CN112504353A - 高压断路器及其状态监控装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压断路器及其状态监控装置。高压断路器的状态监控装置包括：声纹传感模块、机械特性检测模块、局放检测模块、温度传感模块、可视化监控模块和数据采集模块；声纹传感模块设置在断路器的外部，用于获取断路器周围的声纹振动信号；机械特性检测模块设置在操作机构箱的内部，用于检测操作机构箱内的操作机构动作时的电流信号；局放检测模块设置在操作机构箱的内部，用于检测局放信号；温度传感模块用于获取电流互感器的温度信号；可视化监控模块设置在高压断路器的外部，用于获取高压断路器的视频信号；数据采集模块用于将采集到的各个信号传输至终端设备。本发明实现了对高压断路器运行状态的实时监控。

Description

高压断路器及其状态监控装置

技术领域

本发明实施例涉及电力***技术领域，尤其涉及一种高压断路器及其状态监控装置。

背景技术

高压断路器不仅能够切断或闭合高压电路中的空载电流和负荷电流，而且还能在***发生故障时通过继电器保护装置的作用，切断过负荷电流和短路电流，以保障电力***的安全稳定运行。高压断路器具有相当完善的灭弧结构和足够的断流能力，高压断路器可包括油断路器、六氟化硫断路器、压缩空气断路器和真空断路器等。

高压断路器是电力***中的重要电气设备，在长期运行中，高压断路器会由于各种原因而导致其在安装和投运后出现各类故障，为高压断路器的可靠运行带来隐患，从而影响了电网的安全稳定运行。

发明内容

本发明实施例提供一种高压断路器及其状态监控装置，以实现实时监控高压断路器的运行状态，降低高压断路器的各类故障对电网运行产生的影响。

第一方面，本发明实施例提供了一种高压断路器的状态监控装置，包括：声纹传感模块、机械特性检测模块、局放检测模块、温度传感模块、可视化监控模块和数据采集模块；所述声纹传感模块、所述机械特性检测模块、所述局放检测模块、所述温度传感模块和所述可视化监控模块均与所述数据采集模块通信连接；

所述高压断路器包括电流互感器、断路器和操作机构箱；

所述声纹传感模块设置在所述断路器的外部，用于获取所述断路器周围的声纹振动信号；所述机械特性检测模块设置在所述操作机构箱的内部，用于检测所述操作机构箱内的操作机构动作时的电流信号；所述局放检测模块设置在所述操作机构箱的内部，用于检测所述高压断路器内高压带电体局部放电产生的局放信号；所述温度传感模块设置在所述电流互感器上，用于获取所述电流互感器的温度信号；所述可视化监控模块设置在所述高压断路器的外部，用于获取所述高压断路器的视频信号；

所述数据采集模块用于采集所述声纹振动信号、所述电流信号、所述局放信号、所述温度信号和所述视频信号，并将采集到的各个信号传输至终端设备。

可选地，所述声纹传感模块包括声纹传感单元、处理单元、存储单元、供电单元和信号发射单元；所述声纹传感单元、所述存储单元、所述供电单元以及所述信号发射单元均与所述处理单元电连接；

所述声纹传感单元包括数字加速度传感器和模拟加速度传感器，所述数字加速度传感器用于获取数字加速度传感信号，所述模拟加速度传感器用于获取模拟加速度传感信号；

所述处理单元用于根据所述数字加速度传感信号和所述模拟加速度传感信号生成所述声纹振动信号；

所述存储单元用于存储所述声纹振动信号；

所述供电单元用于为所述声纹传感模块供电；

所述声纹传感模块通过所述信号发射单元与所述数据采集模块无线通信连接，并通过所述信号发射单元将所述声纹振动信号传输至所述数据采集模块。

可选地，所述供电单元包括超级电容和锂亚电池；所述状态监控装置还包括光伏组件，所述光伏组件与所述超级电容电连接；所述超级电容用于存储所述光伏组件转换的电能，且所述超级电容和所述锂亚电池均用于并为所述声纹传感模块供电。

