CN117148230B - 一种变电站的触头组件状态监测***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力***监测技术领域，尤其涉及一种变电站的触头组件状态监测***及方法。其中，变电站的触头组件状态监测***，包括：环形弹性件、应力传感器和监测模块，环形弹性件套设在梅花触指的外周壁上；应力传感器与环形弹性件连接，用于监测环形弹性件沿其周向所受的应力并生成相应的应力信号；监测模块与应力传感器连接，用于根据第一阈值和第二阈值分别与应力传感器发送的应力信号所对应的应力值进行对比，得到触头组件分合闸的状态信息，以将状态信息进行显示。本发明提供的变电站的触头组件状态监测***能够使工作人员根据显示模型获得该触头组件的状态信息，以便于工作人员对触头组件分合闸的状态信息的监测。

Description

一种变电站的触头组件状态监测***及方法

技术领域

本发明属于电力***监测技术领域，尤其涉及一种变电站的触头组件状态监测***及方法。

背景技术

气体绝缘变电站，英文为Gas Insulated Substation，简称GIS，是将断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、母线等设备元件封装在金属壳体内，并充一定压力的SF6气体作为绝缘。由于其结构特点，封闭的主导体由于长度较长或结构布置原因，会存在多处触头连接，因此，其触头接触的好坏直接影响着设备的安全运行。虽然，现有技术中已经有对触头状态进行监测的设备，但是这些设备不便于工作人员对触头状态信息的监测。

因此，一种能够便于工作人员对触头状态信息分析的监测***亟待研究。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明提供一种变电站的触头组件状态监测***及方法，以便于工作人员对变电站的触头组件的状态信息的监测。

第一方面，本发明实施例的一种变电站的触头组件状态监测***，触头组件包括动触头和静触头，静触头包括触头座和套设在触头座上的梅花触指；变电站的触头组件状态监测***包括：

环形弹性件，套设在梅花触指的外周壁上；

应力传感器，与环形弹性件连接，用于监测环形弹性件沿其周向所受的应力并生成相应的应力信号；

监测模块，与应力传感器连接，用于根据第一阈值和第二阈值分别与应力传感器发送的应力信号所对应的应力值进行对比，得到触头组件的分合闸状态信息，以将状态信息进行显示；第一阈值为动触头未***梅花触指前的环形弹性件沿其周向所受的应力值；第二阈值为触头组件处于合闸状态下的环形弹性件沿其周向所受的应力值。

可选地，监测模块包括：

第一分析单元，用于若应力信号对应的应力值等于第一阈值，则将状态信息确定为动触头未***状态信息；

第二分析单元，用于若应力信号对应的应力值在第一阈值和第二阈值之间，则将状态信息确定为动触头未合闸状态信息；

第三分析单元，用于若应力信号对应的应力值等于第二阈值，则将状态信息确定为动触头合闸状态信息；

第四分析单元，用于若应力信号对应的应力值大于第二阈值，则将状态信息确定为动触头对中不良状态信息。

可选地，监测模块还包括：

第一阈值计算单元，用于根据环形弹性件在动触头未***到梅花触指前对应的直径、以及环形弹性件沿其周向方向的刚度系数，得到动触头未***梅花触指前的环形弹性件沿其周向所受的应力值；

