[实用新型]断路器分合闸弹簧超声监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电气设备故障在线监测技术领域，具体地指一种断路器分合闸弹簧超声监测装置。

技术背景

高压断路器在电力系统中非常常见，它对电力系统起到控制和保护的作用，是电力系统极为重要的一次设备。断路器是电力系统的开关设备，当电力系统处于正常工作状态下，断路器处于静止状态，相比于其他系统设备，断路器不仅具有非常高的可靠性还要具有瞬动性，即当工作需要或事故发生时迅速动作，使电源设备接通或切断。断路器操动机构是断路器的核心部分，技术人员在长期的生产实践中发现，断路器操动机构的动作时间均会因疲劳老化、生锈以及变形等问题而发生改变，进而引发电网事故。

合闸弹簧是断路器操动机构的储能元件，是决定六氟化硫断路器性能的重要部件。有调查显示，合闸弹簧故障占到了断路器故障的很大比例。正常工作下，断路器合闸弹簧一直处于拉伸或压缩来储能的形变状态下，在进行断路器分合闸操作时，长期处于形变状态下的弹簧难免会产生疲劳效应，这样会导致分合闸弹簧拒动和误动现象，甚至发生合闸弹簧断裂等事故。近年来，我国不少省份都有因合闸弹簧性能劣化，而导致的断路器故障，甚至发生电网事故。当断路器工作时间不断增长，分合闸弹簧的性能会逐渐劣化，且断路器因弹簧疲劳产生的故障具有突发性。因此，对弹簧故障监测系统的研究，不仅对断路器安全甚至对整个电网安全都具有重要意义。目前，还没有对断路器分合闸弹簧进行监测的装置，使断路器存在严重的安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的就是要提供一种断路器分合闸弹簧超声监测装置，该装置提出了利用声发射技术，在线监测断路器弹簧在发生疲劳断裂时产生的声波，从而达到弹簧故障预警的目的。

为实现此目的，本实用新型所设计的断路器分合闸弹簧超声监测装置，其特征在于：它包括压电振动传感器、前置放大器、高通滤波器、主信号放大器、整流滤波器、比较电路、输出电路、电脑、报警器和磁铁，其中，所述压电振动传感器的信号输出端通过前置放大器连接高通滤波器，所述高通滤波器通过主信号放大器连接整流滤波器，所述整流滤波器通过比较电路连接输出电路，所述输出电路连接电脑，所述电脑连接报警器，所述压电振动传感器通过磁铁吸附在安装有弹簧的断路器外壳上，上述断路器外壳和磁铁之间设有耦合剂涂层。

本实用新型具有以下优点：

1）本监测装置与高压电气设备没有电接触，对巡视和检测人员没有任何危害，安全可靠。

2）本实用新型操作简单、价格低廉、易被操作人员所掌握，容易推广。

3）目前对断路器弹簧状态监测还没有有效的方法和监测设备，这一实用新型正好弥补了这一方面的空白。

4）本实用新型不需要对断路器操动机构有任何改变，适用于各类型的断路器，适用范围非常广泛。

5）本实用新型的装置可带电实时监测断路器弹簧状态，可实现带电操作。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

其中，1—压电振动传感器、2—前置放大器、3—高通滤波器、4—主信号放大器、5—整流滤波器、6—比较电路、7—输出电路、8—磁铁、9—弹簧、10—断路器外壳、11—耦合剂涂层、12—报警器、13—电脑。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明：

当断路器弹簧由于过度疲劳而产生断裂现象时，会伴随有声波信号的发出。通过检测声波信号达到预警故障的目的。断路器处于正常状态时，没有声波发出，当故障时，就会发出声波。具体地说，在断路器的外壳表面设置一个压电振动传感器，这样，弹簧发生故障时产生的声波通过断路器外壳10传递到压电振动传感器1。压电振动传感器1再将接收到的声信号转变成电信号并输送到检测设备，信号检测设备再将电信号放大，滤波之后再送到微机监控室的电脑13中，产生报警，从而提醒工作人员进行设备检查更换，达到保护电力系统安全运行的目的。

具体来说，如图1所示断路器分合闸弹簧超声监测装置，它包括压电振动传感器1、前置放大器2、高通滤波器3、主信号放大器4、整流滤波器5、比较电路6、输出电路7、电脑13、报警器12和磁铁8，其中，所述压电振动传感器1的信号输出端通过前置放大器2连接高通滤波器3，所述高通滤波器3通过主信号放大器4连接整流滤波器5，所述整流滤波器5通过比较电路6连接输出电路7，所述输出电路7连接电脑13，所述电脑13连接报警器12，所述压电振动传感器1通过磁铁8吸附在安装有弹簧9的断路器外壳10上，上述断路器外壳10和磁铁8之间设有耦合剂涂层11。