一种断路器全数字化实时监测及控制方法发明专利

专利名称：一种断路器全数字化实时监测及控制方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202411263421.3

专利申请（专利权）人：广东正超电气有限公司
权利人地址：广东省汕头市龙湖区珠津路23号

专利发明（设计）人：吴厚烽,吴汉榕,郑则东,洪炳星,郭焕彬,张煌

专利摘要：本发明公开了一种断路器全数字化实时监测及控制方法，包括如下步骤：硬件布置包括断路器、断路器电操控制器、控制域终端主控板、数据采集单元、中央处理单元、感知层、总线通讯架构、数据存储与分析单元、执行与反馈单元；断路器、断路器电操控制器、控制域终端主控板、数据采集单元通过CAN总线均与中央处理单元连接进行通信；控制域终端主控板下发指令，断路器电操控制器通过操作指令逻辑校验机制进行指令解析与动作执行；本发明能够实现对断路器数据的全面收集、深度分析和有效利用，充分挖掘断路器中的数据价值，提高断路器的数字化水平、智能化水平、运行效率和安全性。

主权利要求：
1.一种断路器全数字化实时监测及控制方法，其特征在于包括如下步骤：（1）硬件布置包括断路器、断路器电操控制器、控制域终端主控板、数据采集单元和中央处理单元；断路器、断路器电操控制器、控制域终端主控板、数据采集单元通过CAN总线均与中央处理单元连接进行通信；
（2）硬件布置还包括感知层、总线通讯架构、数据存储与分析单元、执行与反馈单元；感知层包括各种类型的传感器和状态量辅助开关；
（3）中央处理单元包括软件定义功能及逻辑模块、智能报警与故障处理模块、自动诊断模块，软件定义功能及逻辑模块通过操作逻辑校验机制来调整控制参数和策略；智能报警与故障处理模块用于实时监控设备状态，当检测到异常或故障时，自动触发报警和预设的安全措施；自动诊断模块用于采用数据处理和机器学习算法，对断路器的状态进行自动诊断和预测性维护；其中，操作逻辑校验机制包括操作指令逻辑校验机制、就地分闸操作逻辑校验机制和就地合闸操作逻辑校验机制；控制域终端主控板下发指令，断路器电操控制器通过操作指令逻辑校验机制进行指令解析与动作执行；
（4）各种类型的传感器收集断路器的运行数据，状态量辅助开关收集断路器的状态数据，感知层通过组合运行电气逻辑，实时收集断路器分闸、合闸、未储能、已储能、试验位、工作位、闭锁状态这些状态信号；
数据采集单元将感知层收集的状态信号进行初步处理后，传输至中央处理单元；
中央处理单元通过总线通讯架构接收来自数据采集单元的信息，并执行高级数据处理、分析和决策制定；
执行与反馈单元通过总线通讯架构接收中央处理单元的指令，执行断路器分闸、合闸、储能、闭锁这些动作，并提供操作状态信息；
数据存储与分析单元接收来自中央处理单元的信息，用于存储历史数据和执行数据分析，支持预测性维护和能效优化；
（5）总线通讯架构中设置有安全模块，安全模块用于对数据加密、用户身份验证和访问控制；总线通讯架构通过安全模块、模块化/标准化接口及协议与远程监控/控制系统连接。
2.如权利要求1所述断路器全数字化实时监测及控制方法，其特征在于：所述控制域终端主控板下发指令，通过操作指令逻辑校验机制集成分析分闸、合闸、工作位置及试验位置这些互斥性状态信号，对接收到的操作指令与设备当前自我监测信号进行全面比对，确保任何不满足预设安全条件的操作指令均被有效拦截，并即时向断路器电操控制器反馈拒绝执行的原因及安全建议。
