[发明专利]用于监测断路器的方法和装置以及使用该方法和装置的物联网

说明书

提供了用于监测断路器的方法和装置以及使用该方法和装置的物联网。该方法包括：获得第一数据集，第一数据集表示当前操作周期中施加在断路器的致动机构的部件的固定点的力；考虑到以下各项来判断断路器的健康状况：根据当断路器正常操作时的历史简档的、部件的正常操作状态相关参数，以及从由第一数据集表示的力提取当前操作周期中的部件的当前操作状态相关参数；以及生成指示断路器的致动机构的健康状况的信号。施加到断路器的致动机构的固定点的力被选择为用于断路器的机械部分的状况监测的指示，该力对应于作为整体的断路器的机械部分的健康状况。从该力的测量结果得到的操作状态相关参数被认为给出了断路器的整个机械部分的相对高精度的判断。

技术领域

本发明涉及断路器领域，并且更具体地涉及监测断路器的健康状况。

背景技术

断路器是变电站的最关键的部件之一，它的安全性和可靠性对于整个电网是非常重要的。尤其是在世界对数字产品的不断增长的关注下，这些年，智能断路器的市场正在迅速增加。因此，市场需要一种智能断路器，其能够在发展成实际故障之前实时监测它的缺陷和这些缺陷的严重性，即在实际故障发生之前监测它的健康状况。

断路器缺陷监测在现有技术中是已知的，如专利CN105629164A所示。在上述专利中，通过观察施加到弹簧的张力和压力以及弹簧的环境温度来在线监测断路器的储能弹簧的健康状况。基于那些操作状态相关参数的测量结果和应用简单阈值比较来确定弹簧的健康状态。

在现有技术中，应用阈值来评估断路器的特定部件(诸如弹簧)的健康状况。这仅仅足够用于监测特定部件的健康状况。由于阈值的特性指示了弹簧的缺陷，使用这样的阈值来判断断路器的致动机构的健康状况通常是不现实的，该致动机构通常包括但不限于连杆机构、储能弹簧等。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种用于监测断路器的方法，其包括：获得第一数据集，该第一数据集表示在当前操作周期中施加到断路器的致动机构的部件的固定点的力；考虑到以下各项来判断断路器的健康状况：根据当断路器正常操作时的历史简档的、部件的正常操作状态相关参数，以及从由第一数据集表示的力提取的当前操作周期中的部件的当前操作状态相关参数；以及生成指示断路器的致动机构的健康状况的信号。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于监测断路器的装置，其包括：力传感器，被配置为测量在当前操作周期中施加到断路器的致动机构的部件的固定点的力，并且生成表示当前操作周期中的力的测量结果的第一数据集；以及微处理器，被配置为考虑到以下各项来判断断路器的健康状况：根据当断路器正常操作时的历史简档的、部件的正常操作状态相关参数，以及从由第一数据集表示的力提取的当前操作周期中的部件的当前操作状态相关参数；以及该微处理器被配置成生成指示断路器的致动机构的健康状况的信号。

根据本发明的另一方面，提供了一种物联网，包括：断路器；用于监测断路器的装置；以及服务器，具有用于监测断路器的装置的微处理器。

通过具有根据本发明的解决方案，施加到断路器的致动机构的固定点的力被选择为用于断路器的机械部分的状况监测的指示，这个力对应于作为整体的断路器的机械部分的健康状况。从该力的测量结果得到的操作状态相关参数被认为给出了断路器的整个机械部分的相对高精度的判断。

本文描述的断路器监测装置和方法的技术效果的特征在于：因为使用力传感器和适当的时间-频率分析方法而获得的高精度，以及由于基于数据驱动的解决方案的自动模型开发而导致的高智能。

优选地，部件的操作状态相关参数与以下各项中的至少一项有关：断路器的可动触头的断开/闭合速度、可动触头的总行程、断开/闭合的时长、可动触头的行程、以及可动触头的超程。

优选地，可以从历史简档获得表示在多个操作周期中施加到固定点的力的第二数据集，并且可以从由第二数据集表示的力提取针对操作周期中的每个操作周期的正常操作状态相关参数。

优选地，操作状态相关参数的提取适用于低频提取。