一种隔离开关及隔离开关分合闸状态监控方法与流程

1.本发明涉及隔离开关技术领域，具体而言，涉及一种隔离开关及隔离开关分合闸状态监控方法。


背景技术：

2.隔离开关是一种主要用于“隔离电源、倒闸操作、用以连通和切断小电流电路”，无灭弧功能的开关器件。隔离开关在分位置时，触头间有符合规定要求的绝缘距离和明显的断开标志；在合位置时，能承载正常回路条件下的电流及在规定时间内异常条件（例如短路）下的电流的开关设备。
3.目前对于隔离开关分合闸位置的确认，主要通过两种手段。一种是通过人工目测来判断刀闸分合闸是否到位。这种方法依赖人工经验，容易出现操作以及判断误差，存在可靠性以及安全性较低的问题。另一种是在刀闸转动到分合闸位置后，通过检测辅助开关触点的接通或断开，来确认刀闸的分合闸状态。此种方法通过二次回路来确定刀闸的分合闸状态，而因刀闸位置与测量位置不是完全一致，其无法保证隔离开关分合闸状态与二次回路的反馈结果完全一致，同样存在可靠性以及安全性较低的问题。
4.为此，有必要研发一种隔离开关及隔离开关分合闸状态监控方法隔离开关分合闸状态监控方法，以更好地对隔离开关分合闸状态进行有效而又准确的监控，进而提高其可靠性以及安全性。


技术实现要素：

5.基于此，为了解决现有隔离开关分合闸状态确认方法可靠性以及安全性较低的问题，本发明提供了一种隔离开关及隔离开关分合闸状态监控方法，其具体技术方案如下：一种隔离开关，包括底座、立柱、动触头以及静触头，所述立柱用于支撑所述底座，所述动触头以及静触头均安装在所述底座上，所述动触头以及静触头相互配合以实现所述隔离开关的分合闸操作；所述隔离开关还包括图像采集装置以及控制器。
6.所述图像采集装置用于以预设频率拍摄所述隔离开关的实时分合闸过程图像。
7.所述控制器与所述图像采集装置通信连接，预存有所述隔离开关的合闸到位图像以及分闸到位图像，用于比较所述实时分合闸过程图像与所述合闸到位图像之间以及所述实时分合闸过程图像与分闸到位图像之间的相似度，并根据所述相似度判断所述隔离开关的分合闸状态。
8.所述隔离开关通过控制器比较实时分合闸过程图像与所述合闸到位图像之间以及所述实时分合闸过程图像与分闸到位图像之间的相似度，即可以自动判断所述隔离开关的分合闸状态，其不依赖于技术人员经验来判断隔离开关的分合闸状态， 也不需要设定二次回路来检测判断隔离开关的分合闸状态，提高了可靠性以及安全性。
9.进一步地，所述图像采集装置包括多个，且多个所述图像采集装置分别用于以预设频率拍摄不同角度下的所述隔离开关的实时分合闸过程图像。
10.进一步地，所述隔离开关还包括：驱动装置，安装在所述底座上且与所述动触头传动连接，用于驱动动触头绕安装在所述底座上的旋转轴转动以实现所述隔离开关的分合闸操作。
11.进一步地，所述驱动装置通过驱动杆驱动动触头绕旋转轴转动，所述控制器还用于根据公式计算驱动杆的位移补偿量并根据所述位移补偿量修正所述驱动装置的动作参数。
12.其中，表示所述驱动杆的原始长度，表示所述驱动杆的膨胀系数，表示所述驱动杆在原始长度时的参考温度，表示所述驱动杆的实时温度。
13.一种隔离开关分合闸状态监控方法，其包括如下步骤：以预设频率拍摄所述隔离开关的实时分合闸过程图像；获取所述隔离开关的合闸到位图像以及分闸到位图像；比较所述实时分合闸过程图像与所述合闸到位图像之间以及所述实时分合闸过程图像与分闸到位图像之间的相似度，并根据所述相似度判断所述隔离开关的分合闸状态。
14.进一步地，比较所述实时分合闸过程图像与所述合闸到位图像之间以及所述实时分合闸过程图像与分闸到位图像之间的相似度，并根据所述相似度判断所述隔离开关的分合闸状态的具体方法包括如下步骤：在对所述实时分合闸过程图像、所述合闸到位图像以及所述分闸到位图像进行预处理后，分别提取所述实时分合闸过程图像、所述合闸到位图像以及所述分闸到位图像的轮廓曲线；计算所述实时分合闸过程图像的轮廓曲线与所述合闸到位图像的轮廓曲线之间的第一相似度，若所述第一相似度大于第一预设阈值，则判断所述隔离开关处在合闸状态；计算所述实时分合闸过程图像的轮廓曲线与所述分闸到位图像的轮廓曲线之间的第二相似度，若所述第二相似度大于第二预设阈值，则判断所述隔离开关处在分闸状态。