3.如权利要求2所述断路器全数字化实时监测及控制方法，其特征在于：所述操作指令逻辑校验机制的具体操作步骤如下：当控制域终端主控板下发指令时，执行断路器合闸使能指令，断路器电操控制器进行自检：（1）如果存在多条执行指令，条件不满足，则返回拒绝执行的应答数据，然后直接转入下一步（2）；
（2）如果分闸和合闸信号不互斥故障、未储能和已储能信号不互斥故障，条件不满足，则返回拒绝执行的应答数据，然后直接转入下一步（3）；
（3）如果执行结果与现在所处结果相同，条件不满足，则返回拒绝执行的应答数据，然后直接转入下一步（4）；
（4）如果相关闭锁条件未满足，则返回拒绝执行的应答数据，然后直接转入下一步（5）；
（5）如果条件满足，则应答断路器合闸动作指令；
（6）执行断路器合闸动作指令，断路器电操控制器进行自检：判断断路器是否已经使能/使能超时，条件不满足，则返回拒绝执行的应答数据，然后直接转入下一步（7）；
（7）如果条件满足，则应答电路板执行合闸动作，并总线推送PDO协议；
（8）指令完成。
4.如权利要求1所述断路器全数字化实时监测及控制方法，其特征在于：所述就地分闸操作逻辑校验机制的具体操作步骤如下：当就地分闸操作进入检测流程时，判断就地信号是否为1：
如果就地信号不为1，则提示转换开关未打“就地”挡位，不发分闸令,提示禁止分闸；
如果就地信号为1，则判断断路器合位信号是否为1：
如果断路器合位信号不为1，则提示断路器未处于合位，不发分闸令,提示禁止分闸；
如果断路器合位信号为1，则发出分闸令。
5.如权利要求1所述断路器全数字化实时监测及控制方法，其特征在于：所述就地合闸操作逻辑校验机制的具体操作步骤如下：当就地合闸操作进入检测流程时，判断就地信号是否为1：
如果就地信号不为1，则提示转换开关未打“就地”挡位，不发合闸令,提示禁止合闸；
如果就地信号为1，则判断断路器分位信号是否为1：
如果断路器分位信号不为1，则提示断路器未处于分位，不发合闸令,提示禁止合闸；
如果断路器分位信号为1，则判断弹簧已储能信号是否为1：
如果弹簧已储能信号不为1，则提示弹簧未储能，不发合闸令,提示禁止合闸；
如果弹簧已储能信号为1，则判断接地刀分位信号是否为1：
如果接地刀分位信号不为1，则提示接地刀未处于分位，不发合闸令,提示禁止合闸；
如果接地刀分位信号为1，则判断试验位或工作位信号是否为1：
如果试验位或工作位信号不为1，则提示小车未处于试验位或工作位，不发合闸令,提示禁止合闸；
如果试验位或工作位信号为1，则判断合闸闭锁信号是否为0：
如果合闸闭锁信号不为0，则提示断路器合闸处于闭锁状态，不发合闸令,提示禁止合闸；
如果合闸闭锁信号为0，则发出合闸令。
6.如权利要求1所述断路器全数字化实时监测及控制方法，其特征在于：所述传感器的类型有电流传感器、电压传感器、温度传感器、湿度传感器、霍尔传感器、超声波传感器、特高频传感器、暂态地电压传感器、姿态传感器、弧光传感器、双光谱传感器。
7.如权利要求6所述断路器全数字化实时监测及控制方法，其特征在于：所述执行与反馈单元设有能够与所述传感器插接端、所述状态量辅助开关插接端适配的模块化组件接口。
8.如权利要求1所述断路器全数字化实时监测及控制方法，其特征在于：所述数据采集单元进行初步处理的方式包括模数转换和信号调理；数据采集单元内配备有模数转换器，模数转换器用于将模拟信号转换为数字信号；数据采集单元内配备有滤波电路，滤波电路用于信号调理中的滤波处理，去除噪声干扰；数据采集单元内配备有放大器，放大器用于将信号放大到适当的范围。
