CN107026411B - 一种铠装电力高压设备内部放电故障的智能保护装置及其实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铠装电力高压设备内部放电故障的智能保护装置及其实现方法，该装置包括一铠装电力高压柜体以及安装在其内部的铠装电力高压设备，设备包括高压出线、高压进线、绝缘套管、隔离刀闸、接地刀闸、避雷器以及互感器；还包括可转动微型绝缘高清广角数字摄像头、光纤、后台显示器、PLC控制器、DA转换器以及后台保护系统；所述微型绝缘高清广角数字摄像头的输出端分别电性连接于所述PLC控制器的输入端以及所述后台显示器，所述PLC控制器的输出端电性连接于所述DA转换器的输入端，所述DA转换器的输出端电性连接于所述后台保护系统的输入端；所述后台保护系统包括报警装置以及手车断路器开关装置。本发明保证了铠装电力高压柜体的安全运行。
Description
技术领域
本发明涉及电力设备领域，特别是涉及一种铠装电力高压设备内部放电故障的智能保护装置及其实现方法。
背景技术
现有检测铠装电力高压设备内部放电故障技术的方案有以下两种：
1）现运行中铠装电力高压设备内部放电故障难以及时发现，往往是要等放电故障发展到较严重状况，且周围附件正好有人员注意观察，通过放电声音、放电光亮现象来发现，再向上级反映，安排处理。
2）在停电检修检查，打开柜门时，发现放电痕迹。
3）对怀疑有放电故障，需通过停电打开设备检查，存在严重滞后和盲目性，也造成极大浪费。
铠装电力高压设备由于是全封闭外壳，运行中严禁打开，现大多数变电站均为无人值守，因此铠装电力高压设备在发生放电故障时将难以及时发现，严重危及电力设备和电网的安全运行。
国内目前还没有有关铠装电力高压柜柜内安装微型绝缘高清广角数字摄像头、对高压柜内部高压设备的各种放电故障的图形图谱进行系列标准图型设计编程，以及将以上两种方式结合运用作为一种电力高压柜有效保护安全运行的专利。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种铠装电力高压设备内部放电故障的智能保护装置及其实现方法，保证了铠装电力高压柜体的安全运行。
本发明采用以下方案实现：一种铠装电力高压设备内部放电故障的智能保护装置，包括一铠装电力高压柜体以及安装在所述铠装电力高压柜体内的铠装电力高压设备，所述铠装电力高压设备包括高压出线、高压进线、绝缘套管、隔离刀闸、接地刀闸、避雷器以及互感器；还包括可转动微型绝缘高清广角数字摄像头、光纤、后台显示器、PLC控制器、DA转换器以及后台保护系统；所述高压进线通过所述绝缘套管进入电力高压柜体，与柜体内的铠装电力高压设备的进线端连接，所述铠装电力高压设备的出线端连接所述高压出线并通过所述绝缘套管穿出柜体；所述微型绝缘高清广角数字摄像头安装在柜体内正对铠装电力高压设备处，并与带电部分保持足够安全距离，且所述微型绝缘高清广角数字摄像头安装有微型电机，用以进行转动扫描；所述微型绝缘高清广角数字摄像头的输出端分别电性连接于所述PLC控制器的输入端以及所述后台显示器，所述PLC控制器的输出端电性连接于所述DA转换器的输入端，所述DA转换器的输出端电性连接于所述后台保护系统的输入端；所述后台保护系统包括报警装置以及手车断路器开关装置；所述手车断路器开关装置包括手车开关跳闸线圈、手车开关、手车开关静触头以及手车开关动触头。
进一步地，当所述铠装电力高压柜体的铠装电力高压设备发生放电故障时，安装在柜体内部的所述微型绝缘高清广角数字摄像头及时捕捉到放电视频，并通过所述光纤将放电视频传输至设置于柜外远方主控室的后台显示器和PLC控制器，后台显示器实时显示放电视频图形，用以供主控室内的运行人员随时查看与分析，并将相应的放电视频资料进行保存；所述PLC控制器将接收到的放电视频图形进行处理与分析，并作出判断，发出控制指令。
