[发明专利]一种高压断路器机械故障快速诊断系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种断路器的机械故障诊断，具体涉及一种高压断路器机械故障快速诊断系统。

背景技术

高压断路器是电力系统中重要的设备，当电力系统出现短路等异常情况时，断路器的拒动﹑误动﹑慢动和三相不同期性等机械故障都可能造成恶性事故，甚至可以引起设备爆炸，给人民的生命和国家财产带来巨大损失。随着电网运行自动化程度和可靠性要求的提高，对高压断路器的可靠性提出了更高的要求。因此对高压断路器的运行中出现的故障及时的进行诊断显得十分重要，进行高压断路器机械故障的诊断研究具有巨大的经济和社会效益。

目前实行的计划性预防检修盲目性大，费时、费力，还会带来很多非必要的停工，并且频繁的操作以及过度的拆卸检修会降低断路器的可靠性。因此，如何对断路器的工作状态进行有效的监测，及时发现断路器的故障，对有缺陷部位提前进行处理，避免断路器故障恶性发展，防止断路器爆炸等恶性事故的发生，对于保障电网的安全可靠运行有着十分重要的意义。随着电力系统对经济性要求的不断提高，计划检修已不能适应现场的需求，对高压断路器机械状态进行监测和故障诊断已是大势所趋。

发明内容

本发明针对高压断路器使用和维护中存在盲目性大、费时费力、停电检修时间长等问题，提供一种适用于高压断路器的在线监测和机械故障诊断系统，能够快速、方便地判断高压断路器的状态，确保高压断路器长期安全可靠工作。

本发明技术方案为：

一种高压断路器机械故障快速诊断系统，包括振动传感器（1）、信号处理电路（2）、数据采集卡（3）、计算机（4）。

信号处理电路（2）包括恒流源（2.1）和信号放大器（2.2），数据采集卡包括A/D模块（3.1）和I/O模块（3.2）；振动传感器（1）固定安装在高压断路器（5）的横梁（6）上，振动传感器（1）、恒流源（2.1）和信号放大器（2.2）依次连接，信号放大器（2.2）输出端与A/D模块（3.1）输入端相连接，I/O模块（3.2）的输入端与断路器机构箱内合闸位和分闸位开关接点相连接；数据采集卡（3）通过通信总线（9）与计算机（4）连接。

高压断路器机械故障快速诊断系统的高压断路器机械故障诊断过程包括以下步骤：

步骤S01，恒流源（2.1）提供振动传感器（1）工作电流，并由工作电流获得与被测振动量相关的电压信号，电压信号为振动传感器（1）的振动信号，电压信号送入信号放大器（2.2）放大，放大后的电压信号送到数据采集卡（3）的A/D模块（3.1），将电压信号转换为数字信号，即振动信号转换为了数字信号，将数字信号传送到计算机；

步骤S02，I/O模块（3.2）监测断路器机构箱内合闸位（8.1）和分闸位（8.1）开关接点的信号，并将合闸位（8.1）和分闸位（8.2）开关节点信号传送到计算机；

步骤S03，计算机（4）接收到步骤S01的振动信号和步骤S02合闸位（8.1）和分闸位（8.2）开关接点信号后，计算机（4）比较步骤S01的数字信号与预设滤噪阈值，并判断步骤S02的合闸位（8.1）和分闸位（8.2）开关接点信号，分析诊断高压断路器机械故障。

步骤S03具体包括以下步骤：

1）计算机（4）在线监测断路器振动信号，将断路器振动信号与预设滤噪阈值进行比较，如果大于等于预设滤噪阈值，则进入步骤2），判断是否为合闸过程，否则继续监测A/D模块（3.1）的输出信号；

2）如果高压断路器（5）的分闸位开关闭合而合闸位开关打开，则判断此过程为合闸过程，记录一组合闸振动信号后进行合闸状态阈值判断，如果断路器振动信号小于合闸状态阈值，则完成合闸振动信号记录,并退回到步骤1)继续监测断路器振动信号，否则继续记录合闸振动信号；

3）如果高压断路器（5）的合闸位开关闭合而分闸位开关打开，则判断此过程为分闸过程，记录分闸振动信号，记录一组分闸振动信号后进行分闸状态阈值判断，如果所测振动信号小于分闸状态阈值，则完成分闸振动信号记录，并退回到步骤1）继续监测断路器振动信号，否则继续记录分闸振动信号。

步骤S03计算机采集到步骤S01的振动信号和步骤S02合闸位（8.1）和分闸位（8.2）开关接点信号后，计算机（4）对采集到的信号处理过程还包括：提取振动信号的包络谱，基于包络谱提取振动信号频谱，将振动信号频谱与预先建立的断路器故障特征库中的数据进行比对，实现故障诊断。