9.如权利要求1所述断路器全数字化实时监测及控制方法，其特征在于：所述执行与反馈单元包括闭锁电磁铁、线圈及电机；闭锁电磁铁安装在断路器的内部，闭锁电磁铁在接收到特定信号时进行闭锁或解锁操作；线圈和电机通过电气连接方式与中央处理单元相连，接收中央处理单元的指令信号，使电机通过线圈产生的磁场进行驱动，实现机械动作。 说明书 : 一种断路器全数字化实时监测及控制方法技术领域[0001] 本发明涉及电力系统设备领域，尤其涉及一种断路器全数字化实时监测及控制方法。背景技术[0002] 在电力系统的建设和运营中，开关柜作为核心的控制和保护设备，承担着电能分配、线路保护和系统安全的重要角色。断路器是开关柜内部最关键的组部件，开关柜分断电流、切除故障的功能就是依赖断路器来完成。传统的断路器通过大量的辅助开关、行程开关等器件的串并联来实现控制及保护的功能。这种方式经过市场的实际检验，在稳定性和可靠性方面都取得了一定的成就。然而，近些年随着智能电网和工业自动化的快速发展，对断路器的性能提出了更高的要求，尤其是在数字化、智能化和远程监控方面。[0003] 现有的断路器普遍存在以下几个方面的局限性：[0004] 1.数据采集能力有限：传统断路器通常只具备摇入、摇出、分闸、合闸等基本功能，缺乏对断路器状态的全面监测及数据采集。[0005] 2.数据处理能力不足：断路器虽然是开关柜最关键的组部件，但是需要与整柜组成完整的电气回路才能实现功能。[0006] 3.标准化难度大：传统断路器二次部分的接线、协议等均为厂家的封闭系统，线路复杂，难以行成点表、接点、线序等的统一标准，通用性互换性差。[0007] 4.电气线路复杂：由于采用大量的辅助、行程开关等器件，并且需要与整柜组成完整的电气回路，实现起来电气线路复杂。[0008] 5.维护成本高：由于缺少预测性维护功能，传统断路器的维护通常基于时间或事件驱动，难以实现按需维护，增加了维护成本和停电时长。[0009] 6.操作效率低：传统断路器的操作依赖于现场手动操作，无法实现远程控制，降低了操作的效率和灵活性。[0010] 7.适应性和灵活性不足：开关柜的平均使用寿命一般在15‑20年，传统开关柜的设计通常较为固定，难以适应新技术的快速迭代和升级需求，限制了其长期发展和应用。[0011] 通过上述分析，可以看出数字型断路器在技术背景、市场需求和发展趋势方面具有明显的优势和必要性，有望成为未来电力系统建设和运营的重要支撑设备，推动设备标准化的发展。发明内容[0012] 本发明要解决的技术问题是提供一种断路器全数字化实时监测及控制方法，这种断路器全数字化实时监测及控制方法能够实现对断路器数据的全面收集、深度分析和有效利用，充分挖掘断路器中的数据价值，提高断路器的数字化水平、智能化水平、运行效率和安全性。[0013] 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：[0014] 一种断路器全数字化实时监测及控制方法，其特征在于包括如下步骤：[0015] （1）硬件布置包括断路器、断路器电操控制器、控制域终端主控板、数据采集单元和中央处理单元；断路器、断路器电操控制器、控制域终端主控板、数据采集单元通过CAN总线均与中央处理单元连接进行通信；[0016] （2）硬件布置还包括感知层、总线通讯架构、数据存储与分析单元、执行与反馈单元；感知层包括各种类型的传感器和状态量辅助开关；[0017] （3）中央处理单元包括软件定义功能及逻辑模块、智能报警与故障处理模块、自动诊断模块，软件定义功能及逻辑模块通过操作逻辑校验机制来调整控制参数和策略；智能报警与故障处理模块用于实时监控设备状态，当检测到异常或故障时，自动触发报警和预设的安全措施；自动诊断模块用于采用数据处理和机器学习算法，对断路器的状态进行自动诊断和预测性维护；其中，操作逻辑校验机制包括操作指令逻辑校验机制、就地分闸操作逻辑校验机制和就地合闸操作逻辑校验机制；控制域终端主控板下发指令，断路器电操控制器通过操作指令逻辑校验机制进行指令解析与动作执行；[0018] （4）各种类型的传感器收集断路器的运行数据，状态量辅助开关收集断路器的状态数据，感知层通过组合运行电气逻辑，实时收集断路器分闸、合闸、未储能、已储能、试验位、工作位、闭锁状态这些状态信号；[0019] 