可选地，所述可视化监控模块包括摄像头，所述状态监控装置还包括光伏组件，所述光伏组件与所述摄像头电连接。

可选地，所述机械特性检测模块包括第一电流传感器、第二电流传感器和第三电流传感器；

所述第一电流传感器用于检测二次侧电流；

所述操作机构箱包括分合闸线圈和电机，所述第二电流传感器设置在所述分合闸线圈上，用于检测所述分合闸线圈在所述断路器动作时的电流信号；所述第三电流传感器设置在所述电机上，用于检测所述电机在所述断路器动作时的电流信号。

可选地，所述局放检测模块包括地电波传感器和超声波传感器，所述地电波传感器用于检测所述操作机构箱内的地电波传感信号，所述超声波传感器用于检测所述操作机构箱内的超声波传感信号。

可选地，所述温度传感模块包括测温传感器，所述温度传感模块通过所述测温传感器与所述数据采集模块无线通信连接。

可选地，所述数据采集模块包括声纹振动信号采集器、电流信号采集器、局放信号采集器、温度信号采集器和视频信号采集器；

所述声纹振动信号采集器与所述声纹传感模块无线通信连接，用于采集所述声纹振动信号；所述电流信号采集器与所述机械特性检测模块通信连接，用于采集所述电流信号；所述局放信号采集器与所述局放检测模块通信连接，用于采集所述局放信号；所述温度信号采集器与所述温度传感模块无线通信连接，用于采集所述温度信号；所述视频信号采集器与所述可视化监控模块通信连接，用于采集所述视频信号。

可选地，所述数据采集模块还包括通讯设备，所述通讯设备与所述声纹振动信号采集器、所述电流信号采集器、所述局放信号采集器、所述温度信号采集器和所述视频信号采集器电连接；所述数据采集模块通过所述通讯设备将采集到的各个信号传输至终端设备；

所述通讯设备与所述声纹振动信号采集器、所述电流信号采集器、所述局放信号采集器、所述温度信号采集器和所述视频信号采集器集成一体，并设置在所述操作机构箱的内部。

第二方面，本发明实施例还提供了一种高压断路器，包括第一方面所述的高压断路器的状态监控装置。

本发明实施例提供的高压断路器及其状态监控装置，通过状态监控装置对高压断路器的工作状态进行综合诊断，具体利用声纹传感模块获取断路器周围的声纹振动信号，以监测断路器内部是否存在不可视缺陷的异常振动，利用机械特性检测模块检测操作机构箱内的操作机构动作时的电流信号，以断操作机构是否存在机械故障，利用局放检测模块检测高压断路器内高压带电体局部放电产生的局放信号，以判断操作机构箱内是否存在局部放电现象，利用温度传感模块获取电流互感器的温度信号，以判断高压断路器是否存在温度异常的现象，利用可视化监控模块获取高压断路器的视频信号，以判断高压断路器是否存在运行异常的情况，实现了对高压断路器运行状态的实时监控，有助于及时确认高压断路器的运行情况，以在高压断路器出现故障时及时对其进行维护，从而降低高压断路器的故障对电网运行产生的影响，有利于保障电网的安全稳定运行。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种高压断路器的状态监控装置的模块结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种高压断路器的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种声纹传感模块的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的另一种高压断路器的状态监控装置的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的另一种高压断路器的状态监控装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

本发明实施例提供了一种高压断路器的状态监控装置，本实施例适用于对高压断路器的状态进行实时监控的情况。图1是本发明实施例提供的一种高压断路器的状态监控装置的模块结构示意图，图2是本发明实施例提供的一种高压断路器的结构示意图，结合图1和图2，该高压断路器的状态监控装置包括：声纹传感模块10、机械特性检测模块20、局放检测模块30、温度传感模块40、可视化监控模块50和数据采集模块60；声纹传感模块10、机械特性检测模块20、局放检测模块30、温度传感模块40和可视化监控模块50均与数据采集模块60通信连接；高压断路器包括电流互感器81、断路器82和操作机构箱83；声纹传感模块10设置在断路器82的外部，用于获取断路器82周围的声纹振动信号；机械特性检测模块20设置在操作机构箱83的内部，用于检测操作机构箱83内的操作机构动作时的电流信号；局放检测模块30设置在操作机构箱83的内部，用于检测高压断路器内高压带电体局部放电产生的局放信号；温度传感模块40设置在电流互感器81上，用于获取电流互感器81的温度信号；可视化监控模块50设置在高压断路器的外部，用于获取高压断路器的视频信号；数据采集模块60用于采集声纹振动信号、电流信号、局放信号、温度信号和视频信号，并将采集到的各个信号传输至终端设备70。

