1.本发明涉及断路器设备技术领域，具体涉及一种断路器状态监测系统。
背景技术：
2.高压断路器是电力系统的重要设备，高压断路器的状态监测-直是电力系统十分关注并迫切希望解决的问题之一，状态监测与状态智能管理成为近来发展较快的新技术和管理式，以计算机技术为基础和先导，新型传感器技术、信号处理技术、人工智能技术以及计算机远程监控技术的发展，为电力系统电气设备的状态监测和状态的智能管理开拓了新的研究领域。
3.高压断路器，是开关电器中最为关键的一种电气设备，是作为绝缘和灭弧的装置，是发电厂和变电所配电装置中必不可少的设备，正常运行时，用来进行倒换运行方式，把设备或线路接入电路或退出运行，起着控制作用，当设备和线路发生故障时能快速切除，保证无故障部分正常运行，起着保护作用，高压断路器在电力系统中肩负着控制和保护双重任务，其状态的好坏直接影响着电力系统的安全运行。
4.断路器检修方式经历了事后检修、定期检修和状态检修的发展过程，状态检修与在线监测有密切的关系，只有通过在线监测全面、正确地给出绝缘的、机械的各种状态参数，提供可靠的信息，确切掌握设备状态，才能使状态检修有坚实的基础，高压断路器在线状态监测系统用于变电站、开闭所、电厂高压断路器的机械性能、电气绝缘性能、触头电寿命及操作回路工作状态的监测，通过综台分析在线监测的数据和相关历史数据，诊断出高压断路器当前的工作状态，为电气设备状态检修提供决策依据，因而现提出一种断路器状态监测系统。
技术实现要素：
5.针对上述缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提供一种断路器状态监测系统，包括有断路器时间特性曲线监测、分合闸线圈电流监测，以及机械振动信号在线监测；其中，所述分合闸线圈电流监测和机械振动信号在线监测中还包括有：辅助回路监视、电动机操作开关装置电源监视、跳闸线圈完好性监视、断路器储能弹簧状态监视、气体压力监视、开关累计运行时间监视、触点切换时间监视和机械操作次数监视。
6.在上述一种断路器状态监测系统的技术方案中，优选地，所述辅助回路监视中当断路器处于合闸位置时，断路器常开辅助接点闭合，常闭辅助接点断开，形成监视回路；当断路器处于分闸位置时，断路器常闭辅助接点闭合，常开辅助接点断开，形成监视回路。
7.在上述一种断路器状态监测系统的技术方案中，优选地，所述断路器在操作合闸时，触点切换时间监视仪的绿灯闪光，红灯不亮或者红绿灯都熄灭，则说明断路器辅助触点转换出现异常。
8.在上述一种断路器状态监测系统的技术方案中，优选地，所述机械振动信号在线
监测中，对振动信号进行在线监测采用三轴加速度计adxl345。
9.在上述一种断路器状态监测系统的技术方案中，优选地，所述断路器在分合闸操作中所产生的振动信号无规则的，加上现场环境噪声的影响，使得分析处理起来比较困难，断路器机械状态的改变将导致振动信号的变化，这是利用振动信号作为故障诊断的理论依据，通过适当的检测手段和信号处理方法，可以识别振动故障源，断路器的很多故障都能从相关监测量的波形上直接表现出来，例如基座螺丝松动；操作系统的线圈卡塞；拉杆和转轴连接部分出现卡塞；操动机构线圈发生卡塞。
10.在上述一种断路器状态监测系统的技术方案中，优选地，所述断路器在分合闸过程中，线圈电流随时间而变化，通过对断路器分合闸线圈电流的监测，可计算操动机构的启动时间、拉杆运动时间、线圈通电时间等，同时结合断路器自身的参数范围，可判断断路器是否发生偷跳、误动、拒动等运行状态。
11.在上述一种断路器状态监测系统的技术方案中，优选地，所述行程—时间特性曲线是断路器工作状态的重要表征，通过在动触头下或触头的绝缘拉杆下安装位移传感器，再经过采样滤波后，可得到断路器动触头行程随时间的变化关系，通过对行程位移的监测还可以提取各种机械动作参数，进而判断断路器操动机构的健康状况，一般来说，各种机械动作参数都有其好的取值范围，如动触头的大分（合）闸速度不宜过大，否则会对机构零部件造成重大撞击；若分、合闸速度过小，又会造成动触头不能可靠地进分、合闸操作，使断路器工作失效。
12.由上述技术方案可知，本发明提供一种断路器状态监测系统与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明中通过对断路器的时间特性曲线、分合闸线圈电流以及机械振动信号进行在线监测，同时细分到辅助回路监视、电动机操作开关装置电源监视、跳闸线圈完好性监视、断路器储能弹簧状态监视、气体压力监视、开关累计运行时间监视、触点切换时间监视和机械操作次数监视，实现对断路器运行过程中的实时多方位的监测效果，以此确保断路器能够保持在正常的工作状态，通过对断路器运行状态的分析，及时发现设备所存在的问题，有效排除故障，保证设备的正常运行，从而提高设备运行的可靠稳定性。