数据采集单元将感知层收集的状态信号进行初步处理后，传输至中央处理单元；[0020] 中央处理单元通过总线通讯架构接收来自数据采集单元的信息，并执行高级数据处理、分析和决策制定；[0021] 执行与反馈单元通过总线通讯架构接收中央处理单元的指令，执行断路器分闸、合闸、储能、闭锁这些动作，并提供操作状态信息；[0022] 数据存储与分析单元接收来自中央处理单元的信息，用于存储历史数据和执行数据分析，支持预测性维护和能效优化；[0023] （5）总线通讯架构中设置有安全模块，安全模块用于对数据加密、用户身份验证和访问控制；总线通讯架构通过安全模块、模块化/标准化接口及协议与远程监控/控制系统连接。[0024] 上述总线通讯架构是一种广泛应用于计算机系统和电子设备中的数据传输机制，它允许多个设备通过共享的通信线路进行数据交换，用于系统各单元实现数据共享、高效协作的桥梁。CAN总线是总线通讯架构的一种具体实现，CAN总线应遵循总线通讯架构的基本原理，通过共享的物理层（通常是双绞线）实现数据的广播式传输。[0025] 上述电气逻辑包括分闸、合闸、闭锁、联锁、试验位、工作位、已储能或未储能等。[0026] 上述将操作指令、就地分闸、就地合闸等电气逻辑以软件算法的方式实现，可根据业务灵活组合运行逻辑，实时采集传感器数据和设备状态，通过总线通讯方式在各模块间共享信号，以指令化的方式控制断路器的就地开关分合闸操作，为数字化集成终端提供更精确、实时的监测和控制。[0027] 上述自动诊断模块对断路器进行全生命周期在线实时监测，能够全方位感知断路器的运行状态和寿命衰减预测，提供更加精准的运维策略。[0028] 上述模块化/标准化接口及协议，用于实现系统各单元与远程监控/控制系统的数据交换。[0029] 上述远程监控/控制系统可以为手机、移动终端或计算机等设备。上述步骤（6）中，用户可以通过网络连接，使用手机、移动终端或计算机等设备远程访问和管理断路器。[0030] 优选方案中，所述控制域终端主控板下发指令，通过操作指令逻辑校验机制集成分析分闸、合闸、工作位置及试验位置这些互斥性状态信号，对接收到的操作指令与设备当前自我监测信号进行全面比对，确保任何不满足预设安全条件的操作指令均被有效拦截，并即时向断路器电操控制器反馈拒绝执行的原因及安全建议。通过集成分析分闸、合闸、工作位置及试验位置这些互斥性状态信号，精准判定断路器的当前运行模态，为运维管理提供详尽且可靠的数据支持。[0031] 进一步优选方案中，所述操作指令逻辑校验机制的具体操作步骤如下：[0032] 当控制域终端主控板下发指令时，执行断路器合闸使能指令，断路器电操控制器进行自检：[0033] （1）如果存在多条执行指令，条件不满足，则返回拒绝执行的应答数据，然后直接转入下一步（2）；[0034] （2）如果分闸和合闸信号不互斥故障、未储能和已储能信号不互斥故障，条件不满足，则返回拒绝执行的应答数据，然后直接转入下一步（3）；[0035] （3）如果执行结果与现在所处结果相同，条件不满足，则返回拒绝执行的应答数据，然后直接转入下一步（4）；[0036] （4）如果相关闭锁条件未满足（如：断路器合闸闭锁，弹簧未储能），则返回拒绝执行的应答数据，然后直接转入下一步（5）；[0037] （5）如果条件满足，则应答断路器合闸动作指令；[0038] （6）执行断路器合闸动作指令，断路器电操控制器进行自检：判断断路器是否已经使能/使能超时，条件不满足，则返回拒绝执行的应答数据，然后直接转入下一步（7）；[0039] （7）如果条件满足，则应答电路板执行合闸动作，并总线推送PDO协议；[0040] （8）指令完成。