CN102890236A - 高压隔离开关合闸到位的检测装置与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高压隔离开关合闸到位的检测装置与方法。在动触片或者静触杆上安装光纤传感器；将光纤传感器的采样信号转换为电信号后，传输到刀闸到位检测单元，刀闸到位检测单元对接收到的电信号进行分析，比较处理后的电信号与设定值，若处理后的电信号大于或等于设定值，则判断合闸到位，若小于，则判断合闸未到位。本发明提高了判断高压隔离开关刀闸闭合到位的准确性和高压隔离开关设备运行的可靠性，杜绝了人为判断主观因素造成的误判现象。
Description
技术领域
本发明涉及变电站中高压隔离开关领域，特别是一种高压隔离开关合闸到位的检测装置与方法。
背景技术
变电站中的高压隔离开关是发电厂和变电站电气系统中重要开关电器，它需与高压断路器配套使用。其主要功能是：保证高压电器及装置在检修工作时的安全，起隔离电压的作用，不能用于切断、投入负荷电流和开断短路电流，仅可用于不产生强大电弧的某些切换操作。
高压隔离开关刀闸是否闭合到位在很大程度上决定了高压隔离开关设备能否正常运行。然而，高压隔离开关在运行中受环境和气候条件以及设计制造的影响，容易产生机械或电气方面的故障。尤其是当高压隔离开关的动触片与静触杆不能良好接触，容易引起动触片与静触杆接触部位发热过热等缺陷，造成高压隔离开关损坏，电网大面积停电事故，不但给电力系统造成巨大的经济损失，而且对变电站运行人员的人身安全造成损害。因此，准确可靠地判断高压隔离开关合闸是否到位是解决变电站中高压隔离开关设备正常运行的关键问题。
现有技术中，主要是通过采用人工现场利用望远镜观测，然后凭个人经验判断是否出现合闸不到位的故障。但是很多合闸不到位情况不容易通过肉眼观测到，所以这种方法容易受到观测者的主观影响，而且显然观测效率不高。也有文献提到自动检测方法，其自动检测基于摄像机摄像，虽然节省了人力，但故障判断与肉眼判断相关，仍然准确率低下。
发明内容
本发明的目的是提供高压隔离开关合闸到位的检测装置与方法，用以解决现有检测方法准确率低、效率低的问题。
为实现上述目的，本发明的装置方案是：高压隔离开关合闸到位检测装置，包括安装在动触片或者静触杆上的光纤传感器；光纤传感器的信号输出端连接刀闸到位检测单元。
所述光纤传感器为功能型光纤传感器或非功能型光纤传感器。
所述光纤传感器通过一个光纤信号解调仪连接所述刀闸到位监测单元，该刀闸到位监测单元安装在现场设置的开关智能组件柜中，刀闸到位监测单元连接过程层设备，过程层设备连接站控层的数据中心。
所述光纤传感器的敏感元件安装在由动触片与静触杆之间压力形成形变的位置，所述位置包括动触片上、与静触杆接触或非接触位置，以及静触杆上、与动触片接触或非接触位置。
所述光纤传感器的敏感元件安装在形变量最大的位置。
所述光纤传感器的光纤直接缠绕在动触片或者静触杆上，或者缠绕在动触片或者静触杆表面设置的螺旋凹槽内。
本发明的方法方案是：一种如权利要求1所述检测装置的高压隔离开关合闸到位的检测方法，步骤如下：1）将光纤传感器的采样信号转换为电信号后，通过有线或无线方式传输到刀闸到位检测单元；2）对接收到的所述电信号进行处理，比较处理后的电信号与设定值，若处理后的电信号大于或等于设定值，则判断合闸到位，若小于，则判断合闸未到位。
所述光纤传感器为功能型光纤传感器或非功能型光纤传感器。
所述光纤传感器的敏感元件安装在由动触片与静触杆之间压力形成形变的位置，所述位置包括动触片上、与静触杆接触或非接触位置，以及静触杆上、与动触片接触或非接触位置。
所述光纤传感器的敏感元件安装在形变量最大的位置。
