高壓斷路器振動檢測系統及檢測方法技術方案

一種高壓斷路器振動檢測系統及檢測方法，該系統包括安裝在高壓斷路器多個位置上的振動傳感器，和其連接的電荷-電壓轉換模塊、低通濾波模塊、電位抬高模塊、隔離單元模塊、單片機以及上位機，和高壓斷路器相連的斷口信號檢測模塊也通過隔離單元模塊與單片機以及上位機依次相通信連接，還包括和高壓斷路器依次相連的電流互感器、低通濾波模塊、觸發電路模塊，觸發電路模塊也通過隔離單元模塊與單片機以及上位機依次相連；檢測方法：在高壓斷路器上多個位置安裝振動傳感器采集分合閘振動信號，對其進行處理后，挑選出最能反映高壓斷路器分合閘動作過程的波形，從而確定振動傳感器最佳安裝位置；以方便實現對110kV及以上電壓等級的高壓斷路器在線監測的目的。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及斷路器振動檢測
，具體涉及一種高壓斷路器振動檢測系統。技術背景根據國家電力行業對電力設備所提出的進行狀態檢修的要求以及實現智能電網的要求，對電力設備運行狀況的實時監測就成了必不可少的工作，國內外很多專家學者都在從事這方面的工作。根據CIGRE與中國電科院的調研結果，機械故障占開關設備故障的近37%，因此對開關設備進行機械故障檢測顯得極為必要。在國家《高壓設備智能化技術導則》中指出高壓斷路器操動機構機構特性檢測包括分合閘線圈電流波形、分合閘時間、行程_時間曲線和振動信號。由于振動信號能夠對操動機構各個環節的動作進行實時監測， 因此將振動技術實用化的重要性日益重要。在高壓斷路器運行狀態的各種在線監測方法中，通過振動技術進行監測來反映開關設備運行狀態的方法具有的眾多優點。國內外的學者和研究人員也對振動在線監測技術做了許多的研究工作。和其它狀態監測方法相比，振動信號監測的優點在于I)振動信號中包含有豐富的時域和頻域信息，可以在整個時間序列和頻譜范圍內反映高壓斷路器分合閘過程中機械狀態。通過數字信號處理技術，可以提取出大量的狀態信息。并且隨著數字信號處理技術的不斷發展，能夠從振動信號中提取出越來越多的代表高壓斷路器運行狀態的特征參量。2)可以在高壓斷路器的接地部分進行測量，屬于間接測量的一種方法，避免了直接測量方法中存在的高電壓隔離以及信號采集困難等方面的問題。3)振動信號監測方法是非侵入式的測量方法，不改變高壓斷路器的內部結構，不影響設備的正常運行。4)振動信號檢測方法受外部電磁干擾的影響較小，抗干擾能力強。5)振動傳感器具有尺寸小、重量輕、安裝方便、工作可靠等優點，使得振動信號監測方法實現起來比較容易，很適合用于在線檢測和戶外臨時性檢測等的場合。對彈簧機構高壓斷路器而言，傳統的利用安裝角位移傳感器來測量高壓斷路器機械狀態的方法無法反映動作過程中各操動機構、傳動機構的動作特性及對應的時間關系， 無法準確實現機械故障的判斷、預測與定位。目前，國內有部分單位和研究機構也有進行高壓斷路器振動的研究工作，但是都集中在三相同期性的判斷方面，且多適用于中壓領域或者離線監測。例如中國專利申請號為200410026262. 1，名稱為“基于振動分析的真空高壓斷路器觸頭關合時刻的在線檢測方法”的專利，利用高壓斷路器合閘時觸頭碰撞產生的振動信號來實現觸頭關合時刻的檢測， 該方法適用于中壓等級的真空高壓斷路器，且該專利技術只檢測了振動信號，檢測參量較少，不適用于IlOkV及以上電壓等級的高壓高壓斷路器。該專利技術裝置需人工進行數據采集存儲， 非智能，無法實現自動診斷故障的目標。