[0041] 优选方案中，所述就地分闸操作逻辑校验机制的具体操作步骤如下：[0042] 当就地分闸操作进入检测流程时，判断就地信号是否为1：[0043] 如果就地信号不为1，则提示转换开关未打“就地”挡位，不发分闸令,提示禁止分闸；[0044] 如果就地信号为1，则判断断路器合位信号是否为1：[0045] 如果断路器合位信号不为1，则提示断路器未处于合位，不发分闸令,提示禁止分闸；[0046] 如果断路器合位信号为1，则发出分闸令。[0047] 优选方案中，所述就地合闸操作逻辑校验机制的具体操作步骤如下：[0048] 当就地合闸操作进入检测流程时，判断就地信号是否为1：[0049] 如果就地信号不为1，则提示转换开关未打“就地”挡位，不发合闸令,提示禁止合闸；[0050] 如果就地信号为1，则判断断路器分位信号是否为1：[0051] 如果断路器分位信号不为1，则提示断路器未处于分位，不发合闸令,提示禁止合闸；[0052] 如果断路器分位信号为1，则判断弹簧已储能信号是否为1：[0053] 如果弹簧已储能信号不为1，则提示弹簧未储能，不发合闸令,提示禁止合闸；[0054] 如果弹簧已储能信号为1，则判断接地刀分位信号是否为1：[0055] 如果接地刀分位信号不为1，则提示接地刀未处于分位，不发合闸令,提示禁止合闸；[0056] 如果接地刀分位信号为1，则判断试验位或工作位信号是否为1：[0057] 如果试验位或工作位信号不为1，则提示小车未处于试验位或工作位，不发合闸令,提示禁止合闸；[0058] 如果试验位或工作位信号为1，则判断合闸闭锁信号是否为0：[0059] 如果合闸闭锁信号不为0，则提示断路器合闸处于闭锁状态，不发合闸令,提示禁止合闸；[0060] 如果合闸闭锁信号为0，则发出合闸令。[0061] 优选方案中，所述传感器的类型有电流传感器、电压传感器、温度传感器、湿度传感器、霍尔传感器、超声波传感器、特高频传感器、暂态地电压传感器、姿态传感器、弧光传感器、双光谱传感器。通过这种设置，使感知层的设计可以灵活扩展，支持更多的高精度传感器及状态量辅助开关的接入，实现对断路器运行状态的全面监测。[0062] 进一步优选方案中，所述执行与反馈单元设有能够与所述传感器插接端、所述状态量辅助开关插接端适配的模块化组件接口。通过模块化组件接口，允许快速更换和升级传感器、状态量辅助开关和其他组件，实现断路器的模块化和可扩展设计，为未来技术的集成提供了便利。[0063] 优选方案中，所述数据采集单元进行初步处理的方式包括模数转换和信号调理；数据采集单元内配备有模数转换器，模数转换器用于将模拟信号转换为数字信号；数据采集单元内配备有滤波电路，滤波电路用于信号调理中的滤波处理，去除噪声干扰；数据采集单元内配备有放大器，放大器用于将信号放大到适当的范围。上述模数转换器（ADC）具有高采样率和高精度，确保实时数据的准确性和完整性，避免数据失真，能够精确捕捉信号细节，确保数据的可靠性；上述信号调理中的滤波处理与放大处理，能够显著提升信号的质量，减少噪声干扰，确保数据的可靠性和稳定性，使得经过初步处理的数据更加规范和一致，简化中央处理单元的数据处理负担，提高系统的整体效率。