本申請(qǐng)涉及斷路器測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種三相斷路器電磁波信號(hào)相別檢測(cè)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

在電力系統(tǒng)中，為了對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行控制和保護(hù)，通常在電網(wǎng)中設(shè)置斷路器。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，斷路器可以通過分閘動(dòng)作，切斷過負(fù)荷電流和短路電流，避免電網(wǎng)故障進(jìn)一步加重。隨著斷路器分閘次數(shù)的增加，斷路器內(nèi)部觸頭的燒蝕程度也不斷嚴(yán)重，觸頭的燒蝕程度是影響斷路器壽命的主要因素。一旦觸頭由于燒蝕程度過重而發(fā)生故障，很容易導(dǎo)致電力系統(tǒng)的癱瘓，造成不可估量的損失。

斷路器產(chǎn)生分閘動(dòng)作的過程中會(huì)產(chǎn)生開關(guān)電弧，從而在空間中激發(fā)出電磁波信號(hào)，該電磁波信號(hào)可以反映斷路器觸頭的燒蝕程度。當(dāng)斷路器觸頭燒蝕嚴(yán)重時(shí)，輻射出的電磁波信號(hào)會(huì)發(fā)生畸變。因此，現(xiàn)有的斷路器觸頭燒蝕程度檢測(cè)方法，通常在斷路器產(chǎn)生分閘動(dòng)作的過程中，檢測(cè)斷路器輻射出的電磁波信號(hào)，通過分析電磁波信號(hào)是否發(fā)生畸變，判定斷路器是否存在觸頭嚴(yán)重?zé)g的問題。

但是，常用的三相斷路器通常具有依次分布的第一相位、第二相位以及第三相位，斷路器內(nèi)部對(duì)應(yīng)每一相位分別相設(shè)置有一個(gè)觸頭，斷路器產(chǎn)生分閘動(dòng)作時(shí)，斷路器的每一相都會(huì)輻射出電磁波信號(hào)，現(xiàn)有的斷路器觸頭燒蝕程度檢測(cè)方法，無法判定產(chǎn)生電磁波信號(hào)的斷路器觸頭的相別，因此無法檢測(cè)出哪個(gè)相位的觸頭燒蝕嚴(yán)重，只能將斷路器拆解后確定具體的相別，不便于對(duì)嚴(yán)重?zé)g的觸頭進(jìn)行及時(shí)處理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N三相斷路器電磁波信號(hào)相別檢測(cè)系統(tǒng)及方法，以解決現(xiàn)有的斷路器觸頭燒蝕程度檢測(cè)方法，無法判定產(chǎn)生電磁波信號(hào)的斷路器觸頭的相別的問題。

第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N三相斷路器電磁波信號(hào)相別檢測(cè)系統(tǒng)，應(yīng)用于三相斷路器，所述三相斷路器包括依次設(shè)置的第一相位、第二相位以及第三相位，所述系統(tǒng)包括：

第一天線、第二天線以及信號(hào)采集處理裝置，所述第一天線和所述第二天線分別與所述信號(hào)采集處理裝置連接；所述第一天線設(shè)置于所述第一相位的一側(cè)，所述第二天線設(shè)置于所述第三相位的一側(cè)；所述第一天線與所述第一相位之間的距離，小于所述第二天線與所述第一相位之間的距離；所述第二天線與所述第三相位之間的距離，小于所述第一天線與所述第三相位之間的距離；所述第一天線與所述第二相位之間的距離，等于所述第二天線與所述第二相位之間的距離；

所述第一天線，用于接收所述三相斷路器分閘時(shí)產(chǎn)生的電磁波信號(hào)，將所述電磁波信號(hào)轉(zhuǎn)換成第一電壓信號(hào)；

所述第二天線，用于接收所述三相斷路器分閘時(shí)產(chǎn)生的電磁波信號(hào)，將所述電磁波信號(hào)轉(zhuǎn)換成第二電壓信號(hào)；

所述信號(hào)采集處理裝置，用于接收所述第一電壓信號(hào)和所述第二電壓信號(hào)，計(jì)算所述第一電壓信號(hào)和所述第二電壓信號(hào)的接收時(shí)間差，根據(jù)所述接收時(shí)間差，輸出所述電磁波信號(hào)所對(duì)應(yīng)的相別。

結(jié)合第一方面，在第一方面第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述信號(hào)采集處理裝置包括：

