(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 110988669 A(43)申请公布日 2020.04.10
(21)申请号 201911349933.0(22)申请日 2019.12.24
(71)申请人 山东钢铁股份有限公司
地址 271104 山东省济南市莱芜市钢城区
府前大街99号(72)发明人 谭永彦 刘静怡 陶务纯 尹崇丽
闫寒 吕欣乐 焦健 (74)专利代理机构 北京集佳知识产权代理有限
公司 11227
代理人 侯珊(51)Int.Cl.
G01R 31/327(2006.01)G01R 19/165(2006.01)
权利要求书2页 说明书7页 附图3页
(54)发明名称
一种高压断路器的故障检测方法及装置(57)摘要
本发明公开了一种高压断路器的故障检测方法，根据高压断路器的分合闸状态和变压器的二次侧电压可分析出高压断路器是否能够正常分合闸，从而及时发现高压断路器出现分断故障，以及时做出防护措施，进而避免因高压断路器故障异常带电导致人员意外触电的安全隐患，同时防止因高压断路器故障状态下频繁分合闸导致高压供电设备损坏的问题，保护人员和设备安全。本发明还提供了一种高压断路器的故障检测装置，与上述故障检测方法具有相同的有益效果。
CN 110988669 ACN 110988669 A
权 利 要 求 书
1/2页
1.一种高压断路器的故障检测方法，其特征在于，包括：获取高压断路器的分合闸状态和变压器的二次侧电压；
根据所述分合闸状态和所述二次侧电压判断所述高压断路器是否能够正常分合闸；若否，则确定所述高压断路器存在故障。
2.如权利要求1所述的高压断路器的故障检测方法，其特征在于，当所述高压断路器处于分闸状态时，所述根据所述分合闸状态和所述二次侧电压判断所述高压断路器是否能够正常分合闸的过程，包括：
判断所述二次侧电压的三相电压中是否存在大于预设电压阈值的相电压；若是，则确定所述高压断路器不能正常分闸，并执行所述确定所述高压断路器存在故障的步骤；
若否，则确定所述高压断路器能够正常分闸。
3.如权利要求1所述的高压断路器的故障检测方法，其特征在于，当所述高压断路器处于合闸状态时，所述根据所述分合闸状态和所述二次侧电压判断所述高压断路器是否能够正常分合闸的过程，包括：
判断所述二次侧电压的三相电压中是否存在小于预设电压阈值的相电压；若是，则确定所述高压断路器不能正常合闸，并执行所述确定所述高压断路器存在故障的步骤；
若否，则确定所述高压断路器能够正常合闸。
4.如权利要求1-3任一项所述的高压断路器的故障检测方法，其特征在于，所述故障检测方法还包括：
在确定所述高压断路器存在故障之后，控制所述高压断路器分闸。5.如权利要求1-3任一项所述的高压断路器的故障检测方法，其特征在于，所述故障检测方法还包括：
在确定所述高压断路器存在故障之后，控制报警装置进行报警。6.如权利要求5所述的高压断路器的故障检测方法，其特征在于，所述故障检测方法还包括：
在接收到报警测试指令后，控制所述报警装置进行报警，以根据所述报警装置的报警情况对所述报警装置进行故障测试。
7.一种高压断路器的故障检测装置，其特征在于，包括：电压采集转换电路，用于采集变压器的二次侧电压，并将所述二次侧电压转换为供控制器识别的电压信号；
分别与所述电压采集转换电路和高压断路器连接的控制器，用于在执行所存储的计算机程序时实现如权利要求1-6任一项所述的高压断路器的故障检测方法的步骤。
8.如权利要求7所述的高压断路器的故障检测装置，其特征在于，所述故障检测装置还包括报警装置和电源模块；其中，所述报警装置包括：
声光报警器；
设于所述电源模块和所述声光报警器的供电线路上的继电器；
则所述控制器具体用于通过控制所述继电器的通断来相应控制所述报警装置是否进行报警。
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CN 110988669 A
权 利 要 求 书
2/2页
9.如权利要求8所述的高压断路器的故障检测装置，其特征在于，所述电源模块包括：直流电源；
与所述直流电源连接的电压转换芯片，用于将所述直流电源的输出电压进行电压转换，以分别为所述控制器和所述声光报警器提供所需供电电压。
10.如权利要求8所述的高压断路器的故障检测装置，其特征在于，所述故障检测装置还包括：
与所述报警装置具有相同结构的备用报警装置。
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CN 110988669 A