进一步地，所述PLC控制器由预先编写程序的各种铠装电力高压设备的放电故障图形，编程为各类标准放电图形程序，与接收到的铠装电力高压柜体内的铠装电力高压设备发生的放电视频图形进行比对，当接收到的放电视频图形达到相应标准图形的报警程度信号值时，所述PLC控制器将报警数字信号传输至所述DA转换器，所述DA转换器将接收到的数字信号转化为电信号并发送给所述后台保护系统，所述后台保护系统根据预先设置的放电图形转换电信号值，控制报警装置分别发出从轻微闪烁放电到火花放电的不同报警声，并伴随警示灯光闪烁，用以提醒运行人员尽早采取措施。
进一步地，当所述铠装电力高压设备突发恶性放电故障时，包括电弧放电与弧光短路，则所述后台保护系统根据预先设置的突发恶性放电故障图形电信号值，自动控制手车断路器开关装置中的手车开关跳闸线圈动作，切断电源，防止事故进一步扩大。
进一步地，所述DA转换器的输出端转换出的放电故障图形电信号是与之相适应变化的电压、电抗、电流、电容或电阻的电参数变化量。
进一步地，当所述铠装电力高压柜内的铠装电力高压设备发生受潮、绝缘破损、接头松动、距离不足、接触不良、短路、过电压或设备结构制造造成放电缺陷时，会在故障点造成放电现象，故障越严重，放电程度越厉害，并分别以轻微闪烁放电、中度火花放电，严重电弧弧光放电的形式表现出来。
本发明还采用以上方法实现：一种铠装电力高压设备内部放电故障的智能保护装置的实现方法，包括以下步骤：
步骤S1：所述PLC控制器由预先编写程序的各种铠装电力高压设备放电故障图形，编程为各类标准放电图形程序：分为轻微闪烁放电数字标准图形程序、火花放电数字标准图形程序和严重时的电弧弧光放电数字标准图形程序；
步骤S2：预先在后台保护系统的手车开关跳闸线圈设置跳闸动作电信号值；
步骤S3：铠装电力高压柜内的铠装电力高压设备正常运行时，智能保护装置投入运行，无发生放电故障，所述PLC控制器不发出控制指令；所述可转动微型绝缘高清广角数字摄像头实时对柜体的情况进行监控；
步骤S4：当铠装电力高压柜内的铠装电力高压设备发生轻微闪烁放电故障时，主控室的后台显示器在线播放闪烁放电视频图形，供主控室运行人员随时查看与分析，并将有关轻微闪烁放电视频资料保存，同时后台保护系统的报警装置发出轻微放电故障报警声和闪烁灯光警示，提醒运行人员采取处理措施；
步骤S5：当铠装电力高压柜内的铠装电力高压设备发生火花放电的中度放电故障时，后台显示器实时显示火花放电视频图形，供运行人员观察分析，并将有关火花放电视频资料保存，同时后台保护系统的报警装置发出火花放电故障报警声和急促闪烁灯光警示，提醒运行人员尽快采取处理措施；
步骤S6：当铠装电力高压柜内的铠装电力高压设备发生突发恶性电弧放电故障时，后台显示器实时显示电弧放电视频图形，供运行人员观察分析，并将有关电弧放电视频资料保存，同时后台保护系统自动控制手车开关跳闸线圈动作，手车开关动触头迅速脱开手车开关静触头，使手车开关切断电源，防止事故扩大，同时报警装置发出刺耳警报声和强光刺目闪烁警示。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明是将铠装电力高压柜内各类型高压设备的各种放电图型，进行设计编程程序，制定各种放电标准图谱系列，当铠装电力高压柜内部高压设备发生放电故障时，由微型绝缘高清广角数字摄像头第一时间将放电现象拍摄下来，通过光纤传送至远方控制室，由预先设计编程的标准放电故障图谱进行比对，从而能在线准确判断电力高压设备是否发生放电故障，以及故障程度，和需要进行保护的等级，特别对突发恶性放电故障能迅速控制手车开关跳闸，切断电源，防止事故进一步扩大。
附图说明
图1铠装电力高压设备内部高压设备正常运行工作原理图。
图2铠装电力高压设备内部高压设备轻微闪烁放电工作原理图。
