基于传动装置状态的隔离开关合闸到位识别装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于传动装置状态的隔离开关合闸到位识别装置和方法，用于识别变电站的多种隔离开关是否准确合闸到位。隔离开关是变电站中极其重要的设备，长期的使用会导致隔离开关结构的异常，从而造成合闸不到位，引起发热乃至爆炸等严重事故。目前使用的隔离开关状态识别多是针对隔离开关导电臂的位置或角度，而本发明专利技术却是针对隔离开关的部分传动装置的位置进行识别和计算，从而推断出是否合闸完全到位，能获得更高的准确率，降低误识别率，且同一套程序可适合多种类型的隔离开关，可以替代人工巡检，节约了人力，提高了安全性。提高了安全性。提高了安全性。

【技术实现步骤摘要】
基于传动装置状态的隔离开关合闸到位识别装置和方法


[0001]本专利技术涉及隔离开关状态检测的
，尤其是指一种基于传动装置状态的隔离开关合闸到位识别装置及其合闸状态判断方法。

技术介绍

[0002]隔离开关，也有文献称为刀闸，是变电站的一种主要设备，本文所述隔离开关指单相隔离开关，一座三相隔离开关的每一相有一把隔离开关，三把隔离开关联动。
[0003]在长期运行中，各种原因可能导致隔离开关合闸不到位。现有的合闸到位判别主要依靠隔离开关自带的辅助接点或位置传感器，由于隔离开关基本是放置在户外进行工作，不得不面临着日晒雨淋以及金属腐蚀损坏、磨损的问题，辅助接点或其传动部分异常会导致分合位置误判，上传错误信号，威胁设备安全与生命周期，甚至造成大的电力事故，带来重大的人员伤亡和财产损失。
[0004]传统采用巡检人员到现场用肉眼观察判别合闸不到位故障。但由于变电站多分布于较为偏僻的地方，每个变电站隔离开关的数目也较多，到现场观察不仅费时而且费力。再加之随着社会不断发展，变电站和所使用的隔离开关的数量也在不断增加，相比以往需要耗费更多的人力资源。这种人工双重检测方法耗用了大量的人力，实时性差，是变电站实现全自动化的短板，巡检人员要近距离观察，存在一定的危险性。
[0005]开发自动识别合闸不到位故障的双重校验方法极为必要，电力部门下发了相关通知。目前的分合闸状态识别方法只是简单的二值逻辑判断，而合闸未到位的特征不明显，合闸未到位识别的难度远高于分合闸识别，需要精确识别装置和方法，目前已有的图像采集或视频监控法只能判断是否分合闸，不能精确判断是否合闸到位。其它各种方法也在研究中，如红外法、姿态传感器等，红外法要合闸之后通电一段时间，才能通过隔离开关发热异常判断，此时如果断电将造成一定的经济损失，影响电网的正常运行，属于一种事后补救的方法。姿态传感器需要另外在隔离开关上安装设备，要电网断电才能安装，其维护也要电网断电，影响电网运行。这些方法如今尚未达预期效果，亟需开发更好的双重校验方法。
[0006]因为合闸就是隔离开关的导电臂(也称为闸刀、导电杆、导电板，合闸时母线电流流过导电臂)的运动，所以目前图像识别法集中于直接拍摄导电臂图像，识别、分析、测量其姿态，得到合闸或分闸状态，本专利技术称之为直接法，但是，合闸未完全到位时导电臂的角度或姿态变化细微，这种方法对摄像头安装位置有严格的要求，否则其识别率难以达到电力行业的使用标准，而变电站设备众多，要优先保证主设备的安装，摄像头的最佳安装位置难以保证。
[0007]其次，目前我国变电站隔离开关的型号和种类繁多，其导电臂的合闸原理和外型相差甚大，不同类型的隔离开关需要不同的算法，目前的导电臂图像判断方法通用性差。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于克服现有隔离开关状态图像识别法难以识别合闸不完全到位
