用于高压断路器动作特性测试的多种信号同步采集装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于高压断路器动作特性测试的多种信号同步采集装置，包括应力传感器、CCD传感器、工业LED强光源阵列、加速度传感器、霍尔电流传感器、降噪微音监听器、连接传感器和采集卡的接线箱、动态信号采集卡，以及断路器操作电源和传感器电源、各种信号调理模块。该装置同步采集到的应力、图像、振动、声音和电信号传输给上位机进行分析与诊断。本实用新型专利技术利用多种信号传感器和动态信号采集卡，同步采集断路器测试过程中的多种信号，避免以往传感器安装复杂、费时、测量精度不高，采集信号单一的弊端，为后续工作提供准确的原始数据。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电力设备的检测与故障诊断领域，尤其涉及一种用于高压断路器机械特性测试所需的多种信号的采集装置。
技术介绍
高压断路器作为电力系统中重要的控制和保护装置，其运行、维护和检修情况与整个电力系统可靠性密切相关。国内外学者不断对断路器机械状态及故障种类识别进行研究，但是目前仍对断路器的内部故障和其外在特征之间的规律缺乏系统认识，对断路器储能、操动机构异常与操动中机械运动特性之间的关联研究还不够深入，对其故障发生、发展的机理还不十分清楚。为满足现代电力发展的要求，需要对高压断路器进行故障诊断，其中主要采用的手段即采集断路器运行过程中产生的各种信号进行分析。目前对断路器操动机构特征参数发生的变化研究不够深入，究其原因是现有技术和分析方法受到局限。目前测试方法均使用接触式传感器，如传统直线位移、光电编码直线和角度传感器，不同型号高压开关需要配备不同夹具进行安装，并且安装复杂、费时，不仅会对断路器正常运行造成影响，而且同样会影响测量精度。并且由于高压断路器行过程短暂，运行次数少，一些测试装置所采集的信号种类单一，所采集的信号很难做到同步分析。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种同步采集多种信号的系统装置，包括应力、图像、振动、声波和电信号，具有较好稳定性、较强适应性，功能完善。所述用于高压断路器动作特性测试的多种信号同步采集装置，其特征在于包括：采集应力信息的应力传感器、采集图像信息的CCD传感器、配合CCD传感器的工业LED强光源阵列、采集振动信号的加速度传感器、采集电流信号的霍尔电流传感器、采集声音信号的降噪微音监听器、连接传感器和采集卡的接线箱、动态同步信号采集卡，以及断路器操作电源和传感器电源、各种信号调理模块。应力传感器、加速度传感器、降噪微音监听器分别与各自的信号调理模块相连，并通过接线箱接入动态同步信号采集卡，霍尔电流传感器接入动态采集卡，CCD传感器通过自身系统与上位机相连，同步模块同时与所有传感器和动态同步信号采集卡相连，动态同步信号采集卡与上位机相连。所述多种信号采同步集装置的进一步设计在于，所述的接线箱前面板的航空插座，实现传感器和接线箱内部线路的连接，6个航空插座分别为合闸线圈1路、分闸线圈2路、声波1、声波2、振动和应力传感器输入，且预留一个航空插座为触发按钮。接线箱内部含有多路输出工控电源，为传感器提供激励。接线箱背面有联接到采集卡的插座，插座可接入8路信号，通过传感器接线箱实现信号的输入。所述多种信号同步采集装置的进一步设计在于，所述的动态同步信号采集卡使用断 路器分合闸时候线圈电流的上升边沿触发，实现声音、振动、应力、图像和电流信号的时间同步；所述多种信号同步采集装置的进一步设计在于，所述的CCD传感器的辅助设备为工业LED强光源阵列。本技术装置的有益效果在于：本技术利用多种信号传感器和动态同步信号采集卡，同步采集断路器测试过程中的多种信号，避免了以往传感器安装复杂、费时、测量精度不高，采集信号单一的弊端，为后续工作提供准确的原始数据。附图说明图1是本技术装置的结构示意框图；图2是所述接线箱正面面板的示意图；图3是所述接线箱背面面板的示意图。