绝缘气囊密封安装于所述底板上，所述供气系统穿过所述底板并连通所述绝缘气囊，所述导轨呈圆弧形并固定设置于所述底板一端，所述导轨具有两个且分布于所述绝缘气囊两侧，所述骨架具有多个且分别固定设置于所述绝缘气囊两侧，且所述骨架活动设置于所述导轨上，所述骨架适于沿所述导轨呈扇形展开。导轨和骨架的设置，使得绝缘气囊的展开和收拢更加规整有序，保证了应急部件动作的稳定性和可靠性。
19.作为改进，所述绝缘气囊上还连接有快速充气装置，所述快速充气装置适于对所述绝缘气囊进行快速充气；所述快速充气装置和所述绝缘气囊之间设置有单向阀，所述单向阀使绝缘气体从所述快速充气装置流向所述绝缘气囊，所述供气系统和所述绝缘气囊之间设置有电磁阀，所述应急部件处于正常状态时所述电磁阀常闭。由于供气系统对绝缘气
囊充气需要一定的时间（一般为数秒至数十秒），不能进行快速应急响应；因此，本方案还设置了快速充气装置，在特别紧急情况下，可以在一秒之内对绝缘气囊完成充气，使得应急部件具有快速响应的能力，以应付突发情况。需要说明的是，快速充气装置为一次性的，当快速充气装置工作后，往往需要对高压开关设备进行断电维护，此时可以同时更换快速充气装置。
20.为了更全面的监测，三相所述分合部件上连接有多个驱动轴，所述高压开关设备还包括机械性能监测装置，所述机械性能监测装置包括角位移传感器、第一磁块和第二磁块，所述角位移传感器固定设置于所述机架上，所述第一磁块同心固定设置于所述角位移传感器上，所述第二磁块同心固定设置于所述驱动轴上，所述第一磁块和所述第二磁块磁性相吸，所述驱动轴适于通过所述第一磁块和所述第二磁块的配合驱动所述角位移传感器转动，所述角位移传感器适于将所述驱动轴的转动信息传递至所述控制装置。第一磁块和第二磁块的设置，使得角位移传感器不与驱动轴直接接触，也是一种非侵入式的设置方式，避免角位移传感器对驱动轴的机械性能造成影响。
21.作为改进，所述机架上还设置有声音采集装置，所述声音采集装置适于将高压开关设备的运行声音信息传递至控制装置。高压开关设备运行时的声音往往会包含很多信息，及时对这部分声音信息进行处理，也能预防很多异常状况的发生。
22.一种具有在线监测和应急功能的高压开关设备的工作方法，包括以下步骤：s1：监测部件持续转动扫描监测，使得红外测温模块实时采集分合部件上多个位置的温度信息，局放检测模块实时采集各分合部件附近的局部放电信息，视觉检测模块实时采集分合部件上多个位置的图像信息；温度传感器实时采集环境温度信息，湿度传感器实时采集环境湿度信息。
23.s2：控制装置和远程监控终端获得上述s1中的信息，并结合环境温度信息和环境湿度信息，判断温度信息、局部放电信息和图像信息是否异常。
24.s3：当温度信息、局部放电信息和图像信息中任一项异常时，控制装置或远程监控终端控制应急部件切换至应急状态进行绝缘隔离。
25.具体的，上述s2中判断温度信息是否异常包括以下步骤：s21：取高压开关设备正常运行时某一时刻的环境温度t1及分合部件上某个位置的温度t2，计算得出温升常数δt1=t2
‑
t1，并记录此时的环境湿度φ1。
26.s22：监测高压开关设备运行时任意时刻的环境温度t3，分合部件上对应位置的温度t4及环境湿度φ2，计算任意时刻温升修正参数δφ=2（φ2
‑
φ1），计算任意时刻温升参数δt2=t4
‑
t3
‑
δφ=t4
‑
t3
‑
2（φ2
‑
φ1）。
27.s23：计算温升系数a=δt2/δt1；当a＞1.1时，判断温度信息为异常。
28.具体的，上述s2中判断局部放电信息是否异常包括以下步骤：s24：取高压开关设备正常运行时某一时刻的局放常数p1，并记录此时的环境湿度φ3，且φ3≤80%。
29.s25：监测高压开关设备运行时任意时刻的局放参数p2及环境湿度φ4。
