介紹了一種高壓真空斷路器機械狀態監測系統。該監測系統綜合了以往的監測技術，保證了對斷路器機械狀態監測的全面性。在此基礎上，擴大了監測范圍，包括彈簧操動機構真空斷路器和永磁機構真空斷路器，提出了一機兩用思想，既可作為斷路器出廠測試用，又可作為斷路器在線監測用。該監測系統在技術上，對信號采集精度、監測儀功能方面、運行抗干擾方面有了更高的要求。監測系統的上位機系統使用混合型面向對象語言C++在可視化編程系統Visual C++中編寫，實現與下位機間的通信，接收到的數據隨時繪成波形實時顯示并存入數據庫，為之后的故障診斷系統分析判斷積累信息資源。該監測系統已基本完成，經實驗測試運行正常，采集數據準確。

　　引言

　　高壓斷路器是電力系統中最重要的開關設備之一，它擔負著對電力系統控制和保護的雙重任務。斷路器的工作穩定對整個電力系統的正常運行非常關鍵。國際大電網會議對高壓斷路器可靠性所做的世界范圍的調查及我國電力部門對高壓開關事故的統計分析均表明，高壓斷路器的大多數故障(主要故障的70%和次要故障的86%)發生在機械機構上。高壓斷路器機械故障所造成的事故在次數、事故所造成的停電時間上均占總量的60%以上。大多數的機械故障是由于機械特性不良造成的， 常見的機械故障有傳動機構變形、潤滑不良、電磁鐵卡塞、鎖扣失靈、觸頭磨損、螺絲松動、部件破裂、緩沖器故障、彈簧拉伸偏差、合分閘線圈電流失穩、斷路器安裝不牢等，而其他故障如滅弧、絕緣等的故障占較小的比例。

　　通過大量工廠實驗， 發現典型的時間—位移曲線、速度—位移曲線、輔助接點動作曲線、分合閘線圈電流曲線、電機電流曲線等波形中含有豐富的機械狀態信息，特別是漸變信息，當某個部件異常時，相關波形均會有相應的變化， 它可以利用對曲線細部特征變化十分敏感的曲線相關性技術， 對機械狀態漸變性潛在故障進行診斷。因此，通過檢測高壓斷路器的機械狀態的手段，對提高供電可靠性有重要的現實意義，并可以減少盲目定期檢修帶來的資金浪費，同時也加強了智能電網自愈和自適應能力。

　　筆者所設計的監測系統的監測量包括彈簧操動機構真空斷路器的合分閘脫扣器線圈電流信號、儲能電機電流信號、主軸旋轉角位移及速度信號、電機觸點信號、永磁機構真空斷路器永磁線圈電流信號、永磁線圈電壓信號、動觸頭行程信號以及兩者的振動信號、輔助觸點與三相觸頭合分閘的開關量信號。該監測系統對信號的采集精度做了更高的要求，采用外部AD 轉換模塊，將采集精度提高到16 bit。信號處理單元采用先進的數字信號處理器作為檢測核心，負責模擬信號的采集、轉換、運算、傳輸以及增強功能的實現。該監測儀也可作為斷路器的出廠測試儀，提供斷路器出廠時必須的開距、超程、彈跳、速度等參數信息。

　　1、監測系統

　　監測系統結構圖見圖1。監測系統主要包括控制模塊、信號采集模塊、AD 轉換模塊、信號處理模塊以及實時顯示波形的上位機系統。此外，還有監測儀的增強功能，包括故障語音報警、LCD 液晶顯示、報表打印、數據存儲等功能。

圖1 監測系統結構圖

　　各路采集通道將采集到的模擬信號量通過電平轉換電路轉換為0~5 V 之間的信號， 送入AD 轉換模塊中， 轉換完后輸出的數字信號需經過電平轉換電路降為3.3 V 的數字信號，送入信號處理模塊。信號處理模塊對數據進行處理，并通RS485 通訊傳輸給上位機，上位機對數據進行大量的分析、判斷斷路器的相應位置的工作狀態，然后，上位機針對相應監測結果，發出指令給下位機進入下一步動作。當上位機判斷出斷路器出現異常時，發送指令給下位機，下位機接收指令并區分指令的特征， 控制LCD 顯示故障數據，同時控制語音報警電路說明故障的嚴重程度，以此給予工作人員語音提醒，并提供故障數據。

　　4、結語

　　高壓電器是電力系統中非常重要的成員， 尤其斷路器又顯得格外重要，為保護斷路器正常工作，保證電力系統的正常運行， 對斷路器的機械狀態監測必不可少。該監測系統對斷路器的機械特性狀態信息做了正確的監測， 能夠保證在該監測信息的基礎上，通過后臺診斷系統的分析判斷，預防斷路器的機械故障，對電力系統的正常運行有積極的作用。有利于智能電器的發展，促進智能電網的完善。再者，由于電力系統中來自電力電路干擾、人為干擾、自然環境等干擾的影響， 以及智能電網對智能斷路器的嚴格要求， 致使對斷路器監測系統的監測準確性提出嚴峻的考驗，為了得到更加準確的監測結果，將加強對監測系統的抗干擾能力的研究， 以滿足智能電網的需要。