断路器作为保证电力系统可靠稳定运行的重要电力设备之一,它的可靠性直接影响了电力系统的性能。分励脱扣器作为断路器的重要附件之一,其健康状况直接决定了断路器能否可靠动作。由于分励脱扣器动作频繁,更容易发生电气故障和机械故障,因此,本文将分励脱扣器作为主要研究对象。针对现有检修方式的局限性及技术发展趋势,本文提出对断路器的分励脱扣器进行状态监测的措施,主要完成了以下研究内容:1、阐述了分励脱扣器的工作原理以及故障类型。利用SolidWorks建模软件对分励脱扣器进行三维建模。以ANSYS Maxwell为仿真平台,基于有限元分析理论,建立分励脱扣器的三维瞬态场仿真模型。通过对比实际与仿真的线圈电流和位移曲线,验证仿真模型的有效性。利用该仿真模型,对分励脱扣器的不同受力状况进行仿真,初步研究电流波形与机构状态的关系。2、为了深入研究电流波形与分励脱扣器健康状况的关系,提出分励脱扣器在线监测的总体方案,并设计各个功能模块的硬件结构以及编写相关的程序。3、对于分励脱扣器的故障状况,需要分为两种情况考虑。一方面,当分励脱扣器线圈未通电时,提出采用小信号注入法提取线圈的电阻和电感等静态特征量,并验证该方法的准确性与有效性。另一方面,当线圈通电时,分析分励脱扣器不同状态时线圈电流波形的变化情况,并提出采用小波包细节分解提取信号动态特征的方法。通过小波各分量的对比,选取最优分解层数尺度分量极值对应的时间作为特征量。对比不同反力和行程状况情况下的小波分量,验证该特征量表征分励脱扣器状况的有效性。4、引入故障诊断专家系统,研究各类特征量与分励脱扣器健康状况的关联性,建立了规则式知识库。实验结果表明,该方法能有效准确地判断出分励脱扣器的故障情况。本文提出新型的断路器分励脱扣器在线监测技术,为断路器的可靠性与智能化水平,提供了一种新的理论思路和解决方法;建立的三维仿真模型,能够深入研究线圈电流波形与分励脱扣器不同故障状况的关系,为后续的研究提供了理论基础。设计的在线监测装置,为各类特征量的提取及对分励脱扣器故障状况综合判断的有效性与可靠性提供了数据基础和验证平台。