一種斷路器儲能彈簧狀態監測設備與方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于斷路器儲能彈簧監測技術領域，具體涉及一種斷路器儲能彈簧狀態監測設備與方法。
【背景技術】
[0002]隨著我國電力事業的蓬勃發展，斷路器在電力系統中得到了越來越多的廣泛應用。在斷路器操動機構中，儲能彈簧對整個斷路器的運行性能乃至整個電網的運行性能都有著非常重要的作用。隨著運行時間的增長，彈簧會出現不同程度的疲勞裂紋擴展、蠕變裂紋擴展，嚴重時會發生斷路器彈簧鋼絲斷裂的情況，因此斷路器彈簧的好壞嚴重影響電網的安全運行。
[0003]然而，目前尚未有專門針對運行中斷路器的儲能彈簧進行定時監測、定時存儲數據以及無線遠程報警的設備及方法。
[0004]CN103412258A公開了一種分合閘彈簧超聲監測裝置和方法，利用聲波發射技術，在線監測斷路器彈簧在疲勞斷裂時產生的聲波，從而達到彈簧故障預警的效果。但該發明無法完成對斷路器彈簧狀態的在線監測并存儲所采集的數據，同時也不能在故障發生時進行遠程報警功能。
[0005]CN104819744A公開了一種高壓斷路器在線監測方法，充分利用有線和無線傳感技術、通訊技術、計算機技術和網絡技術，通過對高壓開關設備核心部位的傳感器采集實時信息，進行實時的監控、記錄和分析。但該發明雖然實現了對斷路器的在線監測，但其監測范圍廣，沒有針對性，無法對斷路器彈簧儲能狀態進行監測。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是解決當前斷路器儲能彈簧無法帶電巡檢和在線監測的問題，以及檢測技術無法定時監測以及數據儲存的問題，為此提供了一種基于儲能彈簧力值和環境溫度測量的彈簧狀態監測設備。該設備可實現帶電巡檢中對儲能彈簧力值和其周邊環境溫度的檢測，同時能夠實現對儲能彈簧力值和周邊環境溫度的連續在線監測，并提出了實現該監測設備的具體實施方法與步驟。
[0007]本發明采用的技術方案是:一種斷路器儲能彈簧狀態監測設備，包括斷路器機箱、壓力彈簧、拉力彈簧和CPU，以及與所述CPU分別連接的I/O接口、時鐘電路、報警系統、顯示器、無線通信模塊和存儲器，還包括數據采集卡、信號調理電路一、信號調理電路二、定時器、拉力傳感器、壓力傳感器和溫度傳感器;所述數據采集卡上分別連接有所述信號調理電路一、信號調理電路二、定時器、CPU和所述存儲器;所述拉力傳感器、壓力傳感器與所述信號調理電路一連接，所述溫度傳感器與所述信號調理電路二連接，所述定時器與所述CPU連接。
[0008]優選的，所述壓力彈簧包括擋板，彈簧和導程桿，所述導程桿穿過所述彈簧和安裝在所述彈簧兩端的擋板，所述壓力傳感器設置在所述彈簧與擋板之間。
[0009]優選的，所述拉力彈簧包括彈簧和連接在所述彈簧一端的固定端口，以及連接在另一端的所述拉力傳感器。
[0010]優選的，所述溫度傳感器安裝在所述斷路器機箱內壁上。
[0011]優選的，所述定時器的時間間隔可調。
[0012]優選的，所述時鐘電路為實時時鐘電路。
[0013]—種利用斷路器儲能彈簧狀態監測設備進行斷路器儲能彈簧狀態監測的帶電巡檢方法，包括以下步驟:
(1)連接斷路器儲能彈簧狀態監測設備電源并打開電源開關，連接傳感器電源并打開拉力傳感器、壓力傳感器與溫度傳感器；
(2)打開斷路器儲能彈簧狀態監測設備，開始檢測彈簧的拉力值、壓力值和周圍的溫度；
(3)在檢測數據的同時，將檢測的數據傳送到CPU中，CPU將該環境溫度下的拉力值、壓力值折算到標準溫度值下的拉力值、壓力值，然后對其進行判斷，如果檢測結果在正常的閾值內，則繼續工作，如果檢測結果超出閾值，設備上的報警系統將會立刻報警。
[0014]一種利用斷路器儲能彈簧狀態監測設備進行斷路器儲能彈簧狀態監測的在線監測方法，包括以下步驟:
(1)連接斷路器儲能彈簧狀態監測設備電源并打開電源開關，連接傳感器電源并打開拉力傳感器、壓力傳感器與溫度傳感器；
(2)打開斷路器儲能彈簧狀態監測設備，在定時器上設置采集時間間隔，當定時器達到設定時間后，啟動數據采集卡工作；
