一种断路器的在线监测装置及其监测方法与流程

本技术涉及电力设备，特别涉及一种断路器的在线监测装置及其监测方法。

背景技术：

1、目前断路器是电力系统中承担电路大电流通断的重要部件，尤其在中高压电力系统中，随着高压断路器运用到恶劣环境中，或者运行频繁和时间不断增加，往往会因高压断路器中绝缘体性能老化等出现高压断路器局部放电的现象，也称之为高压断路器局放现象。正常的高压断路器或多或少会存在局放现象，这些高压断路器局部放电大多数是不会影响电力系统的正常运行，但是以下两种情况(如高压断路器局放值突然变大或者频繁出现跳变值)将直接导致高压断路器短路击穿，从而造成重大电力系统安全事故。因此监测高压断路器局放大小，进而判断高压断路器工作状态是否正常，成为电力系统中安全运行监测的重要手段。

2、在中国专利cn 114243930 a中，一种断路器监测装置和一种监测系统，该断路器监测装置包括一次电路模块、二次电路模块和通信模块，其中：一次电路模块包括三相输电线路，三相输电线路的三个一次输入端分别与断路器的三个同侧出线端连接，三相输电线路的三个一次输出端分别与电网的三个接线端连接；二次电路模块与断路器的内部电路连接，以监控内部电路；二次电路模块还用于监测通过一次电路模块的电路信号；通信模块与二次电路模块连接，用于与外部通信。断路器监测装置的一次电路模块串联于原有断路器和电网之间，不干扰原有断路器的运行，同时实现了对断路器的电气参数、内部电路的监控；其难以实现对发生故障的断路器进行监测，并防止安全事故的发生的目的。

3、另外现有的一般断路器局放监测只是简单通过局放传感器监测信息来进行判断断路器绝缘状态，但是对于其他故障时无法进行判断，例如断路器没有被击穿但是其处于断开状态，却没有将线路进行断开；再者在监测到断路器处于放电值突然变大时，难以进行有效切断电路，并在稳定后自动恢复。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种断路器的在线监测装置及其监测方法，以解决相关技术中难以对其他故障监测，以及在放电值不稳定时，难以有效避免电路击穿的问题。

2、第一方面，提供了一种断路器的在线监测装置，其包括：

3、安装壳体，其内设有容置空间，该容置空间用于设置断路器；

4、电流输入组件，其设置在所述安装壳体的顶部，并用于与所述断路器的输入端连接；

5、电流输出组件，其设置在所述安装壳体的底部，并用于与所述断路器的输出端连接；

6、监测控制组件，其包括两个分别与所述电流输入组件和电流输出组件连接的电流监测件，以及与所述断路器的开关控制件连接的信号监测件；

7、防击穿组件，其安装在所述电流输入组件上，并与所述监测控制组件信号连接；防击穿组件用于根据所述监测控制组件的信号切断或连通电流输入组件与所述断路器的连接。

8、一些实施例中，所述电流输出组件和电流输入组件均包括绝缘框和多个接线柱，多个接线柱通过绝缘安装片间隔设置在绝缘框内。

9、一些实施例中，所述接线柱上同轴设有插槽；

10、所述防击穿组件包括移动块和竖直驱动件；竖直驱动件安装在所述绝缘框上，并用于在竖向上移动所述移动块；所述移动块的顶部设有电线柱，底部设有与电线柱同轴且连通的第一插线柱；第一插线柱与所述插槽插接。

11、一些实施例中，所述移动块上设有螺纹孔；

12、所述竖直驱动件包括丝杆和第一驱动电机，丝杆的底部与所述绝缘框转动连接，顶部穿设螺纹孔并与所述第一驱动电机的输出端同轴连接。

13、一些实施例中，所述第一驱动电机的数量与所述电线柱的数量相等，所述第一驱动电机通过连接线与监测控制组件连接。

14、一些实施例中，所述防击穿组件包括绝缘封盖、上下设置开口的矩形框和移动连通片；矩形框安装在所述绝缘框的顶部，绝缘封盖封盖在所述矩形框上，接线柱的顶部延伸至矩形框内；

15、绝缘封盖上间隔设置与所述接线柱数量相对应的第二插线柱；第二插线柱位于接线柱上方，并且两者之间设有容纳通道；

16、所述矩形框上设有与所述容纳通道对应的容置槽；所述移动连通片穿设容置槽，并延伸至容纳通道内；移动连通片包括绝缘片，绝缘片上设有与所述第二插线柱和接线柱连通的导通块；