图3铠装电力高压设备内部高压设备火花放电工作原理图。
图4铠装电力高压设备内部高压设备电弧弧光放电工作原理图。
图5铠装电力高压设备内部手车开关跳闸线圈不动作时，工作原理图。
图6铠装电力高压设备内部手车开关跳闸线圈动作，手车开关动触头脱离静触头，切断电源工作原理图。
标号说明：
1、铠装电力高压柜体；2、可转动微型绝缘高清广角数字摄像头；3、监测范围；4、手车断路器开关装置；5、高压出线；6、手车开关静触头；7、手车开关动触头；8、避雷器；9、光纤；10、后体显示器；11、PLC控制器；12、报警装置；13、接地刀闸；14、高压进线；15、绝缘套管；16、互感器；17、DA转换器；18、手车开关跳闸线圈；19、隔离刀闸。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
本实施例提供一种铠装电力高压设备内部放电故障的智能保护装置，如图1至4所示，包括一铠装电力高压柜体1以及安装在所述铠装电力高压柜体1内的铠装电力高压设备，所述铠装电力高压设备包括高压出线5、高压进线14、绝缘套管15、隔离刀闸19、接地刀闸13、避雷器8以及互感器16；还包括可转动微型绝缘高清广角数字摄像头2、光纤9、后台显示器10、PLC控制器11、DA转换器17以及后台保护系统；所述高压进线通过所述绝缘套管进入电力高压柜体，与柜体内的铠装电力高压设备的进线端连接，所述铠装电力高压设备的出线端连接所述高压出线并通过所述绝缘套管穿出柜体；所述可转动微型绝缘高清广角数字摄像头安装在柜体内正对铠装电力高压设备处，并与带电部分保持足够安全距离，且所述可转动微型绝缘高清广角数字摄像头安装有微型电机，用以进行转动扫描，监测范围3如图1所示；所述可转动微型绝缘高清广角数字摄像头的输出端分别电性连接于所述PLC控制器的输入端以及所述后台显示器，所述PLC控制器的输出端电性连接于所述DA转换器的输入端，所述DA转换器的输出端电性连接于所述后台保护系统的输入端；所述后台保护系统包括报警装置12以及手车断路器开关装置4；所述手车断路器开关装置4包括手车开关跳闸线圈18、手车开关、手车开关静触头6以及手车开关动触头7。
在本实施例中，当所述铠装电力高压柜体的铠装电力高压设备发生放电故障时，安装在柜体内部的所述可转动微型绝缘高清广角数字摄像头及时捕捉到放电视频，并通过所述光纤将放电视频传输至设置于柜外远方主控室的后台显示器和PLC控制器，后台显示器实时显示放电视频图形，用以供主控室内的运行人员随时查看与分析，并将相应的放电视频资料进行保存；所述PLC控制器将接收到的放电视频图形进行处理与分析，并作出判断，发出控制指令。
在本实施例中，如图5所示，所述PLC控制器由预先编写程序的各种铠装电力高压设备的放电故障图形，编程为各类标准放电图形程序，与接收到的铠装电力高压柜体内的铠装电力高压设备发生的放电视频图形进行比对，当接收到的放电视频图形达到相应标准图形的报警程度信号值时，所述PLC控制器将报警数字信号传输至所述DA转换器，所述DA转换器将接收到的数字信号转化为电信号并发送给所述后台保护系统，所述后台保护系统根据预先设置的放电图形转换电信号值，控制报警装置分别发出从轻微闪烁放电到火花放电的不同报警声，并伴随警示灯光闪烁，用以提醒运行人员尽早采取措施。
在本实施例中，如图6所示，当所述铠装电力高压设备突发恶性放电故障时，包括电弧放电与弧光短路，则所述后台保护系统根据预先设置的突发恶性放电故障图形电信号值，自动控制手车断路器开关装置中的手车开关跳闸线圈动作，切断电源，防止事故进一步扩大。
在本实施例中，所述DA转换器的输出端转换出的放电故障图形电信号是与之相适应变化的电压、电抗、电流、电容或电阻的电参数变化量。
在本实施例中，所示PLC控制器也可以是其它的单片机控制模块。
