【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电子，具体涉及一种断路器寿命监测装置。
技术介绍
1、无论线路处于何种状态，如空载、负载、短路故障等情况，断路器都是电力系统中重要的控制及保护设备。当控制断路器进行动作时都要求断路器可以可靠的动作或是分合或者开断电路，将线路故障从电网线路中快速的切断，保证电网的可靠性运行。
2、高压断路器作用即能够开断、关合及承载运行线路的正常电流，也能够在规定时间内关合及开断异常电流，保护整体线路的运行安全。
3、目前断路器的检测方法主要有离线式和在线式。离线式即定时检修方式，需要断路器预先停电，然后将断路器拆解，频繁的拆解检测浪费了大量的人力物力，造成停电损失以及降低设备寿命等不利影响；同时该方法对人员的专业性也提出了很高的要求，存在人为的疏忽风险。
4、此外，目前对于断路器寿命测试方法主要为定时检修方式以及在线监测方式；定时检修方式需要断路器进行预先停电，然后对断路器进行拆解，由专业的设备以及专业的人员对当前断路器的寿命进行相应的评估，该方法对断路器的拆解会降低其寿命，同时该方法对人员的专业性也提出了很高的要求，存在人为的疏忽风险。
5、断路器的寿命由电寿命和机械寿命组成，目前电寿命的的折算方法通常使用一次回路的开断电流进行累加来判断，如50kax20次与5kax200次，其灭弧室的烧损情况相差极大；还有采用燃弧时间来折算寿命，这些折算方法准确度较低，不能准确的反应当前断路器的运行状态，同时工程实践的难度相对较高。对于机械寿命的判断也是根据开断次数进行推测，对于一些异常磨损、缺
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种通过采集一次回路开断电流以及分合闸速度来实时监测断路器的寿命的断路器寿命监测装置。
2、根据本专利技术，提供了一种断路器寿命监测装置，其特征在于包括：安装在断路器的机械操纵机构的主轴上的高精度角度编码器以及处理器；其中，高精度角度编码器用于精确测量每次断路器动作的角度，处理器根据高精度角度编码器测量的角度来计算出动作的行程，从而计算出断路器的分闸速度和合闸速度。
3、优选地，动作的行程是断路器分闸后或者断路器合闸前预定时间段内移动的距离；分闸速度是分闸触点闭合以后预定时间段内断路器触头移动的距离与时间比值；合闸速度是合闸触点闭合之前预定时间段内断路器触头移动的距离与时间的比值。
4、优选地，预定时间段为10ms。
5、优选地，高精度角度编码器包括：转轴安装部分和编码器主体；其中转轴安装部分包括轴联器、抱箍和夹钳，其中轴联器与断路器的机械操纵机构的电机主轴固定从而随电机主轴转动；编码器主体的主轴安装至轴联器的轴孔，并且通过抱箍夹紧后通过夹钳固定在机构箱外壳上，从而保持编码器主体部分固定在机构箱外壳上。
6、优选地，处理器基于采样率，实时采集高精度角度编码器输出的脉冲信号，通过分合闸触点的状态的变化得到时刻t1，同时读取高精度角度编码器的数据记为q1，
7、对于分闸情况而言，处理器读取10ms后的编码器数据记为q2；
8、则旋转的角度r1 = （q2 – q1）/ 4 *(1024 / 360);
9、l1 = (r1*2π) / 360 * r * k;
10、其中，l1为分闸行程，r1为旋转角度，r为轴长，k为传动比；
11、分闸速度v = l1 / 0.01;
12、分闸损耗机械寿命为：
13、，
14、v0为断路器标准的分闸速度，n0为断路器定义的总的机械分合次数；
15、对于合闸情况而言，处理器200读取合闸触点闭合10ms前的编码器的输出数据记为q2，
16、则旋转的角度r2 = （q2 – q1）/ 4 *(1024 / 360);
