CN104596699A - 一种真空断路器真空度在线监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种真空断路器真空度在线监测系统，包括上位机下位机，所述下位机部分为真空断路器真空度在线监测装置，所述真空断路器真空度在线监测装置由3个传感器和一个真空度在线监测仪组成。本发明具有性能稳定、可靠性高、可行性强、性价比高、维护方便、简单易用。
Description
技术领域
本发明属于电力系统技术领域，涉及一种真空断路器真空度在线监测系统，具体地说，涉及一种10kV真空断路器真空度在线监测系统。
背景技术
真空高压断路器是电力系统中最重要的设备之一，它在电网中主要起着控制、保护、安全隔离的作用，具有绝缘性能好、开距小、电弧电压低、电弧能量小、电气机械寿命高、开合额定开断电流次数多等一系列优点，普遍用于10-35kV开关柜内，其运行状态直接决定电力系统的安全和效益。真空断路器在运行过程中真空度会逐步下降，真空泄露到一定程度，分合闸时开关会发生爆炸。目前，供电系统大都采用真空断路器断口间交流耐压试验进行真空度检测，该技术仅能检测到断路器真空度是否完好，但对真空灭弧室初期泄露检测不明显，更不能量化真空度，对真空度检测上存在盲区。真空断路器复杂的密封结构也不允许以常规手段进行检修，故真空度在线监测已经成为一次设备状态检修领域的重要课题。
真空断路器在线监测的提出就是基于上述因素考虑的，根据现场需要，通过应用传感技术、检测技术、滤波技术和数字信号处理技术等，分析真空断路器各部件工作情况，给出真空断路器的实时状态信息，为运行调度和检修人员提供快速、准确的信息。真空断路器在线监测可对真空断路器的重要参数进行长期连续监视，提供设备实时运行状态，跟踪重要参数的变化，确定其变化趋势，以判断是否有故障先兆，为真空断路器状态检修积累经验和数据。
目前，对真空开关真空度的测试方法从大的方面来说,可分为离线检测和在线检测两大类。离线检测的方法有很多，如：工频耐压法、吸气剂膜法、绝缘电阻法、持续电流开断法、高频电流开断法、电弧电压法和磁控放电法,而且都发展得比较成熟，但均只能在停电状态下进行。在线监测的方法主要有耦合电容法、旋转式电场探头检测法、光电变换法、比例差分探头检测法、声学检测法、压力传感器法、微型冷阴极磁控计法、电磁波检测法等，当前的真空度在线监测方法研究大部分停留在理论研究阶段，尚无一种真空度在线监测方法是得到普遍应用的，因此，探究性能稳定、可靠性高、可行性强、性价比高、维护方便、简单易用的一种真空断路器真空度在线监测装置，是非常有意义的。
发明内容
为了克服现有技术中的缺陷，解决上述技术问题，本发明提供一种可实施性强、稳定性好、可靠性高的真空断路器真空度在线监测系统。
其技术方案如下：
一种真空断路器真空度在线监测系统，包括上位机下位机，所述下位机部分为真空断路器真空度在线监测装置，所述真空断路器真空度在线监测装置由3个传感器和一个真空度在线监测仪组成。
优选地，所述真空度在线监测仪包括精密电阻、NPO级电容、运算放大器、微波定向发射芯片、AD转换器、DSP芯片。
优选地，所述真空断路器真空度在线监测装置直接安装在输电系统的真空断路器处，在线监测装置采集的信息经过装置内部电路处理后，将信息传送至上位机，上位机系统与运行检修人员的终端接收设备通过3G网络联系在一起。
优选地，所述下位机部分与上位机之间是通过通讯通道相连，上位机主要采用VB6.0软件进行开发，对下位机传入的数据进行分类储存和历史数据查询，并通过友好的人际交互界面，将真空断路器真空度的重要参数指标以直观的形式实时显示出来，上位机是与集控中心互联的，集控中心调阅真空度状态信息，上位机通过3G网络与运行检修工作者所持的终端设备互通，一旦真空断路器真空度恶化，及时将主要信息反馈给运行检修工作者。
本发明的有益效果：本发明真空断路器真空度在线监测系统性能稳定、可靠性高、可行性强、性价比高、维护方便、简单易用，整个系统的正常运行，便可高效、可靠的实现真空度在线监测功能。
附图说明
图1为本发明真空断路器真空度在线监测系统的模块；
