負(fù)荷開關(guān)電壽命監(jiān)測系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種負(fù)荷開關(guān)電壽命監(jiān)測系統(tǒng)及方法，負(fù)荷開關(guān)電壽命監(jiān)測系統(tǒng)包括負(fù)荷開關(guān)和配電終端，負(fù)荷開關(guān)包括進(jìn)出線套管、相電流互感器、零序電流互感器、真空滅弧室，靜觸頭、動觸頭、電壓互感器和隔離開關(guān)，負(fù)荷開關(guān)通過航空插頭和電纜線與配電終端可靠連接，超行程傳感器設(shè)置在負(fù)荷開關(guān)本體內(nèi)部，且位于靜、動觸頭之間。配電終端內(nèi)部設(shè)置有控制芯片，與負(fù)荷開關(guān)本體中的相電流互感器、零序電流互感器、超行程傳感器、電壓互感器相連，并且連接有報警模塊。負(fù)荷開關(guān)內(nèi)的傳感器向配電終端實(shí)時傳送相應(yīng)數(shù)據(jù)，配電終端通過其芯片計算負(fù)荷開關(guān)剩余電壽命，剩余電壽命為0時將啟動報警裝置。
【專利說明】負(fù)荷開關(guān)電壽命監(jiān)測系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種監(jiān)測系統(tǒng)及方法，尤其涉及一種電壽命監(jiān)測系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]負(fù)荷開關(guān)廣泛應(yīng)用于電纜網(wǎng)絡(luò)的環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)和架空網(wǎng)絡(luò)的柱上開關(guān)上，負(fù)荷開關(guān)作為配網(wǎng)主干線重要的分界、聯(lián)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，起到對配電網(wǎng)線路的運(yùn)行監(jiān)視和對故障線路的快速判斷、定位、隔離和恢復(fù)供電的作用，在電力系統(tǒng)輸配電中得到廣泛應(yīng)用。然而，負(fù)荷開關(guān)因負(fù)荷沖擊、關(guān)合大電流次數(shù)過多或長時間運(yùn)行于大電流條件下等各種原因很容易達(dá)到負(fù)荷開關(guān)的使用電壽命，使得負(fù)荷開關(guān)內(nèi)的靜、動觸頭發(fā)熱變形、磨損氧化等，若不及時檢修或更換開關(guān)設(shè)備，會導(dǎo)致開關(guān)內(nèi)靜、動觸頭因接觸不良，失去負(fù)荷開關(guān)的作用，甚至拉弧或燃弧時間過長而導(dǎo)致負(fù)荷開關(guān)發(fā)生爆炸、火災(zāi)等事故。這將影響整個配電網(wǎng)的運(yùn)行安全。
[0003]負(fù)荷開關(guān)在國內(nèi)外已經(jīng)有數(shù)十幾年的發(fā)展，負(fù)荷開關(guān)質(zhì)量和性能已經(jīng)非?？煽浚?fù)荷開關(guān)的固有電壽命即額定短路電流關(guān)合次數(shù)能達(dá)到3?5次。負(fù)荷開關(guān)在使用過程中如果關(guān)合短路電流次數(shù)超過了出廠時的額定次數(shù)，表明負(fù)荷開關(guān)靜、動觸頭電磨損已達(dá)到其使用極限值。目前，國內(nèi)所有開關(guān)廠家只是根據(jù)固有電壽命去粗略判斷負(fù)荷開關(guān)的剩余電壽命，提醒用戶及時檢修或更換開關(guān)設(shè)備。然而，負(fù)荷開關(guān)因各個廠家制作工藝、配件質(zhì)量和開關(guān)實(shí)際運(yùn)行中的不良等原因，電壽命有很大的差別，用固有電壽命去判斷負(fù)荷開關(guān)剩余電壽命是不可靠的。