15.进一步地，以预设频率拍摄所述隔离开关的实时分合闸过程图像的具体方法包括如下步骤：设置多个所述图像采集装置；通过多个所述图像采集装置分别拍摄不同角度下的所述隔离开关的实时分合闸过程图像。
16.进一步地，所述隔离开关分合闸状态监控方法还包括如下步骤：获取驱动杆的实时温度、原始长度、膨胀系数以及在原始长度时的参考温度；根据公式计算驱动杆的位移补偿量并根据所述位移补偿量修正驱动装置的动作参数；其中，驱动装置通过驱动杆驱动动触头绕安装在底座上的旋转轴转动以实现所述隔离开关的分合闸操作。
17.进一步地，所述隔离开关分合闸状态监控方法还包括如下步骤：根据修正后的驱动装置的动作参数驱动动触头转动并判断所述隔离开关的分合
闸状态；若所述隔离开关合闸不到位，则通过驱动装置驱动动触头动作直至所述隔离开关合闸到位，并记录相应的合闸修正量；若所述隔离开关分闸不到位，则通过驱动装置驱动动触头动作直至所述隔离开关分闸到位，并记录相应的分闸修正量；根据所述合闸修正量以及分闸修正量修正驱动装置的动作参数。
附图说明
18.从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。
19.图1是本发明一实施例中一种隔离开关的整体结构示意图；图2是本发明一实施例中一种隔离开关的部分结构示意图。
20.附图标记说明：1、底座；2、立柱；3、动触头；4、静触头；5、控制器；6、驱动杆；7、旋转轴。
具体实施方式
21.为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
22.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
23.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
24.本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。
25.如图1以及图2所示，本发明一实施例中的一种隔离开关，包括底座1、立柱2、动触头3、静触头4、图像采集装置（图中未示出）以及控制器5，所述立柱2用于支撑所述底座1，所述动触头3以及静触头4均安装在所述底座1上，所述动触头3以及静触头4相互配合以实现所述隔离开关的分合闸操作。
26.具体而言，在所述底座1上，安装有旋转轴7。所述动触头3与旋转轴7转动连接。所述动触头3被配置成可以绕所述旋转轴7转动并靠近或者远离所述静触头4以实现隔离开关的分合闸操作。
27.当所述动触头3与静触头4接触时，所述隔离开关处在合闸状态；当所述动触头3与静触头4分离并且动触头3移动到预设位置时，所述隔离开关处在分闸状态。
28.所述预设位置可以根据实际情况设定。比如，当所述动触头3绕旋转轴7在垂直面转动时，可以将所述动触头3转动到垂直于所述底座1时所处的位置又或者将动触头3与静
触头4分离且动触头3转动预设角度后所处的位置设为预设位置。当所述动触头3绕旋转轴7在水平面转动时，可以将动触头3与静触头4分离且转动预设角度后所处的位置设为预设位置。
29.所述图像采集装置用于以预设频率拍摄所述隔离开关的实时分合闸过程图像。所述图像采集装置包括但不限于为高清摄像头。
30.所述控制器5与所述图像采集装置通信连接，预存有所述隔离开关的合闸到位图像以及分闸到位图像，用于比较所述实时分合闸过程图像与所述合闸到位图像之间以及所述实时分合闸过程图像与分闸到位图像之间的相似度，并根据所述相似度判断所述隔离开关的分合闸状态。
31.优选地，所述图像采集装置包括多个，并且多个所述图像采集装置分别用于以预设频率拍摄不同角度下的所述隔离开关的实时分合闸过程图像。相应地，所述合闸到位图像以及分闸到位图像分别与不同角度下的所述隔离开关的实时分合闸过程图像相对应。
32.即是说，某一角度下的所述隔离开关的实时分合闸过程图像，对应一张合闸到位图像以及一张分闸到位图像。
33.当不同角度下的所述实时分合闸过程图像与相对应的所述合闸到位图像之间相似度均大于第一预设阈值，即判断所述隔离开关处在合闸状态；当不同角度下的所述实时分合闸过程图像与相对应的分闸到位图像之间的相似度均大于第二预设阈值，即判断所述隔离开关处在分闸状态。