本发明的合闸到位检测方法，根据合闸时动触片与静触杆的形变（即压力）能够反映合闸到位程度的原理，将光纤传感器的敏感元件安装在动触片或静触杆上，敏感元件感受动触片或者静触杆的形变量，并将形变信息传送出去，通过检测装置进行检测，从而分析判断高压隔离开关是否合闸到位。
进一步的，本发明将形变信号经光纤信号解调仪调制后形成电信号，然后通送入刀闸到位检测单元。
光纤传感器可以采用功能型光纤传感器或者非功能型光纤传感器。光纤传感器将行变信号送入光信号调制解调器解调出被测参数并转换层标准的电信号，通过有线或无线方式传送至后续处理部分。光纤传感器具有灵敏度高、抗电磁干扰能力强、抗腐蚀、耐高压、电绝缘性能好、可绕曲、防爆、频带宽、损耗低等特点，很适合电力高压环境，同时，它还便于与计算机相连，实现智能化和远距离监控，对传统的传感器起到扩展提高的作用。
开关智能组件柜是现有设备，其中包括合并单元、其他监控装置和刀闸智能单元等，刀闸智能单元能够通过智能刀闸机构箱控制隔离开关动作。本发明的监测系统将高压隔离开关的合闸到位检测装置安装在现场的开关智能组件柜中，由开关智能组件柜将信号传输到过程层、站控层。本发明合理利用了现有设备，利用开关智能组件柜容纳合闸到位检测的相关设备，不占用额外的空间，节省了占地面积。
综上所述，本发明提高了判断高压隔离开关刀闸闭合到位的准确性和高压隔离开关设备运行的可靠性，杜绝了人为判断主观因素造成的误判现象，保证了电站工作人员的安全性和电网运行的可靠性，解决了不能准确判断高压隔离开关动触片、静触杆接触不良或无接触造成的电网事故问题。
附图说明
图1是刀闸到位监测系统示意图；
图2是刀闸部分的结构图；
图3是光纤直接缠绕示意图；
图4是光纤凹槽缠绕示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
装置实施例
如图1所示，检测装置包括安装在动触片或者静触杆上的光纤传感器；光纤传感器的信号输出端通过一个光纤信号解调连接刀闸到位检测单元，刀闸到位监测单元安装在现场设置的开关智能组件柜中，刀闸到位监测单元连接过程层设备，过程层设备连接站控层的所述数据中心，即图1中一体化信息平台。图1所示的系统能够实现对隔离开关的实现自动化监测。
方法实施例
1）将光纤传感器的采样信号转换为电信号后，送入刀闸到位检测单元；2）刀闸到位检测单元对接收到的电信号进行处理，比较处理后的电信号与设定值，若处理后的电信号大于或等于设定值，则判断合闸到位，若小于，则判断合闸未到位。
如图2，当高压隔离开关闭合时，高压隔离开关的动触片4夹住静触杆1，静触杆1和动触片4都会产生一定的形变，采用光纤传感器测量形变量的大小,将形变量信号经过光纤送入光信号调制解调器解调出被测参数并转换成标准的电信号，通过有线或者无线方式发送到数据中心，数据中心通过软件算法对接收的数据判断外界物理量的变化是否符合设计要求，从而判断出高压隔离开关刀闸是否闭合。3为导电须。
光纤传感器的敏感元件安装在由动触片4与静触杆1之间压力形成形变的位置，上述位置包括动触片上、与静触杆接触或非接触位置，以及静触杆上、与动触片接触或非接触位置。为了效果更好，敏感元件应安装在能够测出最大形变量的位置。能够测出最大形变量的位置是指在相同的工作环境下，在该位置上放置光纤传感器能够获得由动触片和静触杆之间压力引起的外界物理量的最大变化量，同时必须保证高压隔离开关的动触片和静触杆能够接触良好，高压隔离开关工作正常。
