CN103123378A - 电气故障火花实时监测方法及装置 - Google Patents

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    • G01R31/54—Testing for continuity

Abstract

一种电气故障火花实时监测方法及装置，装置由电网电流检测电路、相关谐波检测电路、电磁场检测电路、微处理器、显示器、报警电路和通信电路构成。将电网电流检测电路、相关谐波检测电路和电磁场检测电路的输出接微处理器的输入端相连，通过电网电流的变化、谐波的分析和电磁场的信号，综合判断电气故障火花的发生；通过定位确定故障发生的位置，避免由于周围电器负荷突然增大产生的影响情况下，实现电器火花的可靠监测，为及时消除故障创造条件。能解决因接触不好产生火花的电气故障的实时监测定位问题，不仅能够及时监测和发现电气火花故障，保障电气安全，也有利于保障危险场所安全环境的监测，其方法结构简单，运行可靠，监测效果好。

Description

电气故障火花实时监测方法及装置
技术领域
本发明涉及一种火花实时监测方法及装置，特别是一种适用于工矿企业中电气故障诊断或者具有爆炸危险性环境安全监测中的电气故障火花实时监测方法及装置。
技术背景
电气断路故障的诊断对于保障电气设备的安全运行具有重要意义。目前尚无较好的故障监测手段，尤其是一些接触不好、时断时合的电气故障，不仅会影响电气设备的可靠运行，还会产生火花，引爆易爆物质，特别是矿井环境，电气断路火花是引爆瓦斯的重要因素。因此，实时监测电气故障火花是迫切需要解决的问题。
发明内容
技术问题：本发明的目的是要克服已有技术中的不足之处，提供一种方法结构简单、使用方便、效果好的电气故障火花实时监测方法及装置。
技术方案：为实现上述目的，本发明的电气故障火花实时监测装置，1、一种电气故障火花实时监测装置，其特征是：它包括微处理器，微处理器的输入端分别连接有电网电流检测电路、相关谐波检测电路和电磁场检测电路，微处理器的输出端分别连接有显示器、报警电路和通信电路；所述的电网电流检测电路由顺序连接的电流互感器、前置放大器和低通滤波器构成；所述的电磁场检测电路包括多个检测单元，每个检测单元包括由顺序连接的定位天线、接收电路、放大器和积分取样器；所述的相关谐波检测电路包括相关信号处理电路，相关信号处理电路的输入端分别连接有信号发生电路和带通滤波器，带通滤波器的输入端连接有前置放大器，前置放大器的输出端连接有霍尔电流传感器。
所述的电磁场检测电路中的多个检测单元为三个，三个检测单元中的三个定位天线指向不同的方向；所述的通信电路为接入监测网络的有线或无线通信电路。
一种利用上述装置的电气故障火花实时监测方法，其步骤为：
通过电磁场检测电路检测周围的电磁场，将检测信号发送给微处理器，当微处理器接收到电磁场的检测幅度突然增大时，则初步判断有电气火花故障发生；
通过电网电流检测电路检测电网电流的幅度，并将检测信息发送给微处理器，微处理器将检测信息中的电网电流幅度与设定的电流幅度比较，得到电网电流增大的倍数；
通过相关谐波检测电路检测电网电流的三次谐波幅度，并将检测信息发送给微处理器，微处理器将电网电流的三次谐波幅度的检测参数与设定的检测参数比较，得到电网电流三次谐波增大的倍数；
微处理器将电网电流增大的倍数与电网电流三次谐波增大的倍数进行比较，当电网电流增大的倍数与电网电流三次谐波增大的倍数差值超过0.5，则微处理器判断电网中有断路产生，并伴随有电火花故障发生；
微处理器将所接收到的多个电磁场检测单元的电磁场幅度数值进行大小比较，电磁场数值最大的电磁场检测单元所对应的定位天线指向的方向为电火花故障发生的方位。
有益效果：本发明不仅能够及时监测和发现电气火花故障，保障电气安全，也有利于保障危险场所安全环境的监测，特别适合煤矿安全环境的监测。可以在抑制电磁波和负载变化、开关电源等的干扰情况下，可靠监测和发现产生电气火花的电气故障，并且可以通过定位确定故障发生的位置，避免由于周围电器负荷突然增大产生的影响情况下，实现电器火花的可靠监测，为及时消除故障创造条件。能解决因接触不好产生火花的电气故障的实时监测定位问题，其方法结构简单，运行可靠，监测效果好，具有广泛的实用性。
附图说明
图1是本发明的原理结构框图；
图2是本发明的电网电流检测电路结构框图；
图3是本发明的相关谐波检测电路结构框图；
图4是本发明的电磁场检测电路结构框图。
图中：1、电网电流检测电路；2、相关谐波检测电路；3、电磁场检测电路4、微处理器；5、显示器；6、报警电路；7、通信电路；8、电流互感器；9、前置放大器；10低通滤波器；11定位天线；12、接收电路；13、放大器；14、积分取样器；15霍尔电流传感器；16、前置放大器；17、带通滤波器；18、信号发生电路；19、相关信号处理电路。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：
如图1所示，本发明的电气故障火花实时监测装置主要由电网电流检测电路1、相关谐波检测电路2、电磁场检测电路3、微处理器4、显示器5、报警电路6、通信电路7构成；微处理器4的输入端分别与电网电流检测电路1、相关谐波检测电路2和电磁场检测电路3的输出端相连接，微处理器4的输出端分别与显示器5、报警电路6和通信电路7的输入端相连接；所述的微处理器4采用单片机ATMEGA16，具有8个A/D转换电路，可以满足多参数检测的需要。
如图2所示，所述的电网电流检测电路1由顺序连接的电流互感器8、前置放大器9和低通滤波器10构成；
如图3所示，所述的相关谐波检测电路2包括相关信号处理电路19，相关信号处理电路19的输入端分别连接有信号发生电路18和带通滤波器17，带通滤波器17的输入端连接有前置放大器16，前置放大器16的输出端连接有霍尔电流传感器15；信号发生电路18是振荡电路，产生150Hz的正弦信号，相关信号处理电路19为相关函数计算电路，型号采用RE20-P，霍尔电流传感器15选用型号为CT2100LT的传感器。
如图4所示，所述的电磁场检测电路3包括多个检测单元，每个检测单元包括由顺序连接的定位天线11、接收电路12、放大器13和积分取样器14；所述的电磁场检测电路3中的多个检测单元中的三个定位天线11指向不同的方向；所述的通信电路7为接入监测网络的有线或无线通信电路。
本发明的电气故障火花实时监测方法：
通过电磁场检测电路3检测周围的电磁场，将检测信号发送给微处理器4，当微处理器4接收到电磁场的检测幅度突然增大时，则初步判断有电气火花故障发生；
通过电网电流检测电路1检测电网电流的幅度，并将检测信息发送给微处理器4，微处理器4将检测信息中的电网电流幅度与设定的电流幅度比较，得到电网电流增大的倍数；
通过相关谐波检测电路2检测电网电流的三次谐波幅度，并将检测信息发送给微处理器4，微处理器4将电网电流的三次谐波幅度的检测参数设定的检测参数比较，得到电网电流三次谐波增大的倍数；
微处理器将4电网电流增大的倍数与电网电流三次谐波增大的倍数进行比较，当电网电流增大的倍数与电网电流三次谐波增大的倍数差值超过0.5，则微处理器4判断电网中有断路产生，并伴随有电火花故障发生；
微处理器4将所接收到的多个电磁场检测单元的电磁场幅度数值进行大小比较，从而判断出电磁场数值最大的电磁场检测单元所对应的定位天线11指向的方向为电火花故障发生的方位，微处理器4将判断结果发送给显示器5显示出来，并且微处理器4将故障信息通过通信电路7发送给机房控制主机，同时通过报警电路6发出故障报警提示音。

