智能断路器多参量状态监测与故障诊断系统的制作方法

本技术涉及断路器监测，尤其涉及智能断路器多参量状态监测与故障诊断系统。

背景技术：

1、高压断路器，作为绝缘和灭弧的装置，是发电厂和变电所电力输配电系统中应用最为普遍的电器设备，其状态的好坏直接影响着电力系统的安全运行。对其进行状态监测与故障诊断，是对断路器状态预知的基础，是提高供、配电可靠性的必由之路。电力系统中，高压断路器数量最多、检修量大、维护费用高。

2、有关统计表明：变电站维护费用的一半以上是用在高压断路器上，而其中60％又是用于断路器的小修和例行检修上。据统计，10％的断路器故障是由于不正确的检修所致。而且，根据国际大电网会议对高压断路器可靠性所做的两次世界大范围调查，以及中国电力科学院对高压开关事故的统计分析均表明：高压断路器的大多数故障(主要故障的70％和次要故障的86％)发生在机械机构，主要涉及操动机构、监视装置和辅助装置等，多是由于机械特性不良造成的，例如拒分、拒合或误动作等。长期计划的维护、盲目的拆卸装置，浪费了很多的人力、财力和物力，同时也造成了功率损耗和设备的使用寿命降低。目前，电力系统操作部门专门计划断路器状态检修的时间，不再以动作次数和运行年限为标准，而是以实际情况为设备维护的基本依据。电力设备维护要达到这样一个改变，状态监测是非常必要的。

3、此外，智能断路器的发展是一种趋势，通过在线状态监测技术的发展，将推进智能断路器的发展。而且越来越多的高压开关设备趋向于在不可能长时间停电检查和检修的情况下运行。因此，加强高压断路器在线监测具有重要的现实意义。

4、状态监测是实施状态检修的基础，以科学的方法对设备运行状态进行监测和诊断是实施状态检修的关键。我国对于电力设备状态检修的研究多集中于变压器、发电机一类的大型设备，对断路器的状态监测和诊断的研究还处于起步阶段，现有的实时状态监测系统中普遍存在以下问题：

5、1)测量指标少，功能单一，多数系统只局限于研究断路器的电气或机械某一方面的特性，如监测开断电流、累计跳闸次数、累计开断电流等。

6、2)缺乏系统性和综合性，对断路器的监测功能只作为微机保护或录波装置的一个功能模块加以开发。

7、3)可采用的诊断分析方法少，仅限于阈值超标报警，对断路器的运行状态的识别缺乏有效的数学方法和技术手段。

8、针对上述问题提出一种智能断路器多参量状态监测与故障诊断系统。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的智能断路器多参量状态监测与故障诊断系统。

2、为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：智能断路器多参量状态监测与故障诊断系统，包括现场单元、录波装置、采集装置及现场传感器，所述采集装置与现场传感器连接，所述采集装置用于完成断路器机械特性监测所需开关量及模拟量的采集、存储和分析，并将监测数据发送至现场单元及上级监测平台，所述现场单元与录波装置连接，所述录波装置外接有开关量设备和霍尔传感器，用于采集波形数据，并对采集数据进行存储、展示和分析，并将分析结果发送至上级监测平台，所述现场单元与测控保护装置互联，所述录波装置和采集装置均外接声光报警器。

