一种高压开关机械传动性能的在线检测装置

技术领域

本发明涉及高压开关检测技术领域，具体为一种高压开关机械传动性能的在线检测装置。

背景技术

高压开关分为高压断路器和高压接触器两类，前者适用于需要开关具有一定开断能力的场合，后者适用于需要开关频繁操作的场合。无论高压开关应用于哪种场合，开关由于机械传动故障而引起的拒分拒合都会人身和设备安全带来严重的后果。高压开关的控制指令一般来自两个方面，一是开关的正常操作，如电机启停等；一是继电保护跳电，如线路短路、接地等。高压开关的传动大至可为四个步骤：1接受分合闸指令，2机械传动，3分合闸动作，4开关储能，为下一次开关机械传动做准备。在正常情况下，开关的合分闸时间是基本固定，离散性不大。

在构思和实现本申请的过程中，申请人至少发现以下技术问题：高压开关本身的状态一般是依据《DL/T596电力设备预防性试验规程》进行周期性的离线预防性试验来把握的。离线的试验内容很多，其中很重要的一项是检测开关分合闸时间，以验证开关机械传动是否顺畅。离线试验的周期一般是3-6年（也有一部分用户由于种种原因，大于这期限或长期不做），在这期间，开关处于在线状态，用户无法对开关进行其它试验。然而，在这期间，由于开关的老化、环境、频繁操作、润滑等因素，会引起开关机械传动性能下降，甚至会出现开关拒动现象。

发明内容

为缓解上述问题，本申请提供一种高压开关机械传动性能的在线检测装置，包括：

检测单元，所述检测单元的信号检测端连接高压开关的控制端，用于接收所述高压开关的控制指令；所述检测单元的主轴到位触头检测端连接所述高压开关的开关主轴，用于检测所述高压开关的主轴到位信号；

计时单元，所述计时单元与所述检测单元连接，用于对所述控制指令和所述主轴到位信号进行分别计时；

比较单元，所述比较单元与所述计时单元连接，用于基于预设动作时长参考值，判断所述高压开关的开关主轴对所述控制指令的动作时长异常时，生成警示信号；

警示单元，所述警示单元与所述比较单元连接，用于根据所述警示信号生成警示信息。

可选地，所述信号检测端分为第一检测端和第二检测端，所述预设动作时长参考值包括合闸参考值和分闸参考值，所述控制指令包括分闸指令和合闸指令;

所述第一检测端连接高压开关分闸线圈回路的控制端，用于接收所述高压开关的分闸指令；

所述第二检测端连接所述高压开关合闸线圈回路的控制端，用于接收所述高压开关的合闸指令；

所述比较单元在判断所述高压开关对所述合闸指令和/或所述分闸指令的动作时长异常时，生成所述警示信号。

可选地，所述高压开关机械传动性能的在线检测装置还包括到位辅助触头；

所述到位辅助触头与所述高压开关的主触头同步动作，所述检测单元的主轴到位触头检测端通过所述到位辅助触头连接所述高压开关的开关主轴，以检测所述高压开关的主轴到位信号。

可选地，所述高压开关机械传动性能的在线检测装置还包括光电耦合回路，连接在所述检测单元和所述计时单元之间，所述光电耦合回路作为隔离通道，对所述检测单元和所述计时单元进行隔离，使隔离前后的回路互不影响。

可选地，所述高压开关机械传动性能的在线检测装置还包括滤波单元，所述滤波单元连接在所述光电耦合回路和所述计时单元之间进行阻容滤波。

可选地，所述阻容滤波的时间常数为1ms。

可选地，所述高压开关机械传动性能的在线检测装置还包括去抖动单元，所述去抖动单元连接在所述滤波单元和所述计时单元之间，以屏蔽由于开关弹跳或电源波动引起的虚假信号干扰。

可选地，所述去抖动单元在判断信号有效时长小于预设时长时，判定对应的信号为虚假信号。

可选地，所述预设时长取值为5-10ms。

可选地，所述高压开关机械传动性能的在线检测装置还包括存储单元和/或显示单元，所述存储单元用于存储所述高压开关的开关动作时间数据，所述显示单元用于显示所述开关动作时间数据。

本申请通过检测单元提取高压开关合分闸指令的“合、分”信号作为断路器动作的起始时间，取开关主轴到位信号作为断路器动作的终止时间，从而判断所述高压开关的开关主轴对所述控制指令的动作时长异常，实现在线对高压断路器的分合闸时间进行检测，能整体判断开关机械特性是否劣化并通过阈值设定来决定开关是否下线处理。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一实施例的在线检测装置方框图。