30.当φ4≤80%时，计算局放系数b=p2/p1；当φ4＞80%时，计算局放系数b=p2/p1+φ4*φ4；当局放系数b≥2时，判断局部放电信息为异常。
31.作为改进，上述s23中，当1.1＜a＜1.3时，判断温度信息为一般异常，控制装置或
远程监控终端控制供气系统对绝缘气囊充气并使应急部件切换至应急状态；当a≥1.3时，判断温度信息为严重异常，控制装置或远程监控终端控制快速充气装置对绝缘气囊充气并使应急部件快速切换至应急状态。
32.作为改进，上述s26中，当2≤b＜3时，判断温度信息为一般异常，控制装置或远程监控终端控制供气系统对绝缘气囊充气并使应急部件切换至应急状态；当b≥3时，判断温度信息为严重异常，控制装置或远程监控终端控制快速充气装置对绝缘气囊充气并使应急部件快速切换至应急状态。
33.作为优选，上述s1中，监测部件扫描监测的重点位置为n个，监测部件在每个位置的停留时长均为5秒，监测部件在相邻位置的转动时长平均为2秒，所述监测部件采用往复转动进行扫描监测，计算扫描周期t=5n+2（n
‑
1）=7n
‑
2秒；监测部件停留或转动时，局放检测模块全程工作并全时段记录局部放电信息，视觉检测模块全程摄像；监测部件停留时，红外测温模块工作并记录某个位置在该时段的温度信息，视觉检测模块摄影并记录某个位置在某时刻的图像信息。
34.与现有技术相比，本申请的有益效果在于：（1）本方案的监测部件和应急部件均为非侵入式的，不会影响被监测对象的电气性能和机械性能，保证监测的准确性；又可以与具有高电压、大电流以及强磁场环境的一次线路保持距离，保证了监测部件和应急部件工作的安全性和可靠性。
35.（2）本方案的监测部件还采用了转动扫描的方式进行监测，在保证监测范围的前提下，有效降低了监测部件布置的数量，降低了整体设备的制造成本。
36.（3）本方案还设置了应急部件，用于在监测部件监测到异常状况时，能及时绝缘分隔各相分合部件，保证高压开关设备运行的安全性；而且，应急部件在异常状况解除时，能恢复正常状态，避免对高压开关设备的后续运行造成影响。
附图说明
37.图1是根据本申请的一个优选实施例示例描述的常规组合式高压真空断路器的结构示意图。
38.图2是根据本申请的一个优选实施例的立体结构示意图（应急部件处于正常状态）。
39.图3是根据本申请的一个优选实施例的立体结构示意图（应急部件处于应急状态）。
40.图4是根据本申请的一个优选实施例的另一视角的立体结构示意图（图2至图4中监测部件停留在三个不同的位置）。
41.图5是根据本申请的一个优选实施例图4中a处的放大视图。
42.图6是根据本申请的一个优选实施例图4中b处的放大视图。
43.图7是根据本申请的一个优选实施例中三个监测部件联动的立体结构示意图。
44.图8是根据本申请的一个优选实施例中监测部件的主视图。
45.图9是根据本申请的一个优选实施例中应急部件的立体结构示意图。
46.图10是根据本申请的一个优选实施例的工作框架示意图。
47.图中：100、机架；101、分合部件；102、驱动轴；111、对接触头；200、接线板；300、导
电座；400、隔离触刀；500、穿墙极柱；600、真空灭弧室；700、导电杆；800、操动机构；900、接地开关；201、静触头；701、动触头；301、接地触头；1、监测部件；11、红外测温模块；12、局放检测模块；13、视觉检测模块；14、照明模块；15、联动轴；16、驱动电机；2、应急部件；21、绝缘气囊；22、底板；23、导轨；24、骨架；25、电磁阀；3、控制装置；31、远程通信模块；4、温度传感器；5、湿度传感器；6、远程监控终端；61、图像处理模块；62、显示模块；63、操作模块；7、供气系统；8、快速充气装置；81、单向阀；9、机械性能监测装置；91、角位移传感器；92、第一磁块；93、第二磁块；10、声音采集装置。