第二阈值计算单元，用于根据动触头的外直径、梅花触指的宽度、以及环形弹性件沿其周向方向的刚度系数，得到触头组件处于合闸状态下的环形弹性件沿其周向所受的应力值。

可选地，***还包括屏蔽罩，屏蔽罩的底部与触头座连接，且屏蔽罩与触头座形成安置腔，梅花触指位于安置腔内，屏蔽罩用于将静触头与屏蔽罩外侧的电场进行屏蔽。

可选地，***还包括中继器，中继器与应力传感器无线连接，用于接收应力传感器发送的应力信号，并将应力信号放大后发送给监测模块。

可选地，应力传感器包括：

应变片，应变片的第一端和第二端均与环形弹性件连接；

储能稳压模块，储能稳压模块的正极与应变片的第一端电连接，储能稳压模块的负极与应变片的第二端电连接；

电流传感器，连接在应变片和储能稳压模块所形成的第一闭合回路上，电流传感器用于监测第一闭合回路的电流并生成相应的电流信号；

数据处理模块，与电流传感器电连接，用于将电流传感器发送的电流信号进行处理得到环形弹性件对应的应力信号，并将应力信号发送给监测模块。

可选地，数据处理模块包括：

信号转换单元，与电流传感器电连接，用于将电流传感器发送的电流信号转换成数字信号；

数据处理单元，与信号转换单元电连接，用于对数字信号进行计算得到环形弹性件对应的应力信号；

信号放大单元，与数据处理单元电连接，用于将应力信号进行放大；

信号发射模块，与信号放大单元电连接，用于将经信号放大单元放大后的应力信号发送给监测模块。

第二方面，本发明实施例的一种变电站的触头组件状态监测方法，应用于第一方面或其各实现方式中的变电站的触头组件状态监测***；变电站的触头组件状态监测方法包括：

应力传感器对环形弹性件沿其周向所受的应力进行监测并生成相应的应力信号；

监测模块根据第一阈值和第二阈值分别与应力传感器发送的应力信号所对应的应力值进行对比，得到触头组件分合闸的状态信息，以将状态信息进行显示；第一阈值为动触头未***梅花触指前的环形弹性件沿其周向所受的应力值；第二阈值为触头组件处于合闸状态下的环形弹性件沿其周向所受的应力值。

可选地，监测模块根据第一阈值和第二阈值分别与应力传感器发送的应力信号所对应的应力值进行对比，得到触头组件分合闸的状态信息，以将状态信息进行显示，包括：

若应力信号对应的应力值等于第一阈值，则第一分析单元将状态信息确定为动触头未***状态信息；

若应力信号对应的应力值在第一阈值和第二阈值之间，则第二分析单元将状态信息确定为动触头未合闸状态信息；

若应力信号对应的应力值等于第二阈值，则第三分析单元将状态信息确定为动触头合闸状态信息；

若应力信号对应的应力值大于第二阈值，则第四分析单元将状态信息确定为动触头对中不良状态信息。

可选地，监测模块根据第一阈值和第二阈值分别与应力传感器发送的应力信号所对应的应力值进行对比，得到触头组件分合闸的状态信息，以将状态信息进行显示，还包括：

第一阈值计算单元根据环形弹性件在动触头未***到梅花触指前对应的直径、以及环形弹性件沿其周向方向的刚度系数，得到动触头未***梅花触指前的环形弹性件沿其周向所受的应力值；

第二阈值计算单元根据动触头的外直径、梅花触指的宽度、以及环形弹性件沿其周向方向的刚度系数，得到触头组件处于合闸状态下的环形弹性件沿其周向所受的应力值。

上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果：

对于本发明实施例的一种变电站的触头组件状态监测***，通过将环形弹性件套设在梅花触指的外周壁上，再通过应力传感器对该环形弹性件沿其周向所受的应力进行监测，最后，监测模块通过接收应力传感器发送的应力信号，根据应力传感器发送的应力信号所对应的应力值和第一阈值、第二阈值的分别对比，得到触头组件分合闸的状态信息，以将状态信息进行显示，使工作人员根据显示模型的显示内容获得该触头组件的状态信息，以便于工作人员对触头组件分合闸的状态信息的监测。

本发明所提供的变电站的触头组件状态监测方法可基于上文描述的变电站的触头组件状态监测***来实现，由于上文描述的变电站的触头组件状态监测***具有上述技术效果，则基于该变电站的触头组件状态监测***来实现的控制方法也应具有相应的技术效果。

附图说明

图1示出了本发明提供的一个实施例的变电站的触头组件状态监测***的结构示意图；

图2示出了本发明提供的一个实施例的变电站的触头组件状态监测***的主视剖面图；

图3示出了图2中的变电站的触头组件状态监测***的俯视图；

图4示出了图2中的应力传感器和环形弹性件的连接示意图；

图5示出了图2中的环形弹性件的受力分析示意图；

图6示出了本发明提供的一个实施例的应力传感器的结构示意图；

图7示出了本发明提供的一个实施例的应力传感器的电路图；

图8示出了本发明提供的一个实施例的限流保护模块的电路图；

图9示出了本发明提供的一个实施例的变电站的触头组件状态监测方法的流程图。

附图标记说明：

1、环形弹性件，2、应力传感器，3、屏蔽罩，4、紧固弹簧，5、梅花触指，6、动触头，7、触头座，8、监测模块，9、发射天线，10、接收天线，11、显示屏，12、中继器，13、导体，201、应变片，202、储能稳压模块，203、电流传感器，204、信号转换单元，205、数据处理单元，206、信号放大单元，207、信号发射模块，208、闭合铁心，209、线圈，2010、限流电感，2011、电量监测与保护模块，2012、电压监测单元，2013、逻辑判断单元，2014、开关。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。本文所提及的“上”、“下”、“内”和“外”等方位名词以图1至3的定向为参照。将屏蔽罩3相对于触头座7所在的位置定义为“上”；将梅花触指5相对于屏蔽罩3的位置定义为“内”。