34.由于比较单一角度下的隔离开关的实时分合闸过程图像与合闸到位图像之间以及单一角度下的隔离开关的实时分合闸过程图像与分闸到位图像之间的相似度，进而判断隔离开关的分合闸状态，可能存在判断误差。即是说，由于隔离开关的实时分合闸过程图像的采集可能会因为阴影、光线变化又或者其他噪声的干扰而出现误差，通过分别比较单一角度下的隔离开关的实时分合闸过程图像与合闸到位图像以及分闸到位图像之间的相似度来判断隔离开关的分合闸状态，可能存在判断误差，不能准确判断隔离开关分合闸状态。
35.因此，本发明通过所述图像采集装置以预设频率拍摄不同角度下的所述隔离开关的实时分合闸过程图像，比较不同角度下的隔离开关的实时分合闸过程图像与合闸到位图像之间以及不同角度下的隔离开关的实时分合闸过程图像与分闸到位图像之间的相似度，进而判断隔离开关的分合闸状态，可以尽可能地消除阴影、光线变化又或者其他噪声干扰对判断结果准确性的影响，可以更加准确地判断隔离开关的分合闸状态。
36.综上所述，基于图像采集装置采集不同角度下的隔离开关的分合闸实时过程图像，比较实时分合闸过程图像与所述合闸到位图像之间以及所述实时分合闸过程图像与分闸到位图像之间的相似度，所述隔离开关可以自动判断所述隔离开关的分合闸状态，其不依赖于技术人员经验来判断隔离开关的分合闸状态， 也不需要设定二次回路来检测判断隔离开关的分合闸状态，提高了可靠性以及安全性。
37.由于固体在受热时，往往会出现膨胀现象。物体此种受热膨胀现象，会导致固体长度的变化。
38.具体到本技术中的驱动杆6，其长度亦会因为温度变化而伸缩变化。
39.驱动装置通过驱动杆6驱动动触头3绕旋转轴7转动，当驱动杆6的温度变化时，若不调整驱动装置的动作参数，很容易出现无法通过驱动装置驱动动触头3动作以有效实现
隔离开关分合闸操作的问题。
40.为解决上述问题，在其中一个实施例中，所述隔离开关还包括驱动装置。
41.所述驱动装置安装在所述底座1上且与所述动触头3传动连接，用于驱动动触头3绕安装在所述底座1上的旋转轴7转动以实现所述隔离开关的分合闸操作。
42.具体而言，所述驱动装置通过驱动杆6驱动动触头3绕旋转轴7转动。所述驱动装置包括但不限于为伸缩杆又或者由电机驱动丝杆螺母旋转的伸缩进给结构。
43.所述驱动装置的伸缩方向包括但不限于为竖直方向或者水平方向。优选地，所述驱动杆6由玻璃钢材制成。
44.所述控制器5还用于根据公式计算驱动杆6的位移补偿量并根据所述位移补偿量修正所述驱动装置的动作参数。
45.其中，表示所述驱动杆6的原始长度，表示所述驱动杆6的膨胀系数，表示所述驱动杆6在原始长度时的参考温度，表示所述驱动杆6的实时温度。不同的实时温度对应不同的动作参数。
46.通过公式计算驱动杆6的位移补偿量并根据所述位移补偿量修正所述驱动装置的动作参数，将驱动杆6因温度变化而导致长度伸缩变化的因素考虑在内，可以保证通过驱动装置驱动动触头3动作以有效实现隔离开关分合闸操作。
47.在其中一种实施例中，一种隔离开关分合闸状态监控方法，其包括如下步骤：s1，以预设频率拍摄所述隔离开关的实时分合闸过程图像。
48.s2，获取所述隔离开关的合闸到位图像以及分闸到位图像。
49.s3，比较所述实时分合闸过程图像与所述合闸到位图像之间以及所述实时分合闸过程图像与分闸到位图像之间的相似度，并根据所述相似度判断所述隔离开关的分合闸状态。
50.具体地，在步骤s3中，比较所述实时分合闸过程图像与所述合闸到位图像之间以及所述实时分合闸过程图像与分闸到位图像之间的相似度，并根据所述相似度判断所述隔离开关的分合闸状态的具体方法包括如下步骤：s30，在对所述实时分合闸过程图像、所述合闸到位图像以及所述分闸到位图像进行预处理后，分别提取所述实时分合闸过程图像、所述合闸到位图像以及所述分闸到位图像的轮廓曲线。
51.所述预处理包括但不限于去噪、增强、灰度化以及二值化等。
52.s31，计算所述实时分合闸过程图像的轮廓曲线与所述合闸到位图像的轮廓曲线之间的第一相似度，若所述第一相似度大于第一预设阈值，则判断所述隔离开关处在合闸状态。