具体实施方式
48.下面，结合具体实施方式，对本申请做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
49.在本申请的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”、
ꢀ“
横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、
ꢀ“
前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本申请的具体保护范围。
50.需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
51.本申请的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
52.如图1所示，本申请以组合式高压真空断路器进行示例说明，其包括机架100，机架100两侧分别绝缘安装有三相接线板200和导电座300，接线板200适于电性连接进线电缆，导电座300适于电性连接出线电缆；每相接线板200和导电座300之间依次设置有隔离触刀400、穿墙极柱500和真空灭弧室600，穿墙极柱500贯穿设置于机架100上，穿墙极柱500内设置有导电杆700，导电杆700电性连接接线板200和真空灭弧室600，从而构成三相分合部件101；机架100上还设置有操动机构800，操动机构800用于控制隔离触刀400和真空灭弧室600动作，进而分合断路器。其中，接线板200上设置有静触头201，导电杆700一端设置有动触头701，隔离触刀400一端转动且电性连接于动触头701上，隔离触刀400、动触头701和静触头201构成隔离开关，操动机构800控制隔离触刀400转动，进而分合隔离开关。机架100上还设置有接地开关900，导电座300上设置有接地触头301，操动机构800控制接地开关900分合。
53.上述组合式高压真空断路器中每相具有四个对接触头111，总共十二个对接触头111（包括真空灭弧室的内部对接触头，隔离触刀、动触头与静触头形成的两个隔离对接触头，以及接地开关与接地触头形成的接地对接触头），上述多个对接触头111处于不同的位置并分隔在机架100两侧。
54.现有技术中，针对多个对接触头111的监测方式主要是两种：（1）在每个对接触头111附近设置监测装置，进行一一监测；（2）在远端设置数个监测装置，对高压开关设备进行
整体监测，通过划分区域并依靠算法分析计算每个对接触头111的运行状况。第一种监测方法中需要布置大量的监测装置（例如上述组合式高压真空断路器就需要布置十二个监测装置），会极大的提高设备的整体制造成本；第二种监测方法由于监测距离较远，监测数据会比较大的受到环境因素影响，而且主要通过算法间接得到数据，数据的准确性相比一一监测的方式有一定差距。
55.针对上述情况，如图2至图10所示，本申请的一个优选实施例设置了监测部件1，并采用了转动扫描监测的方式，在保证监测范围和监测精度的前提下，有效降低了监测部件1布置的数量，控制了整体设备的制造成本。
56.监测部件1的布置方式如下：监测部件1具有三个且对应设置于各相分合部件101处，而且监测部件1转动设置于机架100上；监测部件1适于转动扫描并监测分合部件101，且监测部件1扫描覆盖全部对接触头111。
