一種高壓斷路器弧觸頭故障診斷方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高壓斷路器弧觸頭故障診斷方法，包括如下步驟：初始化參考特征量；獲取待診斷的高壓斷路器弧觸頭動(dòng)態(tài)電阻-行程曲線，獲取該曲線在分閘過(guò)程弧觸頭接觸階段包圍的面積作為待診斷特征量；將待診斷特征量和預(yù)設(shè)參考特征量進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果對(duì)高壓斷路器弧觸頭的狀態(tài)進(jìn)行診斷并輸出診斷結(jié)果。本發(fā)明通過(guò)將動(dòng)態(tài)電阻-行程曲線在分閘過(guò)程弧觸頭接觸階段包圍的面積作為待診斷特征量，將弧觸頭燒損狀態(tài)、接觸位置對(duì)應(yīng)起來(lái)，能準(zhǔn)確直觀的診斷出斷路器弧觸頭受到燒損的程度，為評(píng)價(jià)斷路器滅弧室狀態(tài)和制定斷路器檢修決策提供依據(jù)，具有診斷準(zhǔn)確度高、檢測(cè)速度快、檢測(cè)方便快捷、不需拆卸待診斷的高壓斷路器、節(jié)約人力與物力的優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種高壓斷路器弧觸頭故障診斷方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高壓斷路器故障檢測(cè)技術(shù)，具體涉及一種高壓斷路器弧觸頭故障診斷 方法，該方法用于對(duì)高壓斷路器弧觸頭受電弧燒損的程度做出判斷，以診斷高壓斷路器弧 觸頭是否已達(dá)到缺陷狀態(tài)。

【背景技術(shù)】
[0002] 高壓斷路器是保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行最為重要的控制和保護(hù)設(shè)備，其在電網(wǎng)中數(shù) 量龐大且結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜。斷路器觸頭由主觸頭與弧觸頭并聯(lián)組成，由于弧觸頭長(zhǎng)于主觸頭， 斷路器在分閘過(guò)程中弧觸頭后于主觸頭分開(kāi)?；∮|頭分開(kāi)后動(dòng)、靜弧觸頭之間由于電場(chǎng)作 用產(chǎn)生電弧。斷路器每次開(kāi)斷負(fù)荷或短路電流時(shí)，產(chǎn)生的電弧都會(huì)對(duì)弧觸頭造成燒損，而 弧觸頭燒損會(huì)直接影響到斷路器的開(kāi)斷能力與電壽命，可見(jiàn)弧觸頭狀態(tài)對(duì)斷路器性能有著 至關(guān)重要的影響。
[0003] 目前國(guó)內(nèi)對(duì)斷路器觸頭狀態(tài)的檢測(cè)方法通常是測(cè)量其回路電阻，即觸頭靜態(tài)接觸 電阻，主要反應(yīng)斷路器主觸頭的靜態(tài)接觸狀態(tài)。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)對(duì)斷路器動(dòng)態(tài)電阻測(cè)量開(kāi)始進(jìn) 行了一定程度的研究，斷路器動(dòng)態(tài)電阻可以反應(yīng)弧觸頭的動(dòng)態(tài)接觸狀態(tài)。但是，目前斷路器 動(dòng)態(tài)電阻的研究主要集中測(cè)試儀器領(lǐng)域，對(duì)于測(cè)試結(jié)果的評(píng)價(jià)方法研究尚未見(jiàn)到，故對(duì)研 究斷路器弧觸頭狀態(tài)評(píng)價(jià)方法，對(duì)斷路器動(dòng)態(tài)接觸狀態(tài)進(jìn)行診斷有著重要意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：針對(duì)斷路器在開(kāi)斷短路電流時(shí)，斷路器弧觸頭電弧 燒損造成開(kāi)斷電流的能力下降的情況，提供一種診斷準(zhǔn)確度高、檢測(cè)速度快、檢測(cè)方便快 捷、不需要拆卸待診斷的高壓斷路器、節(jié)約人力與物力的高壓斷路器弧觸頭故障診斷方法。