图2为本申请一实施例的高压开关机械传动性能的在线检测装置连接示意图。

图3为本申请一实施例的信号计时时序示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请提供一种高压开关机械传动性能的在线检测装置，图1为本申请一实施例的在线检测装置方框图。

如图1所示，在一实施例中，高压开关机械传动性能的在线检测装置包括检测单元1、计时单元2、比较单元3和警示单元4。

其中，所述检测单元1的信号检测端连接高压开关的控制端，用于接收所述高压开关的控制指令；所述检测单元1的主轴到位触头检测端连接所述高压开关的开关主轴，用于检测所述高压开关的主轴到位信号。

所述计时单元2与所述检测单元1连接，用于对所述控制指令和所述主轴到位信号进行分别计时。

所述比较单元3与所述计时单元2连接，用于基于预设动作时长参考值，判断所述高压开关的开关主轴对所述控制指令的动作时长异常时，生成警示信号。

警示单元4，所述警示单元4与所述比较单元3连接，用于根据所述警示信号生成警示信息。

通过检测单元1提取高压开关合分闸指令的“合、分”信号作为断路器动作的起始时间，取开关主轴到位信号作为断路器动作的终止时间，从而判断所述高压开关的开关主轴对所述控制指令的动作时长异常，实现在线对高压断路器的分合闸时间进行检测，能整体判断开关机械特性是否劣化并通过阈值设定来决定开关是否下线处理。

可选地，所述信号检测端分为第一检测端和第二检测端，所述预设动作时长参考值包括合闸参考值和分闸参考值，所述控制指令包括分闸指令和合闸指令。

所述第一检测端连接高压开关分闸线圈回路的控制端，用于接收所述高压开关的分闸指令。

所述第二检测端连接所述高压开关合闸线圈回路的控制端，用于接收所述高压开关的合闸指令。

所述比较单元3在判断所述高压开关对所述合闸指令和/或所述分闸指令的动作时长异常时，生成所述警示信号。

示例性地，预设动作时长参考值可以是该高压开关的合分闸历史记录值或厂家出厂标准值，也可以是通过测试结果进行设定的某个适当的参考值。比较单元3在工作过程中，对计时的合闸动作时长或分闸动作时长值与预设动作时长参考值比较，如果超过这个预设动作时长参考值则输出异常警示信号。

图2为本申请一实施例的高压开关机械传动性能的在线检测装置连接示意图。

请参考图2，示例性地，通过检测单元1取开关的分闸指令信号A、合闸指令信号C，经过合（分闸）线圈触发弹簧动力机构释放能量，再经过传动机构推动开关主轴合分开关动触头，获取开关主轴动触头到位的信号B，分闸动作过程A-B及合闸动作过程C-B的动作时段覆盖开关整个机械传动过程，无论是合、分闸线圈，还是弹簧储能，还是死点、连杆等其它传动单元出了问题（如间隙、卡涩等），都能通过这个时间飘移趋势来判断这个开关是否存在问题；本实施例无需电流互感器，也无需电容式高电压检测装置，使用的检测元件少，能整体判断开关机械特性是否劣化并通过阈值设定来决定开关是否下线处理。

图3为本申请一实施例的信号计时时序示意图。

请同时参考图2和图3，示例性地，计时单元2在计时过程中，对分闸动作过程A信号→B信号，及合闸动作过程C信号→B信号进行计时后进行判定。示例性地，高压开关的合分闸时间正常为数十毫秒级，因此装置的计时精度不应小于0.1ms级。

请继续参考图2，可选地，所述高压开关机械传动性能的在线检测装置还包括到位辅助触头。

所述到位辅助触头与所述高压开关的主触头同步动作，所述检测单元1的主轴到位触头检测端通过所述到位辅助触头连接所述高压开关的开关主轴，以检测所述高压开关的主轴到位信号。

如图2所示，主触头和到位辅助触头以同样的角度和方向设置在传动主轴上，从而能够使主触头和到位辅助触头同步动作。当主触头执行合闸或分闸动作时，到位辅助触头会以同样的角度和方向执行与主触头相同的动作。由此，检测单元1通过到位辅助触头检测开关主轴的动作时间，就能够准确地检测到主触头的合闸或分闸动作。