[0004]例如，在某一次線路發(fā)生短路故障后，負(fù)荷開關(guān)因上級負(fù)荷開關(guān)未及時切斷短路故障而使得負(fù)荷開關(guān)長時間運(yùn)行于大電流環(huán)境中，負(fù)荷開關(guān)中的靜、動觸頭因發(fā)熱、氧化、變形等嚴(yán)重影響負(fù)荷開關(guān)的使用電壽命，而此時靜、動觸頭的電磨損情況并未計算到負(fù)荷開關(guān)剩余電壽命之中。
[0005]又例如在某一次線路發(fā)生短路故障后，故障還未排除而因誤操作對負(fù)荷開關(guān)進(jìn)行合閘，負(fù)荷開關(guān)因機(jī)械原因關(guān)合短路電流時間過長，使得觸頭的拉弧、燃弧時間過長，導(dǎo)致負(fù)荷開關(guān)中的靜、動觸頭因發(fā)熱、氧化、電磨損、變形等嚴(yán)重影響負(fù)荷開關(guān)的電壽命，而此時負(fù)荷開關(guān)剩余壽命遞減一次是不可罪的。
[0006]又例如，負(fù)荷開關(guān)因制作工藝不良等原因在正常合、分閘過程中，超行程嚴(yán)重失真(一般為±2mm)，甚至沒有超行程，此時，因靜、動觸頭因無壓力并未貼合在一起，引起負(fù)荷開關(guān)虛接合現(xiàn)象，此時，表面負(fù)荷開關(guān)彈性電磨損已達(dá)到使用壽命，需要對負(fù)荷開關(guān)進(jìn)行檢修或更換。因此，必須采取一定的手段綜合考慮負(fù)荷開關(guān)的固有電壽命、線路運(yùn)行電流大小、拉弧或燃弧時間、超行程等相關(guān)量去全面監(jiān)測負(fù)荷開關(guān)剩余電壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種負(fù)荷開關(guān)電壽命監(jiān)測系統(tǒng)及方法。
[0008]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種負(fù)荷開關(guān)電壽命監(jiān)測系統(tǒng)，包括負(fù)荷開關(guān)、配電終端、通信模塊以及后臺主站。[0009]所述負(fù)荷開關(guān)包括進(jìn)、出線套管，相序電流互感器，零序電流互感器，真空滅弧室，靜、動觸頭，超行程傳感器，電壓互感器，隔離開關(guān)。
[0010]所述進(jìn)、出線套管連接線路電源側(cè)和負(fù)荷側(cè)，所述超行程傳感器設(shè)置在負(fù)荷開關(guān)內(nèi)部，位于靜、動觸頭之間。
[0011 ] 所述配電終端包括數(shù)字信號控制器，所述相序電流互感器、零序電流互感器、超行程傳感器、電壓互感器通過傳輸線與所述數(shù)字信號控制器的相應(yīng)管腳相連。
[0012]所述配電終端與所述通信模塊通過傳輸線相互通信。
[0013]所述后臺主站是遠(yuǎn)程智能機(jī)終端。
[0014]所述通信模塊包括無線GPRS/GSM通信模塊和RS232/485通信模塊，并與所述后臺主站通過無線網(wǎng)絡(luò)方式或現(xiàn)場總線方式通信。
[0015]所述負(fù)荷開關(guān)電壽命監(jiān)測系統(tǒng)還包括報警模塊、光耦合器，顯示模塊等。
[0016]所述配電終端的數(shù)字信號控制器與所述報警模塊、所述顯示模塊、所述通信模塊、所述配電終端之間分別設(shè)置有光耦合器。
[0017]所述報警模塊為報警器，所述顯示模塊為顯示屏。
[0018]優(yōu)選地，所述數(shù)字信號控制器可采用型號為STM32f407VG的DSC芯片。
[0019]優(yōu)選地，所述通信模塊可采用H7710系列。
[0020]本發(fā)明一種利用負(fù)荷開關(guān)電壽命監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行負(fù)荷開關(guān)電壽命測量監(jiān)控的方法，其特征在于以下步驟:
[0021]步驟一，計算負(fù)荷開關(guān)電壽命絕對磨損量；
[0022]步驟二，計算負(fù)荷開關(guān)電壽命相對電磨損量；
[0023]步驟三，計算負(fù)荷開關(guān)的彈性電磨損量；
[0024]步驟四，計算負(fù)荷開關(guān)剩余電壽命；
[0025]步驟五，評估負(fù)荷開關(guān)剩余電壽命，將其發(fā)送給相應(yīng)顯示模塊或遠(yuǎn)程監(jiān)控端；
[0026]步驟六，根據(jù)所評估的負(fù)荷開關(guān)剩余電壽命，相應(yīng)發(fā)起報警或由遠(yuǎn)程監(jiān)控端發(fā)送回相應(yīng)控制指令。
[0027]所述負(fù)荷開關(guān)電壽命絕對磨損量為負(fù)荷開關(guān)工作時關(guān)合短路電流次數(shù)，所述負(fù)荷開關(guān)電壽命相對磨損量包括:電路中電流值超出設(shè)定閥值的時間累計轉(zhuǎn)化成的電磨損量，負(fù)荷開關(guān)分閘時拉弧或燃弧時間累計轉(zhuǎn)化成的電磨損量。所述的負(fù)荷開關(guān)彈性電磨損量為負(fù)荷開關(guān)分閘時靜、動觸頭接觸瞬間由于慣性再次彈開的距離即彈性電磨損量L與設(shè)定距離常數(shù)的差。
[0028]本發(fā)明一種利用負(fù)荷開關(guān)電壽命監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行負(fù)荷開關(guān)電壽命測量監(jiān)控的方法，包括以下步驟:
[0029]已知負(fù)荷開關(guān)固有電壽命S，在短路器剩余電壽命計算中，選取以下數(shù)據(jù)作為判據(jù):
[0030]負(fù)荷開關(guān)工作時關(guān)合短路電流次數(shù)n，負(fù)荷開關(guān)工作時電路中的電流值超過提前設(shè)定的閥值的超限時間tl，負(fù)荷開關(guān)分閘時靜、動觸頭的拉弧或燃弧時間t2 ；
[0031]將超限時間tl和拉弧或燃弧時間t2通過一定算法轉(zhuǎn)換為負(fù)荷開關(guān)動、靜觸頭磨損程度，以關(guān)合短路電流次數(shù)記；
[0032]負(fù)荷開關(guān)剩余電壽命為固有壽命S減去超限時間tl和拉弧或燃弧時間t2轉(zhuǎn)化成的關(guān)合短路電流次數(shù)；
[0033]當(dāng)負(fù)荷開關(guān)剩余電壽命為O次時，數(shù)字信號控制器產(chǎn)生報警信號，并發(fā)送給報警模塊，所述報警模塊的報警器啟動報警；
[0034]同時，數(shù)字信號控制器將數(shù)據(jù)發(fā)送給通信模塊；
[0035]通信模塊將報警信號通過本地總線或無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給后臺主站。
[0036]另外，負(fù)荷開關(guān)的剩余電壽命還通過彈性電磨損量L作為判據(jù)，其步驟包括:
[0037]所述負(fù)荷開關(guān)每次合閘、分閘時，靜、動觸頭接觸瞬間由于慣性再次彈開的距離為彈性電磨損量L ;使用超行程傳感器測得每次開關(guān)動作時的彈性電磨損量L，當(dāng)彈性電磨損量L小于設(shè)定閥值時，判定數(shù)字信號控制器判斷負(fù)荷開關(guān)剩余電壽命為O次，配電終端產(chǎn)生報警信號，并發(fā)送給報警模塊，同時將報警信號發(fā)送給通信模塊，由通信模塊發(fā)送給后臺主站。
[0038]在上述方法中，配電終端既能通過GPRS通信方式與主站之間交換數(shù)據(jù)，又能通過GSM通信方式把報警信號發(fā)送給用戶手機(jī)，同時具有RS232/RS485本地總線通信接口。