時(shí)間差判斷單元，用于判斷所述接收時(shí)間差是否大于預(yù)設(shè)閾值；

相別輸出單元，用于如果所述接收時(shí)間差大于所述預(yù)設(shè)閾值，獲取所述第一電壓信號(hào)和所述第二電壓信號(hào)中，先接收到的電壓信號(hào)所對(duì)應(yīng)的目標(biāo)天線信息；輸出所述電磁波信號(hào)所對(duì)應(yīng)的相別為，所述第一相位和所述第三相位中，距離所述目標(biāo)天線信息對(duì)應(yīng)的目標(biāo)天線最近的相位；如果所述時(shí)間差小于或等于所述預(yù)設(shè)閾值，則輸出所述電磁波信號(hào)所對(duì)應(yīng)的相別為第二相位。

結(jié)合第一方面，在第一方面第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述信號(hào)采集處理裝置還包括：

信號(hào)畸變判斷單元，用于判斷所述第一電壓信號(hào)和所述第二電壓信號(hào)是否產(chǎn)生畸變；

觸頭燒蝕判定單元，用于如果所述第一電壓信號(hào)和所述第二電壓信號(hào)產(chǎn)生畸變，則判定產(chǎn)生所述電磁波信號(hào)的斷路器觸頭嚴(yán)重?zé)g

結(jié)合第一方面，在第一方面第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述第一天線和所述第二天線的工作頻帶為1.7GHz～1.75GHz。

結(jié)合第一方面，在第一方面第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述第一天線與所述第一相位之間的距離，等于所述第二天線與所述第三相位之間的距離；所述第二天線、所述第一天線與所述第一相位之間的距離差大于30cm。

結(jié)合第一方面，在第一方面第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述信號(hào)采集處理裝置的采樣頻率大于或等于4GS/s，掃描時(shí)間大于或等于30ms。

第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N三相斷路器電磁波信號(hào)相別檢測(cè)方法，用于以上所述的系統(tǒng)，所述方法包括如下步驟：

接收第一電壓信號(hào)和第二電壓信號(hào)，所述第一電壓信號(hào)由三相斷路器分閘時(shí)產(chǎn)生的電磁波信號(hào)，經(jīng)過第一天線轉(zhuǎn)換后得到，所述第二電壓信號(hào)由所述電磁波信號(hào)，經(jīng)過第二天線轉(zhuǎn)換后得到；

計(jì)算所述第一電壓信號(hào)和所述第二電壓信號(hào)的接收時(shí)間差；

根據(jù)所述接收時(shí)間差，輸出所述電磁波信號(hào)所對(duì)應(yīng)的相別。

結(jié)合第二方面，在第二方面第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，判定產(chǎn)生所述電磁波信號(hào)的斷路器觸頭所對(duì)應(yīng)的相別，包括：

根據(jù)所述接收時(shí)間差，輸出所述電磁波信號(hào)所對(duì)應(yīng)的相別，包括：

判斷所述接收時(shí)間差是否大于預(yù)設(shè)閾值；

如果所述接收時(shí)間差大于所述預(yù)設(shè)閾值，則獲取所述第一電壓信號(hào)和所述第二電壓信號(hào)中，先接收到的電壓信號(hào)所對(duì)應(yīng)的目標(biāo)天線信息；

輸出所述電磁波信號(hào)所對(duì)應(yīng)的相別為，所述第一相位和所述第三相位中，距離所述目標(biāo)天線信息對(duì)應(yīng)的目標(biāo)天線最近的相位；

如果所述接收時(shí)間差小于或等于所述預(yù)設(shè)閾值，則輸出所述電磁波信號(hào)所對(duì)應(yīng)的相別為第二相位。

結(jié)合第二方面，在第二方面第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述方法還包括：

判斷所述第一電壓信號(hào)和所述第二電壓信號(hào)是否產(chǎn)生畸變；

如果所述第一電壓信號(hào)和所述第二電壓信號(hào)產(chǎn)生畸變，則判定產(chǎn)生所述電磁波信號(hào)的斷路器觸頭嚴(yán)重?zé)g。