附图说明
13.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做出简单地介绍和说明。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
14.图1为本发明中一种断路器状态监测系统的框架示意图。
具体实施方式
15.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，以下所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
16.为了对本发明的技术方案和实现方式做出更清楚地解释和说明，以下介绍实现本发明技术方案的几个优选的具体实施例。
17.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上，它可以直接在另一个元件上或者间接设置在另一个元件上；当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至另一个元件上。
18.另外，本文中的术语：“内、外”，“前、后”，“左、右”，
ꢀ“
竖直、水平”，“顶、底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
19.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。具体实施例1
20.辅助回路监视中当断路器处于合闸位置时，断路器常开辅助接点闭合，常闭辅助接点断开，形成监视回路；当断路器处于分闸位置时，断路器常闭辅助接点闭合，常开辅助接点断开，形成监视回路，断路器在操作合闸时，触点切换时间监视仪的绿灯闪光，红灯不亮或者红绿灯都熄灭，则说明断路器辅助触点转换出现异常，断路器在分合闸操作中所产生的振动信号无规则的，加上现场环境噪声的影响，使得分析处理起来比较困难，断路器机械状态的改变将导致振动信号的变化，这是利用振动信号作为故障诊断的理论依据，通过适当的检测手段和信号处理方法，可以识别振动故障源，断路器的很多故障都能从相关监测量的波形上直接表现出来，例如基座螺丝松动；操作系统的线圈卡塞；拉杆和转轴连接部分出现卡塞；操动机构线圈发生卡塞。
21.断路器在分合闸过程中，线圈电流随时间而变化，通过对断路器分合闸线圈电流的监测，可计算操动机构的启动时间、拉杆运动时间、线圈通电时间等，同时结合断路器自身的参数范围，可判断断路器是否发生偷跳、误动、拒动等运行状态，行程—时间特性曲线是断路器工作状态的重要表征，通过在动触头下或触头的绝缘拉杆下安装位移传感器，再经过采样滤波后，可得到断路器动触头行程随时间的变化关系，通过对行程位移的监测还可以提取各种机械动作参数，进而判断断路器操动机构的健康状况，一般来说，各种机械动作参数都有其好的取值范围，如动触头的大分（合）闸速度不宜过大，否则会对机构零部件造成重大撞击；若分、合闸速度过小，又会造成动触头不能可靠地进分、合闸操作，使断路器工作失效。
22.具体实施例2，在具体实施例1的基础上。
23.断路器的状态监测系统布局由如下4个部分组成：1、传感器，传感器将电信号、其他物理量或者化学量转换成适合于数据采集装置处理的电信号，传感器的选择依赖于状态监测采用的方法和被监测设备的故障产生机理。
24.2、数据采集，数据采集的任务包括对传感器输出信号的去噪、选取、滤波、模/数转换以及对传感器的补偿和校正等。
25.3、故障检测，故障检测的首要目的是明确被检测设备是否出现初期的故障征兆，为故障报警和进一步故障分析提供依据，故障检测一般包括参考模型和故障特征提取两种
方法，前者将测量结果与基于数学仿真模型或人工智能等方法的预测模型进行比较得出结论，故障特征提取方法主要是通过时/频分析，小波变换等数字信号处理技术而获得。
26.4、诊断，对检测到的异常信号进行处理、分析，制定维修策略，由计算机采用先进的数字信号处理、人工智能技术进行在线、自动地分析处理，从而给出设备的故障类型、故障定位和维修决策等信息。