[0039]通過本發(fā)明的負(fù)荷開關(guān)剩余電壽命監(jiān)測及預(yù)警方法，能彌補(bǔ)目前對負(fù)荷開關(guān)剩余電壽命監(jiān)測及預(yù)警方法上的不足，能夠促進(jìn)負(fù)荷開關(guān)的智能化水平、提高負(fù)荷開關(guān)運(yùn)行的安全性、增加供電的可靠性，最終有助于智能配電網(wǎng)的發(fā)展。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0040]圖1為本發(fā)明的負(fù)荷開關(guān)本體結(jié)構(gòu)圖；
[0041]圖2為本發(fā)明的配電終端示意圖；
[0042]圖3為本發(fā)明的負(fù)荷開關(guān)剩余電壽命監(jiān)測預(yù)警的原理示意圖；
[0043]圖4為本發(fā)明的負(fù)荷開關(guān)剩余電壽命監(jiān)測及預(yù)警方法、判據(jù)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0044]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)描述:
[0045]參考圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的負(fù)荷開關(guān)剩余電壽命監(jiān)測預(yù)警裝置包括:
[0046]負(fù)荷開關(guān)本體:內(nèi)充滿SF6氣體，采取真空滅弧室。
[0047]負(fù)荷開關(guān)本體包括從左至右依次設(shè)置的進(jìn)線套管1、動觸頭8、軟連接5、真空滅弧室6、靜觸頭7、電流互感器4、出線套管2，所述進(jìn)線套管I與動觸頭8之間沿負(fù)荷開關(guān)內(nèi)壁設(shè)置有電壓傳感器3，所述軟連接5連接在動觸頭8與隔離開關(guān)11之間。進(jìn)線套管I和出線套管2分別連接負(fù)荷開關(guān)本體的電源側(cè)和負(fù)荷側(cè)，電壓互感器3和電流互感器4分別設(shè)置在負(fù)荷開關(guān)內(nèi)進(jìn)線套管側(cè)和出線套管側(cè)的電路線上。負(fù)荷開關(guān)本體還包括超行程傳感器
9,其設(shè)置在靜觸頭7與動觸頭8之間。軟連接5連接隔尚開關(guān)和負(fù)荷開關(guān),保證隔尚開關(guān)和負(fù)荷開關(guān)在動作過程中不相互影響；真空滅弧室6內(nèi)置靜、動觸頭，在真空環(huán)境下保證開關(guān)動作時可靠滅弧。
[0048]圖2為本發(fā)明的配電終端示意圖。
[0049]配電終端10通過航空插頭和電纜線與負(fù)荷開關(guān)本體電氣連接。
[0050]配電終端10內(nèi)部包括數(shù)字信號控制器、定值編碼器、光耦合器以及通信模塊等，在圖中未示出。[0051]配電終端用于實(shí)現(xiàn)配電開關(guān)的三遙功能,SOE (事件記錄),對時功能等。能夠?qū)崟r監(jiān)測輸電線路的電壓電流大小、負(fù)荷開關(guān)在分閘、合閘及故障時的電壓電流大小、觸頭的拉弧、燃弧時間、負(fù)荷開關(guān)關(guān)合短路電流次數(shù)統(tǒng)計。同時負(fù)責(zé)和主站實(shí)時通信。
[0052]圖3為本發(fā)明實(shí)施例的負(fù)荷開關(guān)剩余電壽命監(jiān)測及預(yù)警裝置原理圖。
[0053]如圖所示，負(fù)荷開關(guān)本體中的電流互感器、超行程傳感器以及電壓互感器與配電終端10內(nèi)的數(shù)字信號控制器相連。通信模塊、報警模塊、顯示模塊分別連接有光耦合器，光耦合器的另一端與數(shù)字信號控制器相連。數(shù)字信號控制器還與負(fù)荷開關(guān)本體內(nèi)的監(jiān)測動、靜觸頭分合狀態(tài)的行程開關(guān)相連，其之間設(shè)置有光耦合器。