[0064] 优选方案中，所述执行与反馈单元包括闭锁电磁铁、线圈及电机；闭锁电磁铁安装在断路器的内部，闭锁电磁铁在接收到特定信号时进行闭锁或解锁操作；线圈和电机通过电气连接方式与中央处理单元相连，接收中央处理单元的指令信号，使电机通过线圈产生的磁场进行驱动，实现机械动作。闭锁电磁铁通过电气信号控制闭锁和解锁操作，确保在特定条件下才能进行操作，提高系统的安全性。执行与反馈单元的各个组件通过电气连接方式与中央处理单元连接，简化操作流程，减少人工干预，提高系统的自动化程度。[0065] 本发明与现有技术相比，具有如下优点：[0066] （1）本发明采用软件定义技术，实现算法控制逻辑功能、灵活配置功能和扩展功能，支持远程监控和控制，能够对整个断路器的状态数据进行实时采集及高效运用，对断路器进行全面的运行状态监测和预测性维护，简化维护和升级流程，提高断路器的适应性和灵活性，提高操作与维护的便捷性，提升用户体验，增强系统的安全性和稳定性。[0067] （2）本发明中的断路器在进行分闸、合闸、储能操作前，通过智能报警与故障处理模块、自动诊断模块执行断线检测及状态自检，操作时实时监测操作电流及各回路电压水平，实现在线监测与故障预警。附图说明[0068] 图1是本发明具体实施例的系统架构图；[0069] 图2是本发明具体实施例中断路器电操控制器的功能示意图；[0070] 图3是本发明具体实施例中操作指令逻辑校验机制的流程图；[0071] 图4是本发明具体实施例中就地分闸操作逻辑校验机制的流程图；[0072] 图5是本发明具体实施例中就地合闸操作逻辑校验机制的流程图；[0073] 图6是本发明具体实施例中断线检测及线圈/电机状态自检原理图。具体实施方式[0074] 下面结合附图和本发明的优选实施方式做进一步的说明。[0075] 如图1‑2、图6所示，本实施例中的断路器全数字化实时监测及控制方法，包括如下步骤：[0076] （1）硬件布置包括断路器、断路器电操控制器、控制域终端主控板、数据采集单元和中央处理单元；断路器、断路器电操控制器、控制域终端主控板、数据采集单元通过CAN总线均与中央处理单元连接进行通信；[0077] （2）硬件布置还包括感知层、总线通讯架构、数据存储与分析单元、执行与反馈单元；感知层包括各种类型的传感器和状态量辅助开关；[0078] （3）中央处理单元包括软件定义功能及逻辑模块、智能报警与故障处理模块、自动诊断模块，软件定义功能及逻辑模块通过操作逻辑校验机制来调整控制参数和策略；智能报警与故障处理模块用于实时监控设备状态，当检测到异常或故障时，自动触发报警和预设的安全措施；自动诊断模块用于采用数据处理和机器学习算法，对断路器的状态进行自动诊断和预测性维护；其中，操作逻辑校验机制包括操作指令逻辑校验机制、就地分闸操作逻辑校验机制和就地合闸操作逻辑校验机制；控制域终端主控板下发指令，断路器电操控制器通过操作指令逻辑校验机制进行指令解析与动作执行；[0079] （4）各种类型的传感器收集断路器的运行数据，状态量辅助开关收集断路器的状态数据，感知层通过组合运行电气逻辑，实时收集断路器分闸、合闸、未储能、已储能、试验位、工作位、闭锁状态这些状态信号；[0080] 数据采集单元将感知层收集的状态信号进行初步处理后，传输至中央处理单元；[0081] 中央处理单元通过总线通讯架构接收来自数据采集单元的信息，并执行高级数据处理、分析和决策制定；[0082] 执行与反馈单元通过总线通讯架构接收中央处理单元的指令，执行断路器分闸、合闸、储能、闭锁这些动作，并提供操作状态信息；[0083] 数据存储与分析单元接收来自中央处理单元的信息，用于存储历史数据和执行数据分析，支持预测性维护和能效优化；[0084] （5）总线通讯架构中设置有安全模块，安全模块用于对数据加密、用户身份验证和访问控制；总线通讯架构通过安全模块、模块化/标准化接口及协议与远程监控/控制系统连接。