57.另外，在监测部件1监测到异常状况时，目前的一般做法是人工判断异常状况是否严重，若异常状况较为严重则需要对高压开关设备进行断电检查、维护，若异常状况可控，则继续观察监测。上述做法主要存在两个问题：（1）人工判断对判断人员的专业素养要求极高，而且仍有可能发生误判；当将可控的异常状况误判为严重的异常状况时，会导致没有必要高压开关设备断电，造成不必要的损失；当将严重的异常状况误判为可控的异常状况时，会导致高压开关设备运行存在巨大安全隐患。（2）人工判断和人工控制高压开关设备开断均需要响应时间，很难第一时间应对突发事件。
58.针对上述情况，如图2至图10所示，本申请的一个优选实施例还设置了应急部件2和控制装置3，在监测部件1监测到异常状况时，控制装置3可以控制应急部件2及时绝缘分隔各相分合部件101，优先保证高压开关设备运行的安全性；在高压开关设备安全运行的基础上，工作人员可以在线或现场检查异常状况，判断是否需要对高压开关设备进行断电维护。应急部件2的设置有效解决了现有技术中存在的响应不及时、容易发生误判的两个问题，给工作人员预留充足、安全的排查时间。
59.应急部件2和控制装置3 的布置方式如下：应急部件2具有两个且对应设置于两相分合部件101之间，应急部件2固定设置于机架100上，应急部件2包括收展绝缘件；应急部件2具有正常状态和应急状态，正常状态时收展绝缘件收拢并贴近机架100，应急状态时收展绝缘件展开并绝缘分隔各相分合部件101。控制装置3适于控制监测部件1采集分合部件101的运行状态信息，控制装置3还适于根据分合部件101的运行状态信息控制应急部件2在正常状态和应急状态之间切换。
60.需要说明的是，应急部件2虽然能增加高压开关设备的绝缘性能，但是应急部件2的功能和结构决定了其不适合作为常态化布置。具体的说，一方面应急部件2的常态化布置会在一定程度上影响高压开关设备的正常运行，另一方面应急部件2的常态化布置会大大增加其本身绝缘失效的可能性，甚至发生故障或损坏，从而失去其应急功能。因此，应急部件2只能作为应对异常状况的应急装置。
61.如图7和图8所示，监测部件1包括红外测温模块11、局放检测模块12、视觉检测模块13和照明模块14，红外测温模块11适于采集分合部件101的温度信息，局放检测模块12适于采集分合部件101的局部放电信息，视觉检测模块13适于采集分合部件101的图像信息；当上述温度信息、局部放电信息和图像信息中任一项异常时，控制装置3均控制应急部件2
切换至应急状态；照明模块14用于光线不足时的补光，使视觉检测模块13能获得更清晰的图像。作为联动设置，机架100上还转动设置有联动轴15，三个监测部件1分别固定连接联动轴15，联动轴15一端连接有驱动电机16，驱动电机16通过联动轴15驱动监测部件1同步转动；其中驱动电机16可以设置在操动机构800内，监测部件1的线路与操动机构800内的元器件、控制装置3的线路共同进行二次放线。
62.为了使监测部件1具有更大的监测范围，减少监测盲区，监测部件1和各相分合部件101错位设置，红外测温模块11和视觉检测模块13均设置有广角镜头。
63.值得一提的是，为了减小监测部件1的整体体积，红外测温模块11、局放检测模块12和视觉检测模块13均可只将探头设置于在机的监测部件1上，其检测主体、处理单元等均可以通过线路单独集成设置或设置在控制装置3上。需要说明的是，红外测温模块11、局放检测模块12和视觉检测模块13的具体结构和工作原理均为公知常识，故不在本实施例中具体描述，但这并不妨碍其成为本申请隐含的技术特征。
64.如图6所示，为了对监测部件1获得的信息进行修正，机架100上还设置有温度传感器4和湿度传感器5，温度传感器4适于采集环境温度信息，湿度传感器5适于采集环境湿度信息，控制装置3适于结合分合部件101的运行状态信息、上述环境温度信息和环境湿度信息对应急部件2进行控制。值得一提的是，温度传感器4和湿度传感器5均延伸出机架100一段距离，使得两者能更加准确的监测环境信息，避免高压开关设备的运行对其造成影响。