[0054]本發(fā)明的監(jiān)測系統(tǒng)工作時，負(fù)荷開關(guān)本體中的電流互感器、電壓互感器以及超行程傳感器作為模擬量輸入傳送給數(shù)字信號控制器。配電終端內(nèi)的定值編碼器輸入值、開關(guān)狀態(tài)值、已分?jǐn)嚯娏鞔螖?shù)值和儲能狀態(tài)值作為數(shù)字量輸入傳送給數(shù)字信號控制器。通信模塊通過現(xiàn)場總線與數(shù)字信號控制器相連，同時，通過現(xiàn)場總線或無線網(wǎng)絡(luò)與后臺主站進(jìn)行實(shí)時通訊。數(shù)字信號控制器的控制量輸出信號作用于負(fù)荷開關(guān)的靜、動觸頭，使之進(jìn)行分合閘操作。數(shù)字信號控制器的報警控制信號、狀態(tài)顯示控制量輸出值分別作用于報警模塊和顯示模塊，報警模塊采用的報警器可包括蜂鳴報警、聲光報警，數(shù)據(jù)顯示模塊包括LED狀態(tài)指不燈、LCD液晶顯不屏等。
[0055]實(shí)際工作中，中央處理器CPU可采用型號為STM32f407VG的DSC芯片，芯片的內(nèi)部資源很多，存儲容量大，價格便宜，同時ARM芯片有無線通信接口、以太網(wǎng)通信接口，也能產(chǎn)生PWM波，能快速處理和輸出模擬量、數(shù)字量、控制信號、報警信號等。對控制信號、報警信號輸出增加TLP112光I禹隔離,保證輸出信號的穩(wěn)定性和抗干擾性。同時，米用宏電公司的H7710系列通信模塊，配電終端既能通過GPRS通信方式與主站之間交換數(shù)據(jù)，又能通過GSM通信方式把報警信號發(fā)送給用戶手機(jī)，同時具有RS232/RS485當(dāng)?shù)赝ㄐ偶熬S護(hù)接口。
[0056]圖4為本發(fā)明實(shí)施例的負(fù)荷開關(guān)剩余電壽命監(jiān)測及預(yù)警方法判據(jù)示意圖。負(fù)荷開關(guān)剩余電壽命的判據(jù)包括配電終端中的各傳感器測得的數(shù)據(jù)以及負(fù)荷開關(guān)固有的壽命值。各傳感器測得負(fù)荷開關(guān)內(nèi)部的實(shí)時數(shù)據(jù)并發(fā)送給中央處理器CPU進(jìn)行比較、計算，處理后的數(shù)據(jù)將傳送給后臺主站，由后臺主站的監(jiān)控人員通過數(shù)據(jù)實(shí)時監(jiān)控，當(dāng)發(fā)生負(fù)荷開關(guān)電壽命結(jié)束報警時，及時派維護(hù)人員去現(xiàn)場更換負(fù)荷開關(guān)、提供用戶服務(wù)。
[0057]如圖所示，具體的計算方法在配電終端的中央處理器CPU中完成，包括以下步驟:
[0058]已知負(fù)荷開關(guān)固有電壽命即關(guān)合短路電流次數(shù)為S ；
[0059]在開關(guān)運(yùn)行時，配電終端內(nèi)的數(shù)字信號控制器統(tǒng)計關(guān)合短路電流次數(shù)η ;
[0060]在開關(guān)運(yùn)行時，配電終端通過電流互感器測量線路電流值，包括A相電流互感器、B相電流互感器、C相電流互感器和零序電流互感器，當(dāng)電流互感器檢測得到的電流值大于設(shè)定電流值，配電終端開始統(tǒng)計并累計電流時間tl,當(dāng)累計電流時間tl達(dá)到閥值W時,開關(guān)磨損程度Ml增加一次，電流時間tl清零，數(shù)字信號控制器將開關(guān)磨損程度Ml轉(zhuǎn)換為開關(guān)關(guān)合短路電流次數(shù)，Ml增加到一定值，關(guān)合短路電流次數(shù)nl增加I次，開關(guān)磨損程度Ml清零并重新開始累積；