具体地，本实施例中的高压断路器可以是220kV高压断路器，例如空气绝缘开关设备(Air Insulated Switchgear，AIS)。高压断路器包括电流互感器81、断路器82和操作机构箱83，其中电流互感器81是依据电磁感应原理将一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量的仪器，断路器82是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流，并能在规定的时间内关合、承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置，操作机构箱83内设置有高压断路器的操作机构和电缆等，操作机构例如可包括分合闸线圈、储能电机和断路器的弹簧操作机构等。终端设备70可以是电脑，也可以是手机等移动终端设备。

声纹传感模块10设置在断路器82的外部，声纹传感模块10获取的断路器82周围的声纹振动信号，可以是断路器82内部以及断路器82附近的声纹振动信号，该声纹振动信号可以是低频振动信号，例如100Hz左右的机械振动信号。数据采集模块60可采集声纹传感模块10获取的声纹振动信号，并将声纹振动信号传输至终端设备70，以便根据声纹振动信号对高压断路器的工作状态进行诊断，监测断路器82内部是否存在不可视缺陷的异常振动。

机械特性检测模块20设置在操作机构箱83的内部，示例性地，操作机构箱83内设置有分合闸线圈，机械特性检测模块20检测的操作机构动作时的电流信号，可以是断路器动作时分合闸线圈上的电流信号，数据采集模块60可采集机械特性检测模块20获取的电流信号，并将该电流信号传输至终端设备70，以便根据该电流信号诊断操作机构(例如断路器)是否存在拒动或误动作等机械故障。

局放检测模块30设置在操作机构箱83的内部，示例性地，在高压断路器的绝缘***中，每个部位的电场强度都有所不同，若某个区域电场强度过大，达到或超过击穿场强，就会导致这片区域出现放电现象，即局部放电。局放检测模块30可检测高压断路器内高压带电体局部放电产生的局放信号，数据采集模块60可采集局放检测模块30获取的局放信号，并将该局放信号传输至终端设备70，以便根据该局放信号判断操作机构箱83内是否存在局部放电现象。

温度传感模块40设置在电流互感器81上，在高压断路器出现温度异常的情况时，首先表现出来的就是电流互感器81，温度传感模块40获取电流互感器81的温度信号，以使数据采集模块60对该温度信号进行采集，并将该温度信号传输至终端设备70，以便根据该温度信号判断高压断路器是否存在温度异常的现象。

由于高压断路器中发生的故障，除了电气故障和机械故障外，还有部分是人为误操作造成的，因此可将可视化监控模块50设置在高压断路器的外部，对高压断路器的开合状态进行直观监控，通过可视化监控模块50获取高压断路器的视频信号，以使数据采集模块60对该视频信号进行采集，并将该视频信号传输至终端设备70，以便根据该视频信号判断高压断路器是否存在运行异常的情况。

本发明实施例的技术方案，通过状态监控装置对高压断路器的工作状态进行综合诊断，具体利用声纹传感模块获取断路器周围的声纹振动信号，以监测断路器内部是否存在不可视缺陷的异常振动，利用机械特性检测模块检测操作机构箱内的操作机构动作时的电流信号，以断操作机构是否存在机械故障，利用局放检测模块检测高压断路器内高压带电体局部放电产生的局放信号，以判断操作机构箱内是否存在局部放电现象，利用温度传感模块获取电流互感器的温度信号，以判断高压断路器是否存在温度异常的现象，利用可视化监控模块获取高压断路器的视频信号，以判断高压断路器是否存在运行异常的情况，实现了对高压断路器运行状态的实时监控，有助于及时确认高压断路器的运行情况，以在高压断路器出现故障时及时对其进行维护，从而降低高压断路器的故障对电网运行产生的影响，有利于保障电网的安全稳定运行。

