[发明专利]用于开关系统的监控装置

说明书

用于开关系统(100)的监控装置(1、15)，开关系统包括具有至少一个可动触头的触头组件(10)和用于致动所述可移动触头和断开/闭合触头组件(10)的运动链(11)。监控装置(1、15)包括：加速度计(2)，适于定位在所述开关系统(100)的运动部件上并且能够确定所述运动部件的加速度数据(3)；控制单元，包括：第一处理单元(4)，适于接收由所述加速度计(2)测量的加速度数据(3)并计算预定事件的定时瞬时(5)和与所述开关系统(100)相关的运动参数(6)；第二处理单元(7)，适于接收预定事件的所述定时瞬时(5)和所述运动参数(6)，并使用至少一个定时瞬时和至少一个运动参数来计算所述开关系统(100)的电气/机械参数(8)。还公开了一种用于监控开关系统(100)的方法。

技术领域

本发明涉及一种用于监控开关系统的电气/机械参数和其他特性的设备。特别地，本发明涉及一种用于通过测量致动所述开关设备的可动触头的运动链的一个或多个运动部件的加速度而监控中压开关设备系统的电气/机械参数的装置。此外，本发明还涉及一种包括用于监控电气/机械参数的装置的开关系统(例如中压开关设备系统)、以及用于监控开关系统的电气/机械参数和其他特性的方法。

尽管在下面的描述中将主要参照中压开关设备系统，但是本发明的装置具有更普遍的适用性，可用于低、中和高压应用。

背景技术

已知开关系统(例如中压开关设备)在电力网络中得到广泛使用，并且因此必须可靠。因此，为它们提供额外的监控功能的兴趣在增加，以防止可能出现的故障。这种故障既可以是电气故障，也可以是机械故障，并且为了防止后者，文献中提出了分析机械系统的许多方法。

开关设备(例如断路器)的一个重要特性，一方面是触头距离，另一方面是可动触头在触头闭合或断开时的速度。已知触头速度必须在指定范围内，以便使断路器能够中断电流。因此，制造的每个断路器通常经受通过测量行程曲线(即运动部件根据时间的线性和/或旋转位移)而测试断路器的机械性能的一个明确定义的程序。然后将这些测量进行分析，以提取限定相关的机械性能的特征。

这些测量必须在工厂组装过程期间执行并且测量系统通常在断路器被置于现场之后去除。

然而，为了持续评估断路器的状态和健康，有用的是，在现场正常运行期间也可以执行类似的测量。此外，在现场测量的情况下，期望提取可以描述断路器归因于随时间的材料疲劳或其他问题的可能故障的更多特征。

断路器的可动触头的运动的测量大多已经采用行程传感器、旋转编码器、并且在某些情况下也采用高速摄像机或光学系统来研究。

使用加速度计作为用于断路器监控的传感器也是已知的。加速度计被用于尤其是附连到固定的非运动部件，以便多多少少成功地测量振动。这些测量是许多机械和环境影响的组合，并且仅仅使用这些信号通常非常难以确定断路器部件的机械健康。

从加速度计获得的信号因此被主要用于检测在两个触头之间发生冲击时的时间。另一个应用是在一些部件中的摩擦或整个断路器的振动开始变大时“噪声”的检测。

因此，基于加速度计的监控方法通常局限于测量发生冲击或出现某些振动时的瞬时，该瞬时受到环境温度或断路器安装地点或附近其他设备振动的影响。它们还测量与初级运动没有直接关系的间接效应。

发明内容

因此，本公开的目的在于提供一种用于开关系统、特别是中压开关设备的监控装置，其允许克服至少一些上述缺点。

特别地，本发明的目的是提供用于开关系统的监控装置，其可用于制造过程中工厂测试和安装后时及操作条件下的现场监测两者。

此外，本发明的目的是提供用于开关系统的监控装置，其可用于检测指示开关系统的各种部件的状态的多个电气/机械参数，从而降低故障的风险。

另外，本发明的目的是提供用于开关系统的监控装置，其中减少使用的传感器的数量，从而降低制造和维护成本。