的缺点，提出了一种基于传动装置状态的隔离开关合闸到位识别装置及其合闸状态判断方法，不通过导电臂，而是通过某个传动装置的状态间接地推断导电臂是否合闸到位。因为传动比的设计，传动装置的运动幅度远大于导电臂，通过传动装置间接判断合闸的难度低，因而能解决直接法难以判断合闸不完全到位问题。
[0009]为实现上述目的，本专利技术所提供的技术方案为：基于传动装置状态的隔离开关合闸到位识别装置，包括：无接触监测装置和传动装置识别前端；
[0010]所述无接触监测装置用于监测隔离开关的部分传动装置，得到其状态数据，该状态数据输出到传动装置识别前端；
[0011]所述传动装置识别前端对所述状态数据进行处理，通过所述部分传动装置的状态来推断合闸是否到位；
[0012]所述无接触监测装置指在工作过程中不与被测对象有机械式接触，而是采用非接触方式进行监测，包括拍摄、测量、扫描和探测；所述传动装置是指把隔离开关驱动电机的动力传递到隔离开关的导电臂以完成合闸或分闸的一系列机械装置，所述导电臂也称为导电杆、导电板或闸刀。
[0013]优选的，还包括状态指示装置，所述状态指示装置固定在一个传动装置上，作为其附属的一部分随其运动，通过所述无接触监测装置监测所述状态指示装置，从而测算出所述传动装置的相关状态数据；非接触的监测方式有：可见光、人眼不可见光线、激光、超声波、无线电波和电磁感应，利用其中的一种或几种的组合进行非接触监测；所述传动装置的状态数据包括：位置、旋转角度、姿态角、轮廓、形状和方位，监测其中的一个或几个；所述状态指示装置的类型包括：标签、标牌、涂装标记、电磁感应装置、无线电波反射或吸收装置、超声波反射或吸收装置、光线反射或吸收装置，所述吸收是指反射的强度低于周边物体，根据所使用的无接触监测装置类型采用相应类型的状态指示装置；所述传动装置包括：扭杆、连接头、拉杆、联杆、可转动瓷瓶、瓷瓶拐臂和传动限位装置，所述扭杆把源自所述驱动电机的转动、扭力或动能传递给其它传动装置或其它扭杆，所述连接头连接两个扭杆，所述联杆又称相间联动拉杆或连杆，使得三个瓷瓶拐臂联动，保持三相隔离开关的每一相同步合闸，每个瓷瓶拐臂都固定于一个可转动瓷瓶底部，使所述可转动瓷瓶转动，所述可转动瓷瓶的转动使得隔离开关导电臂运动以完成合闸或分闸动作，所述传动限位装置为一种机械阻止装置，在隔离开关合闸到位时限制传动机构的进一步运动；一座三相隔离开关的三个单相隔离开关能够共用一个隔离开关驱动电机。优选的，所述状态指示装置为角度指示装置，所述角度指示装置固定在一个能轴向转动的传动装置上，随其转动，所述无接触监测装置通过监测角度指示装置，测算出能轴向转动的传动装置的转动角度；所述角度指示装置有与背景物体区别显著的特征，通过该特征能够降低识别难度或提高测量精度，如果所述无接触监测装置为激光探测装置，则所述角度指示装置为平面状标牌。
[0014]优选的，所述状态指示装置为位置指示装置，所述无接触检测装置通过监测所述位置指示装置，测算出传动装置的位置、形状或轮廓变化；所述位置指示装置有与背景物体区别显著的特征，通过该特征可以降低识别难度或提高测量精度，如果所述无接触监测装置为摄像头或相机，则所述位置指示装置采用标签、标牌或涂装标记。
[0015]优选的，还包括角度指示装置，所述角度指示装置固定在一个能轴向转动的传动装置上，随其转动，所述无接触监测装置为摄像头或相机，当合闸到位时所述摄像头或相机
能拍摄到所述角度指示装置，通过所述无接触监测装置监测角度指示装置，从而测算出能轴向转动的传动装置的转动角度。
[0016]优选的，所述无接触监测装置配有云台，通过云台调整所述无接触监测装置的姿态角度，以监测多个传动装置，所述云台泛指能使所述无接触监测装置旋转或俯仰的装置或平台。
[0017]本专利技术也提供了一种上述基于传动装置状态的隔离开关合闸到位识别装置的合闸状态判断方法，包括：
[0018]标签识别环节：从拍摄的图像中识别出角度指示装置图像；