图3是本发明实施例提供的一种声纹传感模块的结构示意图，图3示意性地示出了图1中的声纹传感模块的一种具体化结构，结合图1至图3，可选地，设置声纹传感模块10包括声纹传感单元110、处理单元120、存储单元130、供电单元140和信号发射单元150；声纹传感单元110、存储单元130、供电单元140以及信号发射单元150均与处理单元120电连接；声纹传感单元110包括数字加速度传感器111和模拟加速度传感器112，数字加速度传感器111用于获取数字加速度传感信号，模拟加速度传感器112用于获取模拟加速度传感信号；处理单元120用于根据数字加速度传感信号和模拟加速度传感信号生成声纹振动信号；存储单元130用于存储声纹振动信号；供电单元140用于为声纹传感模块10供电；声纹传感模块10通过信号发射单元150与数据采集模块60无线通信连接，并通过信号发射单元150将声纹振动信号传输至数据采集模块60。

具体地，结合图1至图3，声纹传感单元110可以是加速度传感器，声纹传感单元110具体包括数字加速度传感器111和模拟加速度传感器112，其中数字加速度传感器111可为三轴数字加速度传感器，模拟加速度传感器112可为单轴模拟加速度传感器。通过数字加速度传感器111和模拟加速度传感器112，可监测断路器82内部以及断路器82附近的低频振动信号，例如100Hz左右的机械振动信号。处理单元120可以是声纹传感单元110的中央处理单元，存储单元130可以是存储器，信号发射单元150可以是无线信号发射器，例如基于蓝牙或无线射频技术的信号发射器。数字加速度传感器111将获取的数字加速度传感信号传输至处理单元120，模拟加速度传感器112将获取的模拟加速度传感信号传输至处理单元120，通过处理单元120对信号进行处理，将数字加速度传感信号和模拟加速度传感信号转化为相应的声纹振动信号，并通过信号发射单元150将该声纹振动信号传输至数据采集模块60，同时该声纹振动信号可存储在存储单元130中。当高压断路器正常工作时，声纹传感单元110监测的声纹振动信号应当以100Hz为主频，其它频率所占比例很小，当声纹振动信号中明显存在除100Hz之外的其它频率的分量时，说明高压断路器存在状态异常，例如高压断路器内部存在不可视缺陷，需要人工确检。

结合图1至图3，在上述实施例的基础上，可选地，设置供电单元140包括超级电容141和锂亚电池142；状态监控装置还包括光伏组件(图中未示出)，光伏组件与超级电容141电连接；超级电容141用于存储光伏组件转换的电能，且超级电容141和锂亚电池142均用于并为声纹传感模块10供电。其中，利用超级电容141可存储光伏组件转换的电能，以通过超级电容141为声纹传感单元110供电，以便节约能源。在超级电容141存储的电量不充足时，还可以通过锂亚电池142为声纹传感单元110供电，以保证声纹传感单元110正常使用。

图4是本发明实施例提供的另一种高压断路器的状态监控装置的结构示意图，具体可为图1所示状态监控装置的一种具体化结构示意图，其中第一区域910、第二区域920和第三区域930中的结构构成高压断路器的状态监控装置100，第四区域940中包括高压断路器的状态监控装置100连接的终端设备70。结合图1和图4，可选地，设置可视化监控模块50包括摄像头51，状态监控装置还包括光伏组件(图中未示出)，光伏组件与摄像头51电连接。

具体地，可视化监控模块50由摄像头51构成，摄像头51可安装在高压断路器的外部，具体的设置区域可结合现场情况进行确定，保证摄像头51能够获取到整个高压断路器的视频信号即可。通过摄像头51可以对高压断路器的开合状态进行直观监控，以及时解决设备的运行异常。状态监控装置还可包括光伏组件，光伏组件能够将光能转化为电能，并为摄像头51供电。

结合图1、图2和图4，可选地，设置机械特性检测模块20包括第一电流传感器210、第二电流传感器220和第三电流传感器230；第一电流传感器210用于检测二次侧电流；操作机构箱83包括分合闸线圈和电机，第二电流传感器220设置在分合闸线圈上，用于检测分合闸线圈在断路器82动作时的电流信号；第三电流传感器230设置在电机上，用于检测电机在断路器82动作时的电流信号。