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為： 一種高壓斷路器弧觸頭故障診斷方法，包括如下步驟： 1) 初始化設(shè)置參考特征量； 2) 獲取待診斷的高壓斷路器弧觸頭的動(dòng)態(tài)電阻-行程曲線，所述動(dòng)態(tài)電阻-行程曲線 包含待診斷的高壓斷路器觸頭動(dòng)作的行程、觸頭在該行程位置對(duì)應(yīng)的接觸電阻之間的映射 關(guān)系；獲取所述動(dòng)態(tài)電阻-行程曲線在分閘過(guò)程弧觸頭接觸階段包圍的面積作為待診斷特 征量，所述分閘過(guò)程弧觸頭接觸階段指主觸頭開(kāi)始分開(kāi)到弧觸頭完全分開(kāi)的時(shí)間區(qū)域； 3) 將所述待診斷特征量和預(yù)設(shè)參考特征量進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果對(duì)高壓斷路器弧觸 頭的故障狀態(tài)進(jìn)行診斷并輸出診斷結(jié)果。
[0006] 優(yōu)選地，所述步驟2)中獲取待診斷的高壓斷路器弧觸頭的動(dòng)態(tài)電阻-行程曲線的 詳細(xì)步驟包括： 2. 1)在待診斷的高壓斷路器上固定用于檢測(cè)動(dòng)弧觸頭連桿轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)角度的角速度傳 感器； 2. 2)向待診斷的高壓斷路器施加直流試驗(yàn)電流激勵(lì)，并控制待診斷的高壓斷路器進(jìn)行 合分閘動(dòng)作，通過(guò)動(dòng)態(tài)電阻測(cè)試儀在合分閘動(dòng)作過(guò)程中采樣角速度傳感器輸出的角速度信 號(hào)、待診斷的高壓斷路器的電流信號(hào)以及電壓信號(hào)； 2. 3)將每一個(gè)采樣時(shí)刻的角速度信號(hào)轉(zhuǎn)換為待診斷的高壓斷路器的行程，根據(jù)每一個(gè) 采樣時(shí)刻的電流信號(hào)和電壓信號(hào)計(jì)算出該采樣時(shí)刻待診斷的高壓斷路器的接觸電阻，根據(jù) 各個(gè)采樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)的待診斷的高壓斷路器的行程、待診斷的高壓斷路器的接觸電阻生成待 診斷的高壓斷路器弧觸頭的動(dòng)態(tài)電阻-行程曲線，所述動(dòng)態(tài)電阻-行程曲線包含待診斷的 高壓斷路器觸頭動(dòng)作的行程、觸頭在該行程位置對(duì)應(yīng)的接觸電阻之間的映射關(guān)系。
[0007] 優(yōu)選地，所述步驟2)中獲取所述動(dòng)態(tài)電阻-行程曲線在分閘過(guò)程弧觸頭接觸階 段包圍的面積具體是指：提取所述動(dòng)態(tài)電阻-行程曲線中主觸頭開(kāi)始分開(kāi)到弧觸頭完全分 開(kāi)的過(guò)程的子曲線，將所述子曲線中的各個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)采用MATLAB軟件中的一維插值與梯形 積分函數(shù)計(jì)算，得到所述動(dòng)態(tài)電阻-行程曲線在分閘過(guò)程弧觸頭接觸階段包圍的面積。
[0008] 優(yōu)選地，所述步驟1)的詳細(xì)步驟包括： 1. 1)在與待診斷的高壓斷路器同型號(hào)的參考高壓斷路器上固定用于檢測(cè)動(dòng)弧觸頭連 桿轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)角度的角速度傳感器； 1. 2)向參考高壓斷路器施加直流試驗(yàn)電流激勵(lì)，并控制參考高壓斷路器進(jìn)行合分閘動(dòng) 作，通過(guò)動(dòng)態(tài)電阻測(cè)試儀在合分閘動(dòng)作過(guò)程中采樣角速度傳感器輸出的角速度信號(hào)、參考 高壓斷路器的電流信號(hào)以及電壓信號(hào)； 1. 