说 明 书
一种高压断路器的故障检测方法及装置
1/7页
技术领域
[0001]本发明涉及特殊钢生产领域，特别是涉及一种高压断路器的故障检测方法及装置。
背景技术
[0002]目前，特殊钢的生产工序普遍采用电弧炉初炼、钢包精炼炉成份精调提温、真空精炼炉真空脱气的冶炼模式。对于电弧炉和钢包精炼炉来说，在生成过程中的加热供电环节十分重要。请参照图1，图1为现有技术中的一种炼钢炉的加热供电电源的结构示意图。加热供电电源包括高压电源、高压断路器、变压器。但是，在冶炼钢的过程中，高压断路器需要频繁分合，导致高压断路器易出现分断故障，此时若未及时发现高压断路器出现分断故障，则会危及到人员和设备安全。[0003]因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域的技术人员目前需要解决的问题。
发明内容
[0004]本发明的目的是提供一种高压断路器的故障检测方法及装置，及时发现高压断路器出现分断故障，以及时做出防护措施，从而避免因高压断路器故障异常带电导致人员意外触电的安全隐患，同时防止因高压断路器故障状态下频繁分合闸导致高压供电设备损坏的问题，保护人员和设备安全。[0005]为解决上述技术问题，本发明提供了一种高压断路器的故障检测方法，包括：[0006]获取高压断路器的分合闸状态和变压器的二次侧电压；
[0007]根据所述分合闸状态和所述二次侧电压判断所述高压断路器是否能够正常分合闸；
[0008]若否，则确定所述高压断路器存在故障。[0009]优选地，当所述高压断路器处于分闸状态时，所述根据所述分合闸状态和所述二次侧电压判断所述高压断路器是否能够正常分合闸的过程，包括：[0010]判断所述二次侧电压的三相电压中是否存在大于预设电压阈值的相电压；[0011]若是，则确定所述高压断路器不能正常分闸，并执行所述确定所述高压断路器存在故障的步骤；[0012]若否，则确定所述高压断路器能够正常分闸。[0013]优选地，当所述高压断路器处于合闸状态时，所述根据所述分合闸状态和所述二次侧电压判断所述高压断路器是否能够正常分合闸的过程，包括：[0014]判断所述二次侧电压的三相电压中是否存在小于预设电压阈值的相电压；[0015]若是，则确定所述高压断路器不能正常合闸，并执行所述确定所述高压断路器存在故障的步骤；[0016]若否，则确定所述高压断路器能够正常合闸。
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CN 110988669 A[0017]
说 明 书
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优选地，所述故障检测方法还包括：
[0018]在确定所述高压断路器存在故障之后，控制所述高压断路器分闸。[0019]优选地，所述故障检测方法还包括：[0020]在确定所述高压断路器存在故障之后，控制报警装置进行报警。[0021]优选地，所述故障检测方法还包括：[0022]在接收到报警测试指令后，控制所述报警装置进行报警，以根据所述报警装置的报警情况对所述报警装置进行故障测试。[0023]为解决上述技术问题，本发明还提供了一种高压断路器的故障检测装置，包括：[0024]电压采集转换电路，用于采集变压器的二次侧电压，并将所述二次侧电压转换为供控制器识别的电压信号；
[0025]分别与所述电压采集转换电路和高压断路器连接的控制器，用于在执行所存储的计算机程序时实现上述任一种高压断路器的故障检测方法的步骤。[0026]优选地，所述故障检测装置还包括报警装置和电源模块；其中，所述报警装置包括：
[0027]声光报警器；
[0028]设于所述电源模块和所述声光报警器的供电线路上的继电器；[0029]则所述控制器具体用于通过控制所述继电器的通断来相应控制所述报警装置是否进行报警。[0030]优选地，所述电源模块包括：[0031]直流电源；
[0032]与所述直流电源连接的电压转换芯片，用于将所述直流电源的输出电压进行电压转换，以分别为所述控制器和所述声光报警器提供所需供电电压。[0033]优选地，所述故障检测装置还包括：
[0034]与所述报警装置具有相同结构的备用报警装置。[0035]本发明提供了一种高压断路器的故障检测方法，根据高压断路器的分合闸状态和变压器的二次侧电压可分析出高压断路器是否能够正常分合闸，从而及时发现高压断路器出现分断故障，以及时做出防护措施，进而避免因高压断路器故障异常带电导致人员意外触电的安全隐患，同时防止因高压断路器故障状态下频繁分合闸导致高压供电设备损坏的问题，保护人员和设备安全。