在本实施例中，当所述铠装电力高压柜内的铠装电力高压设备发生受潮、绝缘破损、接头松动、距离不足、接触不良、短路、过电压或设备结构制造造成放电缺陷时，会在故障点造成放电现象，故障越严重，放电程度越厉害，并分别以轻微闪烁放电、中度火花放电，严重电弧弧光放电的形式表现出来。
在本实施例中，一种铠装电力高压设备内部放电故障的智能保护装置的实现方法，包括以下步骤：
步骤S1：所述PLC控制器11由预先编写程序的各种铠装电力高压设备放电故障图形，编程为各类标准放电图形程序：分为轻微闪烁放电数字标准图形程序、火花放电数字标准图形程序和严重时的电弧弧光放电数字标准图形程序；
步骤S2：预先在后台保护系统的手车开关跳闸线圈18设置跳闸动作电信号值；
步骤S3：铠装电力高压柜内1的铠装电力高压设备正常运行时，智能保护装置投入运行，无发生放电故障，所述PLC控制器11不发出控制指令，所述可转动微型绝缘高清广角数字摄像头2实时对柜体的情况进行监控；
步骤S4：当铠装电力高压柜内1的铠装电力高压设备发生轻微闪烁放电故障时，主控室的后台显示器10在线播放闪烁放电视频图形，供主控室运行人员随时查看与分析，并将有关轻微闪烁放电视频资料保存，同时后台保护系统的报警装置12发出轻微放电故障报警声和闪烁灯光警示，提醒运行人员采取处理措施；
步骤S5：当铠装电力高压柜内1的铠装电力高压设备发生火花放电的中度放电故障时，后台显示器10实时显示火花放电视频图形，供运行人员观察分析，并将有关火花放电视频资料保存，同时后台保护系统的报警装置12发出火花放电故障报警声和急促闪烁灯光警示，提醒运行人员尽快采取处理措施；
步骤S6：当铠装电力高压柜内1的铠装电力高压设备发生突发恶性电弧放电故障时，后台显示器10实时显示电弧放电视频图形，供运行人员观察分析，并将有关电弧放电视频资料保存，同时后台保护系统自动控制手车开关跳闸线圈18动作，手车开关动触头7迅速脱开手车开关静触头6，使手车断路器开关装置4切断电源，防止事故扩大，同时报警装置12发出刺耳警报声和强光刺目闪烁警示。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (6)
1.一种铠装电力高压设备内部放电故障的智能保护装置，其特征在于：包括一铠装电力高压柜体以及安装在所述铠装电力高压柜体内的铠装电力高压设备，所述铠装电力高压设备包括高压出线、高压进线、绝缘套管、隔离刀闸、接地刀闸、避雷器以及互感器；还包括可转动微型绝缘高清广角数字摄像头、光纤、后台显示器、PLC控制器、DA转换器以及后台保护系统；所述高压进线通过所述绝缘套管进入铠装电力高压柜体，与柜体内的铠装电力高压设备的进线端连接，所述铠装电力高压设备的出线端连接所述高压出线并通过所述绝缘套管穿出柜体；所述可转动微型绝缘高清广角数字摄像头安装在柜体内正对铠装电力高压设备处，并与带电部分保持足够安全距离，且所述可转动微型绝缘高清广角数字摄像头安装有微型电机，用以进行转动扫描；所述可转动微型绝缘高清广角数字摄像头的输出端分别电性连接于所述PLC控制器的输入端以及所述后台显示器，所述PLC控制器的输出端电性连接于所述DA转换器的输入端，所述DA转换器的输出端电性连接于所述后台保护系统的输入端；所述后台保护系统包括报警装置以及手车断路器开关装置；所述手车断路器开关装置包括手车开关跳闸线圈、手车开关、手车开关静触头以及手车开关动触头；
铠装电力高压设备内部放电故障的智能保护装置的实现方法包括以下步骤：
步骤S1：所述PLC控制器由预先编写程序的各种铠装电力高压设备放电故障图形，编程为各类标准放电图形程序：分为轻微闪烁放电数字标准图形程序、火花放电数字标准图形程序和严重时的电弧弧光放电数字标准图形程序；
步骤S2：预先在后台保护系统的手车开关跳闸线圈设置跳闸动作电信号值；