[0085] 上述总线通讯架构是一种广泛应用于计算机系统和电子设备中的数据传输机制，它允许多个设备通过共享的通信线路进行数据交换，用于系统各单元实现数据共享、高效协作的桥梁。CAN总线是总线通讯架构的一种具体实现，CAN总线应遵循总线通讯架构的基本原理，通过共享的物理层（通常是双绞线）实现数据的广播式传输。[0086] 上述电气逻辑包括分闸、合闸、闭锁、联锁、试验位、工作位、已储能或未储能等。[0087] 上述将操作指令、就地分闸、就地合闸等电气逻辑以软件算法的方式实现，可根据业务灵活组合运行逻辑，实时采集传感器数据和设备状态，通过总线通讯方式在各模块间共享信号，以指令化的方式控制断路器的就地开关分合闸操作，为数字化集成终端提供更精确、实时的监测和控制。[0088] 上述自动诊断模块对断路器进行全生命周期在线实时监测，能够全方位感知断路器的运行状态和寿命衰减预测，提供更加精准的运维策略。[0089] 上述模块化/标准化接口及协议，用于实现系统各单元与远程监控/控制系统的数据交换。[0090] 上述远程监控/控制系统可以为手机、移动终端或计算机等设备。上述步骤（6）中，用户可以通过网络连接，使用手机、移动终端或计算机等设备远程访问和管理断路器。[0091] 控制域终端主控板下发指令，通过操作指令逻辑校验机制集成分析分闸、合闸、工作位置及试验位置这些互斥性状态信号，对接收到的操作指令与设备当前自我监测信号进行全面比对，确保任何不满足预设安全条件的操作指令均被有效拦截，并即时向断路器电操控制器反馈拒绝执行的原因及安全建议。通过集成分析分闸、合闸、工作位置及试验位置这些互斥性状态信号，精准判定断路器的当前运行模态，为运维管理提供详尽且可靠的数据支持。[0092] 如图3所示，操作指令逻辑校验机制的具体操作步骤如下：[0093] 当控制域终端主控板下发指令时，执行断路器合闸使能指令，断路器电操控制器进行自检：[0094] （1）如果存在多条执行指令，条件不满足，则返回拒绝执行的应答数据，然后直接转入下一步（2）；[0095] （2）如果分闸和合闸信号不互斥故障、未储能和已储能信号不互斥故障，条件不满足，则返回拒绝执行的应答数据，然后直接转入下一步（3）；[0096] （3）如果执行结果与现在所处结果相同，条件不满足，则返回拒绝执行的应答数据，然后直接转入下一步（4）；[0097] （4）如果相关闭锁条件未满足（如：断路器合闸闭锁，弹簧未储能），则返回拒绝执行的应答数据，然后直接转入下一步（5）；[0098] （5）如果条件满足，则应答断路器合闸动作指令；[0099] （6）执行断路器合闸动作指令，断路器电操控制器进行自检：判断断路器是否已经使能/使能超时，条件不满足，则返回拒绝执行的应答数据，然后直接转入下一步（7）；[0100] （7）如果条件满足，则应答电路板执行合闸动作，并总线推送PDO协议；[0101] （8）指令完成。[0102] 如图4所示，就地分闸操作逻辑校验机制的具体操作步骤如下：[0103] 当就地分闸操作进入检测流程时，判断就地信号是否为1：[0104] 如果就地信号不为1，则提示转换开关未打“就地”挡位，不发分闸令,提示禁止分闸；[0105] 如果就地信号为1，则判断断路器合位信号是否为1：[0106] 如果断路器合位信号不为1，则提示断路器未处于合位，不发分闸令,提示禁止分闸；[0107] 如果断路器合位信号为1，则发出分闸令。