CN106546917A - 一种隔离开关机械故障诊断装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隔离开关机械故障诊断装置，在采集数据的过程中，将电机操动机构的分闸按钮与合闸按钮分别按下，通过电流传感器、角度传感器与应变传感器测量电流、转角和扭矩，根据所测量的电流、转角和扭矩由波形生成电路生成波形，再由提取电路根据所述波形提取出峰值、极值、峰值时刻与极值时刻，最后比较电路将所述峰值差值、所述极值差值、所述峰值时刻差值与所述极值时刻差值与预设范围进行比较，从而判断所述波形是否为准确波形，若为准确波形，则继续判断所述波形为哪一种机械故障的波形，进一步确定高压隔离开关的机械故障。可以直观高效地对高压隔离开关的机械故障进行诊断，保证高压隔离开关保持良好的运行状态。

Description

一种隔离开关机械故障诊断装置

技术领域

本发明涉及电工技术领域，特别涉及一种隔离开关机械故障诊断装置。

背景技术

高压隔离开关是发电厂和变电站电力***中重要的开关电器。在电力***中，高压隔离开关用量一般是断路器用量的2～4倍，是用量最大的一种高压开关设备。高压隔离开关保证了高压电器及装置在检修工作时的安全，起隔离电压的作用，还可以用来进行某些电路的切换操作，以改变***的运行方式。此外，在高压成套配电装置中，高压隔离开关常用作电压互感器、避雷器和配电所用变压器及计量柜的高压控制电器。高压隔离开关通常与断路器配合使用，在倒换运行方式或者设备停电检修时，高压隔离开关能否顺利操作直接影响到***的供电可靠性和安全性。

近年来，由高压隔离开关故障引起的事故频繁发生，引发大面积停电，甚至危及到运行人员的人身安全，严重影响着电力***的安全、稳定运行。现有的诊断高压隔离开关故障的方法如超声波探伤技术、振动声学法、红外热检测等，这些方法都针对绝缘子的故障诊断。对于锈蚀卡涩、行程不到位等机械故障，目前多以防范措施和经验诊断为主。

然而，对于锈蚀卡涩、行程不到位等机械故障，工程上有着较强的实际需求。目前的诊断方法不能直观有效地对高压隔离开关的机械故障进行判断，不能保证高压隔离开关保持良好的运行状态。当高压隔离开关的机械故障未被及时发现时，还有可能造成大型的事故。

发明内容

本发明的目的在于提供一种隔离开关机械故障诊断装置，直观高效地对高压隔离开关的机械故障进行诊断，保证高压隔离开关保持良好的运行状态。

根据本发明的实施例，提供了一种隔离开关机械故障诊断装置，包括：绝缘子、导电臂、拉杆、电机操动机构、操动杆、角度传感器、电流传感器和应变传感器；所述导电臂设置在所述绝缘子顶部；所述绝缘子底部与所述拉杆连接；所述电机操动机构上设有操动杆；所述拉杆与所述操动杆连接；所述角度传感器位于所述操动杆顶部；所述应变传感器位于所述操动杆与所述电机操动机构的连接处；所述电流传感器位于所述电机操动机构的侧面；其特征在于，还包括：

所述角度传感器，用于测量所述操动杆的转角；

所述应变传感器，用于测量所述操动杆的扭矩；

所述电流传感器，用于测量电机的电流；

所述隔离开关机械故障诊断装置，还包括：处理装置；

所述处理装置，包括：

波形生成电路，用于根据测量的所述转角、所述扭矩和所述电流生成波形；

提取电路，用于根据所述波形提取峰值、极值、峰值时刻与极值时刻；

比较电路，用于根据所述峰值、所述极值、所述峰值时刻与所述极值时刻的值，并与预设范围进行比较；

判断电路，用于将所述波形与数据库中的波形比较，判断机械故障类型。

进一步地，所述处理装置还包括：

采集单元，用于获取三组所述转角、所述扭矩和所述电流。

进一步地，所述提取电路，还用于提取三组所述峰值、所述极值、所述峰值时刻与所述极值时刻。

进一步地，所述比较电路，还用于根据以下公式F12＝/F1-F2/、F13＝/F1-F3/和F23＝/F2-F3/得出所述峰值F1、F2和F3的峰值差值F12、F13和F23，将所述峰值差值F12、F13和F23与所述预设范围比较，确定所述波形的准确性。