对于气体绝缘变电站的触头组件，其触头多采用梅花触指结构，即通过三根或四根紧固弹簧，将12~24片触指紧固在一起，作为静触头。由于，在触头分闸、合闸状态下，紧固弹簧所受的应力有所不同，而在市面上还没有监测气体绝缘变电站的触头应力的感知***，同时，对于气体绝缘变电站的触头组件的合闸不到位对应的紧固弹簧应力变化的实时监测，还处于空白。

为了至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一，本申请为了实现对梅花触指所受的应力进行感知，通过将环形弹性件套设在梅花触指的外周壁上，再通过应力传感器对该环形弹性件沿其周向所受的应力进行监测，最后，通过接收应力传感器发送的应力信号，并根据应力传感器发送的应力信号所对应的应力值，得到触头组件分合闸的状态信息，以将状态信息进行显示，使工作人员根据显示模型的显示的该触头组件的状态信息，以实现对触头组件分合闸状态的监测。

下面参考附图描述根据本发明提供的一些实施例的变电站的触头组件状态监测***。

参见图1至图4，本发明提供的一个实施例的一种变电站的触头组件状态监测***，触头组件包括动触头6和静触头，静触头包括触头座7和套设在触头座7上的梅花触指5；变电站的触头组件状态监测***包括环形弹性件1、应力传感器2和监测模块8，环形弹性件1套设在梅花触指5的外周壁上；应力传感器2与环形弹性件1连接，应力传感器2用于监测环形弹性件1沿其周向所受的应力并生成相应的应力信号；监测模块8与应力传感器2连接，监测模块8用于根据第一阈值和第二阈值分别与应力传感器2发送的应力信号所对应的应力值进行对比，得到触头组件分合闸的状态信息，以将状态信息进行显示；第一阈值为动触头未***梅花触指5前的环形弹性件1沿其周向所受的应力值；第二阈值为触头组件处于合闸状态下的环形弹性件1沿其周向所受的应力值。

这里，环形弹性件1所受到的弹性应力和套装在梅花触指5外侧的环形紧固弹簧4的弹性应力可以认为是相同的。环形弹性件1可以为环形的弹簧表带，在该环形弹性件1套设在梅花触指5的外周壁上后，环形弹性件1的中心轴线与梅花触指5的中心轴线位于同一直线上；动触头6与导体13连接。

需要说明的是，这里的触头组件可以为设在隔离开关上的触头组件，也可以为变电站的内部导体触头。梅花触指5包括多个呈环形阵列布设的触指，在梅花触指5的外周壁上套设有多根环形紧固弹簧4。在动触头6未***梅花触指5中时，即为该触头组件处于分闸状态时，环形紧固弹簧4所受的应力为其固定梅花触指5的径向的向心力，此时，与/>对应的环形弹性件1沿其周向所受的应力值为/>，即为第一阈值为/>。由于，在动触头6***梅花触指5时，即为该触头组件处于合闸状态时，由于梅花触指5的内径比动触头6的外径小，因此，在动触头6***到梅花触指5中后，梅花触指5的侧壁随动触头6的***向外扩张，环形紧固弹簧4也随着梅花触指5的侧壁向外扩张而伸长，并使环形紧固弹簧4产生的径向的向心力/>，此时，/>大于/>，同时，应力传感器2发送的应力信号所对应的应力值为：与/>对应的环形弹性件1沿其周向所受的当前应力值/>，在结束动触头6***到梅花触指5中的动作后，即为该触头组件的触头合闸完毕后，如果/>≈/>，也可以理解此时/>，则说明动触头6没有***静触头，或者刚刚接触，即该触头组件的合闸不到位。此外，在触头组件处于合闸状态下，环形紧固弹簧4产生的径向的向心力为/>，此时，与/>对应的环形弹性件1沿其周向所受的应力值为/>，即第二阈值为/>，若/>时，则可确定出动触头的合闸状态信息。