技術實現思路
為解決上述現有技術中存在的技術問題，本專利技術的目在于提供一種高壓斷路器振動檢測系統，以方便實現對IIOkV及以上電壓等級的高壓斷路器在線監測的目的。為達到上述目的，本專利技術所采用的技術方案是一種高壓斷路器振動檢測系統，其特征在于包括安裝在高壓斷路器多個位置上的振動傳感器，和振動傳感器依次相通信連接的電荷_電壓轉換模塊、低通濾波模塊、電位抬高模塊、隔離單元模塊、單片機以及上位機，和高壓斷路器相通信連接的斷口換位信號檢測模塊也通過所述隔離單元模塊與所述單片機以及上位機依次相通信連接，還包括和高壓斷路器依次相通信連接的電流互感器、低通濾波模塊、觸發電路模塊，觸發電路模塊也通過所述隔離單元模塊與所述單片機以及上位機依次相通信連接。所述振動傳感器為電荷輸出型壓電加速度振動傳感器，其頻率范圍為(Tl5kHz。所述低通濾波模塊的截止頻率為15kHz。上述高壓斷路器振動檢測系統的檢測方法，包括如下步驟步驟I :在高壓斷路器上多個位置安裝振動傳感器，通過振動傳感器采集高壓斷路器不同位置的分合閘振動信號，此分合閘振動信號為電荷信號；步驟2 :電荷-電壓轉換模塊將振動傳感器輸出的電荷信號轉換成電壓信號并根據需要進行相應的放大；步驟3 :低通濾波模塊將放大后的電壓信號中的高頻干擾信號濾除，經過濾除后的電壓信號經過電位抬高模塊將其轉換為正電壓信號，同時斷口換位信號檢測模塊提取高壓斷路器分合閘斷口信號，電流互感器采集高壓斷路器分合閘電流信號，然后通過低通濾波模塊將分合閘電流信號中的高頻干擾信號濾除，經過濾除后的分合閘電流信號通過觸發電路模塊轉換為觸發信號；步驟4:步驟3所述的正電壓信號、高壓斷路器分合閘斷口信號以及觸發信號通過隔離單元模塊進入單片機，最后通過總線的方式與上位機通信，完成整個振動信號的傳輸過程；步驟5 :操作者將上位機顯示的不同位置的分合閘振動信號的波形進行對比，挑選出最能反映高壓斷路器分合閘動作過程的波形，從而確定振動傳感器最佳安裝位置，此最佳安裝位置上安裝的振動傳感器采集的分合閘振動信號作為后續信號處理的數據來源；所述振動傳感器采用磁力座安裝方式安裝在高壓斷路器上，所述磁力座磁性>6T。步驟3所述高頻干擾信號是指頻率為15kHz以上的干擾信號。與現有技術相比，本專利技術具有如下優點I、本專利技術診斷系統及診斷方法適用于IlOkV及以上電壓等級的高壓斷路器；2、由于本專利技術振動檢測系統設置了單片機和上位機，因此能夠自動采集分合閘振動信號，實現了智能監測的目標；3、本專利技術振動檢測系統能夠同時檢測多路振動信號，并可對輔助斷口信息進行提取；4、電流互感器采集采集高壓斷路器分合閘電流信號，通過低通濾波模塊和觸發電路觸發模塊將分合閘電流信號轉換為觸發信號，使單片機能夠準確及時的采集到分合閘振動信號。附圖說明圖I為本專利技術檢測系統及振動信號流通框圖。圖2電荷-電壓轉換模塊電路原理圖。圖3為低通濾波模塊電路原理圖。圖4為電位抬高模塊電路原理圖。圖5為隔離單元模塊電路原理圖。圖6為觸發電路模塊。圖7為斷口信號檢測模塊電路。圖8為800kV高壓斷路器中傳感器安裝位置示意圖。圖9為126kV高壓斷路器中傳感器安裝位置示意圖。圖10是某型號126kV高壓斷路器采集的振動信號的頻譜分析圖。