3、作为上述技术方案的进一步描述：

4、所述现场传感器包括红外热成像仪、振动传感器、无线测温传感器、电流传感器和位移传感器。

5、作为上述技术方案的进一步描述：

6、所述电流传感器包括交流电流传感器和直流电流传感器，所述交流传感器用于三相交流信号的测量，所述直流电流传感器用于分合闸线圈电流与储能电机工作电流测量。

7、作为上述技术方案的进一步描述：

8、现场单元支持多种标准工业设备通信接口。

9、作为上述技术方案的进一步描述：

10、所述电流传感器用于采集一次回路的开断电流、分/合闸线圈电流和储能电机电流。

11、作为上述技术方案的进一步描述：

12、所述位移传感器安装在断路器操动机构的主轴上，用于测量合、分闸操作时动触头的运动信号波形。

13、作为上述技术方案的进一步描述：

14、所述振动传感器用于采集断路器机械振动信号。

15、本实用新型具有如下有益效果：

16、本实用新型中，通过对储能电机的电压和电流、分合闸线圈电压、三相一次电流、行程信号、分合闸线圈电流等信息的监测，进行深入的数据挖掘和分析、完成断路器触头磨损度计算、电寿命评估、三相同期性计算等高级应用，进而实现断路器健康状态评估，为状态检修提供科学、可靠的数据支撑。

17、本实用新型可实现：对断路器实施多参量、全景式的状态监测，有利于多信息的融合，为高级应用提供全面的数据支撑；采用组态及标准通信规范，与不同接口传感器进行数据通信和参数设定，实现一套系统，可监测不同类型断路器本体的目标；通过系统自学习能力，建立和完善故障案例经验库，结合大数据分析模型，建立人工神经网和专家系统，逐步实现断路器故障诊断智能化和精准化。

技术特征：

1.智能断路器多参量状态监测与故障诊断系统，其特征在于：包括现场单元(1)、录波装置(2)、采集装置(3)及现场传感器，所述采集装置(3)与现场传感器连接，所述采集装置(3)用于完成断路器机械特性监测所需开关量及模拟量的采集、存储和分析，并将监测数据发送至现场单元(1)及上级监测平台(5)，所述现场单元(1)与录波装置(2)连接，所述录波装置(2)外接有开关量设备和霍尔传感器，用于采集波形数据，并对采集数据进行存储、展示和分析，并将分析结果发送至上级监测平台(5)，所述现场单元(1)与测控保护装置(4)互联，所述录波装置(2)和采集装置(3)均外接声光报警器。

2.根据权利要求1所述的智能断路器多参量状态监测与故障诊断系统，其特征在于：所述现场传感器包括红外热成像仪、振动传感器、无线测温传感器、电流传感器和位移传感器。

3.根据权利要求2所述的智能断路器多参量状态监测与故障诊断系统，其特征在于：所述电流传感器包括交流电流传感器和直流电流传感器，所述交流传感器用于三相交流信号的测量，所述直流电流传感器用于分合闸线圈电流与储能电机工作电流测量。

4.根据权利要求1所述的智能断路器多参量状态监测与故障诊断系统，其特征在于：现场单元(1)支持多种标准工业设备通信接口。

5.根据权利要求2所述的智能断路器多参量状态监测与故障诊断系统，其特征在于：所述电流传感器用于采集一次回路的开断电流、分/合闸线圈电流和储能电机电流。

6.根据权利要求2所述的智能断路器多参量状态监测与故障诊断系统，其特征在于：所述位移传感器安装在断路器操动机构的主轴上，用于测量合、分闸操作时动触头的运动信号波形。

7.根据权利要求2所述的智能断路器多参量状态监测与故障诊断系统，其特征在于：所述振动传感器用于采集断路器机械振动信号。

技术总结本技术涉及断路器监测技术领域，公开了智能断路器多参量状态监测与故障诊断系统，包括现场单元、录波装置、采集装置及现场传感器，所述采集装置与现场传感器连接，所述采集装置用于完成断路器机械特性监测所需开关量及模拟量的采集、存储和分析，并将监测数据发送至现场单元及上级监测平台，所述现场单元与录波装置连接。本技术中，通过对储能电机的电压和电流、分合闸线圈电压、三相一次电流、行程信号、分合闸线圈电流等信息的监测，进行深入的数据挖掘和分析、完成断路器触头磨损度计算、电寿命评估、三相同期性计算等高级应用，进而实现断路器健康状态评估，为状态检修提供科学、可靠的数据支撑。技术研发人员：袁雷,林建云,方崇辉受保护的技术使用者：宁波智电物联网有限公司技术研发日：20231206技术公布日：2024/7/25