[发明专利]智能高压开关设备机械状态监测评估方法与系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能高压开关设备机械状态监测评估方法与系统。

背景技术

国内外对断路器状态监测这个课题都作过许多研究，一些科研单位和厂家对断路器机械特性监测和故障诊断方面进行了有益的探索，也有一些很好的应用。但是这些产品所采用的方式基本都是在操动机构的主传动轴上安装一个行程传感器，通过传感器测量机构某处的运动量来替代性地表征操动机构的整体运动特征。

这种方式虽然可以在一定程度上说明高压开关操动机构的运动情况，但并不能完整地呈现出操动机构的整体运动特征。对于全面评估高压开关操动机构的健康状况以及趋势分析缺乏有力的数据支持。

发明内容

本发明的目的是提供智能高压开关设备机械状态监测评估方法与系统，用以解决现有状态监测评估方式不够全面、可信度低的问题。

为实现上述目的，本发明的方案包括：

智能高压开关设备机械状态监测评估方法，监测运动链中至少两个运动副的运动参数，并且实时记录；根据各运动副之间的传动关系及采集到的数据对比，然后判断和评估整个运动链的传动性能。

通过对比各运动副的运动参数-时间曲线，判断运动参数达到极值的时刻是否在设定范围内，以确定运动链的同步性是否达到要求。

通过与标准数据的对比，确定运动链的同步性是否达到要求，标准数据是通过对一个达标的运动链进行测试获得。

所述运动参数包括角速度、角加速度以及位移、速度和加速度。

通过加速度传感器测量转动副的转动角度。

通过在静态位置安装参照加速度传感器用于补偿运动副处加速度传感器。

智能高压开关设备机械状态监测评估系统，其特征在于，包括监测主机，监测主机与运动链上、各运动副的对应传感器通讯连接；该监测主机用于监测运动链中至少两个运动副的运动参数，并且实时记录；根据各运动副之间的传动关系，通过对运动副记录信息的比对、判断，评估运动链的传动性能。

本发明的智能高压开关设备机械状态监测评估方法，不再通过单一的运动副数据来表示整个运动链的运动性能，而是根据运动链中选取的若干运动副之间的传动关系，综合分析判断整个运动链性能。

在选择传感器时，通过加速度传感器替代以往的编码器，便于安装；在静态位置安装振动记录点，可通过适当的补偿方法有效地抵消了机械振动对测量结果的不利影响，使得测量结果更加真实可靠。

最后提供一种基于上述方法的监测评估系统，以实施上述方法。

附图说明

图1是本发明的一种监测系统构成框图；

图2是本发明实施案例所对应的运动部件；

图3是双轴角度计算模式。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

图1为监测评估系统的硬件构成，包括监测主机，监测主机与运动链上、各运动副的对应传感器通讯连接；该监测主机用于监测运动链中至少两个运动副的运动参数，并且实时记录；根据各运动副之间的传动关系，通过对运动副记录信息的比对、判断，评估运动链的传动性能。监测主机与各传感器的通讯手段包括SPI、CAN总线等串行通讯方式。

根据对目前高压开关的调查研究，高压开关操动机构的传动系统绝大多数是以平面四连杆机构及曲柄滑块机构组合构成的运动链。根据机构学理论，平面四连杆机构和曲柄中主要的运动副包括转动副(如铰链)和移动副(如滑块)。对于这些机构，可以利用铰链在运动中的角位移、角速度、角加速度以及滑块在运动中的位移、速度和加速度来表征整个运动链的运动特征。

下面给出一个实施例，该实施例是针对上述基本方案的一个最简单的例子，针对两个运动部分，即如图2拐臂与滑块构成的运动链，拐臂与滑块的传动关系为：拐臂带动滑块运动，即拐臂输入端的转动转化为滑块的平移。那么相应的监测评估系统中，只需要测量滑块的平移运动量h，以及测量拐臂输入端转动的角度θ。

在系统中，设置相应的传感器测量拐臂的转动角度θ和滑块的平移h，并且进行实时记录。为了评估该运动链的同步性，需要将转动角度θ和滑块的平移h的信息进行综合分析判断。

具体的，根据拐臂与滑块之间的传动关系，分析判断的具体手段包括：

1，将转动角度θ的数据形成转动角度-时间曲线，将滑块的平移h数据形成距离-时间曲线；然后比较达到最大转动角度的时刻与平移到最大距离的时刻，若这两个时刻之间的差值在允许的范围内，则认为该运动链的同步性达标。反之，则不达标。