CN108051735A - 一种高压断路器充装气压暂态量检测系统及其应用方法 - Google Patents

一种高压断路器充装气压暂态量检测系统及其应用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高压断路器充装气压暂态量检测系统及其应用方法，高压断路器充装气压暂态量检测系统包括高精度气压传感器、高速采集卡、触发器和电源，所述电源的输出端分别与高速采集卡、触发器相连，所述高精度气压传感器与被检测高压断路器的内腔连通，所述高精度气压传感器的输出端通过高速采集卡输出，所述触发器与被检测高压断路器的断口连接导通；应用方法包括基于前述检测系统进行高压断路器检测和诊断。本发明在高压断路器动作过程中实时采集数据，可及时有效地反映高压断路器内部状态，可准备判断出高压断路器内部状态，为评价断路器性能和制定检修决策提供依据，有效提高供电可靠性。

Description

一种高压断路器充装气压暂态量检测系统及其应用方法
技术领域
本发明涉及高压断路器状态检测技术，具体涉及一种高压断路器充装气压暂态量检测系统及其应用方法，用于对高压断路器动作时内部气压暂态量进行测量，以实现对高压断路器内部缺陷的诊断和状态评估。
背景技术
高压断路器是电力系统中最重要的保护和控制设备，其在电网中数量庞大且结构复杂，相对于变压器等静态设备来说，高压断路器属于动态设备，需要经常进行操作。而高压断路器缺陷可能引起误动、拒动、分合闸不到位等故障，从而导致断路器设备损坏并引起巨大的经济损失。因此，及时发现高压断路器内部缺陷并做出准确的检修决策对保证高压断路器安全稳定运行有着重要的意义。
断路器动作过程中，动静触头的分合会燃弧或熄弧，气室内部的气压会发生较大范围的变化，气压信号会出现明显的暂态量。国内对于高压断路器缺陷的检测手段有限，对高压断路器在分合闸过程中暂态变化量进行监测分析可以实现对高压断路器缺陷性能的及时评估，目前国内尚未见相关方法的研究报道。
发明内容
本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种高压断路器充装气压暂态量检测系统及其应用方法，本发明在高压断路器动作过程中实时采集数据，可及时有效地反映高压断路器内部状态，可准备判断出高压断路器内部状态，为评价断路器性能和制定检修决策提供依据，有效提高供电可靠性。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
本发明提供一种高压断路器充装气压暂态量检测系统，包括高精度气压传感器、高速采集卡、触发器和电源，所述电源的输出端分别与高速采集卡、触发器相连，所述高精度气压传感器与被检测高压断路器的内腔连通，所述高精度气压传感器的输出端通过高速采集卡输出，所述触发器与被检测高压断路器的断口连接导通。
优选地，还包括测量上位机，所述高速采集卡、触发器的输出端分别与测量上位机相连。
优选地，所述高速采集卡的输出端通过光纤与测量上位机相连。
优选地，所述电源安装固定于被检测高压断路器的外壳上。
优选地，所述高精度气压传感器通过管道与被检测高压断路器的SF6密度计的管路连通，所述SF6密度计通过通气管路与被检测高压断路器的内腔连通。
优选地，所述高速采集卡、触发器两者的外部设有屏蔽室。
本发明还提供一种前述高压断路器充装气压暂态量检测系统的应用方法，实施步骤包括：
1）通过触发器检测被检测高压断路器的动作，如果被检测高压断路器发生动作，则其断口输出的分合闸信号会传送至触发器，所述触发器收到分合闸信号后向测量上位机输出收集气压数据触发信号；
2）所述测量上位机收到收集气压数据触发信号后，通过高速采集卡收集得到被检测高压断路器的内腔的气压数据，得到高压断路器充装气压暂态量；
3）将高压断路器充装气压暂态量的特征和预设的故障数据库进行对比，所述预设的故障数据库包括高压断路器操动部件的故障、及其对应的高压断路器充装气压暂态量的特征之间的对应关系，如果高压断路器充装气压暂态量的特征和预设的故障数据库中的某一项故障特征匹配，则判定被检测高压断路器发生该故障并输出检测结果。
优选地，所述高压断路器充装气压暂态量的特征包括气压变化率、气压上升或下降时间、气压差、气压暂态波形中的至少一种。
本发明高压断路器充装气压暂态量检测系统具有下述优点：
1、本发明包括高精度气压传感器、高速采集卡、触发器和电源，触发器与被检测高压断路器的断口连接导通，通过触发器可实现在高压断路器动作过程中实时采集数据，可及时有效地反映高压断路器内部状态。