[0036]本发明还提供了一种高压断路器的故障检测装置，与上述故障检测方法具有相同的有益效果。
附图说明
[0037]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
[0038]图1为现有技术中的一种炼钢炉的加热供电电源的结构示意图；
[0039]图2为本发明实施例提供的一种高压断路器的故障检测方法的流程图；
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说 明 书
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图3为本发明实施例提供的一种高压断路器的故障检测方法的具体流程图；图4为本发明实施例提供的一种高压断路器的故障检测装置的工作原理图。
具体实施方式
[0042]本发明的核心是提供一种高压断路器的故障检测方法及装置，及时发现高压断路器出现分断故障，以及时做出防护措施，从而避免因高压断路器故障异常带电导致人员意外触电的安全隐患，同时防止因高压断路器故障状态下频繁分合闸导致高压供电设备损坏的问题，保护人员和设备安全。
[0043]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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。[0044]请参照图2，图2为本发明实施例提供的一种高压断路器的故障检测方法的流程图。
[0045]该高压断路器的故障检测方法包括：[0046]步骤S1：获取高压断路器的分合闸状态和变压器的二次侧电压。[0047]具体地，基于图1的炼钢炉的加热供电电源的结构可知，若高压断路器能够正常分合闸，则在高压断路器分闸时，高压断路器可以完全切断高压电源和变压器之间的电传输，高压电源的输出电压无法到达变压器的一次侧，此时变压器的二次侧无电压输出；在高压断路器合闸时，高压断路器可以完全连接上高压电源和变压器之间的电传输，高压电源的输出电压可到达变压器的一次侧，此时变压器的二次侧有电压输出。[0048]基于此，本申请首先获取高压断路器的分合闸状态和变压器的二次侧电压，以为后续判断高压断路器是否能够正常分合闸打下基础。更具体地，获取高压断路器的分合闸状态的过程包括：高压断路器上包含输出自身分合闸状态的接口，本申请可从此接口中获取高压断路器的分合闸状态；获取变压器的二次侧电压的过程包括：在变压器的二次侧连接电压采集电路，用来获取变压器的二次侧电压。[0049]步骤S2：根据分合闸状态和二次侧电压判断高压断路器是否能够正常分合闸；若否，则执行步骤S3。[0050]具体地，基于步骤S1中所提供的原理可反推出：若高压断路器不能够正常分闸，则在高压断路器分闸时，高压断路器分闸不完全，即高压断路器仍处于连接状态，可以连接上高压电源和变压器之间的电传输，高压电源的输出电压可到达变压器的一次侧，此时变压器的二次侧有电压输出；若高压断路器不能够正常合闸，则在高压断路器合闸时，高压断路器不能完全合上，即高压断路器仍处于断开状态，可以切断高压电源和变压器之间的电传输，高压电源的输出电压无法到达变压器的一次侧，此时变压器的二次侧无电压输出。[0051]基于此，本申请可根据步骤S1获取的高压断路器的分合闸状态和变压器的二次侧电压判断高压断路器是否能够正常分合闸；若高压断路器能够正常分合闸，即高压断路器的分闸和合闸均正常，则确定高压断路器未出现故障；若高压断路器不能够正常分合闸，即高压断路器的分闸异常或合闸异常，则确定高压断路器存在故障。[0052]步骤S3：确定高压断路器存在故障。
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说 明 书
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具体地，当步骤S2判断出高压断路器不能够正常分合闸时，本申请可确定高压断
路器存在故障，从而及时发现高压断路器出现分断故障，以及时做出防护措施，保护人员和设备安全。
