中高压开关设备是回路接通和断开、切断和隔离故障的重要控制设备。通过在线监测高压开关设备的运作状态,为中高压开关设备维修提供依据,进而实现“计划检修”到“状态检修”的转变。高压断路器是中高压开关设备的重要组成部分,在电网中具有保护和控制的作用。本次主要选取高压断路器为研究对象,设计高压断路器在线监测系统。首先阐述断高压路器结构及其工作原理,根据故障统计以及监测经验确定本次在线监测的主要内容:使用霍尔电流传感器监测分合闸线圈的电流,对正常或者故障的电流波形进行分析;使用直线位移传感器监测触头行程,分析分合闸速度、触头位移量等;使用压力传感器采集合闸时触头接触产生的压力,监测触头超行程压力;开合式霍尔电流传感器采集电流互感器(CT)二次侧电流信号监测开断电流,预测电触头寿命。分析不同触头电寿命计算公式,使用相对触头电寿命预测方法,预测触头的剩余使用寿命。其次在完成监测系统整体设计后,还需从硬件和软件两方面搭建在线监测系统。硬件方面包括传感器的选取,信号调理模块、AD采集模块、控制器模块、电源模块的设计。软件上移植使用嵌入式实时操作系统μCOS-II,分层分模块管理系统软件。使用MCGS组态软件脚本程序编写人机交互界面,构建易于接触的图形界面,将断路器状态实时显示并对超出阈值的参数进行报警。传感器输出信号先经过相应的调理电路隔离、放大、滤波后,使用AD采集模块采集模拟量,STM32控制器模块完成数据的读取与处理,并将处理结果反馈至人机交互界面,而电源模块则为整个系统供电。最后测试在线监测系统的功能,完成电源模块测试与调理电路模块测试后进行整体功能测试,测试结果与预期设计基本相同,实现高压断路器在线监测的功能。