[實用新型]一種10kV開關柜振動信號采集裝置

有效

• 申請號: 202223039517.0
• 申請日: 2022-11-14
• 公開（公告）號: CN218673894U
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 吳曉文;申玲燕;段學濤;彭博;郭毅;周益源;肖威;孫靜玲
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: G01H11/06
• 分類號: G01H11/06
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 譚武藝

實用新型公開了一種10kV開關柜振動信號采集裝置，包括電源單元、信號采集單元和數據采集傳遞單元，所述電源單元的輸出端分別與信號采集單元和數據采集傳遞單元相連，所述信號采集單元包括依次相連的加速度傳感計、信號放大模塊和ADC采樣模塊，所述ADC采樣模塊的輸出端與數據采集傳遞單元相連。本實用新型的10kV開關柜振動信號采集裝置具有不接觸帶電設備、監測實時性強、監測精度高、成本低等優點，能夠及時發現開關柜設計缺陷以及機械松動、過載等異常工況，有效防止放電與短路等嚴重故障的發生，對于提高開關柜的運行可靠性具有實際意義。

技術領域

本實用新型涉及高壓開關柜故障檢測技術，具體涉及一種10kV開關柜振動信號采集裝置。

背景技術

2016至2019年，我國社會用電量年均增速達到6.1％，國家電網公司2020年全社會用電量達到5.83萬億千瓦時，較2010年增長1.7倍，變電容量由2010年22.5千億伏安增長至2020年52.3千億伏安，增幅達到2.3倍。開關柜承擔著電能傳輸過程中的投切與保護任務，具有數量眾多，分布范圍廣的特點。因開關柜發生異常而導致的電網出現不正常工作的案例目前已發生多起，給電網安全帶來十分不利的影響。因此，開展開關柜故障實時監測技術研究，提前預防設備隱患，對于提高開關柜的安全運行水平、保障電網供電可靠性具有重要意義。

開關柜因受設計質量、成本、運行條件等多種因素的影響，絕緣放電、部件振動、異常發熱等缺陷與故障時有發生。目前，主要依靠在開關柜外部檢測溫度、放電等異常現象的發生，來判斷開關柜是否發生異常。盡管能夠發現一些開關柜安全隱患，但檢測實時性不強、檢測結果的判斷依賴運行人員的責任心與技術水平，檢測效果有待提高。根據大量現場應用經驗，對于開關柜內部放電缺陷，現有的測溫、測局部放電等帶電檢測手段容易受到外界干擾，難以實現實時監測，而相應的在線監測手段存在安裝復雜、成本較高、易受干擾、檢測范圍有限等問題，檢測靈敏度通常較低。除了局部放電，異常振動是開關柜常見的缺陷類型之一，該類缺陷發生時通常并無局部放電產生，目前仍以人工巡視監測為主，尚無有效的在線監測與診斷措施。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題：針對上述現有問題，提供一種不接觸帶電設備、監測實時性強、監測精度高、抗干擾能力強、成本低的10kV開關柜振動信號采集裝置。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為：

一種10kV開關柜振動信號采集裝置，包括電源單元、信號采集單元和數據采集傳遞單元，所述電源單元的輸出端分別與信號采集單元和數據采集傳遞單元相連，所述信號采集單元包括依次相連的加速度傳感計、信號放大模塊和ADC采樣模塊，所述ADC采樣模塊的輸出端與數據采集傳遞單元相連。

可選地，所述電源單元包括升壓模塊、供電模塊、降壓模塊和恒流源模塊，所述升壓模塊包含兩路輸出，一路輸出依次通過與供電模塊、降壓模塊相連以用于為數據采集傳遞單元供電，另一路輸出與恒流源模塊相連，所述恒流源模塊與加速度傳感計的電源端相連。

可選地，所述數據采集傳遞單元包括中央處理器、通信模塊、顯示模塊和報警模塊，所述降壓模塊與中央處理器的電源端相連，所述ADC采樣模塊的輸出端與中央處理器的輸入端相連，所述顯示模塊和報警模塊分別與中央處理器相連。

可選地，所述加速度傳感計還連接有一磁座，以用于將加速度傳感計通過磁座吸附安裝在10kV開關柜的箱體表面上且位于10kV開關柜的3/4高度的位置。

可選地，所述信號放大模塊包括LM324放大芯片和阻抗匹配電路，所述LM324放大芯片的2、3號引腳與5、6號引腳接收信號經放大后分別由1、7號引腳輸出，4、11號引腳與兩路阻抗匹配電路相連以穩定放大增益效果，所述阻抗匹配電路包括兩組電容，每一組電容包括并聯布置的兩個電容，第一組電容一端連接±5V電源、另一端接地，另一組電容一端與LM324放大芯片4或11號引腳連接、另一端接地，兩組電容的非接地端之前連接有電感。