17、所述矩形框的外侧设有移动组件，移动组件与所述移动连通片传动连接，并用于使移动连通片伸出或伸入容纳通道。

18、一些实施例中，所述绝缘片的底部设有齿槽；齿槽沿绝缘片的长度方向设置，并其长度小于绝缘片的长度；

19、所述移动组件包括第二驱动电机，第二驱动电机的输出轴连接有齿轮，齿轮与所述齿槽啮合连接；所述第二驱动电机与所述监测控制组件无线信号连接。

20、一些实施例中，所述监测控制组件包括容纳壳体，容纳壳体内设有信号接收模块和计算模块，信号接收模块用于获取电流监测件监测的电流输入组件和电流输出组件的电流信号，并用于接收信号监测件监测的开关控制件的开关信号。

21、一些实施例中，两个所述电流监测件分别安装在监测控制组件的顶部和底部；所述信号监测件安装在监测控制组件靠近安装壳体的一侧面上，并穿设安装壳体与断路器连接。

22、第二方面，提供了一种断路器的在线监测装置的监测方法，其包括以下步骤：

23、利用电流监测件监测的电流输入组件和电流输出组件的电流信号，信号监测件监测的开关控制件的开关信号；

24、利用监测控制组件获取所述电流信号和开关信号，并按照以下规则进行控制：

25、若开关信号为连通信号，且电流输入组件和电流输出组件的电流信号相同，则判定断路器正常；

26、若开关信号为连通信号，且电流输入组件和电流输出组件的电流信号不相同，则进入分析模式；分析模式为：计算出电流输入组件和电流输出组件的电流信号的差值，然后将该差值与设定值比较；若低于设定值，发出与检查信号；否则监测控制组件控制切断电流输入组件与所述断路器的连接；

27、若开关信号为断开信号，且电流输入组件和电流输出组件均有电流信号，则判定断路器故障，并利用监测控制组件控制切断电流输入组件与所述断路器的连接。

28、本技术提供的技术方案带来的有益效果包括：

29、(1)本技术实施例提供了一种断路器的在线监测装置及其监测方法，由于通过以上的设置两个电流监测件可以检测电流输入组件和电流输出组件的电流大小，信号监测件可以检测断路器的断开和连通的信号，然后利用监测控制组件以及获得的电流信号的开关信号判断出断路器是否故障，例如损坏，元件老化等，并且在具有大电流时，通过防击穿组件进行切断连通电流输入组件与断路器的连接，避免电力事故的产生。大电流可以理解为接近击穿电流的电流，从而在检测到该电流时，及时切断输入电流。

30、若开关信号为连通信号，且电流输入组件和电流输出组件的电流信号不相同，则进入分析模式；分析模式为：计算出电流输入组件和电流输出组件的电流信号的差值，然后将该差值与设定值比较；若低于设定值，发出与检查信号；否则监测控制组件控制切断电流输入组件与断路器的连接；该设定值为临近击穿电流的电流值，可以在击穿之前进行切断，使得维修人员可以得知断路器故障，因为电流不一样的原因在于元器件老化所产生的，因此提供了维修的预警信号。

31、若开关信号为断开信号，且仅有电流输入组件的电流信号，则判定断路器正常；

32、(2)若开关信号为断开信号，且电流输入组件和电流输出组件均有电流信号，则判定断路器故障，并利用监测控制组件控制切断电流输入组件与断路器的连接。该步骤表明了断路器的断路作用失效，能够及时的给出维修人员，产生的故障信息，避免产生安全事故若开关信号为连通信号，且电流输入组件和电流输出组件的电流信号不相同，则进入分析模式；分析模式为：计算出电流输入组件和电流输出组件的电流信号的差值，然后将该差值与设定值比较；若低于设定值，发出与检查信号；否则监测控制组件控制切断电流输入组件与断路器的连接；该设定值为临近击穿电流的电流值，可以在击穿之前进行切断，使得维修人员可以得知断路器故障，因为电流不一样的原因在于元器件老化所产生的，因此提供了维修的预警信号。

33、(3)若开关信号为断开信号，且仅有电流输入组件的电流信号，则判定断路器正常；若开关信号为断开信号，且电流输入组件和电流输出组件均有电流信号，则判定断路器故障，并利用监测控制组件控制切断电流输入组件与断路器的连接。该步骤表明了断路器的断路作用失效，能够及时的给出维修人员，产生的故障信息，避免产生安全事故。

34、(4)通过竖直驱动件在接收到监测控制组件的信号后，带动第一插线柱上移以和插槽分离，实现切断，在维护后，下移重新连接。移动块上设有螺纹孔；竖直驱动件包括丝杆和第一驱动电机，丝杆的底部与绝缘框转动连接，顶部穿设螺纹孔并与第一驱动电机的输出端同轴连接。通过转动的丝杆和螺纹孔的配合，使得移动块沿丝杆移动，这样的结构的好处在于能够使得移动块在丝杆为转动时位置不发生移动，并且移动轨迹稳定，整体采用机械结构上下移动，故障率低，稳定。