采用光纤传感器测量动触片或者静触杆的形变量，由光纤将信号传输到光信号解调仪解调出被测的外界物理量，并将之转换成标准的电信号，通过RS485或者RJ45或者RS232等有线方式或者无线方式传输到数据中心。数据中心对接收的数据通过软件算法判断是否符合设计要求，从而判断出高压隔离开关刀闸是否闭合到位。若符合设计要求，后台数据中心会弹出诸如“合闸成功”之类的信息，提示工作人员高压隔离开关合闸成功；否则，后台数据中心会发出报警，提醒工作人员进行检修。
光纤传感器包括功能型光纤传感器和非功能型光纤传感器。功能型光纤传感器又称传感型传感器，它是利用光纤本身的特性把光纤作为敏感元件, 被测量对光纤内传输的光进行调制, 使传输的光的强度、相位、频率或偏振态等特性发生变化, 再通过对被调制过的信号进行解调, 从而得出被测信号。对于功能型光纤传感器，光纤不仅是导光媒质，也是敏感元件，光在光纤内受被测量调制，多采用多模光纤。非功能型光纤传感器又称传光型光纤传感器，是利用其它敏感元件感受被测量的变化，光纤仅作为信息的传输介质。
光纤传感器安装的方法包含胶粘法，焊接法，螺丝固定法，缠绕法等等。本实施例采用缠绕法，缠绕法是指在动触片表面或者静触杆表面上直接缠绕光纤，或者在动触片或者静触杆表面上刻出螺旋形的凹槽，将光纤嵌在凹槽里，顺着凹槽的方向缠绕，使光纤固定在动触片或者静触杆表面上，如图3、图4所示。螺旋形凹槽深度和宽度以所使用的光纤的厚度和宽度为准。光纤2顺着静触杆1上的凹槽5缠绕之后，不影响动触片与静触杆的良好接触和高压隔离开关的正常工作。
Claims (10)
1.高压隔离开关合闸到位的检测装置，其特征在于，包括安装在动触片或者静触杆上的光纤传感器；光纤传感器的信号输出端连接刀闸到位检测单元。
2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述光纤传感器为功能型光纤传感器或非功能型光纤传感器。
3.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述光纤传感器通过一个光纤信号解调仪连接所述刀闸到位监测单元，该刀闸到位监测单元安装在现场设置的开关智能组件柜中，刀闸到位监测单元连接过程层设备，过程层设备连接站控层的数据中心。
4.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述光纤传感器的敏感元件安装在由动触片与静触杆之间压力形成形变的位置，所述位置包括动触片上、与静触杆接触或非接触位置，以及静触杆上、与动触片接触或非接触位置。
5.根据权利要求4所述的检测装置，其特征在于，所述光纤传感器的敏感元件安装在形变量最大的位置。
6.根据权利要求5所述的检测装置，其特征在于，所述光纤传感器的光纤直接缠绕在动触片或者静触杆上，或者缠绕在动触片或者静触杆表面设置的螺旋凹槽内。
7.一种如权利要求1所述检测装置的高压隔离开关合闸到位的检测方法，其特征在于，步骤如下：
1）将光纤传感器的采样信号转换为电信号后，通过有线或无线方式传输到刀闸到位检测单元；
2）对接收到的所述电信号进行处理，比较处理后的电信号与设定值，若处理后的电信号大于或等于设定值，则判断合闸到位，若小于，则判断合闸未到位。
8.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于，所述光纤传感器为功能型光纤传感器或非功能型光纤传感器。
9.根据权利要求8所述的检测方法，其特征在于，所述光纤传感器的敏感元件安装在由动触片与静触杆之间压力形成形变的位置，所述位置包括动触片上、与静触杆接触或非接触位置，以及静触杆上、与动触片接触或非接触位置。
10.根据权利要求9所述的检测方法，其特征在于，所述光纤传感器的敏感元件安装在形变量最大的位置。
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