步骤S3：铠装电力高压柜体内的铠装电力高压设备正常运行时，智能保护装置投入运行，无发生放电故障，所述PLC控制器不发出控制指令；所述可转动微型绝缘高清广角数字摄像头实时对柜体的情况进行监控；
步骤S4：当铠装电力高压柜体内的铠装电力高压设备发生轻微闪烁放电故障时，主控室的后台显示器在线播放闪烁放电视频图形，供主控室运行人员随时查看与分析，并将有关轻微闪烁放电视频资料保存，同时后台保护系统的报警装置发出轻微放电故障报警声和闪烁灯光警示，提醒运行人员采取处理措施；
步骤S5：当铠装电力高压柜体内的铠装电力高压设备发生火花放电的中度放电故障时，后台显示器实时显示火花放电视频图形，供运行人员观察分析，并将有关火花放电视频资料保存，同时后台保护系统的报警装置发出火花放电故障报警声和急促闪烁灯光警示，提醒运行人员尽快采取处理措施；
步骤S6：当铠装电力高压柜体内的铠装电力高压设备发生突发恶性电弧放电故障时，后台显示器实时显示电弧放电视频图形，供运行人员观察分析，并将有关电弧放电视频资料保存，同时后台保护系统自动控制手车开关跳闸线圈动作，手车开关动触头迅速脱开手车开关静触头，使手车开关切断电源，防止事故扩大，同时报警装置发出刺耳警报声和强光刺目闪烁警示。
2.根据权利要求1所述的一种铠装电力高压设备内部放电故障的智能保护装置，其特征在于：当所述铠装电力高压柜体的铠装电力高压设备发生放电故障时，安装在柜体内部的所述可转动微型绝缘高清广角数字摄像头及时捕捉到放电视频，并通过所述光纤将放电视频传输至设置于柜外远方主控室的后台显示器和PLC控制器，后台显示器实时显示放电视频图形，用以供主控室内的运行人员随时查看与分析，并将相应的放电视频资料进行保存；所述PLC控制器将接收到的放电视频图形进行处理与分析，并作出判断，发出控制指令。
3.根据权利要求1所述的一种铠装电力高压设备内部放电故障的智能保护装置，其特征在于：所述PLC控制器由预先编写程序的各种铠装电力高压设备的放电故障图形，编程为各类标准放电图形程序，与接收到的铠装电力高压柜体内的铠装电力高压设备发生的放电视频图形进行比对，当接收到的放电视频图形达到相应标准图形的报警程度信号值时，所述PLC控制器将报警数字信号传输至所述DA转换器，所述DA转换器将接收到的数字信号转化为电信号并发送给所述后台保护系统，所述后台保护系统根据预先设置的放电图形转换电信号值，控制报警装置分别发出从轻微闪烁放电到火花放电的不同报警声，并伴随警示灯光闪烁，用以提醒运行人员尽早采取措施。
4.根据权利要求3所述的一种铠装电力高压设备内部放电故障的智能保护装置，其特征在于：当所述铠装电力高压设备突发恶性放电故障时，包括电弧放电与弧光短路，则所述后台保护系统根据预先设置的突发恶性放电故障图形电信号值，自动控制手车断路器开关装置中的手车开关跳闸线圈动作，切断电源，防止事故进一步扩大。
5.根据权利要求3所述的一种铠装电力高压设备内部放电故障的智能保护装置，其特征在于：所述DA转换器的输出端转换出的放电故障图形电信号是与之相适应变化的电压、电抗、电流、电容或电阻的电参数变化量。
6.根据权利要求1所述的一种铠装电力高压设备内部放电故障的智能保护装置，其特征在于：当所述铠装电力高压柜体内的铠装电力高压设备发生受潮、绝缘破损、接头松动、距离不足、接触不良、短路、过电压或设备结构制造造成放电缺陷时，会在故障点造成放电现象，故障越严重，放电程度越厉害，并分别以轻微闪烁放电、中度火花放电，严重电弧弧光放电的形式表现出来。
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2017
- 2017-05-27 CN CN201710388934.0A patent/CN107026411B/zh active Active
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