进一步地，所述比较电路，还用于根据以下公式J12＝/J1-J2/、J13＝/J1-J3/和J23＝/J2-J3/得出所述极值J1、J2和J3的极值差值J12、J13和J23，将所述极值差值J12、J13和J23与所述预设范围比较，确定所述波形的准确性。

进一步地，所述比较电路，还用于根据以下公式T12＝/T1-T2/、T13＝/T1-T3/和T23＝/T2-T3/得出所述峰值时刻T1、T2和T3的峰值时刻差值T12、T13和T23，将所述峰值时刻差值T12、T13和T23与所述预设范围比较，确定所述波形的准确性。

进一步地，所述比较电路，还用于根据以下公式t12＝/t1-t2/、t13＝/t1-t3/和t23＝/t2-t3/得出所述极值时刻t1、t2和t3的极值时刻差值t12、t13和t23，将所述极值时刻差值t12、t13和t23与所述预设范围比较，确定所述波形的准确性。

进一步地，所述比较电路将所述峰值差值、所述极值差值、所述峰值时刻差值和所述极值时刻差值与所述预设范围比较，若所述峰值差值、所述极值差值、所述峰值时刻差值和所述极值时刻差值在所述预设范围内，则判定所述波形为准确波形；若所述峰值差值、所述极值差值、所述峰值时刻差值和所述极值时刻差值不在所述预设范围内，则判定所述波形为不准确波形。

进一步地，所述处理装置还设有外壳；

所述外壳上设有开关键、输入通道选择键、信号分析键、诊断***进入键、选择键、导入键、保存键、后退键、删除键和退出键。

由以上技术方案可知，本发明的实施例提供一种隔离开关机械故障诊断装置，在采集数据的过程中，将电机操动机构的分闸按钮与合闸按钮分别按下，通过电流传感器、角度传感器与应变传感器测量电流、转角和扭矩，根据所测量的电流、转角和扭矩由波形生成电路生成波形，再由提取电路根据所述波形提取出峰值、极值、峰值时刻与极值时刻，最后比较电路将所述峰值差值、所述极值差值、所述峰值时刻差值与所述极值时刻差值与预设范围进行比较，从而判断所述波形是否为准确波形，若为准确波形，则继续判断所述波形为哪一种机械故障的波形，进一步确定高压隔离开关的机械故障。可以直观高效地对高压隔离开关的机械故障进行诊断，保证高压隔离开关保持良好的运行状态。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据一优选实施例示出的一种隔离开关机械故障诊断装置结构示意图；