[0054]本发明提供了一种高压断路器的故障检测方法，根据高压断路器的分合闸状态和变压器的二次侧电压可分析出高压断路器是否能够正常分合闸，从而及时发现高压断路器出现分断故障，以及时做出防护措施，进而避免因高压断路器故障异常带电导致人员意外触电的安全隐患，同时防止因高压断路器故障状态下频繁分合闸导致高压供电设备损坏的问题，保护人员和设备安全。[0055]请参照图3，图3为本发明实施例提供的一种高压断路器的故障检测方法的具体流程图。该高压断路器的故障检测方法在上述实施例的基础上：[0056]作为一种可选的实施例，当高压断路器处于分闸状态时，根据分合闸状态和二次侧电压判断高压断路器是否能够正常分合闸的过程，包括：[0057]判断二次侧电压的三相电压中是否存在大于预设电压阈值的相电压；[0058]若是，则确定高压断路器不能正常分闸，并执行确定高压断路器存在故障的步骤；[0059]若否，则确定高压断路器能够正常分闸。[0060]需要说明的是，本申请的预设是提前设置好的，只需要设置一次，除非根据实际情况需要修改，否则不需要重新设置。[0061]具体地，基于步骤S2中所提供的原理可知：若高压断路器不能够正常分闸，则在高压断路器分闸时，高压断路器分闸不完全，此时变压器的二次侧仍有电压输出。同时考虑到高压断路器的输入输出电压为三相电压，在炼钢加热供电领域，高压断路器在不同相上所设置的开关并非联动开关，各相开关独立控制，所以高压断路器不能够正常分闸，可能存在高压断路器中有的开关能够正常分闸、有的开关不能够正常分闸的情况，因此本申请只要检测出高压断路器中存在不能够正常分闸的开关，便认为高压断路器不能够正常分闸。[0062]基于此，本申请提前设置一个电压阈值，设置原理为：当高压断路器处于分闸状态时，若变压器的二次侧三相电压中存在大于所设电压阈值的相电压，说明高压断路器中存在不能够正常分闸的开关，则确定高压断路器不能够正常分闸，即确定高压断路器存在分闸故障；若变压器的二次侧三相电压中不存在大于所设电压阈值的相电压，说明高压断路器中的开关均能够正常分闸，则确定高压断路器能够正常分闸，即确定高压断路器未出现分闸故障。
[0063]因此，本申请在步骤S1获取高压断路器的分合闸状态和变压器的二次侧电压后，若高压断路器处于分闸状态，则根据上述原理判断高压断路器是否能够正常分闸，从而判断高压断路器是否存在分闸故障。[0064]作为一种可选的实施例，当高压断路器处于合闸状态时，根据分合闸状态和二次侧电压判断高压断路器是否能够正常分合闸的过程，包括：[0065]判断二次侧电压的三相电压中是否存在小于预设电压阈值的相电压；[0066]若是，则确定高压断路器不能正常合闸，并执行确定高压断路器存在故障的步骤；[0067]若否，则确定高压断路器能够正常合闸。[0068]具体地，基于步骤S2中所提供的原理可知：若高压断路器不能够正常合闸，则在高压断路器合闸时，高压断路器不能完全合上，此时变压器的二次侧无电压输出。同理本申请
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只要检测出高压断路器中存在不能够正常合闸的开关，便认为高压断路器不能够正常合闸。
[0069]基于此，本申请提前设置一个电压阈值，设置原理为：当高压断路器处于合闸状态时，若变压器的二次侧三相电压中存在小于所设电压阈值的相电压，说明高压断路器中存在不能够正常合闸的开关，则确定高压断路器不能够正常合闸，即确定高压断路器存在合闸故障；若变压器的二次侧三相电压中不存在小于所设电压阈值的相电压，说明高压断路器中的开关均能够正常合闸，则确定高压断路器能够正常合闸，即确定高压断路器未出现合闸故障。
[0070]因此，本申请在步骤S1获取高压断路器的分合闸状态和变压器的二次侧电压后，若高压断路器处于合闸状态，则根据上述原理判断高压断路器是否能够正常合闸，从而判断高压断路器是否存在合闸故障。[0071]作为一种可选的实施例，故障检测方法还包括：[0072]在确定高压断路器存在故障之后，控制高压断路器分闸。[0073]进一步地，本申请在确定高压断路器存在故障之后，控制高压断路器分闸，具体在确定高压断路器存在分闸故障后，禁止高压断路器合闸，等同于控制高压断路器分闸；在确定高压断路器存在合闸故障后，控制高压断路器分闸，从而消除在变压器维护、二次短网维护、石墨电极更换过程中，因断路器故障异常带电导致人员意外触电的安全隐患，同时可以防止断路器故障状态下频繁分合闸导致高压供电设备损坏的问题。[0074]作为一种可选的实施例，故障检测方法还包括：[0075]在确定高压断路器存在故障之后，控制报警装置进行报警。[0076]进一步地，本申请在确定高压断路器存在故障之后，还可控制报警装置进行报警，以提醒操作人员不能对带电部位进行操作，如不能进行更换电极、变压器维护等与变压器二次侧带电部位相关的工作，从而保护操作人员安全；且可提示维护人员进行高压断路器维修。