3)將每一個(gè)采樣時(shí)刻的角速度信號(hào)轉(zhuǎn)換為參考高壓斷路器的行程，根據(jù)每一個(gè)采樣 時(shí)刻的電流信號(hào)和電壓信號(hào)計(jì)算出該采樣時(shí)刻參考高壓斷路器的接觸電阻，根據(jù)各個(gè)采樣 時(shí)刻對(duì)應(yīng)的參考高壓斷路器的行程、參考高壓斷路器的接觸電阻生成參考高壓斷路器弧觸 頭的動(dòng)態(tài)電阻-行程參考曲線，所述動(dòng)態(tài)電阻-行程參考曲線包含參考高壓斷路器觸頭動(dòng) 作的行程、觸頭在該行程位置對(duì)應(yīng)的接觸電阻之間的映射關(guān)系； 1. 4)提取所述動(dòng)態(tài)電阻-行程參考曲線中主觸頭開(kāi)始分開(kāi)到弧觸頭完全分開(kāi)的過(guò)程 的子曲線，將所述子曲線中的各個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)采用MATLAB軟件中的一維插值與梯形積分函數(shù) 計(jì)算，得到所述動(dòng)態(tài)電阻-行程參考曲線在分閘過(guò)程弧觸頭接觸階段包圍的面積，將所述 動(dòng)態(tài)電阻-行程參考曲線在分閘過(guò)程弧觸頭接觸階段包圍的面積初始化設(shè)置為參考特征 量。
[0009] 優(yōu)選地，所述步驟3)的詳細(xì)步驟包括： 3. 1)計(jì)算所述待診斷特征量、預(yù)設(shè)參考特征量之間的差值，判斷所述差值與預(yù)設(shè)參考 特征量的比值是否超過(guò)預(yù)設(shè)的正常范圍值，如果未超出正常范圍值，則判定待診斷的高壓 斷路器的弧觸頭正常；否則，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟3. 2); 3. 2)判斷所述差值與預(yù)設(shè)參考特征量的比值是否小于第一故障診斷值，如果小于第一 故障診斷值，則判定待診斷的高壓斷路器的弧觸頭需要加強(qiáng)監(jiān)視，否則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟3. 3); 3. 3)判斷所述差值與預(yù)設(shè)參考特征量的比值是否小于第二故障診斷值，如果小于第二 故障診斷值，則判定待診斷的高壓斷路器的弧觸頭需要修復(fù)，否則判定待診斷的高壓斷路 器的弧觸頭需要更換。
[0010] 優(yōu)選地，所述正常范圍值為0,所述第一故障診斷值為10%，所述第二故障診斷值 為 30%。
[0011] 本發(fā)明高壓斷路器弧觸頭故障診斷方法具有下述優(yōu)點(diǎn)： 1、本發(fā)明高壓斷路器弧觸頭故障診斷方法針對(duì)待診斷的高壓斷路器在開(kāi)斷短路電流 時(shí)弧觸頭電弧燒損造成開(kāi)斷電流的能力下降的情況，因待診斷的高壓斷路器的合閘過(guò)程中 觸頭振動(dòng)過(guò)大，必然會(huì)掩蓋了接觸電阻的真實(shí)值，本發(fā)明通過(guò)獲取待診斷的高壓斷路器弧 觸頭的動(dòng)態(tài)電阻-行程曲線，將動(dòng)態(tài)電阻-行程曲線在分閘過(guò)程弧觸頭接觸階段包圍的面 積作為待診斷特征量和預(yù)設(shè)參考特征量進(jìn)行比較，將高壓斷路器的弧觸頭燒損狀態(tài)、弧觸 頭接觸位置(行程）對(duì)應(yīng)起來(lái)，能夠克服接觸電阻的真實(shí)值不準(zhǔn)確的問(wèn)題，能夠準(zhǔn)確直觀的 診斷出斷路器弧觸頭受到燒損的程度，為評(píng)價(jià)斷路器滅弧室狀態(tài)和制定斷路器檢修決策提 供依據(jù)，具有診斷準(zhǔn)確度高、檢測(cè)速度快、檢測(cè)方便快捷的優(yōu)點(diǎn)。
[0012] 2、本發(fā)明高壓斷路器弧觸頭故障診斷方法能夠直接針對(duì)工位上安裝的待診斷的 高壓斷路器進(jìn)行診斷以判斷斷路器滅弧室燒損狀態(tài)，不需要拆卸待診斷的高壓斷路器，節(jié) 約大量人力與物力。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例的基本步驟的流程示意圖。
