技术摘要：
本发明公开了一种F‑C开关分、合闸性能在线评估方法，首先利用光电耦合器将强电压直流脉冲信号隔离变换成可被识别的高精度信号，以毫秒级采样精度的STM32单片机实时采集每一次分、合闸指令脉冲信号到来的绝对时间和持续时间，并记录开关位置反馈信号到来的绝对时间，经  全部
背景技术：
F-C成套组合开关由于频繁进行分、合闸操作，会有较大概率发生分、合闸失败或 延时，常见的故障原因不仅有分合闸线圈断线、综保装置出口继电器故障、控制回路断线、 辅助触点接触不良等电气回路方面的因素，还有传动机构连杆松动、轴销脱落、辅助触点及 行程开关超行程、合闸铁芯卡涩等操动机构方面的因素。目前F-C开关配置的综保装置在电 气短路故障情况下，可依靠保护出口动作持续时间直接分闸，而正常远程手动分、合闸时， 因开关性能的个体差异，无法准确估计每一次分合闸所需的准确时间，一般做法是将一次 指令脉冲设置为3秒左右，然后依赖主开关辅助触点的开断来实现分、合闸过程，这样的配 置不够完善，失去了分合闸过程的监控，一旦发生因操动机构异常导致辅助触点未及时断 开，将会发生综保装置跳、合继电器触点烧毁、分合闸线圈烧毁、直流空开跳闸等严重后果。 而现场运行经验表明，操动机构的劣化一般是缓慢进行的，需要一种监视技术或装置进行 评估，可整体反映电气回路、操动机构方面的异常，即使轻微的变化也能发出信号，当在手 动分、合闸异常时，能自动采取技术措施降低影响范围，在电气系统发生故障时，通过保护 动作开入闭锁开出继电器，确保分闸可靠。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种F-C开关分、合闸性能在线评估方法,不仅避免了因电气 回路、操动机构及辅助部件故障导致的严重后果，还可以动态监视分、合闸时间变化趋势， 及时发现开关各部件轻微劣化迹象，实现开关分合闸性能的在线评估，及时发出预警信号， 并在手动分、合闸异常时，自动采取技术措施降低影响范围。 本发明一种F-C开关分、合闸性能在线评估装置，其特征是包括五大部分：第一部 分包括由STM32平台组成的控制系统；第二部分包括由光耦、开入、开出电路组成的功能模 块；第三部分包括由输入键盘和LCD液晶组成的人机交互模块；第四部分包括电源模块；第 五部分包括时钟电路模块； 控制系统使用STM32  F103VFT6作为CPU，获取开入量有效信息，通过分析和计算， 输出控制信息到开出电路；控制系统另外采用一片W25Q64FVSFI作为FLASH扩展芯片用于存 储参数和事件信息； 开出电路经TLP127光耦隔离，转为24VDC信号，驱动24V继电器，输出3个告警信号 和2个分、合闸相关控制信号； 开入电路通过SFH-618光耦进行光电隔离变为弱电信号传给CPU进行5个开入量采 集，记录启动分、合闸开入的时刻以及断路器动作后辅助接点变位的时刻；这5个开入量分 3 CN 111596206 A 说　明　书 2/7 页 别是：启动合闸、启动分闸、合闸位置反馈、分闸位置反馈、保护闭锁信号，其中启动合闸、启 动分闸指令为外部电源提供的直流110V，其余为空接点； 人机交互模块由六个按键以及一块LCD液晶屏组成，方便整定参数及查询断路器 动作时间，另外还设有电源、运行、告警三个指示灯； 时钟电路模块采用三线接口与CPU进行同步通信，为CPU提供精确的时间数据流， 除常规工作电源外，还增加了一个纽扣电池作为后备电源，在装置掉电的情况下，可以保存 时间信息长达一年； 电源模块为控制系统提供所需电源。 本发明一种F-C开关分、合闸性能在线评估方法，利用电气脉冲量时间差在线评估 开关分、合闸性能，具体包括以下步骤： 首先利用光电耦合器将强电压直流脉冲信号隔离变换成可被识别的高精度信号， 以毫秒级采样精度的STM32单片机实时采集每一次分、合闸指令脉冲信号到来的绝对时间 和持续时间，并记录开关位置反馈信号到来的绝对时间，经软件实时计算合、分闸过程中常 开常闭接点转换时间差，与整定值Tset1进行比较，若超过则发开出信号OUT1，提示辅助触 点转换机构异常； 实时计算一次完整分闸过程持续时间，与整定值Tset2进行比较，若超过则发开出 信号OUT2，提示分闸回路或操动机构异常； 实时计算一次完整合闸过程持续时间，与整定值Tset3进行比较，若超过则发开出 信号OUT3，提示合闸回路或操动机构异常； 实时监测分、合闸指令开入持续时间，当持续时间大于整定值Thzcx .set或 Tfzcx .set，且未收到S1变位或S2变位时，则认为开关分、合闸超时，将会发出跳闸信号 Kout1、Kout2，驱动相应的直流永磁继电器，使得其串入分、合闸回路有足够开断容量的常 闭触点，直接断开分合闸回路电流，避免产生综保装置跳、合继电器触点烧毁、分合闸线圈 烧毁等严重后果； 同时提供友好的人机接口，可根据每一台开关实测的分合闸时间进行定值整定， 真正实现了精准在线评估。 本发明的特点是: (1)光电耦合器将电气脉冲信号隔离变换成可被识别的高精度开入信号并经光耦 隔离驱动24V继电器开出干接点 (2)实时高精度、快速采集、计算辅助触点转换、分合闸全过程时间差，两种判据实 现越限自动报警 (3)采用三线接口与CPU进行同步通信，为CPU提供精确的时间数据流，纽扣电池作 为后备电源 (4)可根据开关个体差异，自动调整参数，监视分、合闸时间变化趋势，及时发现电 气及机构等各部件的轻微劣化迹象 (5)报警的同时可自动采取驱动永磁直流继电器的方式降低影响范围。 (6)在电气系统发生故障时，通过保护动作开入闭锁开出继电器，确保分闸可靠 4 CN 111596206 A 说　明　书 3/7 页 附图说明 图1是总体原理示意图。 图2是装置外形示意图。 图3是开入回路原理图。 图4是按键及液晶原理图。 图5是晶振原理图。 图6是中央处理器CPU及扩展FLASH芯片接线图。 图7是上电复位及JTAG程序烧写接口图。 图8是时钟电路原理图。 图9是电源回路原理图。 图10是开出回路原理图。