[0077]作为一种可选的实施例，故障检测方法还包括：[0078]在接收到报警测试指令后，控制报警装置进行报警，以根据报警装置的报警情况对报警装置进行故障测试。[0079]进一步地，考虑到报警装置对于操作人员安全的重要性，本申请还可对报警装置进行故障测试。具体地，本申请在接收到报警测试指令后，控制报警装置进行报警，若报警装置不存在故障，则报警装置此时可正常报警；若报警装置故障，则报警装置此时无法正常报警，从而根据报警装置的报警情况判断报警装置是否故障，以在报警装置故障时及时安排维护人员对其维修。[0080]请参照图4，图4为本发明实施例提供的一种高压断路器的故障检测装置的工作原理图。
[0081]该高压断路器的故障检测装置包括：[0082]电压采集转换电路1，用于采集变压器的二次侧电压，并将二次侧电压转换为供控制器2识别的电压信号；
[0083]分别与电压采集转换电路1和高压断路器连接的控制器2，用于在执行所存储的计算机程序时实现上述任一种高压断路器的故障检测方法的步骤。
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具体地，本申请的高压断路器的故障检测装置包括电压采集转换电路1和控制器
2，其中，电压采集转换电路1有两个作用：一是采集变压器的二次侧电压，二是将变压器的二次侧电压转换为供控制器2识别的电压信号(0-10V模拟信号)。而控制器2一方面从电压采集转换电路1获取电压信号，以根据电压采集转换电路1的电压转换比例获取变压器的二次侧电压；另一方面从高压断路器中获取高压断路器的分合闸状态。[0085]此外，本申请的控制器2的控制逻辑介绍请参考上述故障检测方法的实施例，本申请在此不再赘述。
[0086]作为一种可选的实施例，故障检测装置还包括报警装置3和电源模块4；其中，报警装置3包括：
[0087]声光报警器31；
[0088]设于电源模块4和声光报警器31的供电线路上的继电器32；[0089]则控制器2具体用于通过控制继电器32的通断来相应控制报警装置3是否进行报警。
[0090]具体地，本申请的故障检测装置还包括报警装置3和电源模块4，报警装置3的报警主体采用声光报警器31，电源模块4用于为声光报警器31供电。本申请在电源模块4和声光报警器31的供电线路上设有由控制器2控制的继电器32，在确定高压断路器存在故障之后，控制器2控制继电器32导通，电源模块4为声光报警器31上电，声光报警器31进行声光报警。在报警一段时间后，控制器2可控制继电器32断开，电源模块4停止为声光报警器31供电，声光报警器31结束声光报警。
[0091]作为一种可选的实施例，电源模块4包括：[0092]直流电源；
[0093]与直流电源连接的电压转换芯片，用于将直流电源的输出电压进行电压转换，以分别为控制器2和声光报警器31提供所需供电电压。[0094]具体地，本申请的电源模块4不仅可为声光报警器31供电，还可为控制器2供电，在此情况下本申请考虑到声光报警器31和控制器2所需要的供电电压不相同，所以本申请的电源模块4包括直流电源和电压转换芯片，以在电压转换芯片的作用下，利用同一直流电源实现为控制器2和声光报警器31提供二者各自所需的供电电压。[0095]作为一种可选的实施例，故障检测装置还包括：[0096]与报警装置3具有相同结构的备用报警装置。[0097]进一步地，本申请的故障检测装置还可包括备用报警装置，当装置内原有的报警装置3出现故障时，备用报警装置代替故障的报警装置3工作。[0098]还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。[0099]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。
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对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
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说 明 书 附 图
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说 明 书 附 图
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说 明 书 附 图
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