[發明專利]一種開關柜熱缺陷監測系統及分析方法及綜合測控裝置

有效

• 申請號: 201810117767.0
• 申請日: 2018-02-06
• 公開（公告）號: CN108287288B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 李宏仁;陳建政;肖紅;甄威;魏文賦
• 申請（專利權）人: 李宏仁
• 主分類號: G01R31/52
• 分類號: G01R31/52
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 王記明

本發明公開了一種開關柜熱缺陷監測系統及分析方法及綜合測控裝置，所述系統包括：信息檢測模塊、通訊模塊、數據處理模塊；其中，信息檢測模塊包括多個低壓側的數據采集單元，所述數據采集單元分別安裝在同一母線所連接的各開關柜中；數據采集單元包括：至少4個空氣溫度檢測回路和至少1個電流檢測回路，第一路空氣溫度檢測回路用于檢測開關柜外部的環境溫度，第二至第四路空氣溫度檢測回路用于檢測相應開關柜各隔室的空氣溫度，電流檢測回路用于檢測開關柜的負荷電流，檢測數據通過通訊模塊傳輸給數據處理模塊，數據處理模塊基于通訊模塊傳輸的數據判斷開關柜是否存在熱缺陷，該系統還可用于對開關柜多種缺陷的監測。

技術領域

本發明涉及開關柜在線監測領域，特別是涉及因接觸不良等可能導致開關柜過熱引發事故的熱缺陷的發現、監測。

背景技術

高壓開關柜是供電系統的常用設備，其結構通常包括：母線室、斷路器室、電纜室和二次室及其內部元件等幾部分構成。由于制造質量和設備老化等原因，在運行過程中開關柜內部會出現各種各樣的缺陷和故障，如過熱、絕緣老化、放電、閃絡、機械卡澀、動作失靈等各種缺陷，而這些缺陷常常最終會發展成嚴重的開關柜事故。在開關柜的各種缺陷中，由于接觸不良這一熱缺陷所造成的過熱是電力現場最為頭疼的問題。而目前關于熱缺陷監測技術卻非常少而且還不成熟。開關柜熱缺陷檢測和開關柜在線測溫，二者之間雖然有聯系但不是一回事。在線測溫通過監測當時的溫度以判斷開關柜是否出現熱了過熱；而熱缺陷監測雖然也要對溫度進行檢測，但目的是要確定開關柜是否存在接觸不良的缺陷，是對開關柜是否可能會出現過熱的預判。許多時候雖然當時的溫度不高，但是仍然可能存在接觸不良的缺陷。

因接觸不良產生過熱是導致高壓開關柜事故的主要原因，為了及時發現開關柜是否出現過熱，長期以來，人們研究了各種各樣的檢測方法，比如紅外測溫、光纖測溫等，但是這些方法基本上都是屬于在線測溫的范疇。公開號為CN102243285A的文件公開了“一種基于溫度和電流分析的故障檢測裝置及方法”，該發明一定程度上解決了接頭溫度與電流相結合來判斷母線搭接故障的熱缺陷的問題，但是由于該方案在高壓側安裝溫度傳感器、電流傳感器、高壓側數據采集模塊和高、低壓數據傳輸模塊，因而存在著安全隱患。為了實現小型化，目前高壓開關柜的尺寸做得越來越小，內部空間也越來越狹窄，其空間的絕緣裕度本來已很緊張，在這種情況下在開關柜內部加裝設備會進一步擠壓其空間的絕緣裕度，特別是在高壓部位安裝部件更有可能會顯著改變開關柜內部電場的分布，增加絕緣擊穿的風險。在線監測的目的是為了使設備更安全，但如果為了監測又帶來其他的安全風險，顯然存在很大的不足；另外，該方案把測溫傳感器安裝在高壓回路某幾個發熱點上，還存在著監測盲區的問題。一臺開關柜的接觸點可能有幾十個，這種逐點檢測的方式只可能實現對個別的部位進行檢測，不可能對每一個接觸點都檢測到，否則，測試系統將會變得過于龐大，過于復雜。即便如此，這種僅能對少數接觸點測溫的局部監測方式，就已經使得系統非常復雜了，復雜的接線和眾多的相關部件的安裝，顯著地改變了開關柜設備原有的狀態，這對開關柜日后的運行維護都會帶來很大困難。

在專利號為ZL201310519918.2的文件中，提出了通過檢測開關柜各隔室的空氣溫度而不是某個具體的接觸點、并結合其負荷電流來幫助發現開關柜因接觸不良而可能過熱的熱缺陷的方法，此方案雖然較好地解決了監測系統的安全性問題、監測部位不全面的問題、以及系統過于復雜等問題。該方案的具體作法是：“溫度傳感器安裝在高壓開關柜內各載流隔室空間的上部，或是安裝在開關柜頂蓋板上與隔室空間相通的腔體中，”(0008)，同時該方案提出：高壓開關柜“各載流隔室通過的電流相同”(0031)，并以此作為依據來分析、判斷開關柜的熱缺陷。發明人進一步研究發現：在現場實踐中如果按照現有方案對開關柜的熱缺陷進行檢測、分析結果常常會出現錯誤，往往難于判斷是否存在缺陷，以及缺陷大致發生在什么部位。