图2为本发明真空断路器真空度在线监测装置外围连接图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
参照图1-图2，一种真空断路器真空度在线监测系统，包括上位机下位机，所述下位机部分为真空断路器真空度在线监测装置，所述真空断路器真空度在线监测装置由3个传感器和一个真空度在线监测仪组成。所述真空度在线监测仪包括精密电阻、NPO级电容、运算放大器、微波定向发射芯片、AD转换器、DSP芯片。真空度在线监测仪主要是对传感器采集的信号进行放大、滤波和转换。有效数据信息的提取无法由硬件完成，而是基于高速神经元网络技术和小波变换技术，由VC++语言编程实现。真空断路器的真空度在线监测装置可以实现实时自检功能和手动自检功能。手动自检功能主要是对装置进行完整回路的自检，而装置自检主要是实现对信号发生回路、信号反馈回路、AD采样、开出等重要回路进行自检等，不对继电器检查。所述真空断路器真空度在线监测装置直接安装在输电系统的真空断路器处，在线监测装置采集的信息经过装置内部电路处理后，将信息传送至上位机，上位机系统与运行检修人员的终端接收设备通过3G网络联系在一起。所述下位机部分与上位机之间是通过通讯通道相连，上位机主要采用VB6.0软件进行开发，对下位机传入的数据进行分类储存和历史数据查询，并通过友好的人际交互界面，将真空断路器真空度的重要参数指标以直观的形式实时显示出来，上位机是与集控中心互联的，集控中心调阅真空度状态信息，上位机通过3G网络与运行检修工作者所持的终端设备互通，一旦真空断路器真空度恶化，及时将主要信息反馈给运行检修工作者。
本发明真空断路器真空度在线监测系统在具体使用过程中：真空断路器的金属导杆和触头与屏蔽罩之间相当于一个电容器，真空断路器的屏蔽罩对地也相当于一个电容器。当灭弧室真空度正常时，在带电状态下，屏蔽罩积累的电荷使得屏蔽罩上的电位较高，最高可接近电源电压的峰值，且比较稳定。
当真空度降低时，灭弧室内的气体密度变大，内部气体压力的升高将导致气体分子、金属粒子等增多，从而引起绝缘特性下降，预击穿电压降低，发生预击穿的几率增多，产生离子放电，导致屏蔽罩电位下降，并使真空断路器周边电场强度发生变化。当内部气体压力初始变化时，电场变化不是很明显，但到一定值时电场变化十分明显。当内部气体压力进一步升高时，金属导杆和触头主要通过导电气体对屏蔽罩充放电，由于屏蔽罩对地的电容很小，少量的电荷堆积即可大幅度改变触头附近的电场强度，在触头的边缘会形成电晕。外加特定的微波信号，屏蔽罩上的反馈信号将发生规律性变化，检测这个特定的反馈信号，就可以反映内部气体压力状况。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种真空断路器真空度在线监测系统，其特征在于，包括上位机下位机，所述下位机部分为真空断路器真空度在线监测装置，所述真空断路器真空度在线监测装置由3个传感器和一个真空度在线监测仪组成。
2.根据权利要求1所述的真空断路器真空度在线监测系统，其特征在于，所述真空度在线监测仪包括精密电阻、NPO级电容、运算放大器、微波定向发射芯片、AD转换器、DSP芯片。
3.根据权利要求1所述的真空断路器真空度在线监测系统，其特征在于，所述真空断路器真空度在线监测装置直接安装在输电系统的真空断路器处，在线监测装置采集的信息经过装置内部电路处理后，将信息传送至上位机，上位机系统与运行检修人员的终端接收设备通过3G网络联系在一起。
4.根据权利要求1所述的真空断路器真空度在线监测系统，其特征在于，所述下位机部分与上位机之间是通过通讯通道相连，上位机主要采用VB6.0软件进行开发，对下位机传入的数据进行分类储存和历史数据查询，并通过友好的人际交互界面，将真空断路器真空度的重要参数指标以直观的形式实时显示出来，上位机是与集控中心互联的，集控中心调阅真空度状态信息，上位机通过3G网络与运行检修工作者所持的终端设备互通，一旦真空断路器真空度恶化，及时将主要信息反馈给运行检修工作者。
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