具体实施方式对照图1，本技术的多种信号采集装置主要由采集应力信息的应力传感器、采集图像信息的CCD传感器、配合CCD传感器的工业LED强光源阵列、采集振动信号的加速度传感器、采集电流信号的霍尔电流传感器、采集声音信号的降噪微音监听器、连接传感器和采集卡的接线箱、动态同步信号采集卡，以及断路器操作电源和传感器电源、各种信号处理模块组成。断路器操动机构关键部件的应力信号由所述的应力传感器测出。高速运动目标受到自然光或人工辅助照明灯光的照射产生反射光，或者运动目标本身发光，这些光的一部分透过高速成像系统的成像物镜。经物镜成像后，落在光电成像器件的像感面上，受驱动电路控制的光电器件，会对像感面上的目标像快速响应，即根据像感面上目标像光能量的分布，在各采样点即像素点产生响应大小的电荷包，完成图像的光电转换。带有图像信息的各个电荷包被迅速转移到读出寄存器中。读出信号经信号处理后传输至上位机中，由上位机对图像进行读出显示和判读，并将结果输出。声、振、应力、电信号每一路输入信号都是同时被缓冲，放大，模拟过滤，由24位高精度采样模数转换器执行截止频率的数字滤波，自动调整一个软件可编程的采样率。高分辨率提供了必要的准确性，使得所选动态数据采集卡很好的适应音频、振动和应力分析应用程序。这种集成高精度调制模数转化器的采集卡，具有优秀的相位线性度的同时保持低噪声和失真。另外，这类模数转化器可以使采集卡免除与传统数据采集设备相联系的差分非线性的失真。使用断路器分合闸时候线圈电流的上升边沿触发动态同步信号采集卡。根据实际需要，合闸线圈为电流信号分配了一个通道，分闸线圈是两个信号通道。合闸测试过程中，首先设定一个触发值，当采集到的电流信号达到这个触发值时，采集卡开始采集信号。而在分闸测试中，为保证准确性，需要两个通道的电流信号进行同时触发，任意一个电流信号达到触发值，采集卡开始工作。本技术的多信号采集装置工作时，在断路器附近合理放置声音传感器和加速度传感 器，在分合闸线圈上安装电流传感器，其线圈绕向，保证电流信号和设置的触发电流信号方向一致，调整外置光源和相机焦距，使获取的图像信号清晰，在操动机构关键部件上放置应力传感器。对声音、振动、应力和电流信号设置相同的采样频率，对相机设定合适的帧率。利用电流信号上升沿触发，使断路器开始动作，通过图像信号获取完整的操动机构运行轨迹。自动搜寻动作结束点作为信号同步点，根据采样频率和相机帧率反向使时间同步直至操动机构开始时刻。至整个操作过程结束，高压断路器运行过程中的图像、应力、声音、振动与电信号均被测量并记录，用于后续的状态分析与故障诊断。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于高压断路器动作特性测试的多种信号同步采集装置，其特征在于包括：采集应力信息的应力传感器、采集图像信息的CCD传感器、配合CCD传感器的工业LED强光源阵列、采集振动信号的加速度传感器、采集电流信号的霍尔电流传感器、采集声音信号的降噪微音监听器、连接传感器和采集卡的接线箱、动态信号采集卡，以及断路器操作电源和传感器电源、各种信号调理模块；应力传感器、加速度传感器、降噪微音监听器分别与各自的信号调理模块相连，通过接线箱接入动态信号采集卡，霍尔电流传感器与动态采集卡相连，CCD传感器通过自身系统与上位机相连，同步模块同时与所有传感器和动态信号采集卡相连，动态信号采集卡与上位机相连。

【技术特征摘要】
1.一种用于高压断路器动作特性测试的多种信号同步采集装置，其特征在于包括：采集应力信息的应力传感器、采集图像信息的CCD传感器、配合CCD传感器的工业LED强光源阵列、采集振动信号的加速度传感器、采集电流信号的霍尔电流传感器、采集声音信号的降噪微音监听器、连接传感器和采集卡的接线箱、动态信号采集卡，以及断路器操作电源和传感器电源、各种信号调理模块；应力传感器、加速度传感器、降噪微音监听器分别与各自的信号调理模块相连，通过接线箱接入动态信号采集卡，霍尔电流传感器与动态采集卡相连，CCD传感器通过自身系统与上位机相连，同步模块同时与所有传感器和动态信号采集卡相连，动态信号采集卡与上位机相连。2.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵书涛，孙会伟，李沐峰，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：新型
国别省市：河北;13