高壓斷路器機械狀態監測系統研究
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當斷路器出現機構卡澀，部件變形、位移或損壞，分合閘鐵心松動、卡澀，軸銷松斷，脫扣失靈，電氣控制及輔助回路二次接線接觸不良、端子松動，輔助開關切換不靈，操作電源故障等問題時，可以通過監測機械參量，判斷斷路器的狀態，發現拒動、誤動等故障，這些參量主要包括分(合)閘速度、分(合)閘時間、三相分(合)閘同期性、觸頭開距、剛分(合)速度、平均速度、最大速度、觸頭行程、超程、觸頭合閘彈跳時間、觸頭分閘反彈幅值。
為了獲得彈簧操動機構等機械參量，需要采集相關的信號，如儲能電機的電壓和電流、分合閘線圈電壓、三相斷口開關量、行程信號、分合閘線圈電流等，然后根據這些信號計算出斷路器各部件的機械參量，從而實現對斷路器機械狀態和故障的判斷。
根據功能要求，新型在線檢測儀采用混合信號SOC處理器“C8051F000”，其主要特點是采用8051內核和流水線指令結構，自帶看門狗和多種通訊接口，含有ISP閃速程序存儲器和數據存儲器，8通道復用的12位ADC，兩個12位的651DAC，兩個比較器采用3．3V供電電壓，芯片管腳可以由開發者靈活定義，采用JTAG接口實現程序的下載和系統調試，可實現現場程序的修改、更換和調試，非常靈活。另外，C8051F000處理器ADC可編程的最大采集速率為100k／s。主控板的存儲器采用容量為1M的非易失靜態RAM，在最大采集速率時可一次記錄5s的數據。C8051 F000芯片本身附帶串行通訊功能，加上一塊RS485通訊芯片就能解決與上位機的通訊問題。
2．2 軟件實現
本系統上位機軟件主要包括數據采集、存儲、控制和趨勢等功能，軟件結構見圖3。本文引用地址：http://www.104case.com/article/160132.htm
系統在數據采集過程中，由上位機軟件控制查詢通道，實現通訊過程的控制，在線監測儀本地軟件負責控制現場數據采集，將所采集的數據通過RS485上傳給上位機。上位機將采集數據保存成標準的數據格式，上位機軟件可對這些數據進行分析、計算，也可為工程師等人員提供數據查詢服務。根據這些檢測到的歷史數據，可獲得高壓斷路器的機械參數，從而可分析得到斷路器的機械狀態，根據斷路器的狀態，可預測和判斷故障，為檢修提供合理化意見。
3 系統試驗
本系統目前已經在電力系統高壓斷路器上進行機械狀態監測、故障分析試驗。
試驗方案如下：監測ZN28-12／1250型高壓真空斷路器，設置10kHz采樣頻率，數模輸出口經光耦隔離驅動晶閘管控制斷路器的動作。
試驗發現，監測系統能解決目前大多數系統存在的問題，能夠對高壓斷路器的控制電源、三相斷口開關量、開關行程一時間特性、脫扣電磁鐵的線圈回路電流和電壓、儲能電動機的電流和電壓進行可靠的監測，精度和性價比高，抗干擾能力強，完全符合實際工程需求。由于采用RS485通信方式，能滿足實時性要求高等的場所。
4 結束語
本文所涉及的高壓斷路器機械狀態在線監測系統可實時監測斷路器的各機械參數，實時掌握斷路器運行過程中的機械狀態，分析診斷和處理機械故障。另外，由于該系統采用軟硬件結合方式，試驗數據存儲于數據庫中，能為下一步的專家系統提供基礎性分析數據，可以為電力企業實現狀態檢修工作奠定基礎。
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