27.辅助回路监视中当断路器处于合闸位置时，断路器常开辅助接点闭合，常闭辅助接点断开，形成监视回路；当断路器处于分闸位置时，断路器常闭辅助接点闭合，常开辅助接点断开，形成监视回路，断路器在操作合闸时，触点切换时间监视仪的绿灯闪光，红灯不亮或者红绿灯都熄灭，则说明断路器辅助触点转换出现异常，断路器在分合闸操作中所产生的振动信号无规则的，加上现场环境噪声的影响，使得分析处理起来比较困难，断路器机械状态的改变将导致振动信号的变化，这是利用振动信号作为故障诊断的理论依据，通过适当的检测手段和信号处理方法，可以识别振动故障源，断路器的很多故障都能从相关监测量的波形上直接表现出来，例如基座螺丝松动；操作系统的线圈卡塞；拉杆和转轴连接部分出现卡塞；操动机构线圈发生卡塞。
28.断路器在分合闸过程中，线圈电流随时间而变化，通过对断路器分合闸线圈电流的监测，可计算操动机构的启动时间、拉杆运动时间、线圈通电时间等，同时结合断路器自身的参数范围，可判断断路器是否发生偷跳、误动、拒动等运行状态，行程—时间特性曲线是断路器工作状态的重要表征，通过在动触头下或触头的绝缘拉杆下安装位移传感器，再经过采样滤波后，可得到断路器动触头行程随时间的变化关系，通过对行程位移的监测还可以提取各种机械动作参数，进而判断断路器操动机构的健康状况，一般来说，各种机械动作参数都有其好的取值范围，如动触头的大分（合）闸速度不宜过大，否则会对机构零部件造成重大撞击；若分、合闸速度过小，又会造成动触头不能可靠地进分、合闸操作，使断路器工作失效。
29.具体实施例3，在具体实施例1的基础上。
30.开断电流的累计，触头电磨损是影响断路器电寿命的重要因素，是状态监测的重要参数之一，在分闸过程中，由高压电流互感器和二次电流传感器测量高压开关的主电流波形，通过测量触头每次开断电流，经过数据处理得到该次开断电流的有效值，当值超过阀值时，则表明应该检修或更换，从而间接地反映触头的磨损情况。
31.与分合闸线圈有关的项目：线圈通路、线圈电流、线圈电压。
32.断路器操动过程中的机械振动，振动信号包含大量的设备状态信息。机座、外壳上的振动是内部多种受激的反应，包括机械操作、电动力、局部放电，以及sf6气体中的微粒运动等，通过一定的信号采集并将其放大，输入到cpu后台，进行波形分析，可找到一些特定的状态信息。
33.断路器的气体密度和断路器微水量测量，对断路器监测发现电故障，真空断路器的真空度，当真空度降低到一定程度时，随着真空度的降低，灭弧室断口的击穿电压迅速下降，工作的有效性和稳定性在很大程度上取决于真空灭弧室的真空度。
34.辅助回路监视中当断路器处于合闸位置时，断路器常开辅助接点闭合，常闭辅助接点断开，形成监视回路；当断路器处于分闸位置时，断路器常闭辅助接点闭合，常开辅助接点断开，形成监视回路，断路器在操作合闸时，触点切换时间监视仪的绿灯闪光，红灯不
亮或者红绿灯都熄灭，则说明断路器辅助触点转换出现异常，断路器在分合闸操作中所产生的振动信号无规则的，加上现场环境噪声的影响，使得分析处理起来比较困难，断路器机械状态的改变将导致振动信号的变化，这是利用振动信号作为故障诊断的理论依据，通过适当的检测手段和信号处理方法，可以识别振动故障源，断路器的很多故障都能从相关监测量的波形上直接表现出来，例如基座螺丝松动；操作系统的线圈卡塞；拉杆和转轴连接部分出现卡塞；操动机构线圈发生卡塞。
35.断路器在分合闸过程中，线圈电流随时间而变化，通过对断路器分合闸线圈电流的监测，可计算操动机构的启动时间、拉杆运动时间、线圈通电时间等，同时结合断路器自身的参数范围，可判断断路器是否发生偷跳、误动、拒动等运行状态，行程—时间特性曲线是断路器工作状态的重要表征，通过在动触头下或触头的绝缘拉杆下安装位移传感器，再经过采样滤波后，可得到断路器动触头行程随时间的变化关系，通过对行程位移的监测还可以提取各种机械动作参数，进而判断断路器操动机构的健康状况，一般来说，各种机械动作参数都有其好的取值范围，如动触头的大分（合）闸速度不宜过大，否则会对机构零部件造成重大撞击；若分、合闸速度过小，又会造成动触头不能可靠地进分、合闸操作，使断路器工作失效。
36.最后，还需要说明的是，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本技术所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
37.在本文中使用的术语"包括'、"包含"或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句"包括一个
…
"限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
38.本发明并不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。