[0014] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例中得到的動(dòng)態(tài)電阻-行程曲線。
[0015] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例步驟3)包含步驟的流程示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016] 如圖1所示，本實(shí)施例高壓斷路器弧觸頭故障診斷方法，包括如下步驟： 1) 初始化設(shè)置參考特征量； 2) 獲取待診斷的高壓斷路器弧觸頭的動(dòng)態(tài)電阻-行程曲線，動(dòng)態(tài)電阻-行程曲線包 含待診斷的高壓斷路器觸頭動(dòng)作的行程、觸頭在該行程位置對(duì)應(yīng)的接觸電阻之間的映射關(guān) 系；獲取動(dòng)態(tài)電阻-行程曲線在分閘過(guò)程弧觸頭接觸階段包圍的面積作為待診斷特征量， 分閘過(guò)程弧觸頭接觸階段指主觸頭開(kāi)始分開(kāi)到弧觸頭完全分開(kāi)的時(shí)間區(qū)域； 3) 將待診斷特征量和預(yù)設(shè)參考特征量進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果對(duì)高壓斷路器弧觸頭的 故障狀態(tài)進(jìn)行診斷并輸出診斷結(jié)果。
[0017] 本實(shí)施例通過(guò)將動(dòng)態(tài)電阻-行程曲線在分閘過(guò)程弧觸頭接觸階段包圍的面積作 為待診斷特征量，動(dòng)態(tài)電阻-行程曲線包含待診斷的高壓斷路器觸頭動(dòng)作的行程、觸頭在 該行程位置對(duì)應(yīng)的接觸電阻之間的映射關(guān)系，動(dòng)態(tài)電阻-行程曲線能夠反映分閘過(guò)程中觸 頭動(dòng)作的過(guò)程與觸頭每一接觸位置對(duì)應(yīng)的接觸電阻，從動(dòng)態(tài)電阻曲線中計(jì)算得出弧觸頭階 段包圍面積并以此作為弧觸頭正常狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)值范圍，高壓斷路器動(dòng)態(tài)電阻曲線弧觸頭包 圍面積；最終將待診斷特征量和預(yù)設(shè)參考特征量進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果對(duì)高壓斷路器弧 觸頭的故障狀態(tài)進(jìn)行診斷并輸出診斷結(jié)果，便于對(duì)待診斷的高壓斷路器弧觸頭的燒損情況 進(jìn)行診斷并提供檢修決策。本實(shí)施例得到的動(dòng)態(tài)電阻-行程曲線如圖2所示，其中X軸"觸 頭行程"表示觸頭動(dòng)作的行程，單位為mm ;y軸為觸頭在該行程位置對(duì)應(yīng)的接觸電阻值，單 位為μ Ω，其中7. 5mm行程的位置為主觸頭開(kāi)始分開(kāi),25mm行程的位置為弧觸頭完全分開(kāi)， 因此本實(shí)施例將該動(dòng)態(tài)電阻-行程曲線在7. 5mm行程?25mm行程之間所包圍的面積作為 待診斷特征量。由于待診斷的高壓斷路器的合閘過(guò)程中觸頭振動(dòng)過(guò)大，必然會(huì)掩蓋了接觸 電阻的真實(shí)值，而本實(shí)施例獲取動(dòng)態(tài)電阻-行程曲線在分閘過(guò)程所包圍的面積作為待診斷 特征量，能夠克服接觸電阻的真實(shí)值不準(zhǔn)確的問(wèn)題，具有精確度高的優(yōu)點(diǎn)。
