高压真空断路器机械特性智能在线监测系统的研制

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1、江苏科技大学硕士学位论文高压真空断路器机械特性智能在线监测系统的研制姓名：蔡亮申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：曾庆军20080304摘要摘要高压真空断路器机械特性的在线监测，是实现断路器预知性维修的前提，是保证其安全可靠运行的关键，也是对传统离线预防性维修的重大补充和新的发展。现代检测技术的快速发展为真空断路器机械特性的在线监测提供了可靠而有效的方法。本文受到江苏省科技攻关项目——具有智能模块的新型永磁机构高压真空断路器开发与产业化(项目编号：BE2006086)的资助，开展对真空断路器在线监测系统的研究。论文首先阐述了高压真空断路器在线监测的基本原理及其主要内

2、容，详细分析了断路器的机械特性检测中的关键技术问题，研究了采用霍尔电流传感器检测操动机构中合(分)闸线圈的电流信号和采用角位移传感器检测动触头的行程信号的具体实现方法，并给出了角位移输出对动触头行程的拟合方法。其次，规划了在线监测系统的功能模块，设计了一种新颖的基于TMS320F2812DSP的现场监测模块。系统硬件分为底层和上层两层，底层是现场监测模块，主要负责数据的采集、处理以及与上位机的通信等等；上层是上位机，主要负责人机界面的显示、故障诊断以及建立高压断路器运行状态数据库等功能。系统采用CAN总线作为现场监测模块与上位机之间的通信方式。论文重点介绍了在线监测系统的硬件和软件

3、设计，如信号调理电路、显示模块、通信模块的设计和上位机监控软件的设计。此外针对目前高压真空断路器运行数据缺乏以及完善的故障诊断模式难以建立的情况，阐述了一种基于比较与分析运行状态与正常状态之间的相似程度的断路器运行状态辨识方法——相似性分析方法。文章论述了相似性分析的基本思想，并结合现场试验测得的操动机构合闸线圈电流，分析了相似性分析方法的具体应用，实现了初步的故障诊断功能。最后论文对所开发的在线监测系统进行了现场试验，试验结果研制的在线监测系统能够有效的对高压真空断路器主要机械特性参数进行在线监测，实现了预定的在线监测功能。关键词：断路器，在线监测，机械特性，DSP,CAN总线I

4、AbstractAbstractOn-linemonitoringformechanicalcharacteristicsofhigh-voltagevacuumcircuitbreakeristhepreconditionofpredictingmaintenance,isthekeyelementofreliablerun,andistheimportantsupplementandupdateddevelopmenttothetraditionaloff-linepreventivemaintenance.Advancesinmeasuringandtestingtechno

5、logyprovidemorereliableandefficientmethodsforon-linemonitoringofmechanicalcharacteristicsofhigh-voltagevacuumcircuitbreaker.ThispaperissupportedbythefoundationofScientificandtechnologicalprojectsinJiangsuProvince(Code：BE2006086)。Firstly,thepapersummarizesthebasicprincipleandmaincontentofhigh-v

6、oltagecircuitbreakeron-linemonitor.Thekeytechnicalissuesofthemechanicalcharacteristicsofthecircuitbreakeraredetailedanalyzed.ThedetailedrealizedmethodsofusingHallcurrentsensortomonitorthecurrentsignalofclose(open)coilintheoperatingmechanismandusingangulardisplacementsensortomeasurethemechanica

7、ldisplacementsignalofmovablecontactareresearched,atthesametime,thefittingmethodbetweenAngulardisplacementandLinearitineraryisgiven.Secondly,thefunctionmodulesofon-linemonitoringsystemareplanned.AnewkindofsitemonitoringmodulebasedonTMS32