(3)將斷路器儲能彈簧狀態監測設備放在斷路器機箱中或旁邊，連續監測，根據定時器設定的時間間隔，每隔一段時間斷路器儲能彈簧狀態監測設備將自動采集一次拉力值、壓力值和溫度值，斷路器儲能彈簧狀態監測設備將自動記錄拉力值、壓力值和溫度值并儲存在斷路器儲能彈簧狀態監測設備的存儲器中；
(4)數據采集卡在采集數據的同時，將采集的數據傳送到CPU中，CPU將該環境溫度下的拉力值、壓力值折算到標準溫度值下的拉力值、壓力值，然后對其進行判斷，如果采集的數據值正常則保存在存儲器中，如果采集的數據值超出閾值，設備通過無線通信模塊，將報警數據上傳；
(5)經過一段時間后，取回斷路器儲能彈簧狀態監測設備，回放監測數據，對所采集的數據進行分析和處理。
[0015]本發明所述的信號調理電路、數據采集卡、時鐘電路、定時器、存儲器、CPU、報警系統和無線通信模塊都由設備內部電源供電。拉力傳感器、壓力傳感器和溫度傳感器在使用時，由設備內部電源單獨供電。
[0016]本發明具有以下優點:
(I)本監測設備和方法沒有與高壓帶電設備接觸，對巡檢人員不會造成任何危害，安全可靠。
[0017](2)本發明方法實施步驟簡單，易被操作人員所掌握，容易推廣。
[0018](3)本發明設計的拉力傳感器經過改裝作為彈簧的受力端，實現了彈簧拉力值測量和彈簧拉力端固定兩種功能。
[0019](4)本發明的設備和方法可實現實時監測斷路器彈簧的狀態，可實現帶電操作。
[0020](5)本發明的設備和方法可以實現帶電巡檢和在線監測兩種作業方式，可適應不同情況的監測。
[0021](6)本發明的設備和方法可以實現采集數據的存儲、保存和取回，可幫助工作人員分析和判斷彈簧的實時狀態。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發明的設備結構框圖；
圖2是本發明中壓力傳感器的安裝示意圖；
圖3是本發明中拉力傳感器的安裝示意圖；
圖中:1_壓力傳感器，2-溫度傳感器，3-信號調理電路一，3’-信號調理電路二，4-數據采集卡，5-存儲器，6-定時器，7-1/0接口，8-時鐘電路，9-CPU，10-報警系統，11-顯示器，12-無線通信模塊，13-導程桿，14-彈簧，15-擋板，16-固定端口，17-拉力傳感器。
【具體實施方式】
[0023]通過以下詳細說明結合附圖可以進一步理解本發明的特點和優點。所提供的實施例僅是對本發明方法的說明，而不以任何方式限制本發明揭示的其余內容。
[0024]如圖1所示，本實施例采用技術方案如下:一種斷路器儲能彈簧狀態監測設備，包括斷路器機箱、壓力彈簧、拉力彈簧和CPU，以及與所述CPU分別連接的I/O接口、時鐘電路、報警系統、顯示器、無線通信模塊和存儲器，還包括數據采集卡、信號調理電路一、信號調理電路二、定時器、拉力傳感器、壓力傳感器和溫度傳感器;所述數據采集卡上分別連接有所述信號調理電路一、信號調理電路二、定時器、CPU和所述存儲器;所述拉力傳感器、壓力傳感器與所述信號調理電路一連接，所述溫度傳感器與所述信號調理電路二連接，所述定時器與所述CHJ連接。
[0025]所述壓力彈簧包括擋板，彈簧和導程桿，所述導程桿穿過所述彈簧和安裝在所述彈簧兩端的擋板，所述壓力傳感器設置在所述彈簧與擋板之間。
[0026]所述拉力彈簧包括彈簧和連接在所述彈簧一端的固定端口，以及連接在另一端的所述拉力傳感器。
[0027]所述溫度傳感器安裝在所述斷路器機箱內壁上。
[0028]所述定時器的時間間隔可調。
[0029]所述時鐘電路為實時時鐘電路。
[0030]本實施例適用于斷路器儲能彈簧的力值和環境溫度的監測以及測量數據的存儲和保存。拉力傳感器1、壓力傳感器17和溫度傳感器2分別與其對應的信號調理電路一3，信號調理電路二3’連接，信號調理電路一3，信號調理電路二3’與數據采集卡4連接，數據采集卡4與存儲器5連接;CPU9分別與I/O接口 7、時鐘電路8、定時器5、報警系統10、顯示器11、無線通信模塊12以及存儲器5連接，定時器6與數據采集卡4連接。
[0031]工作流程是:拉力傳感器1、壓力傳感器17和溫度傳感器2接收到的力值和溫度值轉變為電信號輸送給信號調理電路一 3，信號調理電路二 3’，信號調理電路一 3，信號調理電路二 3’將接受的信號放大、濾波和整理后輸送給數據采集卡4，數據采集卡4將采集的數據存