[0018] 本實(shí)施例中，步驟1)的詳細(xì)步驟包括： 1. 1)在與待診斷的高壓斷路器同型號(hào)的參考高壓斷路器上固定用于檢測(cè)動(dòng)弧觸頭連 桿轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)角度的角速度傳感器； 1. 2)向參考高壓斷路器施加直流試驗(yàn)電流激勵(lì)，并控制參考高壓斷路器進(jìn)行合分閘動(dòng) 作，通過(guò)動(dòng)態(tài)電阻測(cè)試儀在合分閘動(dòng)作過(guò)程中采樣角速度傳感器輸出的角速度信號(hào)、參考 高壓斷路器的電流信號(hào)以及電壓信號(hào)； 1. 3)將每一個(gè)采樣時(shí)刻的角速度信號(hào)轉(zhuǎn)換為參考高壓斷路器的行程，根據(jù)每一個(gè)采樣 時(shí)刻的電流信號(hào)和電壓信號(hào)計(jì)算出該采樣時(shí)刻參考高壓斷路器的接觸電阻，根據(jù)各個(gè)采樣 時(shí)刻對(duì)應(yīng)的參考高壓斷路器的行程、參考高壓斷路器的接觸電阻生成參考高壓斷路器弧觸 頭的動(dòng)態(tài)電阻-行程參考曲線，動(dòng)態(tài)電阻-行程參考曲線包含參考高壓斷路器觸頭動(dòng)作的 行程、觸頭在該行程位置對(duì)應(yīng)的接觸電阻之間的映射關(guān)系； 1. 4)提取動(dòng)態(tài)電阻-行程參考曲線中主觸頭開(kāi)始分開(kāi)到弧觸頭完全分開(kāi)的過(guò)程的子 曲線，將子曲線中的各個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)采用MATLAB軟件中的一維插值與梯形積分函數(shù)計(jì)算，得到 動(dòng)態(tài)電阻-行程參考曲線在分閘過(guò)程弧觸頭接觸階段包圍的面積，將所述動(dòng)態(tài)電阻-行程 參考曲線在分閘過(guò)程弧觸頭接觸階段包圍的面積初始化設(shè)置為參考特征量。
[0019] 本實(shí)施例生成動(dòng)態(tài)電阻-行程參考曲線時(shí)，需要用到動(dòng)態(tài)電阻測(cè)試儀、大容量蓄 電池、角速度傳感器。其中，大容量蓄電池用于向參考高壓斷路器施加直流試驗(yàn)電流激勵(lì)， 大容量蓄電池為參考高壓斷路器提供一較大的直流試驗(yàn)電流，角速度傳感器用來(lái)獲取參考 高壓斷路器的角速度信號(hào)，動(dòng)態(tài)電阻測(cè)試儀控制參考高壓斷路器進(jìn)行合分閘動(dòng)作，并將速 度與電流、電壓信號(hào)并將三者結(jié)合進(jìn)行計(jì)算分析，得到的分閘過(guò)程的動(dòng)態(tài)電阻-行程曲線， 分離點(diǎn)前為主觸頭接觸階段，分離點(diǎn)后為弧觸頭接觸階段。分閘過(guò)程即主觸頭開(kāi)始分開(kāi)至 弧觸頭完全分開(kāi)的過(guò)程，弧觸頭包圍面積為弧觸頭接觸階段電阻對(duì)行程的積分面積。
[0020] 本實(shí)施例中，步驟2)中獲取待診斷的高壓斷路器弧觸頭的動(dòng)態(tài)電阻-行程曲線的 詳細(xì)步驟包括： 2. 1)在待診斷的高壓斷路器上固定用于檢測(cè)動(dòng)弧觸頭連桿轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)角度的角速度傳 感器； 2. 2)向待診斷的高壓斷路器施加直流試驗(yàn)電流激勵(lì)，并控制待診斷的高壓斷路器進(jìn)行 合分閘動(dòng)作，通過(guò)動(dòng)態(tài)電阻測(cè)試儀在合分閘動(dòng)作過(guò)程中采樣角速度傳感器輸出的角速度信 號(hào)、待診斷的高壓斷路器的電流信號(hào)以及電壓信號(hào)； 2. 3)將每一個(gè)采樣時(shí)刻的角速度信號(hào)轉(zhuǎn)換為待診斷的高壓斷路器的行程，根據(jù)每一個(gè) 采樣時(shí)刻的電流信號(hào)和電壓信號(hào)計(jì)算出該采樣時(shí)刻待診斷的高壓斷路器的接觸電阻，根據(jù) 各個(gè)采樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)的待診斷的高壓斷路器的行程、待診斷的高壓斷路器的接觸電阻生成待 診斷的高壓斷路器弧觸頭的動(dòng)態(tài)電阻-行程曲線，動(dòng)態(tài)電阻-行程曲線包含待診斷的高壓 斷路器觸頭動(dòng)作的行程、觸頭在該行程位置對(duì)應(yīng)的接觸電阻之間的映射關(guān)系。
