真空断路器在线监测系统设计.pdf

测量与检测技术
《电气自动化》2013年第35卷第2期
Measurememt& Detecting Technics
真空断路器在线监测系统设计
田晓霄,李水清,李莉,方临川,尹雁姝
(正泰电气股份有限公司,上海201610)
摘要:在保证不改动真空断路器分合闸回路原电路和操作机构的情况下,开发设计了一种在线监测系统。该系统采用上、下位机结
构,下位机主要以T公司生产的DSP为核心,通过传感器、信号调理电路完成真空断路器分合回路、触头温升以及机械特性
信号采集与处理。上位机主要是以ARM为核心,搭载嵌入式系统 WINCE完成数据分析处理、存储和显示功能。上下位机之间
通过RS485申行通信总线进行通讯,实现了断路器分合闻回路、机槭特性、触头温开的在线监测。
关键词:断路器;在线监测;DSP;ARM
DOI:10.3969/j?is.1000-3886.2013.02.034
[中图分类号]TM561.2[文献标志码」A[文章编号]1000-3886(2013)02-0099-03
Design of Online Monitoring System for Vacuum Circuit Breake
TIAN Xiao-xiao, LI Shui-qing, IT Li, FANG Lin-chuan, Yin Yan-shu
(Chint Electrical Co, Ltd, Shanghai 201610, China)
Abstract:Based on the no changes to the secondary circuit breaker original circuit and operating mechanism, a set of comprehensive online
monitoring system for vacuum circuit breaker is designed. The system mainly includes two components, such as upper and lower
computer. The lower computer is based on TI DSP as the core, Signal acquisition system of lower computer of the system takes DSP
in TI company as core, the data acquisition and processing for the tripping and closing switching circuit signal, contact temperature
rising and mechanical characteristics parameters has completed through sensors and signal processing circuit. The upper computer is
based on ARM as the core, with embedded system WINCE complete data analysis, processing, storage and display. The
communication between the upper and lower computer through 485 serial communication bus is completed. This system can achieve
online monitor for the tripping and closing circuit, mechanical characteristic and contact temperature rise in the vacuum circuit
break
Key words: circuit breaker; online monitoring; DSP; ARM
足,笔者应用嵌入式技术,采集断路器的电参量、机械特性、温度
断路器是一种能够关合、承载、开断正常工作电流和故障工参量实现断路器的智能测量、智能控制、智能诊断功能。
作电流的开关装置。断路器在电力系统中有着控制和保护的双1在线监测特征量的提取
重任务,既能根据电网的需要投切电力设备和线路,也能在电力
对真空断路器在线监测项目,主要监测炘路器的机械特性
设备或者线路发生放障时迅速切除故障部分,以保证电网正常可触头温升和分合闻回路。
靠运行,一日它发生故障,造成的经济损失远远超过其本身的价
对于真空断路器机械特性的监测,主要包括:合闸时间、分闸
值,为此国内外都在致力于断路器在线监测的研究和开发12。时间、合闸平均速度、分闻平均速度、开距、超行程“1。测量断
目前,断路器在线监测的研究和开发,国外具有代表性的监路器机械特性最直接的办法是在动触头或触头的绝缘拉杆下安
测系统主要有美国 Hathway公司开发的BCM200断路器状态监装直线位移传感器。但由于45kV以下电压等级的中压断路器,
测系统,美国德克萨斯电力公司的便携式断路器分析仪,ABB公结构非常紧湊,难以在动触头和绝缘拉杆附近安装传感器,而且
司开发的SF断路器状态监测系统,日本东京电力公司和东芝公装在动触头处的传感器还存在高电位隔离问题。考虑到断路器
司联合开发的CIS在线监测诊断系统等2-]。·国内的主要产品动触头在分合闸过程中,运动行程规律与主轴连动杆运动行程规
有宁波理工监测设备有限公司的WDJC系列断路器在线监测产律之间有着固定的联系,因此通过在主轴上安装角位移传感器测
品,西安实达电力设备厂的KTC系列开关机械特性测试仪以及量断路器主轴的分合闸角位移得到,角位移,时间曲线,间接
上海南华兰陵电气有限公司的VSI智能型户内中压真空断路器。得到动触头的直线位移一时间曲线。笔者选用的位移传感器
现有的断路器在线监测技术局限于研究一种在线监测的装是导电塑料位移传感器WDD35D1,线性度达到0.19%。
置,而不是将监测单元嵌入到断路器装置中,监测量单一,采用的
针对真空断路器触头温升的测量,釆用型号为HIPT-S1无
分析方法较少,难以实现断路器在线监测的智能化。针对以上不线温度传感器,该传感器采用测温、信号凋理和供电转换一体化
设计,检测范围可达-55℃~+125℃,AD检测精度高达
此外,该温度传感器外置天线和感温探头,发射距离
收稿日期:2012-04-20
可达300M,将其感温探头安装在断路器梅花探头之内。
Electrical Automation 99