[发明专利]断路器合闸储能弹簧状态的监测系统及监测方法

权利要求书

1.断路器合闸储能弹簧状态的监测系统，其特征在于，包括安装在断路器机构中的压力传感器(1)、加速度传感器(2)和光电编码器(3)，所述压力传感器(1)、加速度传感器(2)和光电编码器(3)均连接信号调理模块(4)的输入端，所述信号调理模块(4)的输出端连接多路A/D采集卡模块(5)的输入端，所述多路A/D采集卡模块(5)输出端连接上位机控制系统(7)，所述多路A/D采集卡模块(5)输出端与所述上位机控制系统(7)之间通过USB总线(6)连接。

2.如权利要求1所述的断路器合闸储能弹簧状态的监测系统，其特征在于，所述压力传感器(2)固接在断路器的铸铝机构(12)和弹簧挡板(8)之间，所述压力传感器(2)的检测面与所述弹簧挡板(8)正对。

3.如权利要求1所述的断路器合闸储能弹簧状态的监测系统，其特征在于，所述加速度传感器(2)安装在断路器的弹簧行程导杆(11)上，所述加速度传感器(2)通过强磁铁固定在所述行程导杆(11)的底端。

4.如权利要求1所述的断路器合闸储能弹簧状态的监测系统，其特征在于，所述光电编码器(3)安装在断路器中合闸的主传动轴(13)上，所述光电编码器(3)通过强磁铁吸附在所述主传动轴(13)的端部。

5.一种采用如权利要求1所述的断路器合闸储能弹簧状态的监测系统监测合闸储能弹簧状态的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

步骤1.启动上位机控制系统(7)，上位机控制系统(7)进行初始化，然后对压力传感器(1)、加速度传感器(2)和光电编码器(3)进行监测，如果没有监测到压力传感器(1)、加速度传感器(2)和光电编码器(3)，上位机控制系统(7)进行报错提示，反之，上位机控制系统(7)控制A/D采集卡模块(5)开始采集数据并存储；

步骤2.A/D采集卡模块(5)将存储的数据传输到上位机控制系统(7)，上位机控制系统(7)根据数据判断断路器是否动作，若未动作，只提取合闸储能弹簧的压力值，将其显示在控制软件前面板；若动作，上位机控制系统(7)控制A/D采集卡模块(5)采集并读取经过信号处理模块(4)处理的压力传感器(1)、加速度传感器(2)和光电编码器(3)的数据，然后通过USB总线(6)上传到上位机控制系统(7)，上位机控制系统(7)进行数据计算得到所述压力传感器(1)、加速度传感器(2)和光电编码器(3)的输出数据拟合曲线；

步骤3.根据步骤2得到的曲线分析和判断断路器合闸储能弹簧的性能状态。

6.一种如权利要求5所述的断路器合闸储能弹簧状态的监测方法，其特征在于，所述步骤2中信号处理模块(4)将所述压力传感器(1)、加速度传感器(2)和光电编码器(3)采集到的数据信号放大至所述A/D采集卡模块(5)所能采集量程范围内，然后，所述信号处理模块(4)再将放大后的数据信号传输给所述A/D采集卡模块(5)进行数据采集。

7.一种如权利要求5所述的断路器合闸储能弹簧状态的监测方法，其特征在于，所述步骤2中上位机控制系统(7)采用三次样条插值和线性拟合的方法处理所述压力传感器(1)、加速度传感器(2)和光电编码器(3)的数据分别得到断路器在合闸过程中的弹簧压力变化曲线、弹簧行程曲线、合闸行程曲线、以及储能过程中弹簧压力变化曲线和弹簧行程曲线。

8.一种如权利要求7所述的断路器合闸储能弹簧状态的监测方法，其特征在于，所述步骤3中根据曲线判断路器合闸储能弹簧性能状态的方法是：将上位机控制系统(7)对所述压力传感器(1)、加速度传感器(2)和光电编码器(3)得到的断路器在合闸过程中的弹簧压力变化曲线、弹簧行程曲线、合闸行程曲线、以及储能过程中弹簧压力变化曲线和弹簧行程曲线的特征点与对应型号的弹簧操动机构的合闸储能弹簧参数和机械性能参数的标准值进行对比，即得到断路器合闸储能弹簧性能的状态。