65.如图10所示，控制装置3上还设置有远程通信模块31，控制装置3通过远程通信模块31连接远程监控终端6，远程监控终端6具有图像处理模块61，图像处理模块61适于对分合部件101的图像信息进行处理并回传至控制装置3；远程监控终端6还具有显示模块62和操作模块63，显示模块62适于显示分合部件101的运行状态信息，操作模块63适于通过控制装置3远程控制监测部件1和应急部件2，操作模块63还适于改变控制装置3的运行参数。作为远程监控及控制要求，本领域一般都会设置远程通信模块31和远程监控终端6，此时控制装置3相当于中转站，信息显示、信息处理、指令下达等步骤一般在远程监控终端6进行；值得一提的是，图像处理工作需要很高的算力支撑，一般很难在控制装置3上实现，因此优选在远程监控终端6集成设置图像处理模块61。本实施例中远程监控终端6采用常规的计算机，图像处理模块61即计算机的cpu、gpu等软硬件组合，显示模块62为计算机的显示器，操作模块63为计算机的键盘、鼠标等。
66.远程监控终端6除了正常的监测高压开关设备及自动控制监测部件1和应急部件2外，还可以手动控制监测部件1和应急部件2运行，以便随时获得所需的信息及随时进行人为干预控制，提高其适用性。
67.本实施例还提供了一种应急部件2的具体结构，具体如图9所示，应急部件2包括收展绝缘件、底板22、导轨23和骨架24，其中收展绝缘件为绝缘气囊21，绝缘气囊21为波纹结构并适于呈扇形展开，绝缘气囊21上连接有存储绝缘气体的供气系统7，供气系统7适于对绝缘气囊21充气或抽气，绝缘气囊21充气时展开，绝缘气囊21抽气时收拢；底板22适于固定设置于机架100上，绝缘气囊21密封安装于底板22上，供气系统7穿过底板22并连通绝缘气囊21，导轨23呈圆弧形并固定设置于底板22一端，导轨23具有两个且分布于绝缘气囊21两侧，骨架24具有多个且分别固定设置于绝缘气囊21两侧，且骨架24活动设置于导轨23上，骨架24适于沿导轨23呈扇形展开。
68.其中绝缘气囊21和骨架24需采用绝缘防火材料制成；供气系统7存储的绝缘气体优选六氟化硫气体。供气系统7可以为气泵站方案或针筒活塞方案，由于上述方案均为现有技术，也不是本实施例的重点，故不再具体描述。
69.作为改进，绝缘气囊21上还连接有快速充气装置8，快速充气装置8适于对绝缘气囊21进行快速充气；快速充气装置8和绝缘气囊21之间设置有单向阀81，单向阀81使绝缘气体从快速充气装置8流向绝缘气囊21，供气系统7和绝缘气囊21之间设置有电磁阀25，应急部件2处于正常状态时电磁阀25常闭。快速充气装置8可以采用汽车安全气囊的快速释放方案，使得绝缘气囊21能快速充满氮气，氮气同样具有良好的绝缘效果；而汽车安全气囊的快速释放方案为现有技术，也不是本实施例的重点，故不再具体描述。
70.如图5所示，为了更全面的监测，三相分合部件101上连接有多个驱动轴102（本实施例中是指灭弧室主轴、隔离主轴和接地主轴），高压开关设备还包括机械性能监测装置9，机械性能监测装置9包括角位移传感器91、第一磁块92和第二磁块93，角位移传感器91固定设置于机架100上，第一磁块92同心固定设置于角位移传感器91上，第二磁块93同心固定设置于驱动轴102上，第一磁块92和第二磁块93磁性相吸，驱动轴102适于通过第一磁块92和第二磁块93的配合驱动角位移传感器91转动，角位移传感器91适于将驱动轴102的转动信息传递至控制装置3。另外，作为配套设置，操动机构800内同样会设置监测机械性能的部件，并与驱动轴102的机械性能监测装置9协同监测。