[0061]開關(guān)每次分閘、合閘時，配電終端檢測負(fù)荷開關(guān)從合閘到分閘的電流產(chǎn)生時間t2即靜、動觸頭的拉弧或燃弧時間，數(shù)字信號控制器將電流產(chǎn)生時間t2轉(zhuǎn)換為開關(guān)電磨損程度M2，當(dāng)t2達(dá)到一定閥值時，M2累積增加I次，t2清零并重新開始累積，數(shù)字信號控制器將開關(guān)磨損程度M2轉(zhuǎn)換為開關(guān)關(guān)合短路電流次數(shù)，M2增加到一定值，關(guān)合短路電流次數(shù)n2增加一次，開關(guān)磨損程度M2清零并重新開始累積；
[0062]通常負(fù)荷開關(guān)的固有電壽命為5次；
[0063]數(shù)字信號控制器計算負(fù)荷開關(guān)的剩余電壽命:N=5-n-nl_n2 ；
[0064]當(dāng)N=O時，開關(guān)已用完其電壽命，由配電終端產(chǎn)生報警信號，并發(fā)送給報警模塊。
[0065]另外，負(fù)荷開關(guān)的剩余電壽命還通過彈性電磨損量L作為判據(jù)，其步驟包括:
[0066]負(fù)荷開關(guān)每次合閘、分閘時，靜、動觸頭接觸瞬間由于慣性再次彈開的距離為彈性電磨損量L ;使用超行程傳感器測得每次開關(guān)動作時的彈性電磨損量L，當(dāng)彈性電磨損量L〈0.5mm時，數(shù)字信號控制器判斷開關(guān)已用完其電壽命，配電終端產(chǎn)生報警信號，并發(fā)送給報警單元，同時將報警信號發(fā)送給后臺主站。
[0067]本發(fā)明的負(fù)荷開關(guān)剩余電壽命監(jiān)測及預(yù)警方法，包括將負(fù)荷開關(guān)電流超限的損壞折合為電壽命以及將彈性電磨損量作為判據(jù)兩方面對負(fù)荷開關(guān)壽命進(jìn)行監(jiān)測，更加科學(xué)、合理，具有雙重保險的意義，對用戶在電網(wǎng)、大型設(shè)施中使用負(fù)荷開關(guān)提供了可靠的依據(jù)，能夠避免由負(fù)荷開關(guān)電壽命預(yù)測不當(dāng)造成的火災(zāi)、觸電等損失。
[0068]以上的實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種負(fù)荷開關(guān)電壽命監(jiān)測系統(tǒng)，包括負(fù)荷開關(guān)本體、配電終端(10)、通信模塊以及后臺主站，所述負(fù)荷開關(guān)本體包括從左至右依次設(shè)置的進(jìn)線套管(I)、動觸頭(8)、軟連接(5)、真空滅弧室(6)、靜觸頭(7)、電流互感器(4)、出線套管(2)，所述進(jìn)線套管(I)與動觸頭(8)之間沿負(fù)荷開關(guān)內(nèi)壁設(shè)置有電壓傳感器(3)，所述軟連接(5)連接在動觸頭(8)與隔離開關(guān)(11)之間，所述進(jìn)、出線套管(1、2)連接線路電源側(cè)和負(fù)荷側(cè)，所述負(fù)荷開關(guān)通過航空插頭和電纜線與所述配電終端(10)可靠連接，其特征在于， 所述配電終端(10)內(nèi)部設(shè)置有數(shù)字信號控制器； 所述負(fù)荷開關(guān)本體內(nèi)部設(shè)置有超行程傳感器(9)，且位于靜、動觸頭(7、8)之間；所述配電終端(10)內(nèi)部的數(shù)字信號控制器與所述電流互感器(4)、超行程傳感器(9)、電壓互感器(3)以及所述通信模塊相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)荷開關(guān)電壽命監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于， 所述后臺主站與所述配電終端(10)相連，并可相互通信； 所述后臺主站是遠(yuǎn)程智能機(jī)終端； 所述通信模塊包括無線GPRS/GSM通信模塊和RS232/485通信模塊，其與所述后臺主站通過無線網(wǎng)絡(luò)方式或現(xiàn)場總線方式通信。