圖11是在SOOkV斷路器上安裝3種磁力座測得振動信號的時域及頻域圖；其中 圖Ila為3T磁力座時域波形圖，圖Ilb為3T磁力座頻域波形圖，圖Ilc為6T磁力座時域波形圖，圖Ild為6T磁力座頻域波形圖，圖Ile為18T磁力座時域波形圖，圖Ilf為18T磁力座頻域波形圖。圖12為PCB公司裝置采集到的觸頭分閘振動信號圖。圖13為本專利技術裝置采集到的觸頭分閘振動信號和斷口換位信號圖。 圖14為PCB公司裝置采集到的觸頭合閘振動信號圖。圖15為本專利技術裝置采集到的觸頭合閘振動信號和斷口換位信號圖。 圖16為126kV高壓斷路器采集的合閘振動信號圖。圖17為126kV高壓斷路器采集的分閘振動信號圖。具體實施方式下面結合附圖和具體實施方式對本專利技術作進一步詳細說明。如圖I所示，本專利技術一種高壓斷路器振動檢測系統，包括安裝在高壓斷路器多個位置上的振動傳感器，和振動傳感器依次相通信連接的電荷_電壓轉換模塊、低通濾波模塊、電位抬高模塊、隔離單元模塊、單片機以及上位機，和高壓斷路器相通信連接的斷口換位信號檢測模塊也通過所述隔離單元模塊與所述單片機以及上位機依次相通信連接，還包括和高壓斷路器依次相通信連接的電流互感器、低通濾波模塊、觸發電路模塊，觸發電路模塊也通過所述隔離單元模塊與所述單片機以及上位機依次本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高壓斷路器振動檢測系統，其特征在于：包括安裝在高壓斷路器多個位置上的振動傳感器，和振動傳感器依次相通信連接的電荷？電壓轉換模塊、低通濾波模塊、電位抬高模塊、隔離單元模塊、單片機以及上位機，和高壓斷路器相通信連接的斷口換位信號檢測模塊也通過所述隔離單元模塊與所述單片機以及上位機依次相通信連接，還包括和高壓斷路器依次相通信連接的電流互感器、低通濾波模塊、觸發電路模塊，觸發電路模塊也通過所述隔離單元模塊與所述單片機以及上位機依次相通信連接。

【技術特征摘要】
1.一種高壓斷路器振動檢測系統，其特征在于包括安裝在高壓斷路器多個位置上的振動傳感器，和振動傳感器依次相通信連接的電荷-電壓轉換模塊、低通濾波模塊、電位抬高模塊、隔離單元模塊、單片機以及上位機，和高壓斷路器相通信連接的斷口換位信號檢測模塊也通過所述隔離單元模塊與所述單片機以及上位機依次相通信連接，還包括和高壓斷路器依次相通信連接的電流互感器、低通濾波模塊、觸發電路模塊，觸發電路模塊也通過所述隔離單元模塊與所述單片機以及上位機依次相通信連接。2.根據權利要求I所述的系統，其特征在于所述振動傳感器為電荷輸出型壓電加速度振動傳感器，其頻率范圍為(Tl5kHz。3.根據權利要求I所述的系統，其特征在于所述低通濾波模塊的截止頻率為15kHz。4.權利要求I所述高壓斷路器振動檢測系統的檢測方法，其特征在于包括如下步驟 步驟I :在高壓斷路器上多個位置安裝振動傳感器，通過振動傳感器采集高壓斷路器不同位置的分合閘振動信號，此分合閘振動信號為電荷信號； 步驟2 :電荷-電壓轉換模塊將振動傳感器輸出的電荷信號轉換成電壓信號并根據需要進行相應的放大...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王小華，郭風帥，賀偉峰，榮命哲，劉定新，劉伸展，彭在興，寇新民，張一茗，劉有為，許淵，
申請(專利權)人：西安交通大學，河南平高電氣股份有限公司，中國電力科學研究院，
類型：發明
國別省市：