其中，第一电流传感器210、第二电流传感器220和第三电流传感器230均设置在操作机构箱83内，示例性地，第一电流传感器210、第二电流传感器220和第三电流传感器230均可以是霍尔电流传感器，例如开环卡装方式的霍尔电流传感器，第一电流传感器210可安装在操作机构箱83内的电源线上，用于检测高压断路器的二次侧电流。第二电流传感器220可直接卡装在操作机构箱83的分合闸线圈中，第三电流传感器230可直接卡装在操作机构箱83的电机的电源线上，该电机可以是储能电机。断路器进行分合闸动作时，由储能电机先行动作，为操作机构箱83中的弹簧操作机构储能，之后再进行分合闸动作。因此储能电机的作用非常重要，断路器功能的实现很大程度上取决于储能电机的工作状态。当断路器的合闸动作完成时，储能回路接通，弹簧开始做功，以储存分、合闸所需的能量。高压断路器一般以电磁铁作为操作的第一级控制元件，以直流作为控制电源。当分合闸线圈中通过电流时，电磁铁心受磁力吸引，使断路器分闸或合闸，分合闸线圈的电流中含有可作为诊断机械故障用的信息。因此，可根据第二电流传感器220检测的分合闸线圈在断路器82动作时的电流信号，以及第三电流传感器230检测的储能电机在断路器82动作时的电流信号，以及获取信号的时间间隔，来判断故障征兆，以有效诊断操作机构是否存在拒动或误动作等机械故障。

结合图1、图2和图4，可选地，设置局放检测模块30包括地电波传感器310和超声波传感器320，地电波传感器310用于检测操作机构箱83内的地电波传感信号，超声波传感器320用于检测操作机构箱83内的超声波传感信号。

具体地，地电波传感器310可以是TEV地电波传感器，超声波传感器320可以是AE超声波传感器。若操作机构箱83内发生局部放电现象，会产生沿操作机构箱83内表面传播的电磁波，并通过操作机构箱83的缝隙辐射出去，然后继续沿操作机构箱83的外表面传播，对地形成持续时间较短的对地电压，地电波传感器310可检测操作机构箱83内的地电波传感信号，即电磁波信号，通过监测地电波传感器310采集的信号的幅值、频次等，可以判断操作机构箱83中是否有局部放电发生。同时，局部放电发生时，还会伴随着声波信号的产生，声波信号会通过空气向四周传播，因此可通过超声波传感器320检测操作机构箱83内的超声波传感信号，根据该信号也可判断操作机构箱83内是否存在局部放电现象。

结合图1、图2和图4，可选地，设置温度传感模块40包括测温传感器41，温度传感模块40通过测温传感器41与数据采集模块60无线通信连接。其中，测温传感器41可以是无线测温传感器，测温传感器41可接触式安装在电流互感器81的表面，以采集电流互感器81的温度信号，并将该温度信号无线传输至数据采集模块60，以便根据该温度信号判断高压断路器是否存在温度异常的现象。

图5是本发明实施例提供的另一种高压断路器的状态监控装置的结构示意图，结合图2、图4和图5，可选地，设置数据采集模块60包括声纹振动信号采集器610、电流信号采集器620、局放信号采集器630、温度信号采集器640和视频信号采集器650；声纹振动信号采集器610与声纹传感模块10无线通信连接，用于采集声纹振动信号；电流信号采集器620与机械特性检测模块20通信连接，用于采集电流信号；局放信号采集器630与局放检测模块30通信连接，用于采集局放信号；温度信号采集器640与温度传感模块40无线通信连接，用于采集温度信号；视频信号采集器650与可视化监控模块50通信连接，用于采集视频信号。

数据采集模块60还包括通讯设备660，通讯设备660与声纹振动信号采集器610、电流信号采集器620、局放信号采集器630、温度信号采集器640和视频信号采集器650电连接；数据采集模块60通过通讯设备660将采集到的各个信号传输至终端设备70；通讯设备660与声纹振动信号采集器610、电流信号采集器620、局放信号采集器630、温度信号采集器640和视频信号采集器650集成一体，并设置在操作机构箱83的内部。

