[發明專利]樓宇接線盒火花放電故障在線監測系統及方法

在審

• 申請號: 202210014932.6
• 申請日: 2022-01-07
• 公開（公告）號: CN114355124A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 張磊;齊小軍;李曉堂;陳濤;余利娜
• 申請（專利權）人: 武漢水院電氣有限責任公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 李滿;王和平

本發明公開了一種樓宇接線盒火花放電故障在線監測系統，電壓信號采集模塊用于采集樓宇監測接線盒中的三相電壓信號；電流信號采集模塊用于采集樓宇監測接線盒中的三相電流信號，并轉換為表征三相電流的標準電壓信號；高頻信號采集模塊用于通過峰值檢測方法采集所述三相電壓信號中的電壓高頻分量；延時信號采集模塊用于對表征三相電流的標準電壓信號與三相電壓信號進行對比，識別表征三相電流的標準電壓信號與三相電壓信號之間的信號延時；處理器在三相電壓信號中存在預設范圍的電壓高頻分量，且表征三相電流的標準電壓信號與三相電壓信號之間具有延時特性時，判定為發生火花放電故障。本發明能對電氣回路中的火花放電故障進行快速準確識別。

技術領域

本發明涉及電力系統防火預警技術領域，具體地指一種樓宇接線盒火花放電故障在線監測系統及方法。

背景技術

電氣火災在所有火災類型中排名第一，根據《中國火災統計年鑒》，近年來我國電氣火災約占火災總數的30％，且呈逐年上升趨勢。低壓配電線路由于線路長期過載、絕緣老化等原因而導致的電氣故障，往往伴隨著電極局部高溫濺射而產生火災隱患，這些通過測溫式火災監控裝置可以識別和預警，但對于樓宇接線盒裝置內松動、虛接原因導致的局部火花放電現象，由于故障電流幅值低，頻率高等問題，傳統手段無法準別識別并保護；常用的剩余電流動作保護器原理為監測三相電流的矢量和來監測是否發生泄露電流故障，同樣無法識別局部火花放電現象；而故障電弧探測裝置只能識別多次連續在同一處放電而形成穩定的放電電弧，虛接火花放電故障因為發生時間短，放電不穩定等原因，往往容易被忽視，但這種故障間歇性一旦發生，往往局部溫度較高，容易造成接線盒熔融并擴大故障面。

電火花的放電波形主要分為空載、火花放電、過渡電弧、穩定電弧和短路五種。其中在火花放電時，間隙電壓存在著強而穩定的高頻分量(頻率從幾兆到幾十兆赫茲)；而電弧放電時，間隙電壓的高頻分量很弱，甚至不存在；存在少量的高頻信號時，視為不穩定的過渡電弧放電；無高頻信號時，視為空載脈沖、短路脈沖或穩定電弧放電脈沖。針對火花放電的這一特性，可以借鑒用于電氣火災識別。通過實時監測線路中電流信號，一旦發生火花放電故障，便可以通過識別電流信號轉換后的高頻信號，進行提取、放大、比較，根據高頻分量的存在與否作為判定火花放電故障是否發生的依據。另外，在接線松動及虛接所引起的火花放電故障中還存在一種擊穿延時現象，火花放電的電流信號比電壓信號存在一定的擊穿延時時間(μS級)，而電弧放電等狀態一般不存在擊穿延時時間。通過對線路中故障電壓及電流的時間特性進行監測和分析，可以進一步驗證火花放電故障是否發生，從而提高故障識別的準確度。

發明專利CN103123378A公開了一種電氣故障火花實時監測方法及裝置，通過對電流、諧波和電磁場的同時測量和分析來實現對電氣火花故障的監測，但其對火花放電故障的判定條件比較寬泛，無法區分由于其他原因導致電流波動而引起的誤判。

發明專利CN107891199A公開了電火花放電狀態檢測裝置和識別方法，其主要采用深度學習和人工模擬方法，用于電火花加工機床精加工領域，成本較高，不適合用于電氣故障監測領域。

實用新型專利CN 210954230U公開了一種用于火花放電的音頻智能實時檢測電路，但沒有對火花放電音頻特征進行特征識別，難以與其他電氣噪聲區別開來。

發明內容

本發明的目的就是要提供一種樓宇接線盒火花放電故障在線監測系統及方法，本發明能對電氣回路中的火花放電故障進行快速準確識別。

為實現此目的，本發明所設計的樓宇接線盒火花放電故障在線監測系統，它包括電壓信號采集模塊、高頻信號采集模塊、電流信號采集模塊、延時信號采集模塊和處理器，其中，電壓信號采集模塊用于采集樓宇監測接線盒中的三相電壓信號；

電流信號采集模塊用于采集樓宇監測接線盒中的三相電流信號，并轉換為表征三相電流的標準電壓信號；

高頻信號采集模塊用于通過峰值檢測方法采集所述三相電壓信號中頻率范圍在A～BHz的電壓高頻分量；