[0108] 如图5所示，就地合闸操作逻辑校验机制的具体操作步骤如下：[0109] 当就地合闸操作进入检测流程时，判断就地信号是否为1：[0110] 如果就地信号不为1，则提示转换开关未打“就地”挡位，不发合闸令,提示禁止合闸；[0111] 如果就地信号为1，则判断断路器分位信号是否为1：[0112] 如果断路器分位信号不为1，则提示断路器未处于分位，不发合闸令,提示禁止合闸；[0113] 如果断路器分位信号为1，则判断弹簧已储能信号是否为1：[0114] 如果弹簧已储能信号不为1，则提示弹簧未储能，不发合闸令,提示禁止合闸；[0115] 如果弹簧已储能信号为1，则判断接地刀分位信号是否为1：[0116] 如果接地刀分位信号不为1，则提示接地刀未处于分位，不发合闸令,提示禁止合闸；[0117] 如果接地刀分位信号为1，则判断试验位或工作位信号是否为1：[0118] 如果试验位或工作位信号不为1，则提示小车未处于试验位或工作位，不发合闸令,提示禁止合闸；[0119] 如果试验位或工作位信号为1，则判断合闸闭锁信号是否为0：[0120] 如果合闸闭锁信号不为0，则提示断路器合闸处于闭锁状态，不发合闸令,提示禁止合闸；[0121] 如果合闸闭锁信号为0，则发出合闸令。[0122] 传感器的类型有电流传感器、电压传感器、温度传感器、湿度传感器、霍尔传感器、超声波传感器、特高频传感器、暂态地电压传感器、姿态传感器、弧光传感器、双光谱传感器。通过这种设置，使感知层的设计可以灵活扩展，支持更多的高精度传感器及状态量辅助开关的接入，实现对断路器运行状态的全面监测。[0123] 执行与反馈单元设有能够与所述传感器插接端、所述状态量辅助开关插接端适配的模块化组件接口。通过模块化组件接口，允许快速更换和升级传感器、状态量辅助开关和其他组件，实现断路器的模块化和可扩展设计，为未来技术的集成提供了便利。[0124] 数据采集单元进行初步处理的方式包括模数转换和信号调理；数据采集单元内配备有模数转换器，模数转换器用于将模拟信号转换为数字信号；数据采集单元内配备有滤波电路，滤波电路用于信号调理中的滤波处理，去除噪声干扰；数据采集单元内配备有放大器，放大器用于将信号放大到适当的范围。上述模数转换器（ADC）具有高采样率和高精度，确保实时数据的准确性和完整性，避免数据失真，能够精确捕捉信号细节，确保数据的可靠性；上述信号调理中的滤波处理与放大处理，能够显著提升信号的质量，减少噪声干扰，确保数据的可靠性和稳定性，使得经过初步处理的数据更加规范和一致，简化中央处理单元的数据处理负担，提高系统的整体效率。[0125] 执行与反馈单元包括闭锁电磁铁、线圈及电机；闭锁电磁铁安装在断路器的内部，闭锁电磁铁在接收到特定信号时进行闭锁或解锁操作；线圈和电机通过电气连接方式与中央处理单元相连，接收中央处理单元的指令信号，使电机通过线圈产生的磁场进行驱动，实现机械动作。闭锁电磁铁通过电气信号控制闭锁和解锁操作，确保在特定条件下才能进行操作，提高系统的安全性。执行与反馈单元的各个组件通过电气连接方式与中央处理单元连接，简化操作流程，减少人工干预，提高系统的自动化程度。[0126] 此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

专利地区：广东

专利申请日期：2024-09-10

专利公开日期：2024-11-22

专利公告号：CN118783647B