[0021] 本實(shí)施例生成動(dòng)態(tài)電阻-行程曲線與前述生成動(dòng)態(tài)電阻-行程參考曲線相同，同 樣也需要用到動(dòng)態(tài)電阻測(cè)試儀、大容量蓄電池、角速度傳感器，在此不再贅述。不同點(diǎn)為生 成動(dòng)態(tài)電阻-行程曲線的標(biāo)的為待診斷的高壓斷路器，生成動(dòng)態(tài)電阻-行程參考曲線的標(biāo) 的為參考高壓斷路器，參考高壓斷路器為全新與待診斷的高壓斷路器同型號(hào)的高壓斷路 器，從而能夠?qū)Υ\斷的高壓斷路器提供精確可靠的參考數(shù)據(jù)。
[0022] 本實(shí)施例中，步驟2)中獲取動(dòng)態(tài)電阻-行程曲線在分閘過(guò)程弧觸頭接觸階段包 圍的面積具體是指：提取動(dòng)態(tài)電阻-行程曲線中主觸頭開(kāi)始分開(kāi)到弧觸頭完全分開(kāi)的過(guò)程 的子曲線，將子曲線中的各個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)采用MATLAB軟件中的一維插值與梯形積分函數(shù)計(jì)算， 得到動(dòng)態(tài)電阻-行程曲線在分閘過(guò)程弧觸頭接觸階段包圍的面積。通過(guò)利用MATLAB軟件 中的一維插值與梯形積分函數(shù)計(jì)算動(dòng)態(tài)電阻-行程曲線在分閘過(guò)程中所包圍的面積，輸入 MATLAB中的數(shù)據(jù)為從動(dòng)態(tài)電阻-行程曲線上提取出的離散點(diǎn)（坐標(biāo)點(diǎn)）值，具有計(jì)算速度 快、使用方便的優(yōu)點(diǎn)。
[0023] 如圖3所示，步驟3)的詳細(xì)步驟包括： 3. 1)計(jì)算待診斷特征量、預(yù)設(shè)參考特征量之間的差值，判斷差值與預(yù)設(shè)參考特征量的 比值是否超過(guò)預(yù)設(shè)的正常范圍值，如果未超出正常范圍值，則判定待診斷的高壓斷路器的 弧觸頭正常；否則，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟3. 2); 3. 2)判斷差值與預(yù)設(shè)參考特征量的比值是否小于第一故障診斷值，如果小于第一故障 診斷值，則判定待診斷的高壓斷路器的弧觸頭需要加強(qiáng)監(jiān)視，否則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟3. 3); 3. 3)判斷差值與預(yù)設(shè)參考特征量的比值是否小于第二故障診斷值，如果小于第二故障 診斷值，則判定待診斷的高壓斷路器的弧觸頭需要修復(fù)，否則判定待診斷的高壓斷路器的 弧觸頭需要更換。
[0024] 如圖3所示，本實(shí)施例中正常范圍值為0,第一故障診斷值為10%，第二故障診斷值 為30%。因此，根據(jù)步驟3. 1)?3. 3)，本實(shí)施例可以分為如下診斷區(qū)間：
[-100%，0]:高壓斷路器的弧觸頭處于正常狀態(tài)。
[0025] (0,10%]:高壓斷路器的弧觸頭處于一般狀態(tài)，需要加強(qiáng)監(jiān)視。
[0026] (10%，30%]:高壓斷路器的弧觸頭處于異常狀態(tài)，需要修復(fù)。
[0027] (30%，…）：高壓斷路器的弧觸頭處于嚴(yán)重?zé)龤顟B(tài)，需要更換。
[0028] 基于上述診斷區(qū)間，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)待診斷的高壓斷路器的精確診斷，通過(guò)對(duì)多個(gè)不 同故障的高壓斷路器樣本使用本實(shí)施例高壓斷路器弧觸頭故障診斷方法進(jìn)行試用，本實(shí)施 例具有較高的精確度，效果良好、使用方便，完全能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