因此，通过应力传感器2对套装在梅花触指5的外周壁上的环形弹性件1所受的应力进行监测，再通过应力信号所对应的应力值、动触头未***梅花触指5前的环形弹性件1沿其周向所受的应力值、以及触头组件处于合闸状态下的环形弹性件1沿其周向所受的应力值进行对比，即可能够得到触头组件分合闸的状态信息。

此外，本发明中的变电站的触头组件状态监测***还包括报警模块，当触头组件触头在合闸完毕后，若触头出现合闸不到位或者分合闸不到位时，该报警模块发出预警，以及时通知工作人员对该触头组件进行检修。

本发明提供的变电站的触头组件状态监测***，通过将环形弹性件1套设在梅花触指5的外周壁上，再通过应力传感器2对该环形弹性件1沿其周向所受的应力进行监测，最后，通过接收应力传感器2发送的应力信号，监测模块8再根据应力传感器2发送的应力信号所对应的应力值和第一阈值、第二阈值的分别对比，得到触头组件分合闸的状态信息，以将状态信息进行显示，以使工作人员根据显示模型所的显示获得该触头组件的状态信息，以便于工作人员对触头组件分合闸的状态信息的监测。

在一些可能实现的实施例中，监测模块8包括第一分析单元、第二分析单元、第三分析单元和第四分析单元。第一分析单元用于若应力信号对应的应力值等于第一阈值，则将状态信息确定为动触头未***状态信息；第二分析单元用于若应力信号对应的应力值在第一阈值和第二阈值之间，则将状态信息确定为动触头未合闸状态信息；第三分析单元用于若应力信号对应的应力值等于第二阈值，则将状态信息确定为动触头合闸状态信息；第四分析单元用于若应力信号对应的应力值大于第二阈值，则将状态信息确定为动触头对中不良状态信息。

这里，当应力传感器2监测到的环形弹性件1沿其周向所受的应力值为时，经第一分析单元分析则得到动触头未***状态信息，这里动触头未***状态信息可以包括动触头未***到梅花触指或触头分闸不到位状态信息；当/>时，经第二分析单元分析则能够得到动触头未合闸状态信息，即为动触头的***深度不足；当/>时，经第三分析单元分析则能够得到动触头合闸状态信息，这里动触头合闸状态信息包括动触头与梅花触指合闸或未分开状态信息，这里，未分开状态信息可以为在对触头实行分闸操作时对应的动触头状态信息；当/>时，经第四分析单元分析能够得到出动触头对中不良状态信息。

进一步的，监测模块8还包括第一阈值计算单元和第二阈值计算单元。第一阈值计算单元用于根据环形弹性件1在动触头6未***到梅花触指5前对应的直径、以及环形弹性件1沿其周向方向的刚度系数，得到动触头6未***梅花触指5前的环形弹性件1沿其周向所受的应力值；第二阈值计算单元用于根据动触头6的外直径、梅花触指5的宽度、以及环形弹性件1沿其周向方向的刚度系数，得到触头组件处于合闸状态下的环形弹性件1沿其周向所受的应力值。

这里，对动触头6未***梅花触指5前的环形弹性件1沿其周向所受的应力值进行计算的公式为：，这里，/>为环形弹性件1在动触头6未***到梅花触指5前对应的直径，/>为环形弹性件1沿其周向方向的刚度系数。

对触头组件处于合闸状态下的环形弹性件1沿其周向所受的应力值进行计算的公式为：，这里，/>为对触头组件处于合闸状态下的环形弹性件1的伸长量，/>为动触头6的外直径，/>为梅花触指5的宽度，/>为环形弹性件1沿其周向方向的刚度系数。

需要说明的是，参见图5，在动触头6未***到梅花触指5前，环形弹性件1的直径为，在动触头6***到梅花触指5后，环形弹性件1的直径为/>，此时，梅花触指5对环形弹性件1的作用力为/>，其反作用力（环形弹性件1作用在梅花触指5上的触指的向心力为），触指数为/>，环形弹性件1在未套装在梅花触指5上之前的长度为/>。