Claims (4)

1.一种电气故障火花实时监测装置，其特征是：它包括微处理器，微处理器的输入端分别连接有电网电流检测电路、相关谐波检测电路和电磁场检测电路，微处理器的输出端分别连接有显示器、报警电路和通信电路；所述的电网电流检测电路由顺序连接的电流互感器、前置放大器和低通滤波器构成；所述的电磁场检测电路包括多个检测单元，每个检测单元包括由顺序连接的定位天线、接收电路、放大器和积分取样器；所述的相关谐波检测电路包括相关信号处理电路，相关信号处理电路的输入端分别连接有信号发生电路和带通滤波器，带通滤波器的输入端连接有前置放大器，前置放大器的输出端连接有霍尔电流传感器。
2.根据权利要求1所述的电气故障火花实时监测装置，其特征是：所述的电磁场检测电路中的多个检测单元为三个，三个检测单元中的三个定位天线指向不同的方向。
3.根据权利要求1所述的电气故障火花实时监测装置，其特征是：所述的通信电路为接入监测网络的有线或无线通信电路。
4.一种利用权利要求1、2或3所述装置的电气故障火花实时监测方法，其特征是：
通过电磁场检测电路检测周围的电磁场，将检测信号发送给微处理器，当微处理器接收到电磁场的检测幅度突然增大时，则初步判断有电气火花故障发生；
通过电网电流检测电路检测电网电流的幅度，并将检测信息发送给微处理器，微处理器将检测信息中的电网电流幅度与设定的电流幅度比较，得到电网电流增大的倍数；
通过相关谐波检测电路检测电网电流的三次谐波幅度，并将检测信息发送给微处理器，微处理器将电网电流的三次谐波幅度的检测参数与设定的检测参数比较，得到电网电流三次谐波增大的倍数；
微处理器将电网电流增大的倍数与电网电流三次谐波增大的倍数进行比较，当电网电流增大的倍数与电网电流三次谐波增大的倍数差值超过0.5，则微处理器判断电网中有断路产生，并伴随有电火花故障发生；
微处理器将所接收到的多个电磁场检测单元的电磁场幅度数值进行大小比较，电磁场数值最大的电磁场检测单元所对应的定位天线指向的方向为电火花故障发生的方位。
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