[发明专利]基于光纤传感器的断路器振动监测系统及监测方法

摘要

本发明公开的基于光纤传感器的断路器振动监测系统，包括有安装于断路器上的多个光纤光栅振动传感器和安装于断路器输出触点处的开关量检测模块，光纤光栅振动传感器通过依次与光纤光栅解调仪、信号调理模块及AD转换模块连接，AD转换模块与开关量检测模块分别与隔离单元模块连接，隔离单元模块依次与数字信号处理器、上位机连接；本发明还公开了上述监测系统的监测方法，在断路器的多个位置上安装光纤光栅振动传感器，采集断路器的振动信号，然后对信号进行处理，传输到上位机，从而可确定传感器的最佳安装位置和实现对断路器机械状态的监测。本发明基于光纤传感器的断路器振动监测系统及监测方法实现了对运行中的断路器进行实时振动监测。

主权项

基于光纤传感器的断路器振动监测系统的监测方法，该监测方法依赖于基于光纤传感器的断路器振动监测系统；所述基于光纤传感器的断路器振动监测系统，包括有安装于断路器上的多个光纤光栅振动传感器(1)和安装于断路器输出触点处的开关量检测模块(6)，所述光纤光栅振动传感器(1)通过信号线依次与光纤光栅解调仪(2)、信号调理模块(3)及AD转换模块(4)连接，所述AD转换模块(4)与开关量检测模块(6)分别通过信号线与隔离单元模块(7)连接，所述隔离单元模块(7)通过信号线与数字信号处理器(8)连接，所述数字信号处理器(8)通过CAN总线与上位机(9)连接；所述信号调理模块(3)、AD转换模块(4)、开关量检测模块(6)、隔离单元模块(7)及数字信号处理器(8)均集成于一块印制电路板上；所述光纤光栅振动传感器(1)固定于断路器壳体非带电部分的表面，断路器壳体非带电部分的表面上设置有带螺纹安装孔的刚性底座，所述光纤光栅振动传感器(1)采用螺栓连接的方式与刚性底座连接；所述光纤光栅解调仪(2)的型号为SR‑100‑T；所述AD转换模块(4)的型号为AD7656；所述隔离单元模块(7)的型号为P781；其特征在于，所述监测方法具体按照以下步骤实施：步骤1、利用光纤光栅振动传感器(1)采集断路器不同位置的分合闸振动参量变化，根据分合闸振动参量变化得到光信号的变化量；步骤2、光纤光栅解调仪(2)将步骤1中的多个光纤光栅振动传感器(1)采集到的光信号解调成电压信号，并将其放大到适合AD转换的电压信号，得到放大后的电压信号，放大后的电压信号其电压为4.75～5.25V；步骤3、利用信号调理模块(3)处理经步骤2得到的放大后的电压信号，得到数字信号；同时由开关量检测模块(6)提取断路器的位置信号；步骤4、将经步骤3得到的数字信号及断路器的位置信号依次经过隔离单元模块(7)、数字信号处理器(8)处理后送至上位机(9)，完成整个振动信号的处理和传输；步骤5、上位机(9)对不同位置分合闸振动信号进行分析处理、实时显示和报警，并且根据波形分析确定光纤光栅振动传感器(1)的最佳安装位置。