由能量平衡可知，；式中，/>为环形弹性件1的直径为/>时对应的环形弹性件1伸长量；/>为沿环形弹性件1的周向方向的刚度系数，/>为梅花触指5对环形弹性件1的作用力；/>为微分因子。

通过，/>，将X、dX带入式，得到如下公式：

，其中，/>为环形弹性件1作用在梅花触指5上的触指的向心力，R为环形弹性件1在动触头6***到梅花触指5后对应的半径，R1为动触头6的外半径，R0为环形弹性件1在动触头6未***到梅花触指5前对应的半径，D为环形弹性件1在动触头6***到梅花触指5后对应的直径。

由可见，环形弹性件1在径向的向心力是线性的，其径向刚度系数是沿环形弹性件1的周向方向的刚度系数/>的/>倍，进而通过径向刚度系数能够得到沿环形弹性件1的周向方向的刚度系数/>。

由此可见，在动触头6未***到梅花触指5之前，环形弹性件1沿其半径的切向的应力，即环形弹性件1沿其周向所受的应力值为；在动触头6到***到梅花触指5后，且触头组件处于合闸状态下，环形弹性件1沿半径切向的应力，即环形弹性件1沿其周向所受的应力值为/>。

在一些可能实现的实施例中，***还包括屏蔽罩3，屏蔽罩3的底部与触头座7连接，且屏蔽罩3与触头座7形成安置腔，梅花触指位于安置腔内，屏蔽罩3用于将静触头与屏蔽罩3外侧的电场进行屏蔽。

这里，屏蔽罩3的顶部开设有通孔，动触头6穿过通孔后与梅花触指插接。屏蔽罩3的底部和触头座7通过聚四氟乙烯绝缘材料胶装固定。

本实施例通过将梅花触指安置于屏蔽罩3和触头座7所形成安置腔中，能够将静触头与屏蔽罩3外侧的电场进行屏蔽，以避免动触头6和梅花触指对主导体13电场的均匀性产生影响，进而避免主导体13的局部放电的产生。

在又一些可能实现的实施例中，***还包括中继器12，中继器12与应力传感器2无线连接，中继器12用于接收应力传感器2发送的应力信号，并将应力信号放大后发送给监测模块8。

需要说明的是，如图1所示，中继器12上设有发射天线9，监测模块8包括接收天线10和显示屏11。这里，中继器12在接收应力传感器2发送的应力信号后，将该应力信号放大后由发射天线9向监测模块8发送。

在本实施例中，设置与应力传感器2无线连接的中继器12，能够通过该中继器12将应力传感器2产生的应力信号进一步放大，以便监测模块8对该应力信号的接收并显示。

在另一些可能实现的实施例中，应力传感器2包括应变片201、储能稳压模块202、电流传感器203和数据处理模块，应变片201的第一端和第二端均与环形弹性件1连接；储能稳压模块202的正极与应变片201的第一端电连接，储能稳压模块202的负极与应变片201的第二端电连接；电流传感器203连接在应变片201和储能稳压模块202所形成的第一闭合回路上，电流传感器203用于监测第一闭合回路的电流并生成相应的电流信号；数据处理模块与电流传感器203电连接，数据处理模块用于将电流传感器203发送的电流信号进行处理得到环形弹性件1对应的应力信号，并将应力信号发送给监测模块8。

这里，应变片201可以为高精度的光纤光栅应变片。应变片201的第一端和第二端为应变片201的相对两端。

需要说明的是，参见图6，应变片201的第一端和第二端分别与环形弹性件1连接，同时应变片201的第一端和第二端分别连接储能稳压模块202的正负极。当环形弹性件1所受的拉伸应力发生变化时，应变片201的电阻会随之发生改变，此时，第一闭合回路的电流也随之发生变化。再通过第一闭合回路上的电流传感器203将变化的电流信号传给数据处理模块。

在数据处理模块对电流信号进行数据处理过程中，还包括对电流信号进行数据的修正和去噪处理，这里，可以采用3-σ去噪和移动中位数去噪的方式对电流信息进行去噪。

在本实施例中，通过电流传感器203对应变片201和储能稳压模块202所形成的第一闭合回路上的电流监测并生成电流信号，再通过数据处理模块对电流信号的处理，以得到环形弹性件1对应的应力信号，进而能够实现对与应变片201连接的形弹性件所受应力的监测。