[0029] 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施 例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】 的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也 應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種高壓斷路器弧觸頭故障診斷方法，其特征在于包括如下步驟： 1) 初始化設(shè)置參考特征量； 2) 獲取待診斷的高壓斷路器弧觸頭的動(dòng)態(tài)電阻-行程曲線，所述動(dòng)態(tài)電阻-行程曲線 包含待診斷的高壓斷路器觸頭動(dòng)作的行程、觸頭在該行程位置對(duì)應(yīng)的接觸電阻之間的映射 關(guān)系；獲取所述動(dòng)態(tài)電阻-行程曲線在分閘過(guò)程弧觸頭接觸階段包圍的面積作為待診斷特 征量，所述分閘過(guò)程弧觸頭接觸階段指主觸頭開(kāi)始分開(kāi)到弧觸頭完全分開(kāi)的時(shí)間區(qū)域； 3) 將所述待診斷特征量和預(yù)設(shè)參考特征量進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果對(duì)高壓斷路器弧觸 頭的故障狀態(tài)進(jìn)行診斷并輸出診斷結(jié)果。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓斷路器弧觸頭故障診斷方法，其特征在于，所述步驟2) 中獲取待診斷的高壓斷路器弧觸頭的動(dòng)態(tài)電阻-行程曲線的詳細(xì)步驟包括： 2. 1)在待診斷的高壓斷路器上固定用于檢測(cè)動(dòng)弧觸頭連桿轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)角度的角速度傳 感器； 2. 2)向待診斷的高壓斷路器施加直流試驗(yàn)電流激勵(lì)，并控制待診斷的高壓斷路器進(jìn)行 合分閘動(dòng)作，通過(guò)動(dòng)態(tài)電阻測(cè)試儀在合分閘動(dòng)作過(guò)程中采樣角速度傳感器輸出的角速度信 號(hào)、待診斷的高壓斷路器的電流信號(hào)以及電壓信號(hào)； 2. 3)將每一個(gè)采樣時(shí)刻的角速度信號(hào)轉(zhuǎn)換為待診斷的高壓斷路器的行程，根據(jù)每一個(gè) 采樣時(shí)刻的電流信號(hào)和電壓信號(hào)計(jì)算出該采樣時(shí)刻待診斷的高壓斷路器的接觸電阻，根據(jù) 各個(gè)采樣時(shí)刻對(duì)應(yīng)的待診斷的高壓斷路器的行程、待診斷的高壓斷路器的接觸電阻生成待 診斷的高壓斷路器弧觸頭的動(dòng)態(tài)電阻-行程曲線，所述動(dòng)態(tài)電阻-行程曲線包含待診斷的 高壓斷路器觸頭動(dòng)作的行程、觸頭在該行程位置對(duì)應(yīng)的接觸電阻之間的映射關(guān)系。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓斷路器弧觸頭故障診斷方法，其特征在于，所述步驟2) 中獲取所述動(dòng)態(tài)電阻-行程曲線在分閘過(guò)程弧觸頭接觸階段包圍的面積具體是指：提取所 述動(dòng)態(tài)電阻-行程曲線中主觸頭開(kāi)始分開(kāi)到弧觸頭完全分開(kāi)的過(guò)程的子曲線，將所述子曲 線中的各個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)采用MATLAB軟件中的一維插值與梯形積分函數(shù)計(jì)算，得到所述動(dòng)態(tài)電 阻-行程曲線在分閘過(guò)程中弧觸頭接觸階段包圍的面積。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓斷路器弧觸頭故障診斷方法，其特征在于，所述步驟1) 的詳細(xì)步驟包括： 1. 