图2为根据一优选实施例示出的一种隔离开关机械故障诊断装置结构框图；

图3为根据一优选实施例示出的处理装置结构示意图。

图示说明：

其中，1-绝缘子；2-导电臂；3-拉杆；4-电机操动机构；5-操动杆；6-角度传感器；7-电流传感器；8-应变传感器；9-处理装置；10-波形生成电路；11-提取电路；12-比较电路；13-开关键；14-输入通道选择键；15-信号分析键；16-诊断***进入键；17-选择键；18-导入键；19-保存键；20-后退键；21-删除键；22-退出键；23-显示屏；24-判断电路。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，本发明实施例提供一种隔离开关机械故障诊断装置，包括：绝缘子1、导电臂2、拉杆3、电机操动机构4、操动杆5、角度传感器6、电流传感器7和应变传感器8；所述导电臂2设置在所述绝缘子1顶部；所述绝缘子1底部与所述拉杆3连接；所述电机操动机构4上设有操动杆5；所述拉杆3与所述操动杆5连接；所述角度传感器6位于所述操动杆5顶部；所述应变传感器8位于所述操动杆5与所述电机操动机构4的连接处；所述电流传感器7位于所述电机操动机构4的侧面；所述角度传感器6，用于测量所述操动杆5的转角；所述应变传感器8，用于测量所述操动杆5的扭矩；所述电流传感器7，用于测量电机的电流；所述隔离开关机械故障诊断装置，还包括：处理装置9；所述处理装置9，包括：波形生成电路10，用于根据测量的所述转角、所述扭矩和所述电流生成波形；提取电路11，用于根据所述波形提取峰值、极值、峰值时刻与极值时刻；比较电路12，用于根据所述峰值、所述极值、所述峰值时刻与所述极值时刻的值，并与预设范围进行比较；判断电路24，用于将所述波形与数据库中的波形比较，判断机械故障类型。角度传感器6是用来检测角度的，往一个方向转动时，计数会增加；当转动方向改变时，计数会减小。电流传感器7是一种检测装置，能感受到被测电流的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为符合一定标准需要的电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。应变传感器8是基于测量物体受力变形所产生的应变的一种传感器，它是一种能将机械构件上应变的变化转换为电阻变化的传感元件。

由以上技术方案可知，本发明的实施例提供一种隔离开关机械故障诊断装置，在采集数据的过程中，将电机操动机构4的分闸按钮与合闸按钮分别按下，通过电流传感器7、角度传感器6与应变传感器8测量电流、转角和扭矩，根据所测量的电流、转角和扭矩由波形生成电路10生成波形，再由提取电路11根据所述波形提取出峰值、极值、峰值时刻与极值时刻，最后比较电路12将所述峰值差值、所述极值差值、所述峰值时刻差值与所述极值时刻差值与预设范围进行比较，从而判断所述波形是否为准确波形，若为准确波形，则继续判断所述波形为哪一种机械故障的波形，进一步确定高压隔离开关的机械故障。可以直观高效地对高压隔离开关的机械故障进行诊断，保证高压隔离开关保持良好的运行状态。

进一步地，所述处理装置9还包括：采集单元，用于获取三组所述转角、所述扭矩和所述电流。由于在对电流、转角和扭矩进行测量时，单凭一组数据无法说明数据的准确性，不能排除测量的误差对测量的影响，所以采集单元需要对转角、电流和扭矩进行多次测量。以测量三组为例，根据三组测量出的转角生成操动杆转角-时间波形，根据三组测量出的电流生成电机电流波形，根据三组测量出的扭矩的值生成应变扭矩波形，以便与预设的故障波形进行比较，能更直观地对高压隔离开关的机械故障进行诊断。

进一步地，所述提取电路11，还用于提取三组所述峰值、所述极值、所述峰值时刻与所述极值时刻。由于在对电流、转角和扭矩进行测量时，单凭一组数据无法说明数据的准确性，不能排除测量的误差对测量的影响，所以采集单元需要对转角、电流和扭矩进行多次测量。更进一步地，通过提取所述波形的峰值、极值、峰值时刻和极值时刻，与预设范围作比较，从而确定所述波形的准确性，为高压隔离开关的机械故障的诊断提供保障。

进一步地，所述比较电路12，还用于根据以下公式F12＝/F1-F2/、F13＝/F1-F3/和F23＝/F2-F3/得出所述峰值F1、F2和F3的峰值差值F12、F13和F23，将所述峰值差值F12、F13和F23与所述预设范围比较，判断所述峰值差值F12、F13和F23是否在所述预设范围内，进而确定所述波形的准确性。能更直观高效地对高压隔离开关的机械故障进行诊断，保证高压隔离开关保持良好的运行状态。

进一步地，所述比较电路12，还用于根据以下公式J12＝/J1-J2/、J13＝/J1-J3/和J23＝/J2-J3/得出所述极值J1、J2和J3的极值差值J12、J13和J23，将所述极值差值J12、J13和J23与所述预设范围比较，判断所述极值差值J12、J13和J23是否在所述预设范围内，进而确定所述波形的准确性。能更直观高效地对高压隔离开关的机械故障进行诊断，保证高压隔离开关保持良好的运行状态。