71.如图6所示，更全面的，机架100上还设置有声音采集装置10，声音采集装置10适于将高压开关设备的运行声音信息传递至控制装置3。对应的远程监控终端6还对应设置有声音输出设备，便于工作人员随时监听高压开关设备运行时的声音。例如局放异常时，会发生明显的声响，此时工作人员可以根据经验判断该异常状况的严重与否。
72.上述具有在线监测和应急功能的高压开关设备的工作方法，包括以下步骤：s1：监测部件持续转动扫描监测，使得红外测温模块实时采集分合部件上多个位置的温度信息，局放检测模块实时采集各分合部件附近的局部放电信息，视觉检测模块实时采集分合部件上多个位置的图像信息；温度传感器实时采集环境温度信息，湿度传感器实时采集环境湿度信息。
73.s2：控制装置和远程监控终端获得上述s1中的信息，并结合环境温度信息和环境湿度信息，判断温度信息、局部放电信息和图像信息是否异常。
74.s3：当温度信息、局部放电信息和图像信息中任一项异常时，控制装置或远程监控终端控制应急部件切换至应急状态进行绝缘隔离。
75.上述s2中判断温度信息是否异常包括以下步骤：s21：取高压开关设备正常运行时某一时刻的环境温度t1及分合部件上某个位置的温度t2，计算得出温升常数δt1=t2
‑
t1，并记录此时的环境湿度φ1。
76.s22：监测高压开关设备运行时任意时刻的环境温度t3，分合部件上对应位置的温度t4及环境湿度φ2，计算任意时刻温升修正参数δφ=2（φ2
‑
φ1），计算任意时刻温升参数δt2=t4
‑
t3
‑
δφ=t4
‑
t3
‑
2（φ2
‑
φ1）。
77.s23：计算温升系数a=δt2/δt1；当a＞1.1时，判断温度信息为异常。
78.上述s2中判断局部放电信息是否异常包括以下步骤：s24：取高压开关设备正常运行时某一时刻的局放常数p1，并记录此时的环境湿度
φ3，且φ3≤80%。
79.s25：监测高压开关设备运行时任意时刻的局放参数p2及环境湿度φ4。
80.当φ4≤80%时，计算局放系数b=p2/p1；当φ4＞80%时，计算局放系数b=p2/p1+φ4*φ4；当局放系数b≥2时，判断局部放电信息为异常。
81.上述s23中，当1.1＜a＜1.3时，判断温度信息为一般异常，控制装置或远程监控终端控制供气系统对绝缘气囊充气并使应急部件切换至应急状态；当a≥1.3时，判断温度信息为严重异常，控制装置或远程监控终端控制快速充气装置对绝缘气囊充气并使应急部件快速切换至应急状态。
82.上述s26中，当2≤b＜3时，判断温度信息为一般异常，控制装置或远程监控终端控制供气系统对绝缘气囊充气并使应急部件切换至应急状态；当b≥3时，判断温度信息为严重异常，控制装置或远程监控终端控制快速充气装置对绝缘气囊充气并使应急部件快速切换至应急状态。
83.上述s1中，监测部件扫描监测的重点位置为n个，监测部件在每个位置的停留时长均为5秒，监测部件在相邻位置的转动时长平均为2秒，监测部件采用往复转动进行扫描监测，计算扫描周期t=5n+2（n
‑
1）=7n
‑
2秒，本实施例中n=4，因此扫描周期为26秒。监测部件停留或转动时，局放检测模块全程工作并全时段记录局部放电信息，视觉检测模块全程摄像；监测部件停留时，红外测温模块工作并记录某个位置在该时段的温度信息，视觉检测模块摄影并记录某个位置在某时刻的图像信息。扫描周期不宜过长，周期过长会导致监测不及时，扫描周期也不宜过短，周期过短会导致监测不准确。
84.上述s22中引入温升修正参数的原因在于，根据现场数据、试验数据及经验可知，当环境湿度较大时，对接触头处被水汽包裹，发生“受潮”状况，会使对接触头间的电阻增大，导致温度上升，属于正常现象，因此需要排除这部分温升对监测高压开关设备运行产生的温升的影响。本实施例中温升修正参数δφ=2（φ2
