斷路器觸頭磨損采集系統(tǒng)、判斷系統(tǒng)、采集方法和判斷方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及斷路器觸頭檢測領(lǐng)域，特別涉及斷路器觸頭磨損采集系統(tǒng)、判斷系統(tǒng)、米集方法和判斷方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在電力系統(tǒng)中，根據(jù)電網(wǎng)的運行調(diào)度需求，利用斷路器來可靠地投入或切除線路以及電氣設(shè)備。斷路器通過觸頭開閉來斷開、閉合電路。由于斷路器合閘時動觸頭與靜觸頭碰撞，次數(shù)累計之后會發(fā)生觸頭磨損，導致合閘力不足，影響斷路器合閘，因此通過監(jiān)測斷路器拉桿的受力可以判斷斷路器觸頭磨損的。
[0003]中國專利(201510553490.2)公開了一種基于磁感應(yīng)的斷路器觸點磨損監(jiān)測方法，它在斷路器基座與動觸頭的其中一個上固定設(shè)置永磁體，在另外一個上固定設(shè)置導磁部件，在斷路器合閘狀態(tài)下，導磁部件處于永磁體產(chǎn)生的磁場范圍內(nèi)且導磁部件與永磁體之間的相對位置隨著觸點磨損增大而發(fā)生偏移；設(shè)置一個與基座固定連接的霍爾磁感應(yīng)元件，在斷路器合閘狀態(tài)下，該霍爾磁感應(yīng)元件所在位置的由所述永磁體所產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度隨著所述偏移而單調(diào)變化；通過合閘狀態(tài)下霍爾磁感應(yīng)元件所檢測到的磁感應(yīng)強度實現(xiàn)對觸點磨損情況的在線監(jiān)測，但此種檢測設(shè)備磨損指示不直觀且人機交互不夠友好。
[0004]另一篇中國專利(201510329544.7)公開了一種斷路器觸點磨損監(jiān)測方法，它通過設(shè)置一個與動觸頭機械耦合的輔助開關(guān)，并將所述輔助開關(guān)配置為:在觸點磨損未達到預設(shè)最大安全磨損情況下，動觸頭處于合閘位置時，所述輔助開關(guān)為第一開關(guān)狀態(tài)；在觸點磨損達到或超過預設(shè)最大安全磨損情況下，動觸頭處于合閘位置時，所述輔助開關(guān)為第二開關(guān)狀態(tài)；根據(jù)斷路器的分合閘狀態(tài)及輔助開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)對觸點磨損情況進行在線監(jiān)測。此方法無法測得中間磨損狀態(tài)，只有當磨損情況達到預設(shè)的最大安全磨損情況時，此套設(shè)備才會顯示觸頭顯示結(jié)果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種通過監(jiān)測斷路器拉桿的受力來判斷斷路器觸頭磨損情況的斷路器觸頭磨損采集系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:斷路器觸頭磨損檢測系統(tǒng)包括力傳感器、觸發(fā)電路、SP1、DSP系統(tǒng)和ARM系統(tǒng)，所述力傳感器的輸出端與DSP系統(tǒng)連接，DSP系統(tǒng)通過SPI和ARM系統(tǒng)連接，所述觸發(fā)電路的輸出接點兩端分別與DSP系統(tǒng)的電源與外部中斷引腳相連，還包括觸摸顯示屏，所述觸摸顯示屏與ARM系統(tǒng)連接；
[0007]所述力傳感器用以測量合閘力大小，所述觸發(fā)電路用以觸發(fā)DSP外部中斷進行采樣，所述DSP系統(tǒng)用以進行AD采樣、數(shù)據(jù)處理并通過SPI將數(shù)據(jù)發(fā)送至ARM系統(tǒng)，所述ARM系統(tǒng)用以接收DSP發(fā)送的數(shù)據(jù)、保存并顯示在觸摸顯示屏上。
[0008]進一步的是:還包括連接于位移傳感器與DSP系統(tǒng)之間的AD采樣芯片，所述AD采樣芯片的型號為AD7606，所述DSP系統(tǒng)中的DSP芯片型號為TMS320F28335，所述ARM系統(tǒng)中的ARM芯片的型號為S3C6410。