进一步的，参见图7，数据处理模块包括信号转换单元204、数据处理单元205、信号放大单元206和信号发射模块207，信号转换单元204与电流传感器203电连接，信号转换单元204用于将电流传感器203发送的电流信号转换成数字信号；数据处理单元205与信号转换单元204电连接，数据处理单元205用于对数字信号进行计算得到环形弹性件1对应的应力信号；信号放大单元206与数据处理单元205电连接，信号放大单元206用于将经应力信号进行放大；信号发射模块207与信号放大单元206电连接，信号发射模块207用于将经信号放大单元206放大后的应力信号发送给监测模块8。

这里，信号转换单元204能够将信号转换单元204采集到的电流信号由模拟量转换成数字量，并传给数据处理单元205，以使数据处理单元205将该数字信号进行计算处理，得到环形弹性件1对应的应力信号；然后，通过信号放大单元206把经处理后的数字信号传递给信号发射模块207，使该数字信号以电磁波的形式发射出去。其中，数据处理单元205可以采用TMS320C28335型号的DSP；信号放大单位可以为一个集成的放大电路，信号发射模块207可以为一个球形发射天线9。

更进一步的，应力传感器2还包括闭合铁心208和线圈209，闭合铁心208与触头组件通电后产生的磁场的方向垂直设置；线圈209缠绕在闭合铁心208上，线圈209的两端分别与储能稳压模块202电连接形成第二闭合回路。

由于，在导体13中通过负荷电流时，产生与导体13同心圆的磁场，因此，在触头组件通电后，触头组件位置也会产生的磁场，故这里将闭合铁心208触头组件通电后产生的磁场的方向垂直设置，能够使触头组件位置产生的磁力线穿过闭合铁心208，以使闭合铁心208产生交变磁通，从而使整个电路产生电压。由于，随着负荷电流的变化，在线圈209中感生的电流也发生变化，为了得到一个稳定的电压源，这里，通过储能稳压模块202将设有线圈209和闭合铁心208的回路所感生出的电流储存起来，使整个回路的电压稳定在一个固定的值，这样就能给信号转换单元204供电。这里，储能稳压模块202可以是一个微型充电锂电池。

进一步的，第二闭合回路上还连接有限流保护模块，限流保护模块用于对第二闭合回路进行限流保护。

这里，限流保护模块可以包括电量监测与保护模块2011和限流电感2010。当安装有本实施例公开的触头组件的***发生短路时，触头组件附近的磁场瞬间突增，第二闭合回路中的电流也瞬间突增，因此，这里通过在第二闭合回路上连接限流保护模块，能够对第二闭合回路起到限流保护电路的作用，并在***出现短路的时候，能够及时切断该第二闭合回路，以避免该第二闭合回路电流的突变。同时，在储能稳压模块202的充电完成后，限流保护模块还能够切断该第二闭合回路，以防止储能稳压模块202的过充。

相应地，参见图8，限流保护模块包括电压监测单元2012、逻辑判断单元2013和开关2014，开关2014用于控制第二闭合回路的通断；电压监测单元2012用于实时反馈储能稳压模块202的电压值；逻辑判断单元2013用于将电压监测单元2012监测到的电压值与额定电压值进行对比，以控制开关2014的通断。

这里，通过电压监测单元2012实时反馈储能稳压模块202的电压值，并将电压值反馈给逻辑判断单元2013。示例性的，当电压值U=100%Ue（Ue为额定电压值）或U≥120%Ue时，逻辑判断单元2013控制开关2014断开；当电压值U≤80%Ue时，逻辑判断单元2013控制开关2014闭合。

在一些可能实现的实施例中，梅花触指5的外周壁上开设有安装槽，安装槽靠近梅花触指5的插接口设置，安装槽用于与环形弹性件1配合连接，以使环形弹性件1固定在梅花触指5上。

这里，通过将环形弹性件1放置在靠近梅花触指5的插接口位置的梅花触指5的插接口内，能够实现在对实施动触头6向梅花触指5的插接口的***或拨出动作时，环形弹性件1随动触头6***或拨出发生形变，以使变电站的触头组件状态监测***能够精准的对触头组件状态进行监测。

在另一实施例中，如图9所示，示例性实施例提供的一种变电站的触头组件状态监测方法，应用于上述实施例中的变电站的触头组件状态监测***；变电站的触头组件状态监测方法包括：

