[发明专利]利用图像测量技术的高压开关特性检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统高压开关检测技术领域，具体地说，是涉及利用图像 测量技术的高压开关特性检测系统。

背景技术

随着电力系统规模的不断扩大以及电力控制技术的更加深化，各种高压开 关等通断电控制器件越来越广泛的应用。电力系统正常运行时，用它来进行倒 换运行方式，把设备或线路接入电路或退出运行，起控制作用；当电气设备或 线路发生故障时，断路器用来快速切除故障，保证无故障部分正常运行，起保 护作用。可见，在操作分合闸，重要负荷的开断中高压开关发挥着极其重要的 作用。当电力系统出现异常情况时，高压开关的据动、误动、慢分和三相严重 不同期等机械故障都可能造成恶性事故，甚至可以引起设备爆炸，给电力系统 的稳定和国家财产带来不利和损失，大量统计数据表明，高压开关事故的80％ 左右是由机械故障造成。

鉴于高压开关在电力系统中的重要意义，保证其稳定准确的开、合动作， 对保障用电系统的安全稳定运行有着重大意义。因此，对高压开关的机械特性 进行测试，了解高压开关的各种参数是否正常，从而进行及时的维护和检修显 得尤为重要。针对高压断路的机械性能检测，主要是设备交接以及停电时间结 合检修定期进行预防性试验，更换部件及进行操作机构的机械特性检查。在早 期的传统测试方法中，检修人员使用电秒表、同步灯、光线示波器、电磁振荡 器和转鼓测速仪等进行测试。这些设备携带不方便，而且这些方法不但占用现 场面积大，测试时间线复杂，读取记录的数据要进行人工处理和计算，测量的 误差大，检修工作的时间长。

90年代开始，通过模拟数字电路技术的运用，先后研制投产了集箱式断路 器机械特性测试仪。这类仪器综合了上述部分仪表的测量功能，简化了试验接 线和操作，且有携带方便等优点。但它仍然采用传统的技术和方法，由可控硅 直流电源测速器控制电路、门控电路及计时显示电路和同期灯等部分组成，存 在自动化程度低、测量误差大和功能不强等缺点。后来出现微机型高压开关机 械特性测试仪，但是其测速误差大、导电杆总行程和导电杆超行程测量精度低、 达不到对速度、行程、超行程的测量精度。因此逐渐被淘汰。

尽管某些传感器本身的精度较高，但是仍然没有解决传感器的夹具安装复 杂的难题。传感器的夹具安装耗时长，不同开关需要更换不同夹具，浪费人力 物力和时间

发明内容

本发明的目的在于克服上述传统技术的不足之处，本发明设计利用图像测 量技术的高压开关特性检测系统，针对现有测量方法中安装夹具复杂、耗时长、 效率低等问题，主要研究图像测量技术的非接触式高压开关机械特性测试方法。 利用CCD摄像机替代传统的传感器，通过计算机对高压开关联动部分运动轨迹 的图像以及所采集的电信号进行分析，计算出所测的高压开关机械参数。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：

利用图像测量技术的高压开关特性检测系统，包括高压开关(断路器)，所 述高压开关(断路器)的输出端连接有CCD相机，所述CCD相机输出端连接有 图像采集连接设备，所述图像采集连接设备连接有计算机；

所述CCD相机输出端还连接有TTL触发器，所述TTL触发器连接有开关电 信号检测器，所述开关电信号检测器输入端与高压开关(断路器)相连接，所 述开关电信号检测器的输出端连接有计时连接设备，所述计时连接设备的输出 端与计算机相连接；

所述计算机的输出端连接有开关控制电源，所述开关控制电源的输出端连 接有脱扣线圈，所述脱扣线圈与高压开关(断路器)的常闭触点联动；

所述计算机连接有参数计算模块和关系数据库，所述计算机与参数计算模 块、关系数据库均为双向连接；

所述计算机设有通讯接口，所述计算机连接有显示装置；

所述高压开关(断路器)为真空断路器，所述真空断路器包括开关主轴、 绝缘推杆、传动连杆、三脚拐臂、触头弹簧、分闸弹簧、灭弧室动导电杆、扣 板、半轴脱扣、辅助开关、分闸线圈、合闸线圈；

真空断路器的合闸操作过程：

合闸线圈得电-电闸铁心动作-传动连杆动作-开关主轴转动-绝缘推杆前推 -三角拐臂转动-下压触头弹簧装置-灭弧室动导电杆向下运动使触头接触-触头 弹簧压缩至接触行程终点-辅助开关切断接触器线圈电源-分闸弹簧拉长储能- 半轴扣板保持合闸位置-合闸结束

真空断路器的合闸操作过程：