17、l2 = (r2*2π )/ 360 * r * k;
18、l2为合闸行程，r2为旋转角度，r为轴长，k为传动比；
19、合闸速度v = l2 / 0.01;
20、合闸损耗机械寿命为：
21、，
22、v0为断路器标准的合闸速度，n0为断路器定义的总的机械分合次数
23、则总的机械寿命损耗ym = y1+y2。
24、优选地，处理器执行下述计算：
25、断路器在不同开断电流ic下的相对电磨损计算公式如下：
26、，
27、，
28、式中，n为断路器在额定短路电流下的开断次数，ic为当前开断电流，ie为额定短路电流；α和β为参考系数；
29、计算n次后的累计的相对电磨损：
30、，
31、对于一台全新的断路器而言，其寿命定义为100%，即1；
32、则由此计算出断路器的剩余寿命lm = 1-（qm+ym）。
33、优选地，所述的断路器寿命监测装置还包括：电源模块，用于为整个断路器寿命监测装置提供低压电源；通讯模块，用于与后台主机进行数据交互；以太网模块，用于与后台的数据交互以传输图像或者曲线数据。
34、优选地，所述的断路器寿命监测装置还包括：电流互感器模块，用于测量一次回路的电流大小。
35、优选地，所述的断路器寿命监测装置还包括：光电编码器模块，用于对高精度角度编码器输出的信号在处理器处理之前进行预处理。
36、根据本专利技术的断路器寿命监测装置通过主处理器通过连续采集电流互感器的数据，可以计算出一次回路每次开断时的工作电流或者短路电流，可以计算出当前断路器的电寿命的损耗情况、以及断路器的分合闸次数，通过采集角度编码器可以计算出断路器分合闸时的速度数据。当分闸速度变慢会使得电弧燃烧时间加长，从而加速断路器触头的电磨损，降低断路器的使用寿命，合闸速度过快会是机械结构承担过大的应力及冲击，缩短使用寿命。分合闸速度过快或者过慢都会对断路器的寿命有很大的影响。
37、而且，根据本专利技术的断路器寿命监测装置通过以上可以计算出断路器的电寿命损耗以及机械寿命的损耗，基于这两个数据系统可以更加全面的评估出断路器的寿命情况。有助于避免传统方法因估算不准确而导致的误判或者漏判。
38、此外，根据本专利技术的断路器寿命监测装置同时还具备通讯rs485接口以及以太网口，可以实时的将断路器的数据上传给智能电网，确保数据的及时性及准确性，可以在第一时间捕捉到断路器运行的微小变化，为后续评估及预测提供有力支持。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种断路器寿命监测装置，其特征在于包括：安装在断路器的机械操纵机构的主轴上的高精度角度编码器以及处理器；其中，高精度角度编码器用于精确测量每次断路器动作的角度，而且处理器根据高精度角度编码器测量的角度来计算出动作的行程，从而计算出断路器的分闸速度和合闸速度。
2.根据权利要求1所述的断路器寿命监测装置，其特征在于，动作的行程是断路器分闸后或者断路器合闸前预定时间段内移动的距离；分闸速度是分闸触点闭合以后预定时间段内断路器触头移动的距离与时间比值；合闸速度是合闸触点闭合之前预定时间段内断路器触头移动的距离与时间的比值。
3.根据权利要求2所述的断路器寿命监测装置，其特征在于，预定时间段为10ms。
4.根据权利要求1或2所述的断路器寿命监测装置，其特征在于，高精度角度编码器包括：转轴安装部分和编码器主体；其中转轴安装部分包括轴联器、抱箍和夹钳，其中轴联器与断路器的机械操纵机构的电机主轴固定从而随电机主轴转动；编码器主体的主轴安装至轴联器的轴孔，并且通过抱箍夹紧后通过夹钳固定在机构箱外壳上，从而保持编码器主体部分固定在机构箱外壳上。
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