[0009]進一步的是:所述觸發(fā)電路包括兩組電阻和光耦繼電器，所述兩組電阻分別串聯(lián)在光親繼電器兩輸入端。
[0010]本發(fā)明還介紹了斷路器觸頭磨損判斷系統(tǒng)，包括力傳感器、觸發(fā)電路、SP1、DSP系統(tǒng)和ARM系統(tǒng)，所述力傳感器的輸出端與DSP系統(tǒng)連接，DSP系統(tǒng)通過SPI和ARM系統(tǒng)連接，所述觸發(fā)電路的輸出接點兩端分別與DSP系統(tǒng)的電源與外部中斷引腳相連，還包括觸摸顯示屏，所述觸摸顯示屏與ARM系統(tǒng)連接；
[0011]所述力傳感器用以測量合閘力大小，所述觸發(fā)電路用以觸發(fā)DSP外部中斷進行采樣，所述DSP系統(tǒng)用以進行AD采樣、數(shù)據(jù)處理并通過SPI將數(shù)據(jù)發(fā)送至ARM系統(tǒng)，所述ARM系統(tǒng)用以接收DSP系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)據(jù)、保存并顯示在觸摸顯示屏上，所述ARM系統(tǒng)還包括判斷模塊，用以判斷斷路器觸頭磨損并在觸摸顯示屏上顯示。
[0012]進一步的是:還包括連接于位移傳感器與DSP系統(tǒng)之間的AD采樣芯片，所述AD采樣芯片的型號為AD7606，所述DSP系統(tǒng)中的DSP芯片型號為TMS320F28335，所述ARM系統(tǒng)中的ARM芯片的型號為S3C6410。
[0013]進一步的是:所述觸發(fā)電路包括兩組電阻和光耦繼電器，所述兩組電阻分別串聯(lián)在光親繼電器兩輸入端。
[0014]本發(fā)明還介紹了斷路器觸頭磨損采集方法，當斷路器收到分閘或合閘指令時，與分合閘線圈并聯(lián)的電阻光耦繼電器支路兩端同時獲得電壓，光耦繼電器輸出接點閉合使DSP得到信號，DSP外部中斷產(chǎn)生下降沿變?yōu)榈碗娖?，?jīng)過防抖判定后，DSP進入采樣中斷，DSP為外部AD提供時鐘并讀取采樣結(jié)果存入數(shù)組，接著通過SPI發(fā)送該數(shù)組給ARM系統(tǒng)，ARM系統(tǒng)中的SPI驅(qū)動模塊在SPI收到數(shù)據(jù)之后將后臺進入中斷，自動保存合閘力數(shù)據(jù)，并在觸摸顯示屏上顯示。
[0015]本發(fā)明還介紹了斷路器觸頭磨損判斷方法，當斷路器收到分閘或合閘指令時，與分合閘線圈并聯(lián)的電阻光耦繼電器支路兩端同時獲得電壓，光耦繼電器輸出接點閉合使DSP得到信號，DSP外部中斷產(chǎn)生下降沿變?yōu)榈碗娖剑?jīng)過防抖判定后，DSP進入采樣中斷，DSP為外部AD提供時鐘并讀取采樣結(jié)果存入數(shù)組，接著通過SPI發(fā)送該數(shù)組給ARM系統(tǒng)，ARM系統(tǒng)中的SPI驅(qū)動模塊在SPI收到數(shù)據(jù)之后將后臺進入中斷，自動保存合閘力數(shù)據(jù)。在判斷觸頭磨損之前，按上述采集方法，采集到全新斷路器的合閘力大小以及觸頭磨損達到一定程度的斷路器的合閘力作為參考值，將新測得的合閘力大小送入判斷模塊與參考值對比，可得出磨損程度，最后將合閘力大小及磨損程度在觸摸顯示屏上顯示。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明能夠采樣每次斷路器合閘完成后合閘力大小，用于判斷斷路器觸頭磨損程度且裝置基于嵌入式系統(tǒng)，所需空間小，人機交互友好，便于檢修人員判斷斷路器工作狀態(tài)，延長斷路器使用壽命。
【附圖說明】
[0017]圖1為斷路器觸頭磨損檢測系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖2為斷路器觸頭磨損檢測系統(tǒng)的軟件流程圖。
[0019]圖3為觸發(fā)電路示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進一步說明。