‑
φ1）属于经验公式（公式中系数2属于经验系数），环境湿度对温升的影响一般不超过2摄氏度，且温升跟湿度近似呈正比例关系，因此采用上述公式进行近似修正。
85.上述s26中引入环境湿度参数的原因在于，高湿度环境（湿度不小于80%）会对高压开关设备的绝缘性能造成很大影响，而非高湿度环境对绝缘性能的影响忽略不计；为了保证高压开关设备的安全运行，有必要在高湿度环境下降低局部放电信息为异常的判断标准，因此在高湿度环境需要对局放系数进行修正放大。在本实施例中高湿度环境下的局放系数b=p2/p1+φ4*φ4同样属于经验公式；湿度越高，则局部放电信息判断为异常时的局放参数越低；甚至于，在环境湿度达到100%时，即使局放参数p2等于局放常数p1时（即该时刻局部放电量相比正常运行状态时未上升），局放系数b也能达到2，仍判断为异常状况，从而使得高压开关设备能更好的应对极高湿度的环境。
86.以下引入具体参数对上述工作方法进行说明：高压开关设备正常运行时的环境温度t1=25℃，环境湿度φ1=50%，此时一对接触头的温度为t2=65℃，计算出温升常数δt1=t2
‑
t1=40℃。某一时刻该对接触头的温度t4=80℃，此时环境温度t3=30℃，环境湿度φ2=80%，计算得到温升参数δt2=t4
‑
t3
‑
2（φ2
‑
φ1）=49.6℃，此时的温升系数a=δt2/δt1=1.24，判断为一般异常；若t4=90℃，其他条件不变，温升系数a=1.49，判断为严重异常。一般异常通常是因为触头磨损、触头接触不良等因素，
严重异常通常是因为触头变形、触头松动等因素，上述判断标准基本符合预期。
87.高压开关设备正常运行时的局放常数p1=10pc，环境湿度φ3=50%。某一时刻的局放参数p2=20pc，环境湿度φ4=60%，计算局放系数b=p2/p1=2，判断为一般异常；若某一时刻的局放参数p2=25pc，环境湿度φ4=90%，计算局放系统b=p2/p1+φ4*φ4=3.31，判断为严重异常。
88.另外，温升系数a和局放系数b均采用比例系数而不采用绝对值的原因在于，不同的高压开关设备其温升参数和局放参数的绝对值相差很大，没有统一判断标准，因此引入了比例系数，使得不同的高压开关设备可以根据相同的计算公式判断是否出现异常状况。
89.值得一提的是，温升常数δt1、局放常数p1可以为动态常数，此时温升参数δt2与前一时刻的温升常数δt1对比并计算温升系数a，局放参数p2与前一时刻的局放常数p1对比并计算局放系数b。这样就可以最大程度的避免环境因素对温升系数a和局放系数b的影响，但是其弊端在于，温升系数a和局放系数b若缓慢上升时，则很容易被判定为非异常状况，此时需要新的算法进行修正，这部分内容不在本申请的讨论范围内。
90.需要说明的是，上述工作方法的计算方式是高压开关设备在额度功率、额度电压、额度电流下运行得出的，其异常状况主要由高压开关设备本身问题引起；若异常状况由功率、电流、电压发生变化而引起，其计算方式将引入相应的电气参数，这部分内容不在本申请的讨论范围内。
91.以上描述了本申请的基本原理、主要特征和本申请的优点。本行业的技术人员应该了解，本申请不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本申请的原理，在不脱离本申请精神和范围的前提下本申请还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本申请的范围内。本申请要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。