进一步地，所述比较电路12，还用于根据以下公式T12＝/T1-T2/、T13＝/T1-T3/和T23＝/T2-T3/得出所述峰值时刻T1、T2和T3的峰值时刻差值T12、T13和T23，将所述峰值时刻差值T12、T13和T23与所述预设范围比较，判断所述峰值时刻差值T12、T13和T23是否在所述预设范围内，进而确定所述波形的准确性。能更直观高效地对高压隔离开关的机械故障进行诊断，保证高压隔离开关保持良好的运行状态。

进一步地，所述比较电路12，还用于根据以下公式t12＝/t1-t2/、t13＝/t1-t3/和t23＝/t2-t3/得出所述极值时刻t1、t2和t3的极值时刻差值t12、t13和t23，将所述极值时刻差值t12、t13和t23与所述预设范围比较，判断所述极值时刻差值t12、t13和t23是否在所述预设范围内，进而确定所述波形的准确性。能更直观高效地对高压隔离开关的机械故障进行诊断，保证高压隔离开关保持良好的运行状态。

进一步地，所述比较电路12将所述峰值差值、所述极值差值、所述峰值时刻差值和所述极值时刻差值与所述预设范围比较，若所述峰值差值、所述极值差值、所述峰值时刻差值和所述极值时刻差值在所述预设范围内，则判定所述波形为准确波形；若所述峰值差值、所述极值差值、所述峰值时刻差值和所述极值时刻差值不在所述预设范围内，则判定所述波形为不准确波形。若为准确波形时，则将波形与数据库中的预设故障波形进行对比，判断所述波形属于何种故障波形，进而确定高压隔离开关是何种机械故障，最终将结果显示在显示屏23上，直观高效地对高压隔离开关的机械故障进行诊断，保证高压隔离开关保持良好的运行状态。

进一步地，如图3所示，所述处理装置9设有外壳；所述外壳上设有开关键13、输入通道选择键14、信号分析键15、诊断***进入键16、选择键17、导入键18、保存键19、后退键20、删除键21和退出键22。开关键13实现高压隔离开关机械故障诊断装置的开机启动、关机及重启功能；输入通道选择键14实现智能选择三路采集单元采集的数据功能；信号分析键15实现对采集的数据进行波形生成并提取波形特征量的功能；诊断***进入键16实现将处理过的数据进行分析和诊断的功能；选择键17实现操作界面项目选择的功能；导入键18实现数据导入的功能；保存键19实现保存数据的功能；后退键20实现回到上次操作的功能；删除键21实现输入的源文件及处理后文件的删除功能；退出键22实现退出当前操作界面回到主界面的功能。功能按键对于高压隔离开关的机械故障诊断进行辅助操作，使操作方便快捷，提高诊断速度，加快诊断效率。

由以上技术方案可知，本发明的实施例提供一种隔离开关机械故障诊断装置，在采集数据的过程中，将电机操动机构4的分闸按钮与合闸按钮分别按下，通过电流传感器7、角度传感器6与应变传感器8测量电机的电流、操动杆的转角和操动杆的扭矩，根据所测量的电流、转角和扭矩由波形生成电路10生成电机电流波形、操动杆转角-时间波形和应变扭矩波形，再由提取电路11根据所述波形提取出峰值、极值、峰值时刻与极值时刻，最后比较电路12将所述峰值差值、所述极值差值、所述峰值时刻差值与所述极值时刻差值与预设范围进行比较，若所述峰值、所述极值、所述峰值时刻与所述极值时刻的值在预设范围内，则判定所述波形为准确波形，若为准确波形，则将波形与数据库中的预设故障波形进行对比，继续判断所述波形为哪一种机械故障的波形，进一步确定高压隔离开关的机械故障。可以直观高效地对高压隔离开关的机械故障进行诊断，保证高压隔离开关保持良好的运行状态。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (9)