可选地，所述高压开关机械传动性能的在线检测装置还包括光电耦合回路，连接在所述检测单元1和所述计时单元2之间，所述光电耦合回路作为隔离通道，对所述检测单元1和所述计时单元2进行隔离，使隔离前后的回路互不影响。

请继续参考图2，隔离通道分别连接高压开关A分闸、B触头到位、C合闸信号，通过光电耦合回路对高压开关侧的检测电路和检测装置侧的计时电路进行隔离，使隔离前后的电路回路互不影响。

可选地，所述高压开关机械传动性能的在线检测装置还包括滤波单元，所述滤波单元连接在所述光电耦合回路和所述计时单元2之间进行阻容滤波。示例性地，所述阻容滤波的时间常数为1ms。

请继续参考图2，滤波单元可以对隔离后的A、B、C信号进行阻容滤波，其阻容滤波的时间常数与ABC的电源容量和线路长短等因素有关，一般情况下，阻容滤波的时间常数可以取1ms左右。

可选地，所述高压开关机械传动性能的在线检测装置还包括去抖动单元，所述去抖动单元连接在所述滤波单元和所述计时单元2之间，以屏蔽由于开关弹跳或电源波动等引起的虚假信号干扰。

示例性地，所述去抖动单元在判断信号有效时长小于预设时长时，判定对应的信号为虚假信号。可选地，所述预设时长取值为5-10ms。

示例性地，去抖动单元可以设置5-10ms的脉冲宽度，当A、B、C的信号长度小于这个预设时长宽度时，判断这个信号是由于开关弹跳或电源波动所引起的虚假信号。在对高压开关的机械传动性能进行判定的过程中，可以忽略这种虚假信号。示例性地，当A、B、C的信号长度大于或等于这个预设时长宽度时，可以认为这个信号是真信号，从而进行对高压开关的机械传动性能进行判定。

可选地，所述高压开关机械传动性能的在线检测装置还包括存储单元，所述存储单元用于存储所述高压开关的开关动作时间数据。

可选地，所述高压开关机械传动性能的在线检测装置还包括显示单元，所述显示单元用于显示所述开关动作时间数据。

示例性地，在高压开关正常的情况下，可以通过显示单元显示当前开关动作的时间，可以通过存储单元存储采集到的合闸或分闸动作数据作为历史记录值。在检测到高压开关工作异常情况下，可以显示警示信号进行报警显示或发送异常信息警示维护人员进行处理；同时可以存储异常数据进行数据备份。

本申请通过检测单元提取高压开关合分闸指令的“合、分”信号作为断路器动作的起始时间，取开关主轴到位信号作为断路器动作的终止时间，从而判断所述高压开关的开关主轴对所述控制指令的动作时长异常，实现在线对高压断路器的分合闸时间进行检测，能整体判断开关机械特性是否劣化并通过阈值设定来决定开关是否下线处理。

以上所列举的仅为参考示例，为了避免冗余，这里不再一一列举，实际开发或运用中，可以根据实际需要灵活组合，但任一组合均属于本申请的技术方案，也就覆盖在本申请的保护范围之内。

本申请实施例还提供一种计算机程序产品，计算机程序产品包括计算机程序代码，当计算机程序代码在计算机上运行时，使得计算机执行如上各种可能的实施方式中的方法。

本申请实施例还提供一种芯片，包括存储器和处理器，存储器用于存储计算机程序，处理器用于从存储器中调用并运行计算机程序，使得安装有芯片的设备执行如上各种可能的实施方式中的方法。

可以理解，上述场景仅是作为示例，并不构成对于本申请实施例提供的技术方案的应用场景的限定，本申请的技术方案还可应用于其他场景。例如，本领域普通技术人员可知，随着系统架构的演变和新业务场景的出现，本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。

需要说明的是，在本文中，采用了诸如S10、S20等步骤代号，其目的是为了更清楚简要地表述相应内容，不构成顺序上的实质性限制，本领域技术人员在具体实施时，可能会先执行S20后执行S10等，但这些均应在本申请的保护范围之内。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本申请实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，被控终端，或者网络设备等)执行本申请每个实施例的方法。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例的流程或功能。计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络，或者其他可编程装置。计算机指令可以存储在存储介质中，或者从一个存储介质向另一个存储介质传输，例如，计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线（例如同轴电缆、光纤、数字用户线）或无线（例如红外、无线、微波等）方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。可用介质可以是磁性介质，（例如，软盘、存储盘、磁带）、光介质（例如，DVD），或者半导体介质（例如固态存储盘Solid State Disk (SSD)）等。

需要说明的是，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。