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的負(fù)荷開關(guān)電壽命監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于， 還包括光耦合器，報警模塊，顯示模塊； 所述配電終端(10)的數(shù)字信號控制器與所述報警、所述顯示模塊、所述通信模塊之間通過光耦合器相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的負(fù)荷開關(guān)電壽命監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于， 所述數(shù)字信號控制器可采用型號為STM32f407VG的DSC芯片； 所述光耦合器采用高光速光耦合器TLPl 12 ; 所述通信模塊采用宏電公司的H7710系列通信模塊； 所述報警模塊包括報警器； 所述顯示模塊包括顯示燈或顯示屏。
5.—種利用權(quán)利要求1-4任一所述負(fù)荷開關(guān)電壽命監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行負(fù)荷開關(guān)電壽命測算的方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟一，計算負(fù)荷開關(guān)電壽命絕對磨損量； 步驟二，計算負(fù)荷開關(guān)電壽命相對電磨損量； 步驟三，計算負(fù)荷開關(guān)的彈性電磨損量； 步驟四，計算負(fù)荷開關(guān)剩余電壽命； 步驟五，評估負(fù)荷開關(guān)剩余電壽命，將其發(fā)送給相應(yīng)顯示模塊或遠(yuǎn)程監(jiān)控端； 步驟六，根據(jù)所評估的負(fù)荷開關(guān)剩余電壽命，相應(yīng)發(fā)起報警或由遠(yuǎn)程監(jiān)控端發(fā)送回相應(yīng)控制指令。
6.一種利用權(quán)利要求5所述負(fù)荷開關(guān)電壽命測算的方法，其特征在于: 所述負(fù)荷開關(guān)電壽命絕對磨損量為負(fù)荷開關(guān)工作時關(guān)合短路電流次數(shù)； 所述負(fù)荷開關(guān)電壽命相對磨損量包括:線路中電流值超出設(shè)定閥值的時間，負(fù)荷開關(guān)分閘時拉弧或燃弧時間累計轉(zhuǎn)化成的電磨損量； 所述的負(fù)荷開關(guān)彈性電磨損量(L)為負(fù)荷開關(guān)分閘時靜、動觸頭接觸瞬間由于慣性再次彈開的距離與設(shè)定距離常數(shù)的差。
7.一種利用權(quán)利要求6所述負(fù)荷開關(guān)電壽命測算的方法，其特征在于包括以下步驟: 已知負(fù)荷開關(guān)固有電壽命(S)，在負(fù)荷開關(guān)剩余電壽命計算中，選取以下數(shù)據(jù)作為判據(jù): 負(fù)荷開關(guān)工作時關(guān)合短路電流次數(shù)(n)，負(fù)荷開關(guān)工作時線路中的電流值超過提前設(shè)定閥值的超限時間(tl)，負(fù)荷開關(guān)分閘時靜、動觸頭(7、8)的拉弧或燃弧時間(t2)； 將超限時間(tl)和拉弧或燃弧時間(t2)通過一定算法轉(zhuǎn)換為負(fù)荷開關(guān)動、靜觸頭磨損程度，以關(guān)合短路電流次數(shù)記； 負(fù)荷開關(guān)剩余電壽命為固有壽命(S)減去超限時間(tl)和拉弧或燃弧時間(t2)轉(zhuǎn)化成的關(guān)合短路電流次數(shù)； 當(dāng)負(fù)荷開關(guān)剩余電壽命為O次時，數(shù)字信號控制器產(chǎn)生報警信號，并發(fā)送給報警模塊，所述報警模塊的報警器啟動報警； 同時，數(shù)字信號控制器將數(shù)據(jù)發(fā)送給通信模塊，通信模塊將報警信號通過本地總線或無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給后臺主站。