53.s32，计算所述实时分合闸过程图像的轮廓曲线与所述分闸到位图像的轮廓曲线之间的第二相似度，若所述第二相似度大于第二预设阈值，则判断所述隔离开关处在分闸状态。
54.由于所述第一预设阈值以及第二阈值可以根据实际情况进行调整设定，图像的轮廓曲线提取属于本领域常规技术手段，故而在此不再赘述。
55.所述离开关分合闸状态监控方法基于图像采集装置采集不同角度下的隔离开关
的分合闸实时过程图像，比较实时分合闸过程图像与所述合闸到位图像之间以及所述实时分合闸过程图像与分闸到位图像之间的相似度，可以自动判断所述隔离开关的分合闸状态，其不依赖于技术人员经验来判断隔离开关的分合闸状态， 也不需要设定二次回路来检测判断隔离开关的分合闸状态，提高了可靠性以及安全性。
56.在其中一个实施例中，在步骤s1中，以预设频率拍摄所述隔离开关的实时分合闸过程图像的具体方法包括如下步骤：s10，设置多个所述图像采集装置。
57.s11，通过多个所述图像采集装置分别拍摄不同角度下的所述隔离开关的实时分合闸过程图像。
58.所述合闸到位图像以及分闸到位图像分别与不同角度下的所述隔离开关的实时分合闸过程图像相对应。即是说，某一角度下的所述隔离开关的实时分合闸过程图像，对应一张合闸到位图像以及分闸到位图像。
59.当不同角度下的所述实时分合闸过程图像与相对应的所述合闸到位图像之间相似度均大于第一预设阈值，即判断所述隔离开关处在合闸状态；当不同角度下的所述实时分合闸过程图像与相对应的分闸到位图像之间的相似度均大于第二预设阈值，即判断所述隔离开关处在分闸状态。
60.通过所述图像采集装置以预设频率拍摄不同角度下的所述隔离开关的实时分合闸过程图像，比较不同角度下的隔离开关的实时分合闸过程图像与合闸到位图像之间以及不同角度下的隔离开关的实时分合闸过程图像与分闸到位图像之间的相似度，进而判断隔离开关的分合闸状态，本发明可以尽可能地消除阴影、光线变化又或者其他噪声干扰对判断结果准确性的影响，可以更加准确地判断隔离开关的分合闸状态。
61.在其中一个实施例中，所述隔离开关分合闸状态监控方法还包括如下步骤：s4，获取驱动杆6的实时温度、原始长度、膨胀系数以及在原始长度时的参考温度。
62.s5，根据公式计算驱动杆6的位移补偿量并根据所述位移补偿量修正驱动装置的动作参数。
63.其中，驱动装置通过驱动杆6驱动动触头3绕安装在底座1上的旋转轴7转动以实现所述隔离开关的分合闸操作。当驱动装置为伸缩杆时，所述动作参数为伸缩量，当驱动装置为由电机驱动丝杆螺母旋转的伸缩进给结构所述动作参数可以为电机的转动圈数。
64.通过公式计算驱动杆6的位移补偿量并根据所述位移补偿量修正所述驱动装置的动作参数，将驱动杆6因温度变化而导致长度伸缩变化的因素考虑在内，可以保证通过驱动装置驱动动触头3动作以有效实现隔离开关分合闸操作。
65.由于动触头3和/或静触头4存在磨损的可能，所述驱动杆6的位移补偿量也可能存在计算误差，故而根据修正后的驱动装置的动作参数驱动动触头3转动，也无法百分百实现隔离开关的分合闸操作。
66.为了解决上述问题，在其中一个实施例中，所述隔离开关分合闸状态监控方法还包括如下步骤：s6，根据修正后的驱动装置的动作参数驱动动触头3转动并判断所述隔离开关的
分合闸状态。
67.s7，若所述隔离开关合闸不到位，则通过驱动装置驱动动触头3动作直至所述隔离开关合闸到位，并记录相应的驱动装置的合闸动作参数变化量，并以所述合闸动作参数变化量作为合闸修正量。
68.s8，若所述隔离开关分闸不到位，则通过驱动装置驱动动触头3动作直至所述隔离开关分闸到位，并记录相应的驱动装置的分闸动作参数变化量，并以所述分闸动作参数变化量作为分闸修正量。
69.s9，根据所述合闸修正量以及分闸修正量修正驱动装置的动作参数。
70.本发明根据所述合闸修正量以及分闸修正量修正驱动装置的动作参数将触头和/或静触头4磨损以及所述驱动杆6的位移补偿量计算误差因素考虑在内，可以更加有效地实现隔离开关的分合闸操作。
71.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
72.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。