CN102412090A - 一种在线监测真空灭弧室真空度的断路器及其监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在线监测真空灭弧室真空度的断路器及其监测方法，断路器包括安装在真空灭弧室屏蔽罩边缘的监测装置，监测装置通过光纤传输线与控制装置相连接，控制装置接收传感器发出的真空灭弧室真空监测信号并将该信号与控制装置中设置的数据相对比，实时显示并发出真空灭弧室漏气报警，监测方法是将电压传感器安装在真空灭弧室屏蔽罩边缘探测屏蔽罩的电位变化从而监测真空灭弧室内的气体压力变化，包括高压区监测和安全区判断。具有上述特殊结构的在线监测真空灭弧室真空度的断路器采用真空断路器真空灭弧室屏蔽罩的电位与灭弧室内真空度关系，通过测量真空开关屏蔽罩的电位相对正常值的变化情况，从而抵消了由于环境变化带来的测量误差。

Description

一种在线监测真空灭弧室真空度的断路器及其监测方法

技术领域

本发明涉及一种电力系统高压开关器件，尤其是涉及一种在线监测真空灭弧室真空度的断路器及其监测方法。

背景技术

真空断路器以其无以伦比的优点在输变电电网中压领域得到了大量的应用，其核心部件——真空灭弧室作为一种无源电真空器件，影响其可靠性的主要因素是真空度。真空中的绝缘强度与真空度有着密切的联系。因此，真空灭弧室的真空度是保证真空开关绝缘性能和灭弧性能的重要技术指标。运行中的真空断路器，其真空灭弧室的真空度若低于一定数量级，就可能导致真空开关不能正常开断电路，从而影响配电系统的正常供电，将造成极大的危害。在线监测真空度则是事故预警的一种有效方法，当真空度低于某一限值时，提前自动预警，防止事故发生。

在线检测由于要在不改动开关主体结构及运行状态的前提下，随时监测其真空度的变化，因此，要实现真空度的直接测量，还存在很多的难点。用于真空度在线检测的间接方法主要有电光变换法、耦合电容法[4，5]等。电光变换法是基于“电光效应”原理，利用某些光学元件(如Pockels元件)在电场中能改变光学性能，从而把与真空度对应的电场变化转换成光通量的变化，但该方法的主要问题是光学元件的工作稳定性差、成本高，不能大范围普及推广。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的问题提供一种在线监测真空灭弧室真空度的断路器及其监测方法，其目的是使高压真空断路器具有安全、经济、维护方便等特点，技术先进抵消应环境变化而产生的测量误差，系统稳定为现场工作人员对设备的诊断提供良好辅助作用。

本发明的技术方案是该种在线监测真空灭弧室真空度的断路器，包括安装在真空灭弧室屏蔽罩边缘的监测装置，所述的监测装置通过光纤传输线与控制装置相连接，所述的控制装置接收传感器发出的真空灭弧室真空监测信号并将该信号与控制装置中设置的数据相对比，实时显示并发出真空灭弧室漏气报警。

所述的监测装置由电流互感器、电压传感器、控制及预处理器、电光转换与传送器组成，电压传感器安装在真空灭弧室屏蔽罩边缘，电压传感器的输出端通过控制及预处理器、电光转换与传送器与光纤传输线相连接。

所述的控制装置由光电转换与接收器、控制微处理器、显示电路、报警控制电路组成，所述的光电转换与接收器通过控制微处理器与显示电路、报警电路相连接。

所述的电压传感器为感应式电压传感器，型号为BSX-11V20。

利用上述在线监测真空灭弧室真空度的断路器进行监测的方法，该监测方法是将电压传感器安装在真空灭弧室屏蔽罩边缘探测屏蔽罩的电位变化从而监测真空灭弧室内的气体压力变化，包括高压区监测和安全区判断。

所述的高压区监测为，各相真空灭弧室屏蔽罩的电位由电压传感器获取，并将其转化为电信号，经控制及预处理器转化为数字脉冲信号，通过电光转换与传送器转化为光信号，经过光纤传输线以光传输方式传至安全区控制装置；所述的安全区判断为，将接收的光信号转变为数字脉冲信号通过控制微处理器显示，控制微处理器将此信号处理成真空灭弧室内部气体压力后与设置的真空灭弧室真空度相比对和判断，根据判断的结果执行真空度非正常报警。

所述的非正常的判定依据数据即，当真空灭弧室内气体压强上升到1X10-1Pa时，真空度报警。

具有上述结构的一种在线监测真空灭弧室真空度的断路器及其监测方法具有以下优点：

1.该种在线监测真空灭弧室真空度的断路器采用真空断路器真空灭弧室屏蔽罩的电位与灭弧室内真空度关系，通过测量真空开关屏蔽罩的电位相对正常值的变化情况，从而抵消了由于环境变化带来的测量误差。

2.该种在线监测真空灭弧室真空度的断路器将监测的数据通过光纤连通，实时监测真空灭弧室内真空度，能及时避免真空断路器不能正常开断电路，减少损失。

3.该种在线监测真空灭弧室真空度的断路器将在线监测技术应用于传统产品，提升产品的技术含量，实现真空断路器的智能化，提高产品的竞争力，具有很好的应用推广价值。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明在线监测真空灭弧室真空度的断路器的结构示意图。

图2为在线监测真空灭弧室真空度的断路器中监测系统的结构示意图。

在图1-2中，1：监测装置；2：控制装置；3：电流互感器；4：电压传感器；5：控制及预处理器；6：电光转换与传送器；7：光纤传输线；8：光电转换与接收器；9：控制微处理器；10：显示电路；11：报警控制电路。