[0019]误差计算环节：通过所述角度指示装置图像，计算出标签的当前状态与其标准状态的误差，所述标准状态本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于传动装置状态的隔离开关合闸到位识别装置，其特征在于，包括：无接触监测装置和传动装置识别前端；所述无接触监测装置用于监测隔离开关的部分传动装置，得到其状态数据，该状态数据输出到传动装置识别前端；所述传动装置识别前端对所述状态数据进行处理，通过所述部分传动装置的状态来推断合闸是否到位；所述无接触监测装置指在工作过程中不与被测对象有机械式接触，而是采用非接触方式进行监测，包括拍摄、测量、扫描和探测；所述传动装置是指把隔离开关驱动电机的动力传递到隔离开关的导电臂以完成合闸或分闸的一系列机械装置，所述导电臂也称为导电杆、导电板或闸刀。2.根据权利要求1所述的隔离开关合闸到位识别装置，其特征在于，还包括状态指示装置，所述状态指示装置固定在一个传动装置上，作为其附属的一部分随其运动，通过所述无接触监测装置监测所述状态指示装置，从而测算出所述传动装置的相关状态数据；非接触的监测方式有：可见光、人眼不可见光线、激光、超声波、无线电波和电磁感应，利用其中的一种或几种的组合进行非接触监测；所述传动装置的状态数据包括：位置、旋转角度、姿态角、轮廓、形状和方位，监测其中的一个或几个；所述状态指示装置的类型包括：标签、标牌、涂装标记、电磁感应装置、无线电波反射或吸收装置、超声波反射或吸收装置、光线反射或吸收装置，所述吸收是指反射的强度低于周边物体，根据所使用的无接触监测装置类型采用相应类型的状态指示装置；所述传动装置包括：扭杆、连接头、拉杆、联杆、可转动瓷瓶、瓷瓶拐臂和传动限位装置，所述扭杆把源自所述驱动电机的转动、扭力或动能传递给其它传动装置或其它扭杆，所述连接头连接两个扭杆，所述联杆又称相间联动拉杆或连杆，使得三个瓷瓶拐臂联动，保持三相隔离开关的每一相同步合闸，每个瓷瓶拐臂都固定于一个可转动瓷瓶底部，使所述可转动瓷瓶转动，所述可转动瓷瓶的转动使得隔离开关导电臂运动以完成合闸或分闸动作，所述传动限位装置为一种机械阻止装置，在隔离开关合闸到位时限制传动机构的进一步运动；一座三相隔离开关的三个单相隔离开关能够共用一个隔离开关驱动电机。3.根据权利要求2所述的隔离开关合闸到位识别装置，其特征在于，所述状态指示装置为角度指示装置，所述角度指示装置固定在一个能轴向转动的传动装置上，随其转动，所述无接触监测装置通过监测角度指示装置，测算出能轴向转动的传动装置的转动角度；所述角度指示装置有与背景物体区别显著的特征，通过该特征能够降低识别难度或提高测量精度，如果所述无接触监测装置为激光探测装置，则所述角度指示装置为平面状标牌。4.根据权利要求2所述的隔离开关合闸到位识别装置，其特征在于，所述状态指示装置为位置指示装置，所述无接触检测装置通过监测所述位置指示装置，测算出传动装置的位置、形状或轮廓变化；所述位置指示装置有与背景物体区别显著的特征，通过该特征可以降低识别难度或提高测量精度，如果所述无接触监测装置为摄像头或相机，则所述位置指示装置采用标签、标牌或涂装标记。5.根据权利要求1所述的隔离开关合闸到位识别装置，其特征在于，还包括角度指示装置，所述角度指示装置固定在一个能轴向转动的传动装置上，随其转动，所述无接触监测装置为摄像头或相机，当合闸到位时所述摄像头或相机能拍摄到所述角度指示装置，通过所
述无接触监测装置监测角...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡劲松，袁征仕，吴立昊，贺映玲，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：