1)在與待診斷的高壓斷路器同型號(hào)的參考高壓斷路器上固定用于檢測(cè)動(dòng)弧觸頭連 桿轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)角度的角速度傳感器； 1. 2)向參考高壓斷路器施加直流試驗(yàn)電流激勵(lì)，并控制參考高壓斷路器進(jìn)行合分閘動(dòng) 作，通過(guò)動(dòng)態(tài)電阻測(cè)試儀在合分閘動(dòng)作過(guò)程中采樣角速度傳感器輸出的角速度信號(hào)、參考 高壓斷路器的電流信號(hào)以及電壓信號(hào)； 1. 3)將每一個(gè)采樣時(shí)刻的角速度信號(hào)轉(zhuǎn)換為參考高壓斷路器的行程，根據(jù)每一個(gè)采樣 時(shí)刻的電流信號(hào)和電壓信號(hào)計(jì)算出該采樣時(shí)刻參考高壓斷路器的接觸電阻，根據(jù)各個(gè)采樣 時(shí)刻對(duì)應(yīng)的參考高壓斷路器的行程、參考高壓斷路器的接觸電阻生成參考高壓斷路器弧觸 頭的動(dòng)態(tài)電阻-行程參考曲線，所述動(dòng)態(tài)電阻-行程參考曲線包含參考高壓斷路器觸頭動(dòng) 作的行程、觸頭在該行程位置對(duì)應(yīng)的接觸電阻之間的映射關(guān)系； 1. 4)提取所述動(dòng)態(tài)電阻-行程參考曲線中主觸頭開(kāi)始分開(kāi)到弧觸頭完全分開(kāi)的過(guò)程 的子曲線，將所述子曲線中的各個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)采用MATLAB軟件中的一維插值與梯形積分函數(shù) 計(jì)算，得到所述動(dòng)態(tài)電阻-行程參考曲線在分閘過(guò)程弧觸頭接觸階段包圍的面積，將所述 動(dòng)態(tài)電阻-行程參考曲線在分閘過(guò)程弧觸頭接觸階段包圍的面積初始化設(shè)置為參考特征 量。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1?4中任意一項(xiàng)所述的高壓斷路器弧觸頭故障診斷方法，其特征在 于，所述步驟3)的詳細(xì)步驟包括： 3. 1)計(jì)算所述待診斷特征量、預(yù)設(shè)參考特征量之間的差值，判斷所述差值與預(yù)設(shè)參考 特征量的比值是否超過(guò)預(yù)設(shè)的正常范圍值，如果未超出正常范圍值，則判定待診斷的高壓 斷路器的弧觸頭正常；否則，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟3. 2); 3. 2)判斷所述差值與預(yù)設(shè)參考特征量的比值是否小于第一故障診斷值，如果小于第一 故障診斷值，則判定待診斷的高壓斷路器的弧觸頭需要加強(qiáng)監(jiān)視，否則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟3. 3); 3. 3)判斷所述差值與預(yù)設(shè)參考特征量的比值是否小于第二故障診斷值，如果小于第二 故障診斷值，則判定待診斷的高壓斷路器的弧觸頭需要修復(fù)，否則判定待診斷的高壓斷路 器的弧觸頭需要更換。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的高壓斷路器弧觸頭故障診斷方法，其特征在于：所述正常范 圍值為〇,所述第一故障診斷值為10%，所述第二故障診斷值為30%。
【文檔編號(hào)】G01R31/327GK104215901SQ201410502854
【公開(kāi)日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月26日
【發(fā)明者】范敏, 段肖力, 陳功 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司, 國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司電力科學(xué)研究, 院, 武漢大學(xué)