具体实施方式

由图1-2所示结构结合可知，该种在线监测真空灭弧室真空度的断路器包括安装在真空灭弧室屏蔽罩边缘的监测装置1，监测装置1通过光纤传输线7与控制装置2相连接，控制装置2接收传感器发出的真空灭弧室真空监测信号并将该信号与控制装置2中设置的数据相对比，实时显示并发出真空灭弧室漏气报警。其中，监测装置1由电流互感器3、电压传感器4、控制及预处理器5、电光转换与传送器6组成，电压传感器4安装在真空灭弧室屏蔽罩边缘，电压传感器4的输出端通过控制及预处理器5、电光转换与传送器6与光纤传输线7相连接；控制装置2由光电转换与接收器8、控制微处理器9、显示电路10、报警控制电路11组成，光电转换与接收器8通过控制微处理器9与显示电路10、报警电路11相连接。上述所指的电压传感器4为感应式电压传感器，型号为BSX-11V20。

利用上述在线监测真空灭弧室真空度的断路器进行监测的方法，该种监测方法是将电压传感器4安装在真空灭弧室屏蔽罩边缘探测屏蔽罩的电位变化从而监测真空灭弧室内的气体压力变化，包括高压区监测和安全区判断。其中高压区监测的步骤是，各相真空灭弧室屏蔽罩的电位由电压传感器4获取，并将其转化为电信号，经控制及预处理器5转化为数字脉冲信号，通过电光转换与传送器6转化为光信号，经过光纤传输线7以光传输方式传至安全区控制装置；安全区判断的步骤为，将接收的光信号转变为数字脉冲信号通过控制微处理器9显示，控制微处理器9将此信号处理成真空灭弧室内部气体压力后与设置的真空灭弧室真空度非正常的判定依据相比对和判断，根据判断的结果执行真空度非正常报警，非正常的判定依据即，当真空灭弧室内气体压强上升到1X10-1Pa时，真空度报警。

本发明的工作原理为：真空断路器在工作时，其真空灭弧室屏蔽罩上的点位是有高压部分-屏蔽罩、屏蔽罩-接地电极之间分别所具有的静电电容的分压而决定，当真空灭弧室在正常工作电压和内部气体压力下运行时，灭弧室屏蔽早上不带有静电荷；而当真空灭弧室的内部气体压力升高，导致绝缘强度降低，触头与屏蔽罩间会发生放电，从而使灭弧室的屏蔽罩山带有一定的静电荷。因此，屏蔽罩与大地之间的交流电场将发生变化，将监测装置安装在屏蔽罩边缘就可以测量电位变，从而监测真空灭弧室内部气体压力变化。

Claims (7)

1.一种在线监测真空灭弧室真空度的断路器，其特征在于：所述的断路器包括安装在真空灭弧室屏蔽罩边缘的监测装置(1)，所述的监测装置(1)通过光纤传输线(7)与控制装置(2)相连接，所述的控制装置(2)接收传感器发出的真空灭弧室真空监测信号并将该信号与控制装置(2)中设置的数据相对比，实时显示并发出真空灭弧室漏气报警。

2.根据权利要求1所述的一种在线监测真空灭弧室真空度的断路器，其特征在于：所述的监测装置(1)由电流互感器(3)、电压传感器(4)、控制及预处理器(5)、电光转换与传送器(6)组成，电压传感器(4)安装在真空灭弧室屏蔽罩边缘，电压传感器(4)的输出端通过控制及预处理器(5)、电光转换与传送器(6)与光纤传输线(7)相连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种在线监测真空灭弧室真空度的断路器，其特征在于：所述的控制装置(2)由光电转换与接收器(8)、控制微处理器(9)、显示电路(10)、报警控制电路(11)组成，所述的光电转换与接收器(8)通过控制微处理器(9)与显示电路(10)、报警电路(11)相连接。

4.根据权利要求3所述的一种在线监测真空灭弧室真空度的断路器，其特征在于：所述的电压传感器(4)为感应式电压传感器，型号为BSX-11V20。

5.利用权利要求1-4任一项权利要求所述的一种在线监测真空灭弧室真空度的断路器进行监测的方法，其特征在于：所述的监测方法是将电压传感器(4)安装在真空灭弧室屏蔽罩边缘探测屏蔽罩的电位变化从而监测真空灭弧室内的气体压力变化，包括高压区监测和安全区判断。

6.根据权利要求5所述的利用在线监测真空灭弧室真空度的断路器进行监测的方法，其特征在于：所述的高压区监测为，各相真空灭弧室屏蔽罩的电位由电压传感器(4)获取，并将其转化为电信号，经控制及预处理器(5)转化为数字脉冲信号，通过电光转换与传送器(6)转化为光信号，经过光纤传输线(7)以光传输方式传至安全区控制装置；所述的安全区判断为，将接收的光信号转变为数字脉冲信号通过控制微处理器(9)显示，控制微处理器(9)将此信号处理成真空灭弧室内部气体压力后与设置的真空灭弧室真空度非正常的判定依据相比对和判断，根据判断的结果执行真空度非正常报警。

7.根据权利要求6所述的利用在线监测真空灭弧室真空度的断路器进行监测的方法，其特征在于：所述的非正常的判定依据即，当真空灭弧室内气体压强上升到1X10-1Pa时，真空度报警。

Images