由以上技術(shù)方案可知，本申請(qǐng)?zhí)峁┑娜鄶嗦菲麟姶挪ㄐ盘?hào)相別檢測(cè)系統(tǒng)及方法，通過在斷路器周圍設(shè)置第一天線和第二天線，第一天線和第二天線分別與信號(hào)采集處理裝置連接。利用第一天線，接收三相斷路器分閘時(shí)產(chǎn)生的電磁波信號(hào)，將電磁波信號(hào)轉(zhuǎn)換成第一電壓信號(hào)。利用第二天線，接收三相斷路器分閘時(shí)產(chǎn)生的電磁波信號(hào)，將電磁波信號(hào)轉(zhuǎn)換成第二電壓信號(hào)。利用信號(hào)采集處理裝置，獲取第一電壓信號(hào)和第二電壓信號(hào)，然后計(jì)算第一電壓信號(hào)和第二電壓信號(hào)的接收時(shí)間差，最后根據(jù)接收時(shí)間差，輸出電磁波信號(hào)所對(duì)應(yīng)的相別，對(duì)三個(gè)相位產(chǎn)生的電磁波信號(hào)逐一識(shí)別，檢測(cè)出每個(gè)電磁波信號(hào)所對(duì)應(yīng)的具體相位，后續(xù)便可以判斷出觸頭嚴(yán)重?zé)g的相位，便于對(duì)嚴(yán)重?zé)g的觸頭進(jìn)行及時(shí)處理，避免觸頭由于燒蝕程度過重而發(fā)生故障，保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請(qǐng)的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的三相斷路器電磁波信號(hào)相別檢測(cè)系統(tǒng)的示意圖；

圖2為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的三相斷路器電磁波信號(hào)相別檢測(cè)系統(tǒng)的一種框圖；

圖3為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的三相斷路器電磁波信號(hào)相別檢測(cè)系統(tǒng)的另一種框圖；

圖4為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的三相斷路器電磁波信號(hào)相別檢測(cè)方法的流程圖；

圖5為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的三相斷路器電磁波信號(hào)相別檢測(cè)方法的步驟S3的流程圖；

圖6為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的三相斷路器電磁波信號(hào)相別檢測(cè)方法的步驟S4至S6的流程圖。

附圖說明：1-第一天線；2-第二天線；3-信號(hào)采集處理裝置；10-三相斷路器；11-第一相位；12-第二相位；13-第三相位；31-時(shí)間差判斷單元；32-相別輸出單元；33-信號(hào)畸變判斷單元；34-觸頭燒蝕判定單元。

具體實(shí)施方式

請(qǐng)參閱圖1，為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種三相斷路器電磁波信號(hào)相別檢測(cè)系統(tǒng)的示意圖，所述系統(tǒng)應(yīng)用于三相斷路器10，具體包括：

第一天線1、第二天線2以及信號(hào)采集處理裝置3，所述第一天線1和所述第二天線2分別與所述信號(hào)采集處理裝置3連接。

其中，所述第一天線1設(shè)置于所述第一相位11的一側(cè)，所述第二天線2設(shè)置于所述第三相位13的一側(cè)。

所述第一天線1與所述第一相位11之間的距離，小于所述第二天線2與所述第一相位11之間的距離。所述第二天線2與所述第三相位13之間的距離，小于所述第一天線1與所述第三相位13之間的距離，所述第一天線1與所述第二相位12之間的距離，等于所述第二天線2與所述第二相位12之間的距離。

其中，所述第一天線1和所述第二天線2可以設(shè)置在三相斷路器10的同一側(cè)，也可以設(shè)置在三相斷路器10的不同側(cè)。在本實(shí)施例中，以所述第一天線1和所述第二天線2設(shè)置在三相斷路器10的同一側(cè)的情況進(jìn)行說明。

其中，所述第一天線1，用于接收所述三相斷路器10分閘時(shí)產(chǎn)生的電磁波信號(hào)，將所述電磁波信號(hào)轉(zhuǎn)換成第一電壓信號(hào)。

所述第二天線2，用于接收所述三相斷路器10分閘時(shí)產(chǎn)生的電磁波信號(hào)，將所述電磁波信號(hào)轉(zhuǎn)換成第二電壓信號(hào)。

所述信號(hào)采集處理裝置3，用于接收第一電壓信號(hào)和第二電壓信號(hào)，計(jì)算所述第一電壓信號(hào)和所述第二電壓信號(hào)的接收時(shí)間差；根據(jù)所述接收時(shí)間差，輸出所述電磁波信號(hào)所對(duì)應(yīng)的相別。

第一天線1和第二天線2采用高頻窄帶探針天線，所述第一天線1和所述第二天線2的工作頻帶為具體為1.7GHz～1.75GHz，抗干擾性強(qiáng)，且接收電磁波信號(hào)產(chǎn)生的波形清晰，有利于信號(hào)采集處理裝置3計(jì)算所述第一電壓信號(hào)和所述第二電壓信號(hào)的接收時(shí)間差，從而準(zhǔn)確判定電磁波信號(hào)的所對(duì)應(yīng)的相別。

