[发明专利]一种断路器绝缘系数预测装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于断路器技术领域，具体是一种断路器绝缘系数预测装置及方法。

背景技术

近些年来，我国迅猛发展的电力事业以及日趋增加的用电负荷需求，带动着我国的电网规划建设前进步伐。近年来，断路器作为配电网中的重要开关设备，以其投资低、节约线损、供电能力强等强大优势，在配电系统中得到广泛的应用，蕴涵着深远的社会效益和经济效益。为满足国内配网建设的需要，研发制造出技术先进质量可靠的户外高压交流真空断路器，是目前高压开关制造行业迫切需要解决的课题。真空断路器一直以其优异的灭弧性能和杰出的绝缘耐受特性，在配电系统中得到了广泛的应用，是电力系统中很有发展前景的一类开关产品。绝缘套筒是真空断路器中核心的部件，对于断路器的绝缘保护起着至关重要的保护作用。由于真空断路器正在朝向高电压等级发展，因此，对户外真空的绝缘性能更需要进行深入的研究。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种断路器绝缘系数预测装置及方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种断路器绝缘系数预测装置，包括断路器、信号采集单元、数据采集器、中央处理单元、工控机、变换电路和无线通信单元；

所述信号采集单元包括电压互感器、电流互感器、温度传感器、湿度传感器、气压传感器、位移传感器和绝缘测试仪；电流互感器和电压互感器用于实时测量电磁阀线圈电流和电压，气压传感器用于采集断路器所在环境气压，温度传感器用于采集断路器所在环境温度，湿度传感器用于采集断路器所在环境湿度，位移传感器安装在断路器操动机构的拉杆上，用于采集断路器的合闸时间；绝缘测试仪放置于断路器的绝缘壳上，用于采集绝缘系数；

所述数据采集器对信号采集单元采集的模拟量进行AD转换；

所述变换电路用于进行电平和逻辑关系的变换；

所述中央处理单元对采集的数据进行计算和数据处理，并通过通信接口与工控机相连，将断路器绝缘系数预测结果数据经无线通信单元传输至远方调度终端。

本发明装置的连接如下：

信号采集单元采集的信号输出至数据采集器的输入端，数据采集器的输出端连接中央处理单元的I/O接口，中央处理单元通过串口与变换电路的数据转换引脚相连，工控机的输入端和无线通信单元的输入端连接到中央处理单元的串口。

采用断路器绝缘系数预测装置进行断路器绝缘系数预测的方法，包括如下步骤：

步骤1：采集断路器的合闸时间、电磁阀线圈电压、电磁阀线圈电流、环境气压、环境湿度、环境温度和绝缘系数；

通过位移传感器采集断路器的合闸时间，通过电压传感器和电路传感器采集电磁阀线圈中的电压和电流，通过气压传感器采集断路器所在环境气压，通过湿度传感器和温度传感器采集断路器所在环境湿度和环境温度，通过绝缘测试仪采集断路器绝缘系数；

步骤2：通过数据采集器对采集量进行AD转换，输出至中央处理单元；

步骤3：对断路器绝缘系数进行预测；

步骤3.1：对AD转换后的数字信号进行空间重构，在一个时间序列内采集到的断路器的合闸时间、电磁阀线圈电压、电磁阀线圈电流、环境气压、环境湿度、环境温度和绝缘系数作为系统输入量，重构出表征断路器绝缘系数的非线性系统的空间；

步骤3.2：建立基于复杂网络的数学模型来描述断路器绝缘系数，并求解该数学模型；

步骤3.3：得到断路器绝缘系数的预测结果；

步骤4：将断路器绝缘系数的预测结果通过无线通信单元传输至远方调度终端，以便维修人员及时检修。

有益效果：

本发明断路器绝缘性能预测装置及方法，提出了利用直接测量断路器的合闸时间，电磁阀线圈电压，电磁阀线圈电流，环境气压，绝缘系数，环境温度和环境湿度做输入量，并最终利用信号采集单元、数据采集器、中央处理单元、工控机、变换电路和无线通信单元实现断路器绝缘系数的监测。这种方法避免了传统方法建立模型和选取参数时造成的误差，并且具有输入量提取简单，精确度高，准确度好，预测效率高的特点。

附图说明

图1本发明具体实施方式的断路器绝缘系数预测装置工作示意图；

图2本发明具体实施方式的断路器绝缘系数预测装置结构框图；

图3本发明具体实施方式的数据采集器与中央处理单元电路连接原理图；

图4本发明具体实施方式的断路器绝缘系数预测方法总流程图；

图5本发明具体实施方式的采用基于复杂网络的数学模型进行断路器绝缘系数预测的流程图；