一种高压SF6断路器弧触头接触行程的测量装置及方法制造方法及图纸

一种高压SF6断路器孤触头接触行程的测量装置及方法，所述装置包括：角位移测量模块、角位移与直线位移的转化模块、数据采集与处理模块；所述角位移测量模块测量断路器主轴的角位移量；所述角位移与直线位移转化模块用于获得断路器主轴角位移量与弧触头直线行程之间的对应关系；数据采集与处理模块用于计算弧触头的直线行程；所述方法基于所述装置，解决了直线传感器难以应用于高压开关设备的问题，采用小巧轻便的角位移传感器，根据角位移与直线位移的对应关系，巧妙间接地获得了弧触头直线行程，实现了用简单装置实现高精度测量的任务，实现了对高压SF6断路器弧触头单独接触行程的测量。

【技术实现步骤摘要】

本产品设计涉及电力产品电器领域开关设备的在线监测，特别涉及一种测量高压SF6断路器弧触头接触行程的测量装置及方法。
技术介绍
现有的计算断路器电寿命的方法主要是开断电流累计法，它是根据触头的质量损耗计算电寿命，是基于高压断路器的电寿命曲线的累计法。但是，不同短路电流下的触头电磨损程度是不一样的，而其磨损量和短路电流大小并不成线性关系。仅用累计开断电流来判断触头烧损量是不够的；因此，判断触头烧损量要考虑到每次开断不同短路电流所产生的不同磨损量，从而给高压SF6断路器/GIS的电寿命检测带来了很大的困难。因此，需要对现有的电寿命检测状况进行革新，不能仅依赖于开断电流大小，而通过反映高压SF6断路器/GIS开关动作时的重叠时间来监测和评估断路器的电寿命，从而有望获得较为准确的电寿命监测结果，弥补目前国内外尚无高压SF6断路器/GIS行之有效的电寿命监测技术和方法的缺陷，为高压SF6断路器/GIS智能化产品的升级换代提供理论与技术指导。对于高压SF6断路器/GIS来说，其开关动作时动静弧触头的接触时间是衡量高压断路器电寿命的重要指标。但是在实际应用中动静弧触头的接触时间不易测量，而动静弧触头的接触时间与弧触头单独接触行程之间具有对应关系，因此可以通过测量弧触头单独接触行程来计算接触时间。在实际测量中，为了保证弧触头单独接触行程测量的准确性，对断路器开关动作行程曲线必须进行高精度的测量，其精度应该在0.5_级别(或更高)。然而:高精度的测量往往意味着复杂的测量装置。
技术实现思路
基于此，本专利技术公开了一种高压SF6断路器孤触头接触行程的测量装置；所述装置包括角位移测量模块、角位移与直线位移转化模块和数据采集与处理模块；所述角位移测量模块包括角位移传感器，所述角位移传感器用于获得断路器主轴的角位移量，并将所述角位移量发送给数据采集与处理模块；所述角位移与直线位移转化模块用于将其存储的断路器主轴的角位移量与弧触头直线行程拟合成对应关系曲线并发送给数据采集与处理模块；所述数据采集与处理模块，用于根据所述断路器主轴的角位移量和所述对应关系计算弧触头接触行程。【附图说明】图1为一个实施例中断路器内部结构图；图2为一个实施例中本作品的设计结构图；图3为一个实施例中分闸过程角位移和直线位移行程统计结果；图4为一个实施例中合闸过程角位移和直线位移行程统计结果；图5为一个实施例中分闸过程弧触头行程拟合结果与实际结果对比图；图6为一个实施例中弧触头行程曲线拟合误差曲线；图7为一个实施例中合闸过程弧触头行程拟合结果与实际结果对比图；图8为一个实施例中合闸过程弧触头行程曲线拟合误差曲线图。【具体实施方式】下面结合附图1-8和实施例对本专利技术作进一步的说明:在一个实施例中，本专利技术公开了一种高压SF6断路器孤触头接触行程的测量装置；所述装置包括角位移测量模块、角位移与直线位移转化模块和数据采集与处理模块；所述角位移测量模块包括角位移传感器，所述角位移传感器用于获得断路器主轴的角位移量，并将所述角位移量发送给数据采集与处理模块；所述角位移与直线位移转化模块用于将其存储的断路器主轴的角位移量与弧触头直线行程拟合成对应关系曲线并发送给数据采集与处理模块；所述数据采集与处理模块，用于根据所述断路器主轴的角位移量和所述对应关系计算弧触头接触行程。