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的負(fù)荷開關(guān)電壽命測算方法，其特征在于， 開關(guān)每次動作時，所述靜、動觸頭(7、8)接觸瞬間由于慣性再次彈開一定距離，使用所述超行程傳感器(9)測得每次開關(guān)動作時的彈開距離為彈性電磨損量(L)； 所述數(shù)字信號控制器讀取超行程傳感器(9)測得的彈性電磨損量(L)； 彈性電磨損量(L)小于設(shè)定閥值時，數(shù)字信號控制器產(chǎn)生報警信號，并發(fā)送給報警模塊； 所述報警模塊的報警器啟動報警； 同時，數(shù)字信號控制器將數(shù)據(jù)發(fā)送給通信模塊，通信模塊將報警信號通過本地總線或無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給后臺主站。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的負(fù)荷開關(guān)電壽命測算方法，其特征在于以下步驟: 已知所述負(fù)荷開關(guān)的固有電壽命即為關(guān)合短路電流次數(shù)(S); 在開關(guān)運(yùn)行時，所述配電終端(10)統(tǒng)計關(guān)合短路電流次數(shù)(η)； 在開關(guān)運(yùn)行時，所述配電終端通過所述電流互感器測量線路電流值(A)； 當(dāng)所述電流互感器檢測得到的電流值(A)大于設(shè)定電流值，所述數(shù)字信號控制器開始統(tǒng)計電流超限時間(tl)； 當(dāng)累計電流時間達(dá)到一定值時，開關(guān)磨損程度Ml增加一次，電流超限時間(tl)清零；將開關(guān)磨損程度Ml轉(zhuǎn)換為負(fù)荷開關(guān)關(guān)合短路電流次數(shù)，其增加到一定值，關(guān)合短路電流次數(shù)n2增加I次，開關(guān)磨損程度Ml清零并重新開始累積； 開關(guān)每次分閘時，配電終端(10)檢測負(fù)荷開關(guān)從合閘到分閘的電流消失時間即靜、動觸頭的拉弧或燃弧時間(t2); 累積拉弧或燃弧時間(t2)轉(zhuǎn)換為開關(guān)電磨損程度M2，其達(dá)到一定值時，開關(guān)電磨損程度M2累積增加I次，拉弧或燃弧時間(t2)清零并重新開始累積； 將開關(guān)磨損程度M2轉(zhuǎn)換為開關(guān)關(guān)合短路電流次數(shù)，其增加到一定值，關(guān)合短路電流次數(shù)n2增加一次，開關(guān)磨損程度M2清零并重新開始累積； 所述配電終端的數(shù)字信號控制器計算負(fù)荷開關(guān)的剩余電壽命:N=S-n-nl-n2 ；當(dāng)N=O時，開關(guān)已用完其電壽命，由配電終端的數(shù)字信號控制器發(fā)出報警信號，并傳送給報警模塊； 所述配電終端(10)同時發(fā)送報警信號給后臺主站。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的負(fù)荷開關(guān)電壽命測算方法，其特征在于， 所述配電終端通過GPRS通信方式與主站之間交換數(shù)據(jù)； 所述配電終端還通過GSM通信方式把報警信號發(fā)送給用戶手機(jī)，同時具有RS232/RS485本地 通信功能。
【文檔編號】G01R31/327GK103675667SQ201310693629
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月17日
【發(fā)明者】楊敦高, 劉玉剛, 曹西征, 李振林 申請人:北京合銳賽爾電力科技有限公司