[发明专利]高压断路器机构故障在线监测装置及其监测方法

说明书

技术领域

本发明属于高压断路器故障检测技术，尤其涉及一种高压断路器机构故障在线监测装置及其监测方法。

背景技术

电力系统变电站每年都会发生10kV、35kV高压断路器机构故障引起的拒分或拒合现象导致故障越级，扩大停电范围，给单位和社会带来了大量经济损失和不良社会影响。由于该故障具有设备在运行中发展速度较快的特点，一般为1到2年就会出现，而现有技术中采用的断路器周期性预防试验，一般为3到6年进行，因此不能够完全控制该类故障的发生。另外，在各网区220kV断路器的BLK型弹簧操动机构频繁出现合后即分故障，在事件调查过程中因为由合到分的时间差相当短，一般只有十几毫秒，现有技术在调取测控报文时发现存在时差问题，导致保护及开关动作情况顺序颠倒，造成不能正确判断故障原因，进而引起故障的重复发生。由于各变电站的直流系统分布较广，时常出现因在断路器间隔中直流接地引起断路器拒动现象，可能引起电磁铁线圈通电时间过长，导致线圈匝间短路故障。而上述这些故障，在现有技术中没有得到解决。另外，现有的断路器在线监测装置只针对分、合闸速度、时间、同期性及真空度进行监测，且所用霍尔电流传感器抗干扰能力差，测量数据极不稳定，完全不能达到监测断路器故障的目的。

发明内容：

本发明要解决的技术问题：提供一种高压断路器机构故障在线监测装置及其监测方法，以解决现有技术的不足，不能有效监测高压断路器机构故障等技术问题。

本发明技术方案：

一种高压断路器机构故障在线监测装置，它包括控制器，分闸霍尔电流互感器、合闸霍尔电流互感器和高压断路器辅助开关的常开触点与控制器导线连接，控制器与显示终端连接。

所述控制器为STC12C5A60S2型采样计算单片机，所述显示终端为19264液晶显示屏。

所述分闸霍尔电流互感器和合闸霍尔电流互感器的穿心孔分别穿过分闸回路连接线和合闸回路连接线；所述分闸霍尔电流互感器和合闸霍尔电流互感器外部均采用金属屏蔽层覆盖。

所述的高压断路器机构故障在线监测装置的监测方法，它包括：

步骤1、数据采集，采样计算单片机通过分、合闸霍尔电流互感器分别对分、合闸线圈流过的电流信号以0.5ms的采样周期进行采样并存储电流数据；

步骤2、对基础数据进行计算；

步骤3、对高压断路器机构直流接地故障和电磁铁线圈匝间短路故障进行判断；

步骤4、对高压断路器机构分闸脱扣器不能合闸保持引起的断路器“合后即分”故障进行判断；

步骤5、对高压断路器机构复位弹簧变形导致铁芯不能复位的故障进行判断；

步骤6、对高压断路器机构脱扣器卡涩故障进行判断；

步骤7、对电磁铁铁芯卡涩故障进行判断。

步骤2所述基础数据进行计算，它包括：

铁芯动作时刻t_c的计算：

第一步、针对一次监测获得的电流数据计算出电磁铁线圈最大电流I_max；

第二步、在获得的电流数据中，搜寻出第一个大于等于0.1A的电流值，其序号记为n₀，

第三步、从n₀开始向后选取5个电流值，利用正比例形式的回归方程进行回归得到：

y＝β(n-n₀)

式中：y表示回归方程的预报值，对应于β表示回归系数；n表示电流数据的序号；

第四步、从储存器中提取电流值I₁,I₂,,,I_N(N表示电流值的总个数)，找出使|I_n-β(n-n₀)|≥0.3成立的最小n值，I_n表示储存器中的第n个电流值，记为n₁。那么

t_c＝(n₁-n₀)Δτ，

式中Δτ表示采样间隔时间；

电流归零时刻t_end的计算：从存储的电流数据中按I_N,I_N-1,...I₁的顺序找到最后一个小于0.1A的电流值所对应的序号n_end，根据公式t_end＝(n_end-n₀)Δτ得到电流归零时刻t_end的值；

铁芯碰着脱口板时刻t_d的计算：