S101，应力传感器对环形弹性件沿其周向所受的应力进行监测并生成相应的应力信号；

S102，监测模块根据第一阈值和第二阈值分别与应力传感器发送的应力信号所对应的应力值进行对比，得到触头组件分合闸的状态信息，以将状态信息进行显示；第一阈值为动触头未***梅花触指前的环形弹性件沿其周向所受的应力值；第二阈值为触头组件处于合闸状态下的环形弹性件沿其周向所受的应力值。

进一步的，监测模块根据第一阈值和第二阈值分别与应力传感器发送的应力信号所对应的应力值进行对比，得到触头组件分合闸的状态信息，以将状态信息进行显示，可以包括如下步骤：

S201，若应力信号对应的应力值等于第一阈值，则第一分析单元将状态信息确定为动触头未***状态信息；

S202，若应力信号对应的应力值在第一阈值和第二阈值之间，则第二分析单元将状态信息确定为动触头未合闸状态信息；

S203，若应力信号对应的应力值等于第二阈值，则第三分析单元将状态信息确定为动触头合闸状态信息；

S204，若应力信号对应的应力值大于第二阈值，则第四分析单元将状态信息确定为动触头对中不良状态信息。

更进一步的，监测模块根据第一阈值和第二阈值分别与应力传感器发送的应力信号所对应的应力值进行对比，得到触头组件分合闸的状态信息，以将状态信息进行显示，还可以包括如下步骤：

S301，第一阈值计算单元根据环形弹性件在动触头未***到梅花触指前对应的直径、以及环形弹性件沿其周向方向的刚度系数，得到动触头未***梅花触指前的环形弹性件沿其周向所受的应力值；

S302，第二阈值计算单元根据动触头的外直径、梅花触指的宽度、以及环形弹性件沿其周向方向的刚度系数，得到触头组件处于合闸状态下的环形弹性件沿其周向所受的应力值。

由于示例性实施例提供的变电站的触头组件状态监测方法基于上述任一示例性实施例的变电站的触头组件状态监测***来实现，因此该监测方法具有上述任一实施例提供的变电站的触头组件状态监测***的全部有益效果，该控制方法的实现方式可参照变电站的触头组件状态监测***实施例来实现，此处不再赘述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”，可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”，可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例性实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种变电站的触头组件状态监测***，其特征在于，所述触头组件包括动触头和静触头，所述静触头包括触头座和套设在所述触头座上的梅花触指；所述变电站的触头组件状态监测***包括：

环形弹性件，套设在所述梅花触指的外周壁上；

应力传感器，与所述环形弹性件连接，用于监测所述环形弹性件沿其周向所受的应力并生成相应的应力信号；

监测模块，与所述应力传感器连接，用于根据第一阈值和第二阈值分别与所述应力传感器发送的应力信号所对应的应力值进行对比，得到所述触头组件分合闸的状态信息，以将所述状态信息进行显示；所述第一阈值为所述动触头未***所述梅花触指前的所述环形弹性件沿其周向所受的应力值；所述第二阈值为所述触头组件处于合闸状态下的所述环形弹性件沿其周向所受的应力值；

其中，所述监测模块包括：

第一分析单元，用于若所述应力信号对应的应力值等于所述第一阈值，则将所述状态信息确定为动触头未***状态信息；

第二分析单元，用于若所述应力信号对应的应力值位于所述第一阈值和第二阈值之间，则将所述状态信息确定为动触头未合闸状态信息；

第三分析单元，用于若所述应力信号对应的应力值等于所述第二阈值，则将所述状态信息确定为动触头合闸状态信息；

第四分析单元，用于若所述应力信号对应的应力值大于所述第二阈值，则将所述状态信息确定为动触头对中不良状态信息。

2.根据权利要求1所述的变电站的触头组件状态监测***，其特征在于，所述监测模块还包括：

第一阈值计算单元，用于根据所述环形弹性件在所述动触头未***到所述梅花触指前对应的直径、以及所述环形弹性件沿其周向方向的刚度系数，得到所述动触头未***所述梅花触指前的所述环形弹性件沿其周向所受的应力值；

第二阈值计算单元，用于根据所述动触头的外直径、所述梅花触指的宽度、以及所述环形弹性件沿其周向方向的刚度系数，得到所述触头组件处于合闸状态下的所述环形弹性件沿其周向所受的应力值。