本實(shí)施例中，所述第一天線1與所述第一相位11之間的距離，等于所述第二天線2與所述第三相位13之間的距離；所述第二天線2、所述第一天線1與所述第一相位11之間的距離差大于30cm，可使得第一電壓信號(hào)和第二電壓信號(hào)波形的時(shí)延更明顯，提升檢測(cè)的準(zhǔn)確度。

根據(jù)采樣定理，采樣頻率必須在信號(hào)頻率2倍以上，在本實(shí)施例中，所述信號(hào)采集處理裝置3的采樣頻率大于或等于4GS/s，掃描時(shí)間大于或等于30ms，由于三相信號(hào)的時(shí)間差是ms量級(jí)，斷路器有缺陷時(shí)，時(shí)間差可能更長(zhǎng)，因此掃描時(shí)間大于或等于30ms，可保證檢測(cè)的順利進(jìn)行。

此外，所述信號(hào)采集處理裝置3，還可以用于對(duì)所述第一電壓信號(hào)和所述第二電壓信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)，以及顯示等功能。

如圖2所示，所述信號(hào)采集處理裝置3包括：

時(shí)間差判斷單元31，用于判斷所述接收時(shí)間差是否大于預(yù)設(shè)閾值。

相別輸出單元32，用于如果所述接收時(shí)間差大于所述預(yù)設(shè)閾值，獲取所述第一電壓信號(hào)和所述第二電壓信號(hào)中，先接收到的電壓信號(hào)所對(duì)應(yīng)的目標(biāo)天線信息。

輸出所述電磁波信號(hào)所對(duì)應(yīng)的相別為，所述第一相位和所述第三相位中，距離所述目標(biāo)天線信息對(duì)應(yīng)的目標(biāo)天線最近的相位；如果所述時(shí)間差小于或等于所述預(yù)設(shè)閾值，則輸出所述電磁波信號(hào)所對(duì)應(yīng)的相別為第二相位。

本實(shí)施例中，設(shè)定預(yù)設(shè)閾值為0.5ns。如果所述信號(hào)采集處理裝置3接收所述第一電壓信號(hào)和所述第二電壓信號(hào)的時(shí)間差大于0.5ns，且所述信號(hào)采集處理裝置3首先接收到第二電壓信號(hào)，后接收到第一電壓信號(hào)，則可以得出所述第二天線2先接收到電磁波信號(hào)，第一天線1后接收到電磁波信號(hào)。

根據(jù)第一天線1和第二天線2距離第一相位11、第二相位12以及第三相位13的距離關(guān)系可知，第三相位13距離第二天線2最近，因此便可以判斷出該電磁波信號(hào)來自于第三相位13。

如果所述信號(hào)采集處理裝置3接收所述第一電壓信號(hào)和所述第二電壓信號(hào)的時(shí)間差大于0.5ns，且所述信號(hào)采集處理裝置3首先接收到第一電壓信號(hào)，后接收到第二電壓信號(hào)，則可以得出所述第一天線1先接收到電磁波信號(hào)，第二天線2后接收到電磁波信號(hào)。

根據(jù)第一天線1和第二天線2距離第一相位11、第二相位12以及第三相位13的距離關(guān)系可知，第一相位11距離第一天線1最近，因此便可以判斷出該電磁波信號(hào)來自于第一相位11。

如果所述信號(hào)采集處理裝置3接收所述第一電壓信號(hào)和所述第二電壓信號(hào)的時(shí)間差小于0.5ns，則可以看作信號(hào)采集處理裝置3幾乎同時(shí)接收到第一電壓信號(hào)和第二電壓信號(hào)。

根據(jù)第一天線1和第二天線2距離第一相位11、第二相位12以及第三相位13的距離關(guān)系可知，第二相位12距離第一天線1和第二天線2的距離相同，因此便可以判斷出該電磁波信號(hào)來自于第二相位12。

通過上述方式，便可以對(duì)三相斷路器10分閘時(shí)產(chǎn)生的電磁波信號(hào)進(jìn)行逐一識(shí)別，判斷出每一電磁波信號(hào)所對(duì)應(yīng)的相別。

