[發(fā)明專利]一種開關柜在柜式母線局放實時檢測系統(tǒng)

無效

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• 申請日: 2010-04-20
• 公開（公告）號: CN101900780A
• 公開（公告）日: 2010-12-01
• 發(fā)明（設計）人: 周克寧;琚超雄;張震宇;周世標;瞿曉
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江科技學院;浙江亞東電器制造有限公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 周希良;徐關壽

技術領域

本發(fā)明屬于中高壓電氣設備故障檢測與診端技術領域，特別涉及一種在柜式的對中壓開關柜母線的局部放電現(xiàn)象進行實時檢測的系統(tǒng)。

背景技術

開關柜在工作時，如果母線絕緣內(nèi)部存在弱點和缺陷，則會產(chǎn)生絕緣的局部擊穿現(xiàn)象；而母線本體若有尖角或尖的邊緣時，就會導致電場集中，上述兩種情況的發(fā)生都會出現(xiàn)局部放電的現(xiàn)象。當開關柜母線局部放電現(xiàn)象時，輕者引起設備工作不正常、絕緣的進一步惡化，重者則會擊毀開關柜的設備，產(chǎn)生嚴重的安全事故。

目前檢測局部放電現(xiàn)象的技術主要有：紅外檢測技術、超聲波檢測技術和脈沖電流檢測技術等。然而，現(xiàn)在這些技術的運用都存在各種結(jié)構(gòu)或功能缺陷。比如：紅外檢測、超聲波檢測易受環(huán)境溫度、環(huán)境噪聲影響，靈敏度不高，而脈沖電流法需要專門的高壓裝置等。除此之外，還存在一個很大的問題是采用這些技術都無法實現(xiàn)在柜式的實時檢測功能。采用超聲波、紅外檢測技術手段檢測局放，僅是通過專門的儀器做定期巡檢，而無法實時檢測，并且有些儀器僅適合于變壓器、電機等電力設備。至于脈沖電流法，其在檢測時，還需要中斷開關柜的運行，施加實驗電壓來提取局部放電電弧、電暈引起的脈沖信號，其檢測手段既費時，又要造成局部電網(wǎng)中斷運行的損失。另外，檢測過程中對檢測人員的技術水準要求也比較高，不利于快速處理故障現(xiàn)場。

目前，直接針對在柜式的開關柜母線局放實時檢測的技術方案還未見公開，可以說在國內(nèi)外還是空白。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明公開了一種開關柜在柜式母線局放實時檢測系統(tǒng)，其是一種安裝在開關柜上、基于電容耦合式的檢測系統(tǒng)，實時地對母線的局部放電狀態(tài)進行監(jiān)測。其信號處理、分析部分是和常規(guī)配置于開關柜的操控裝置設計為一體，構(gòu)成一套完整的開關柜安全工作綜合保護裝置。本發(fā)明的檢測系統(tǒng)由于能實時檢測對開關柜安全運行危害較大的母線局部放電狀態(tài)，并及時給出保護信號，從而極大地提高了電網(wǎng)運行的安全性。

本發(fā)明所采取的技術方案如下：一種開關柜在柜式母線局放實時檢測系統(tǒng)，其包括溫度、濕度、粉塵檢測模塊、母線局放檢測部件、信號隔離及調(diào)理模塊、DSP信號處理模塊、按鍵顯示模塊、通訊模塊、輸出控制模塊，所述溫度、濕度、粉塵檢測模塊檢測母線環(huán)境的溫度、濕度及粉塵濃度，并將檢測信號傳輸至DSP信號處理模塊；所述母線局放檢測部件檢測母線局放脈沖信號，并將檢測信號傳輸至信號隔離及調(diào)理模塊；所述信號隔離及調(diào)理模塊針對母線局放信號進行預處理，并傳輸至DSP信號處理模塊；DSP信號處理模塊接收信號，對信號進行處理、分析，產(chǎn)生控制信號，并傳輸至輸出控制模塊；輸出控制模塊接收DSP信號處理模塊發(fā)出的控制指令，以控制外部的控制裝置動作；DSP信號處理模塊通過通訊模塊與外部計算機進行通訊；DSP信號處理模塊與按鍵顯示模塊進行人機交互通訊。

優(yōu)選的，溫度、濕度、粉塵檢測模塊包括溫度傳感器(U2)、濕度傳感器(U3)、粉塵傳感器(U4)，所述的溫度傳感器(U2)檢測母線周圍環(huán)境溫度，靠近母線；所述的濕度傳感器(U3)檢測母線周圍環(huán)境濕度；所述的粉塵傳感器(U4)檢測母線室的環(huán)境粉塵濃度；溫度傳感器(U2)、濕度傳感器(U3)、粉塵傳感器(U4)的數(shù)據(jù)輸出分信號引腳分別接入所述的DSP信號處理模塊。

優(yōu)選的，信號隔離及調(diào)理模塊包括運算放大器(U5)，運算放大器(U5)調(diào)理母線局部放電信號；運算放大器(U5)的輸出接入DSP信號處理模塊。

優(yōu)選的，母線局放檢測部件包括高壓母線(V)、母線電阻(Z1)、完好介質(zhì)第一電容(Ca)、與氣隙串聯(lián)第二電容(Cb)、氣隙第三電容(Cc)、母線絕緣層外緣與檢測電極板之間的第四電容(Cq)、檢測電極板與開關柜柜體之間的第五電容(Co)、霍爾電壓傳感器(U1)、第二電阻(R2)、局部放電等效第一電阻(r1)、連接座(J1)，高壓母線(V)接母線電阻(Z1)，母線電阻(Z1)分兩路分別接第二電容(Cb)、第一電容(Ca)，第二電容(Cb)的另一端分兩路分別接第三電容(Cc)、第一電阻(r1)，第一電容(Ca)、第三電容(Cc)、第一電阻(r1)的另一端匯成一路聯(lián)接第四電容(Cq)，第四電容(Cq)的另一端接入霍爾電壓傳感器(U1)的Vin+端，霍爾電壓傳感器(U1)的Vin+端與Vin-端之間接第五電容(Co)，霍爾電壓傳感器(U1)的Iout端與GND端之間接電阻(R2)，霍爾電壓傳感器(U1)聯(lián)接連接座(J1)。