3.根据权利要求1所述的变电站的触头组件状态监测***，其特征在于，所述***还包括屏蔽罩，所述屏蔽罩的底部与所述触头座连接，且所述屏蔽罩与所述触头座形成安置腔，所述梅花触指位于所述安置腔内，所述屏蔽罩用于将所述静触头与所述屏蔽罩外侧的电场进行屏蔽。

4.根据权利要求1所述的变电站的触头组件状态监测***，其特征在于，所述***还包括中继器，所述中继器与所述应力传感器无线连接，用于接收所述应力传感器发送的应力信号，并将所述应力信号放大后发送给所述监测模块。

5.根据权利要求1至4任一项所述的变电站的触头组件状态监测***，其特征在于，所述应力传感器包括：

应变片，所述应变片的第一端和第二端均与所述环形弹性件连接；

储能稳压模块，所述储能稳压模块的正极与所述应变片的第一端电连接，所述储能稳压模块的负极与所述应变片的第二端电连接；

电流传感器，连接在所述应变片和所述储能稳压模块所形成的第一闭合回路上，所述电流传感器用于监测所述第一闭合回路的电流并生成相应的电流信号；

数据处理模块，与所述电流传感器电连接，用于将所述电流传感器发送的电流信号进行处理得到所述环形弹性件对应的应力信号，并将所述应力信号发送给所述监测模块。

6.根据权利要求5所述的变电站的触头组件状态监测***，其特征在于，所述数据处理模块包括：

信号转换单元，与所述电流传感器电连接，用于将所述电流传感器发送的电流信号转换成数字信号；

数据处理单元，与所述信号转换单元电连接，用于对所述数字信号进行计算得到所述环形弹性件对应的应力信号；

信号放大单元，与所述数据处理单元电连接，用于将所述应力信号进行放大；

信号发射模块，与所述信号放大单元电连接，用于将经所述信号放大单元放大后的应力信号发送给所述监测模块。

7.一种变电站的触头组件状态监测方法，应用于权利要求1至6任一项所述的变电站的触头组件状态监测***，其特征在于，所述变电站的触头组件状态监测方法包括：

所述应力传感器对所述环形弹性件沿其周向所受的应力进行监测并生成相应的应力信号；

所述监测模块根据第一阈值和第二阈值分别与所述应力传感器发送的应力信号所对应的应力值进行对比，得到所述触头组件分合闸的状态信息，以将所述状态信息进行显示；所述第一阈值为所述动触头未***所述梅花触指前的所述环形弹性件沿其周向所受的应力值；所述第二阈值为所述触头组件处于合闸状态下的所述环形弹性件沿其周向所受的应力值；

其中，所述监测模块根据第一阈值和第二阈值分别与所述应力传感器发送的应力信号所对应的应力值进行对比，得到所述触头组件分合闸的状态信息，以将所述状态信息进行显示，包括：

若所述应力信号对应的应力值等于所述第一阈值，则第一分析单元将所述状态信息确定为动触头未***状态信息；

若所述应力信号对应的应力值位于所述第一阈值和第二阈值之间，则第二分析单元将所述状态信息确定为动触头未合闸状态信息；

若所述应力信号对应的应力值等于所述第二阈值，则第三分析单元将所述状态信息确定为动触头合闸状态信息；

若所述应力信号对应的应力值大于所述第二阈值，则第四分析单元将所述状态信息确定为动触头对中不良状态信息。

8.根据权利要求7所述的变电站的触头组件状态监测方法，其特征在于，所述监测模块根据第一阈值和第二阈值分别与所述应力传感器发送的应力信号所对应的应力值进行对比，得到所述触头组件分合闸的状态信息，以将所述状态信息进行显示，还包括：

所述第一阈值计算单元根据所述环形弹性件在所述动触头未***到所述梅花触指前对应的直径、以及所述环形弹性件沿其周向方向的刚度系数，得到所述动触头未***所述梅花触指前的所述环形弹性件沿其周向所受的应力值；

所述第二阈值计算单元根据所述动触头的外直径、所述梅花触指的宽度、以及所述环形弹性件沿其周向方向的刚度系数，得到触头组件处于合闸状态下的所述环形弹性件沿其周向所受的应力值。