如圖3所示，所述信號(hào)采集處理裝置3還可以包括：

信號(hào)畸變判斷單元33，用于判斷所述第一電壓信號(hào)和所述第二電壓信號(hào)是否產(chǎn)生畸變。

觸頭燒蝕判定單元34，如果所述第一電壓信號(hào)和所述第二電壓信號(hào)產(chǎn)生畸變，則判定產(chǎn)生所述電磁波信號(hào)的斷路器觸頭嚴(yán)重?zé)g。

在能夠判斷出每一電磁波信號(hào)所對(duì)應(yīng)的相別的基礎(chǔ)上，在利用電磁波信號(hào)，對(duì)觸頭的燒蝕情況進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，無需對(duì)三相斷路器10進(jìn)行拆解，以及確定嚴(yán)重?zé)g的觸頭所在的相別，便于對(duì)嚴(yán)重?zé)g的觸頭進(jìn)行及時(shí)處理，避免觸頭由于燒蝕程度過重而發(fā)生故障，保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

請(qǐng)參閱圖4，在本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種三相斷路器電磁波信號(hào)相別檢測(cè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，本申請(qǐng)實(shí)施例還提供一種三相斷路器電磁波信號(hào)相別檢測(cè)方法，用于以上所述的系統(tǒng)，所述方法包括如下步驟：

步驟S1、接收第一電壓信號(hào)和第二電壓信號(hào)，所述第一電壓信號(hào)由三相斷路器分閘時(shí)產(chǎn)生的電磁波信號(hào)，經(jīng)過第一天線轉(zhuǎn)換后得到，所述第二電壓信號(hào)由所述電磁波信號(hào)，經(jīng)過第二天線轉(zhuǎn)換后得到。

步驟S2、計(jì)算所述第一電壓信號(hào)和所述第二電壓信號(hào)的接收時(shí)間差。

步驟S3、根據(jù)所述接收時(shí)間差，輸出所述電磁波信號(hào)所對(duì)應(yīng)的相別。

如圖5所示，根據(jù)所述接收時(shí)間差，輸出所述電磁波信號(hào)所對(duì)應(yīng)的相別，包括：

步驟S31、判斷所述接收時(shí)間差是否大于預(yù)設(shè)閾值。

步驟S32、如果所述接收時(shí)間差大于所述預(yù)設(shè)閾值，則獲取所述第一電壓信號(hào)和所述第二電壓信號(hào)中，先接收到的電壓信號(hào)所對(duì)應(yīng)的目標(biāo)天線信息。

步驟S33、輸出所述電磁波信號(hào)所對(duì)應(yīng)的相別為，所述第一相位和所述第三相位中，距離所述目標(biāo)天線信息對(duì)應(yīng)的目標(biāo)天線最近的相位。

步驟S34、如果所述接收時(shí)間差小于或等于所述預(yù)設(shè)閾值，則輸出所述電磁波信號(hào)所對(duì)應(yīng)的相別為第二相位。

如圖6所示，所述方法還包括：

步驟S4、判斷所述第一電壓信號(hào)和所述第二電壓信號(hào)是否產(chǎn)生畸變。

步驟S5、如果所述第一電壓信號(hào)和所述第二電壓信號(hào)產(chǎn)生畸變，則判定產(chǎn)生所述電磁波信號(hào)的斷路器觸頭嚴(yán)重?zé)g。

步驟S6、如果所述第一電壓信號(hào)和所述第二電壓信號(hào)沒有產(chǎn)生畸變，則判定產(chǎn)生所述電磁波信號(hào)的斷路器觸頭未嚴(yán)重?zé)g。

具體實(shí)現(xiàn)中，本發(fā)明還提供一種計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)，其中，該計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)可存儲(chǔ)有程序，該程序執(zhí)行時(shí)可包括本申請(qǐng)?zhí)峁┑娜鄶嗦菲麟姶挪ㄐ盘?hào)相別檢測(cè)方法的實(shí)施例中的部分或全部步驟。所述的存儲(chǔ)介質(zhì)可為磁碟、光盤、只讀存儲(chǔ)記憶體(英文：read-only memory，簡(jiǎn)稱：ROM)或隨機(jī)存儲(chǔ)記憶體(英文：random access memory，簡(jiǎn)稱：RAM)等。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)可借助軟件加必需的通用硬件平臺(tái)的方式來實(shí)現(xiàn)?；谶@樣的理解，本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)介質(zhì)中，如ROM/RAM、磁碟、光盤等，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例或者實(shí)施例的某些部分所述的方法。

以上所述的本申請(qǐng)的實(shí)施方式并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。