[0021]斷路器(英文名稱:circuit-breaker，circuit breaker)是指能夠關(guān)合、承載和開斷正?；芈窏l件下的電流并能關(guān)合、在規(guī)定的時間內(nèi)承載和開斷異常回路條件下的電流的開關(guān)裝置。斷路器主要由3個基本部分組成，即觸頭、滅弧系統(tǒng)和各種脫扣器，包括過電流脫扣器、失壓(欠電壓)脫扣器、熱脫扣器、分勵脫扣器和自由脫扣器。斷路器開關(guān)是靠操作機構(gòu)手動或電動合閘的，觸頭閉合后，自由脫扣機構(gòu)將觸頭鎖在合閘位置上。當電路發(fā)生上述故障時，通過各自的脫扣器使自由脫扣機構(gòu)動作，自動跳閘以實現(xiàn)保護作用。分勵脫扣器則作為遠距離控制分斷電路之用。過電流脫扣器用于線路的短路和過電流保護，當線路的電流大于整定的電流值時，過電流脫扣器所產(chǎn)生的電磁力使掛鉤脫扣，動觸點在彈簧的拉力下迅速斷開，實現(xiàn)短路器的跳閘功能。由于斷路器合閘時動觸頭與靜觸頭碰撞，次數(shù)累計之后會發(fā)生觸頭磨損，導致合閘力不足，影響斷路器合閘，因此通過監(jiān)測斷路器拉桿的受力可以判斷斷路器觸頭磨損。
[0022]如圖1所示，斷路器觸頭磨損檢測系統(tǒng)包括斷路器觸頭位移采集系統(tǒng)，包括力傳感器、觸發(fā)電路、SP1、DSP系統(tǒng)和ARM系統(tǒng)，所述SPI是串行外設(shè)接口(Serial PeripheralInterface)的縮寫，SPI，是一種高速的，全雙工，同步的通信總線。所述DSP為數(shù)字信號處理(digital signal processing)的縮寫，它是用數(shù)值計算的方式對信號進行加工的理論和技術(shù)，所述ARM系統(tǒng)是Acorn有限公司面向低預算市場設(shè)計的第一款RISC微處理器。更早稱作Acorn RISC Machine。所述力傳感器的輸出端與DSP系統(tǒng)連接，DSP系統(tǒng)通過SPI和ARM系統(tǒng)連接，所述觸發(fā)電路的輸出接點兩端分別與DSP系統(tǒng)的電源與外部中斷引腳相連，還包括觸摸顯示屏，所述觸摸顯示屏與ARM系統(tǒng)連接；所述力傳感器用以測量合閘力大小，所述觸發(fā)電路用以觸發(fā)DSP外部中斷進行采樣，所述DSP系統(tǒng)用以進行AD采樣、數(shù)據(jù)處理并通過SPI將數(shù)據(jù)發(fā)送至ARM系統(tǒng)，所述ARM系統(tǒng)用以接收DSP發(fā)送的數(shù)據(jù)、保存并顯示在觸摸顯示屏上。當要對斷路器觸頭進行檢測時，將力傳感器安裝于連桿與絕緣拉桿之間，將觸發(fā)電路的兩輸入端分別連接于斷路器合閘線圈與分閘線圈兩端，然后啟動斷路器，力傳感器與觸發(fā)電路同時獲得信號開始工作，力傳感器將測得的連桿力傳入DSP中，同時由于觸發(fā)電路的觸發(fā)，DSP系統(tǒng)的外部中斷產(chǎn)生下降沿變?yōu)榈碗娖?，DSP進入采樣中斷進行數(shù)據(jù)采集，將采集到的模擬信號經(jīng)DSP系統(tǒng)中的片內(nèi)AD轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并將其存入數(shù)組，DSP再通過SPI將發(fā)送該數(shù)組至ARM系統(tǒng)，ARM系統(tǒng)中的軟件在SPI收到數(shù)據(jù)之后將后臺進入中斷，自動保存合閘力數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)在觸摸顯示屏上顯示。本套數(shù)據(jù)空間小，人機交互友好，且檢修人員可對觸摸屏上顯示的數(shù)據(jù)進行分析，從而判斷斷路器觸頭的磨損情況。
[0023]此發(fā)明的另一套系統(tǒng)為斷路器觸頭磨損判斷系統(tǒng)，包括力傳感器、觸發(fā)電路、SP1、DSP系統(tǒng)和ARM系統(tǒng)，所述力傳感器的輸出端與DSP系統(tǒng)連接，DSP系統(tǒng)通過SPI和ARM系統(tǒng)連接，所述觸發(fā)電路的輸出接點兩端分別與DSP系統(tǒng)的電源與外部中斷引腳相連