示例性地，结合图2、图4和图5，声纹振动信号采集器610、电流信号采集器620、局放信号采集器630、温度信号采集器640和视频信号采集器650均可以是数据采集器。声纹传感模块10可以是无线声纹传感模块，声纹振动信号采集器610可连接天线，声纹传感模块10可将获取到的声纹振动信号无线传输至声纹振动信号采集器610。温度信号采集器640中的测温传感器41可以是无线测温传感器，温度信号采集器640可连接平板天线641，测温传感器41可将获取到的温度信号无线传输至温度信号采集器640中。图4中未单独示出视频信号采集器650，但图4中的路由器675可起到视频信号采集器650的作用，以使数据采集模块60能够通过路由器675采集可视化监控模块50中的摄像头获取的视频信号。通讯设备660可以是数据通讯器或通讯终端，声纹振动信号采集器610、电流信号采集器620、局放信号采集器630、温度信号采集器640和视频信号采集器650可分别将各自采集到的信号传输到通讯设备660，以通过通讯设备660将反应高压断路器运行状态的各类信号上传至终端设备70中。其中，终端设备70可以是站端电脑。

结合图4和图5，在上述各方案的基础上，可选地，设置高压断路器的状态监控装置还包括空气开关671、电源适配器672、电源接线端子673、串口服务器674、路由器675和网络视频录像机71。具体地，状态监控装置可通过空气开关671接入电源，空气开关671可以是用于保护状态监控装置的空气断路器。电源适配器672用于将交流电源转换为直流电源，为状态监控装置供电。第一区域910中的电源适配器672通过电源接线端子673为串口服务器674、声纹振动信号采集器610、电流信号采集器620、局放信号采集器630、温度信号采集器640供电，并为通讯设备660和摄像头51供电。第三区域930中的电源适配器672为路由器675供电。串口服务器674可提供串口转网络功能，能够将RS-232/485/422串口转换成TCP/IP协议网络接口，实现RS-232/485/422串口与TCP/IP协议网络接口的数据双向透明传输，或者支持MOUBUS协议双向传输，使得串口服务器674能够立即具备TCP/IP网络接口功能，连接网络进行数据通信，扩展串口设备的通信距离。网络视频录像机71即为网络视频录像机(Network Video Recorder，NVR)，是网络视频监控***的存储转发部分，NVR可与摄像头51协同工作，完成视频的录像、存储及转发功能。

结合图2和图4，在上述各方案的基础上，可选地，图4所示第二区域920和第三区域930中的结构通过整合形成智能采集终端(即数据采集模块)，第三区域930中的结构还可形成智能通讯终端，智能采集终端可通过智能通讯终端将采集到的数据上传至终端设备70。

实施例二

本发明实施例还提供了一种高压断路器，该高压断路器可包括本发明上述任意实施例所提供的高压断路器的状态监控装置。结合图1和图2，该高压断路器的状态监控装置包括：声纹传感模块10、机械特性检测模块20、局放检测模块30、温度传感模块40、可视化监控模块50和数据采集模块60；声纹传感模块10、机械特性检测模块20、局放检测模块30、温度传感模块40和可视化监控模块50均与数据采集模块60通信连接；高压断路器包括电流互感器81、断路器82和操作机构箱83；声纹传感模块10设置在断路器82的外部，用于获取断路器82周围的声纹振动信号；机械特性检测模块20设置在操作机构箱83的内部，用于检测操作机构箱83内的操作机构动作时的电流信号；局放检测模块30设置在操作机构箱83的内部，用于检测高压断路器内高压带电体局部放电产生的局放信号；温度传感模块40设置在电流互感器81上，用于获取电流互感器81的温度信号；可视化监控模块50设置在高压断路器的外部，用于获取高压断路器的视频信号；数据采集模块60用于采集声纹振动信号、电流信号、局放信号、温度信号和视频信号，并将采集到的各个信号传输至终端设备70。

本发明实施例提供的高压断路器包括本发明上述任意实施例所提供的高压断路器的状态监控装置，因此该高压断路器具备状态监控装置中相应的功能模块和有益效果，不再赘述。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种高压断路器的状态监控装置，其特征在于，包括：声纹传感模块、机械特性检测模块、局放检测模块、温度传感模块、可视化监控模块和数据采集模块；所述声纹传感模块、所述机械特性检测模块、所述局放检测模块、所述温度传感模块和所述可视化监控模块均与所述数据采集模块通信连接；