1.一种隔离开关机械故障诊断装置，包括：绝缘子、导电臂、拉杆、电机操动机构、操动杆、角度传感器、电流传感器和应变传感器；所述导电臂设置在所述绝缘子顶部；所述绝缘子底部与所述拉杆连接；所述电机操动机构上设有操动杆；所述拉杆与所述操动杆连接；所述角度传感器位于所述操动杆顶部；所述应变传感器位于所述操动杆与所述电机操动机构的连接处；所述电流传感器位于所述电机操动机构的侧面；其特征在于，还包括：

所述角度传感器，用于测量所述操动杆的转角；

所述应变传感器，用于测量所述操动杆的扭矩；

所述电流传感器，用于测量电机的电流；

所述隔离开关机械故障诊断装置，还包括：处理装置；

所述处理装置，包括：

波形生成电路，用于根据测量的所述转角、所述扭矩和所述电流生成波形；

提取电路，用于根据所述波形提取峰值、极值、峰值时刻与极值时刻；

比较电路，用与将所述峰值、所述极值、所述峰值时刻与所述极值时刻的值与预设范围进行比较；

判断电路，用于将所述波形与数据库中的波形比较，判断机械故障类型。

2.根据权利要求1所述的一种隔离开关机械故障诊断装置，其特征在于，所述处理装置还包括：

采集单元，用于获取三组所述转角、所述扭矩和所述电流。

3.根据权利要求1所述的一种隔离开关机械故障诊断装置，其特征在于，所述提取电路，还用于提取三组所述峰值、所述极值、所述峰值时刻与所述极值时刻。

4.根据权利要求1所述的一种隔离开关机械故障诊断装置，其特征在于，所述比较电路，还用于根据以下公式F12＝/F1-F2/、F13＝/F1-F3/和F23＝/F2-F3/得出所述峰值F1、F2和F3的峰值差值F12、F13和F23，将所述峰值差值F12、F13和F23与所述预设范围比较，确定所述波形的准确性。

5.根据权利要求1所述的一种隔离开关机械故障诊断装置，其特征在于，所述比较电路，还用于根据以下公式J12＝/J1-J2/、J13＝/J1-J3/和J23＝/J2-J3/得出所述极值J1、J2和J3的极值差值J12、J13和J23，将所述极值差值J12、J13和J23与所述预设范围比较，确定所述波形的准确性。

6.根据权利要求1所述的一种隔离开关机械故障诊断装置，其特征在于，所述比较电路，还用于根据以下公式T12＝/T1-T2/、T13＝/T1-T3/和T23＝/T2-T3/得出所述峰值时刻T1、T2和T3的峰值时刻差值T12、T13和T23，将所述峰值时刻差值T12、T13和T23与所述预设范围比较，确定所述波形的准确性。

7.根据权利要求1所述的一种隔离开关机械故障诊断装置，其特征在于，所述比较电路，还用于根据以下公式t12＝/t1-t2/、t13＝/t1-t3/和t23＝/t2-t3/得出所述极值时刻t1、t2和t3的极值时刻差值t12、t13和t23，将所述极值时刻差值t12、t13和t23与所述预设范围比较，确定所述波形的准确性。

8.根据权利要求4-7任一项所述的一种隔离开关机械故障诊断装置，其特征在于，所述比较电路将所述峰值差值、所述极值差值、所述峰值时刻差值和所述极值时刻差值与所述预设范围比较，若所述峰值差值、所述极值差值、所述峰值时刻差值和所述极值时刻差值在所述预设范围内，则判定所述波形为准确波形；若所述峰值差值、所述极值差值、所述峰值时刻差值和所述极值时刻差值不在所述预设范围内，则判定所述波形为不准确波形。

9.根据权利要求1所述的一种隔离开关机械故障诊断装置，其特征在于，所述处理装置还设有外壳；

所述外壳上设有开关键、输入通道选择键、信号分析键、诊断***进入键、选择键、导入键、保存键、后退键、删除键和退出键。