[发明专利]一种针对高压断路器的在线监测系统

说明书

技术领域：

本发明涉及电力设备在线实时检修与维护，特别涉及一种针对高压断路器的智能化在线监测系统。

背景技术：

众所周知，电力设备检修方式是故障发生后进行改正性检修，称为事故检修，之后发展为固定时间间隔的预防性定期检修。随着我国电力体制改革的推进，电力市场的发展需要更为科学的检修模式——状态检修，通过各种手段对正在运行的设备进行评估、诊断，给出有针对性的维修建议。状态检修机制的优点是能够防止恶性事故发生，避免维修过剩造成机构等的非必要损伤或者维修不足导致的疏漏，延长设备的使用寿命，优化设备的运行。

高压断路器作为变电站中仅次于变压器的高压开关设备，在电力系统中起到保护和控制的作用，它的可靠性直接影响整个电网的安全运行。随着变电站综合自动化水平(无人值守)的提高，对高压断路器的可靠性提出了更高的要求。在供配电系统中，高压断路器的使用数量多，检修量大，费用高，而且高压断路器造成的非计划停电事故是很多的，它所造成的间接损失远大于设备本身的费用，故必须加强对高压断路器的状态监测。

另一方面，高压断路器实施实时在线监测，可以及时了解其运行状况，掌握其运行特性及变化趋势，以便尽早发现潜在故障，及时采取预防措施或进行维修，保障电力系统可靠运行。

然而，针对电力系统中高压断路器在线监测的装置设备，目前在国内还没有通用的用来在线监测的标准产品，而且大部分的拥有在线监测功能的高压断路器，所能支持的功能都较为单一，不能充分反映高压断路器完整的工作状态。

发明内容：

为了克服上述现有技术的缺点，本发明提供了一种简单易行，准确度高，实时性强的针对高压断路器的智能化在线监测系统。该系统针对当前高压断路器在线监测技术的不足，通过模块化的方法，将各个状态信息的测量和电源供电模块相互分离，这样方便了故障分析和功能扩展，并且重新对断路器内部机构进行分析，通过选择更为合适的传感器，采用适当的数据分析方法，从而准确、高效地得出高压断路器当前的运行状态参数和状态。

另外，该系统还设置了短信报警设备，当测量值超出报警值范围时，上位机将通过GSM模块向用户发送报警信息，使用户能第一时间得知断路器的大致故障情况。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种针对高压断路器的智能化在线监测系统，包括由在线监测模块组、电源模块和上位机接口模块组成的在线监测装置，以及与在线监测装置连接的上位机装置，其特征在于，所述在线监测模块组包括断路器分闸回路断线监测模块、断路器灭弧室真空度监测模块、断路器触头温升监测模块、断路器超程监测模块和断路器分/合闸速度监测模块这五个子监测模块，上述五个子监测模块通过连接上位机接口模块来实现与上位机装置的数据交互；所述上位机装置通过上位机接口模块对上述五个子监测模块进行监测数据搜集和参数配置；所述电源模块通过变压、整流、滤波、稳压将220V的交流电转变为5V、9V、12V和24V的稳定的直流电，并向所分别连接的断路器分闸回路断线监测模块、断路器灭弧室真空度监测模块、断路器触头温升监测模块、断路器超程监测模块和断路器分/合闸速度监测模块这五个子监测模块统一供电。

上述方案中，所述断路器分闸回路断线监测模块的电路结构为分闸线圈一端连接信号地，另一端分别连接降压电阻和保护电阻；所述保护电阻还连接光耦左侧；所述光耦左侧连接信号地，右侧分别连接单片机和数字地。

上述方案中，所述断路器灭弧室真空度监测模块中设有包含绝缘隔板、带电触头以及中间屏蔽罩的真空灭弧室，还设有安装于接地机壳上的用于监测中间屏蔽罩上电位情况的传感器；该传感器还接有用于屏蔽干扰信号和传输测量数据的屏蔽电缆；所述断路器灭弧室真空度监测模块借助实验得出的中间屏蔽罩电位与灭弧室真空度的关系来具体判断灭弧室的真空度情况。

上述方案中，所述断路器触头温升监测模块由高压端模块和低压端模块组成；所述高压端模块包括依次连接的温度传感器、温度采样单元、信号转换及发射单元组成；所述低压端模块包括信号接收单元、解码电路以及环境温度传感器组成；所述解码电路通过解码从信号接收单元发送来的来自高压端模块发送的采样信号，还原成数据信号发送给上位机装置；所述环境温度传感器将采样的实时的温度数据直接发送给上位机装置。

上述方案中，所述断路器超程监测模块采用将压力传感器安装于断路器三相的绝缘子中，在断路器分/合闸时，压力传感器能将绝缘子受的力转换为电压信号；该电压信号经过A/D转换变成数字信号，并藉由所设置的单片机通过超程控制算法，得到当前的超程值。