所述高压断路器包括电流互感器、断路器和操作机构箱；

所述声纹传感模块设置在所述断路器的外部，用于获取所述断路器周围的声纹振动信号；所述机械特性检测模块设置在所述操作机构箱的内部，用于检测所述操作机构箱内的操作机构动作时的电流信号；所述局放检测模块设置在所述操作机构箱的内部，用于检测所述高压断路器内高压带电体局部放电产生的局放信号；所述温度传感模块设置在所述电流互感器上，用于获取所述电流互感器的温度信号；所述可视化监控模块设置在所述高压断路器的外部，用于获取所述高压断路器的视频信号；

所述数据采集模块用于采集所述声纹振动信号、所述电流信号、所述局放信号、所述温度信号和所述视频信号，并将采集到的各个信号传输至终端设备。

2.根据权利要求1所述的状态监控装置，其特征在于，所述声纹传感模块包括声纹传感单元、处理单元、存储单元、供电单元和信号发射单元；所述声纹传感单元、所述存储单元、所述供电单元以及所述信号发射单元均与所述处理单元电连接；

所述声纹传感单元包括数字加速度传感器和模拟加速度传感器，所述数字加速度传感器用于获取数字加速度传感信号，所述模拟加速度传感器用于获取模拟加速度传感信号；

所述处理单元用于根据所述数字加速度传感信号和所述模拟加速度传感信号生成所述声纹振动信号；

所述存储单元用于存储所述声纹振动信号；

所述供电单元用于为所述声纹传感模块供电；

所述声纹传感模块通过所述信号发射单元与所述数据采集模块无线通信连接，并通过所述信号发射单元将所述声纹振动信号传输至所述数据采集模块。

3.根据权利要求2所述的状态监控装置，其特征在于，所述供电单元包括超级电容和锂亚电池；所述状态监控装置还包括光伏组件，所述光伏组件与所述超级电容电连接；所述超级电容用于存储所述光伏组件转换的电能，且所述超级电容和所述锂亚电池均用于并为所述声纹传感模块供电。

4.根据权利要求1所述的状态监控装置，其特征在于，所述可视化监控模块包括摄像头，所述状态监控装置还包括光伏组件，所述光伏组件与所述摄像头电连接。

5.根据权利要求1所述的状态监控装置，其特征在于，所述机械特性检测模块包括第一电流传感器、第二电流传感器和第三电流传感器；

所述第一电流传感器用于检测二次侧电流；

所述操作机构箱包括分合闸线圈和电机，所述第二电流传感器设置在所述分合闸线圈上，用于检测所述分合闸线圈在所述断路器动作时的电流信号；所述第三电流传感器设置在所述电机上，用于检测所述电机在所述断路器动作时的电流信号。

6.根据权利要求1所述的状态监控装置，其特征在于，所述局放检测模块包括地电波传感器和超声波传感器，所述地电波传感器用于检测所述操作机构箱内的地电波传感信号，所述超声波传感器用于检测所述操作机构箱内的超声波传感信号。

7.根据权利要求1所述的状态监控装置，其特征在于，所述温度传感模块包括测温传感器，所述温度传感模块通过所述测温传感器与所述数据采集模块无线通信连接。

8.根据权利要求1所述的状态监控装置，其特征在于，所述数据采集模块包括声纹振动信号采集器、电流信号采集器、局放信号采集器、温度信号采集器和视频信号采集器；

所述声纹振动信号采集器与所述声纹传感模块无线通信连接，用于采集所述声纹振动信号；所述电流信号采集器与所述机械特性检测模块通信连接，用于采集所述电流信号；所述局放信号采集器与所述局放检测模块通信连接，用于采集所述局放信号；所述温度信号采集器与所述温度传感模块无线通信连接，用于采集所述温度信号；所述视频信号采集器与所述可视化监控模块通信连接，用于采集所述视频信号。

9.根据权利要求8所述的状态监控装置，其特征在于，所述数据采集模块还包括通讯设备，所述通讯设备与所述声纹振动信号采集器、所述电流信号采集器、所述局放信号采集器、所述温度信号采集器和所述视频信号采集器电连接；所述数据采集模块通过所述通讯设备将采集到的各个信号传输至终端设备；

所述通讯设备与所述声纹振动信号采集器、所述电流信号采集器、所述局放信号采集器、所述温度信号采集器和所述视频信号采集器集成一体，并设置在所述操作机构箱的内部。

10.一种高压断路器，其特征在于，包括权利要求1-9中任一所述的高压断路器的状态监控装置。

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