(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211036200.3 (22)申请日 2022.08.27 (71)申请人 国网新疆电力有限公司乌鲁 木齐供 电公司 地址 830011 新疆维吾尔自治区乌鲁 木齐 市新市区北京南路3 5号 申请人 国家电网有限公司 (72)发明人 朱亮亮　柯振宇　韩昊　杨胜林　 张永熙　袁文海　郑斌　刘彪　 赛涛　于一三　白祥宇　董小顺　 丁自成　彭帅　林文强　马强　 贾天豪　付啸岳　丛冰杰　 居来提·阿布都拉 　周凡　 (51)Int.Cl. G01M 13/00(2019.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种隔离开关机械特性分析仪及其诊断方 法 (57)摘要 本发明公开一种隔离开关机械特性分析仪， 涉及变电站技术领域， 包括： 核心处理单元， 包括 主控芯片和数据存储器， 用于接收、 存储信息并 对信息进行分析处理； 故障诊断模块， 用于隔离 开关的测量数据分析， 并将诊断结果传送到主控 芯片； 电机电流测量模块， 设置于驱动电机的控 制回路上用于采集隔离开关操动机构中的电机 电流； 力矩测量模块， 设置于手动手柄上用于获 取隔离开关操作杆扭矩信号； 转角测量模块， 设 置于隔离开关操作机构箱上用于采集隔离开关 转动角度信号； 人机交互模块、 计时器和基础数 据库。 本发 明还提供一种隔离开 关机械特性分析 仪诊断方法。 本发明可应用于不同类型的隔离开 关的机械特性分析。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 115541206 A 2022.12.30 CN 115541206 A 1.一种隔离开关机 械特性分析仪， 其特 征在于， 包括： 核心处理单元， 包括主控芯片和数据存储器， 用于接收、 存储信 息并对信息进行分析处 理； 故障诊断模块， 用于隔离开关的测量数据分析， 并将诊断结果传送到主控芯片； 电机电流测量模块， 设置于驱动电机的控制回路上用于采集隔离开关操动机构中的电 机电流； 力矩测量模块， 设置 于手动手柄上用于获取隔离开关操作杆 扭矩信号； 转角测量模块， 设置 于隔离开关操作机构箱上用于采集隔离开关转动角度信号； 人机交互模块， 用于通过试验人员在液晶屏上的进行操作选择， 并将参数、 试验数据、 诊断结果信息显示在液晶屏上， 将有效数据存储入基础数据库， 优化模型， 提供用户的查询 和分析服 务； 计时器， 用于为测量数据提供时间序列， 以及保留数据检测时间， 已备查询数据； 基础数据库， 用于对隔离开关的电机电流、 力矩和转角数据进行存 储； 所述电机电流测量模块、 转角测量模块和力矩测量模块的输出端连接核心处理单元， 所述核心处理单元与基础数据库连接， 所述核心处理单元与故障诊断模块连接， 所述故障 诊断模块与人机交 互界面连接； 所述核心处 理单元还连接计时器。 2.根据权利要求1所述的一种隔离开关机械特性分析仪， 其特征在于， 所述电机电流测 量模块， 包括在驱动电机的控制回路安装的霍尔电流传感器， 所述霍尔电流传感器的采样 频率不低于2kH z， 量程范围： 0～5A。 3.根据权利要求1所述的一种隔离开关机械特性分析仪， 其特征在于， 所述力矩测量模 块， 包括手动手柄及安装在手动手柄操作处的电阻应变片， 所述电阻应变片的采样频率不 低于150Hz， 量程范围：±15Nm。 4.根据权利要求1所述的一种隔离开关机械特性分析仪， 其特征在于， 所述转角测量模 块， 包括安装在 隔离开关操作机构箱与导电臂间连接的传动部件的光电传感器， 所述光电 传感器的采样频率 不低于15 0Hz， 量程范围：±180°。 5.一种隔离开关机械特性分析仪诊断方法， 采用 如权利要求1 ‑4所述的一种隔离开关 机械特性分析仪， 其特 征在于， 包括以下步骤： 通过隔离开关操作机构箱控制隔离开关分合 闸， 结合数据采集装置测量并记录隔离开 关单次动作过程的力矩、 电流及转角变化情况； 根据力矩传感器及转角传感器测量结果， 绘制力矩 ‑转角曲线， 记录单次动作 过程中的 力矩最大值， 并求 解单次动作过程中力矩的平均值及有效值； 根据电流传感器测量结果， 绘制电机电流曲线， 记录单次动作过程中的 电机电流最大 值， 并求解单次动作过程中电机电流的平均值及有效值； 计算力矩有效值与平均值的比值， 并将其定义 为力矩曲线系数； 计算电机电流有效值与平均值的比值， 并将其定义 为电流曲线系数； 根据力矩曲线系数与电流曲线系数的取值情况， 判断隔离开关的运行状态； 根据隔离开关的运行状态及故障诊断模块分析故障原因并通过 人机交互模块显示。 6.根据权利要求5所述的一种隔离开关机械特性分析仪诊断方法， 其特征在于， 所述根 据隔离开关的运行状态及故障诊断模块分析故障原因并通过人机交互模块显示； 具体包权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115541206 A 2括： 根据隔离开关的运行状态判断有故障时， 故障诊断模块给出故障原因， 通过人机交互 模块， 选择基础数据库中的故障数据类型， 利用自动识别算法对比电机电流、 力矩 ‑转角曲 线， 得出具体部位的故障原因。 7.根据权利要求5所述的一种隔离开关机械特性分析仪诊断方法， 其特征在于， 根据力 矩曲线系数和电流曲线系数的取值情况， 判断隔离开关的运行状态； 具体为： 若力矩曲线系数和电流曲线系数在阈值设定要求， 则隔离开关运行状态正常； 若力矩 曲线系数和电流曲线系数在阈值设定要求外， 则根据其数值分布区间判断是否存在三相合 闸不同期或卡涩。 8.根据权利要求7所述的一种隔离开关机械特性分析仪诊断方法， 其特征在于， 所述阈 值设定要求为若力矩曲线系 数、 电流曲线系数在基础数据库的 ±5％内波动则表明隔离开 关运行状态正常； 若力矩曲线系 数、 电流曲线系数在基础数据库的 ±10％内波动则表明隔 离开关存在三相不同期故障， 若力矩曲线系 数、 电流曲线系数在基础数据库的 ±20％内波 动则表明隔离开关存在卡涩故障。 9.根据权利要求5所述的一种隔离开关机械特性分析仪诊断方法， 其特征在于， 还包 括： 单次测量结果存在局部数据异常情况， 具体为： 当单次动作过程中的力矩 最大值或单次 动作过程中的电机电流 最大值超出基础数据库的 ±50％， 则为异常数据， 需重新试验。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115541206 A 3