介紹了一種高壓真空斷路器機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。該監(jiān)測系統(tǒng)綜合了以往的監(jiān)測技術(shù)，保證了對斷路器機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測的全面性。在此基礎(chǔ)上，擴(kuò)大了監(jiān)測范圍，包括彈簧操動機(jī)構(gòu)真空斷路器和永磁機(jī)構(gòu)真空斷路器，提出了一機(jī)兩用思想，既可作為斷路器出廠測試用，又可作為斷路器在線監(jiān)測用。該監(jiān)測系統(tǒng)在技術(shù)上，對信號采集精度、監(jiān)測儀功能方面、運(yùn)行抗干擾方面有了更高的要求。監(jiān)測系統(tǒng)的上位機(jī)系統(tǒng)使用混合型面向?qū)ο笳Z言C++在可視化編程系統(tǒng)Visual C++中編寫，實(shí)現(xiàn)與下位機(jī)間的通信，接收到的數(shù)據(jù)隨時(shí)繪成波形實(shí)時(shí)顯示并存入數(shù)據(jù)庫，為之后的故障診斷系統(tǒng)分析判斷積累信息資源。該監(jiān)測系統(tǒng)已基本完成，經(jīng)實(shí)驗(yàn)測試運(yùn)行正常，采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

　　引言

　　高壓斷路器是電力系統(tǒng)中最重要的開關(guān)設(shè)備之一，它擔(dān)負(fù)著對電力系統(tǒng)控制和保護(hù)的雙重任務(wù)。斷路器的工作穩(wěn)定對整個(gè)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行非常關(guān)鍵。國際大電網(wǎng)會議對高壓斷路器可靠性所做的世界范圍的調(diào)查及我國電力部門對高壓開關(guān)事故的統(tǒng)計(jì)分析均表明，高壓斷路器的大多數(shù)故障(主要故障的70%和次要故障的86%)發(fā)生在機(jī)械機(jī)構(gòu)上。高壓斷路器機(jī)械故障所造成的事故在次數(shù)、事故所造成的停電時(shí)間上均占總量的60%以上。大多數(shù)的機(jī)械故障是由于機(jī)械特性不良造成的， 常見的機(jī)械故障有傳動機(jī)構(gòu)變形、潤滑不良、電磁鐵卡塞、鎖扣失靈、觸頭磨損、螺絲松動、部件破裂、緩沖器故障、彈簧拉伸偏差、合分閘線圈電流失穩(wěn)、斷路器安裝不牢等，而其他故障如滅弧、絕緣等的故障占較小的比例。

　　通過大量工廠實(shí)驗(yàn)， 發(fā)現(xiàn)典型的時(shí)間—位移曲線、速度—位移曲線、輔助接點(diǎn)動作曲線、分合閘線圈電流曲線、電機(jī)電流曲線等波形中含有豐富的機(jī)械狀態(tài)信息，特別是漸變信息，當(dāng)某個(gè)部件異常時(shí)，相關(guān)波形均會有相應(yīng)的變化， 它可以利用對曲線細(xì)部特征變化十分敏感的曲線相關(guān)性技術(shù)， 對機(jī)械狀態(tài)漸變性潛在故障進(jìn)行診斷。因此，通過檢測高壓斷路器的機(jī)械狀態(tài)的手段，對提高供電可靠性有重要的現(xiàn)實(shí)意義，并可以減少盲目定期檢修帶來的資金浪費(fèi)，同時(shí)也加強(qiáng)了智能電網(wǎng)自愈和自適應(yīng)能力。

　　筆者所設(shè)計(jì)的監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測量包括彈簧操動機(jī)構(gòu)真空斷路器的合分閘脫扣器線圈電流信號、儲能電機(jī)電流信號、主軸旋轉(zhuǎn)角位移及速度信號、電機(jī)觸點(diǎn)信號、永磁機(jī)構(gòu)真空斷路器永磁線圈電流信號、永磁線圈電壓信號、動觸頭行程信號以及兩者的振動信號、輔助觸點(diǎn)與三相觸頭合分閘的開關(guān)量信號。該監(jiān)測系統(tǒng)對信號的采集精度做了更高的要求，采用外部AD 轉(zhuǎn)換模塊，將采集精度提高到16 bit。信號處理單元采用先進(jìn)的數(shù)字信號處理器作為檢測核心，負(fù)責(zé)模擬信號的采集、轉(zhuǎn)換、運(yùn)算、傳輸以及增強(qiáng)功能的實(shí)現(xiàn)。該監(jiān)測儀也可作為斷路器的出廠測試儀，提供斷路器出廠時(shí)必須的開距、超程、彈跳、速度等參數(shù)信息。

　　1、監(jiān)測系統(tǒng)

　　監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖見圖1。監(jiān)測系統(tǒng)主要包括控制模塊、信號采集模塊、AD 轉(zhuǎn)換模塊、信號處理模塊以及實(shí)時(shí)顯示波形的上位機(jī)系統(tǒng)。此外，還有監(jiān)測儀的增強(qiáng)功能，包括故障語音報(bào)警、LCD 液晶顯示、報(bào)表打印、數(shù)據(jù)存儲等功能。

圖1 監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

　　各路采集通道將采集到的模擬信號量通過電平轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為0~5 V 之間的信號， 送入AD 轉(zhuǎn)換模塊中， 轉(zhuǎn)換完后輸出的數(shù)字信號需經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換電路降為3.3 V 的數(shù)字信號，送入信號處理模塊。信號處理模塊對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并通RS485 通訊傳輸給上位機(jī)，上位機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行大量的分析、判斷斷路器的相應(yīng)位置的工作狀態(tài)，然后，上位機(jī)針對相應(yīng)監(jiān)測結(jié)果，發(fā)出指令給下位機(jī)進(jìn)入下一步動作。當(dāng)上位機(jī)判斷出斷路器出現(xiàn)異常時(shí)，發(fā)送指令給下位機(jī)，下位機(jī)接收指令并區(qū)分指令的特征， 控制LCD 顯示故障數(shù)據(jù)，同時(shí)控制語音報(bào)警電路說明故障的嚴(yán)重程度，以此給予工作人員語音提醒，并提供故障數(shù)據(jù)。

　　4、結(jié)語

　　高壓電器是電力系統(tǒng)中非常重要的成員， 尤其斷路器又顯得格外重要，為保護(hù)斷路器正常工作，保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行， 對斷路器的機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測必不可少。該監(jiān)測系統(tǒng)對斷路器的機(jī)械特性狀態(tài)信息做了正確的監(jiān)測， 能夠保證在該監(jiān)測信息的基礎(chǔ)上，通過后臺診斷系統(tǒng)的分析判斷，預(yù)防斷路器的機(jī)械故障，對電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行有積極的作用。有利于智能電器的發(fā)展，促進(jìn)智能電網(wǎng)的完善。再者，由于電力系統(tǒng)中來自電力電路干擾、人為干擾、自然環(huán)境等干擾的影響， 以及智能電網(wǎng)對智能斷路器的嚴(yán)格要求， 致使對斷路器監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測準(zhǔn)確性提出嚴(yán)峻的考驗(yàn)，為了得到更加準(zhǔn)確的監(jiān)測結(jié)果，將加強(qiáng)對監(jiān)測系統(tǒng)的抗干擾能力的研究， 以滿足智能電網(wǎng)的需要。