进一步的，所述数据采集与处理模块包括基于ARM芯片的数据采集处理电路。本实施例公开的角位移与直线位移的转化模块通过实验测量和拟合分析，得到断路器主轴角位移量与弧触头直线行程之间的对应关系，从而可以根据断路器的角位移量曲线绘制弧触头行程曲线，并实现根据测得的角位移量计算弧触头的直线行程。ARM数据采集处理模块采用基于ARM芯片的数据采集处理电路，根据角位移传感器输入的角位移量和基于断路器主轴角位移量与弧触头直线行程之间的对应关系的数据处理程序进行数据处理，从而得到弧触头的直线行程。本实施例对直线传感器难以运用于高压开关设备的问题，提出采用小巧轻便的角位移传感器，根据角位移与直线位移的对应关系，巧妙间接地获得了弧触头直线行程，实现了用简单装置实现高精度测量的任务，实现了对高压SF6断路器弧触头单独接触行程的测量。在一个实施例中，所述角位移传感器为WDD35D4型电阻式角位移传感器。本实施例考虑了所述角位移传感器安装的便捷性，电磁屏蔽的必要性与测量精度的要求，选择了 WDD35D4型电阻式角位移传感器。本实施例采用的WDD35D4型电阻式角位移传感器，其上的螺纹与断路器主轴的通用连接轴口径恰好一致，避免了机械加工，其输出接口有良好的电磁屏蔽设计，通过抗干扰的双绞线与ARM模块连接，保证系统良好的抗干扰性能，其精度也可以满足测量要求。在一个实施例中，所述存储的断路器主轴的角位移量与弧触头直线行程具体为利用安装在主轴上的角位移传感器和绝缘拉杆底部的直线位移传感器在断路器分合闸时来分别测量主轴角位移量和弧触头直线位移行程。本实施例重点介绍测量主轴角位移量和弧触头直线位移行程是怎么得到的，而本装置中的角位移与直线转换模块实际是一种概念或是处理方法，而不是具体实物，本装置中并没有使用直线位移传感器。在一个实施例中，所述测量得到的断路器主轴的角位移量与弧触头直线行程包括分别测量25-45次分合闸时主轴角位移量和弧触头直线位移行程。本实施例中，断路器分、合闸操作30次的数据统计结果如附图3(分闸)和附图4(合闸)所示。分闸过程直线位移电压值最大偏差3.3% (0.06V)，角位移电压值最大偏差3.2% (0.08V)。合闸过程直线位移电压值最大偏差1.1% (0.02V)，角位移电压值最大偏差0.3% (0.008V)。由此可得，在多次测量时，断路器直线位移与角位移量曲线的分散性较小。在一个实施例中，利用Matlab软件中的cftool工具将25-45次分合闸时主轴角位移量和弧触头直线位移行程分别拟合成分闸过程与合闸过程断路器主轴的角位移量和弧触头的直线行程的对应关系曲线。...

【技术保护点】
一种高压SF6断路器孤触头接触行程的测量装置，其特征在于：所述装置包括角位移测量模块、角位移与直线位移转化模块和数据采集与处理模块；所述角位移测量模块包括角位移传感器，所述角位移传感器用于获得断路器主轴的角位移量，并将所述角位移量发送给数据采集与处理模块；所述角位移与直线位移转化模块用于将其存储的断路器主轴的角位移量与弧触头直线行程拟合成对应关系曲线并发送给数据采集与处理模块；所述数据采集与处理模块，用于根据所述断路器主轴的角位移量和所述对应关系计算弧触头接触行程。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王小华，荣命哲，刘天阳，刘定新，杨爱军，王琼，李佳蓉，范韶迪，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61