2、本发明包括高精度气压传感器、高速采集卡、触发器和电源，触发器与被检测高压断路器的断口连接导通，通过触发器可实现在高压断路器动作过程中实时采集数据，可准备判断出高压断路器内部状态，为评价断路器性能和制定检修决策提供依据，有效提高供电可靠性。
3、本发明有利用实现高压断路器的智能化运检，提高设备的安全性和运行可靠性。
4、本发明高压断路器充装气压暂态量检测系统可以实现对被检测高压断路器的在线检测，不需要停电即可运行，基于本发明高压断路器充装气压暂态量检测系统可进一步在不停电的情况下实现高压断路器内部缺陷诊断和状态评估。
5、本发明进一步可利用光纤通信实现远程监控与分析，有效减少人力成本和工作量。
6、本发明可以适用于油断路器、SF6断路器、压缩空气断路器、真空断路器等各种高压断路器，具有应用广泛的优点。
本发明高压断路器充装气压暂态量检测系统的应用方法具有下述优点：本发明高压断路器充装气压暂态量检测系统的应用方法为基于本发明高压断路器充装气压暂态量检测系统的应用，其同样也具有本发明高压断路器充装气压暂态量检测系统的前述优点，能够在不停电的情况下实现高压断路器内部缺陷诊断和状态评估，能够快速有效地发现高压断路器的操动部件的变形、卡涩、老化等故障隐患。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图。
图例说明：1、高精度气压传感器；2、高速采集卡；3、触发器；4、电源；5、测量上位机；6、屏蔽室；7、被检测高压断路器；71、断口；72、SF6密度计；73、通气管路。
具体实施方式
如图1所示，本实施例的高压断路器充装气压暂态量检测系统包括高精度气压传感器1、高速采集卡2、触发器3和电源4，电源4的输出端分别与高速采集卡2、触发器3相连，高精度气压传感器1与被检测高压断路器（参见图中的标号7）的内腔连通，高精度气压传感器1的输出端通过高速采集卡2输出，触发器3与被检测高压断路器的断口（参见图中的标号71）连接导通。高精度气压传感器1用于对断路器动作过程中的气压暂态特征量进行检测，高速采集卡2用于采集气压暂态特征量，高速采集卡2的采样率满足检测需要；触发器3用于触发高速采集卡2进行采集气压暂态特征量，触发器3的触发信号为高压断路器的分合闸信号，保证断路器每次动作都可靠采集气压信号；电源4用于给高速采集卡2、触发器3提供工作电源使其处于工作状态。通过本实施例的高压断路器充装气压暂态量检测系统能够发现高压断路器机构老化、变形、卡涩等故障，为高压断路器缺陷诊断、状态评估及检修决策等提供可靠依据。
如图1所示，本实施例的高压断路器充装气压暂态量检测系统还包括测量上位机5，高速采集卡2、触发器3的输出端分别与测量上位机5相连，测量上位机5用于采样数据，并可进一步根据需要对采样数据进行分析处理；此外，本实施例中可以通过测量上位机5可以调节触发器3的触发信号阈值。
本实施例中，高速采集卡2的输出端通过光纤与测量上位机5相连，可利用光纤通信实现远程监控与分析，有效减少人力成本和工作量；为避免电磁干扰，光纤表层有屏蔽层。
如图1所示，电源4安装固定于被检测高压断路器的外壳上，本实施例中触发器3和高速采集卡2所使用电源4为高压断路器所带的电源。
如图1所示，高精度气压传感器1通过管道与被检测高压断路器的SF6密度计（参见图中的标号72）的管路连通，SF6密度计通过通气管路（参见图中的标号73）与被检测高压断路器的内腔连通。通过布置在待检测高压断路器的SF6密度计末端的高精度气压传感器1对待检测高压断路器动作时的暂态量进行检测，然后利用测量上位机5获得气压变化率、气压暂态波形、气压差等参数并进行分析处理，从而实现对待检测高压断路器的缺陷诊断和状态评估。
如图1所示，高速采集卡2、触发器3两者的外部设有屏蔽室6，屏蔽室6用于屏蔽变电站内空间电磁干扰，保证触发器和高速采集卡的安全性和可靠性，以避免受到变电站中电磁信号的干扰或损害。
本实施例的高压断路器充装气压暂态量检测系统的工作原理如下：高压断路器动作过程中，动静触头的分合会燃弧或熄弧，灭弧室的气压会在短时间内发生快速变化，暂态气压参量在断路器动作过程中的值与断路器本身的动作特性密切相关。因此对气压暂态量的检测可以发现操动部件的变形、卡涩、老化等故障隐患；同时，当高压断路器发生动作时，分合闸信号会传送至触发器3，触发高速采集卡2收集气压数据后送至测量上位机5进行分析处理。由以上构成的该实施例高压断路器充装气压暂态量检测系统效果良好、使用方便，完全能够达到高压断路器充装气压暂态量检测的设计要求。
本实施例高压断路器充装气压暂态量检测系统的应用方法的实施步骤包括：
1）通过触发器3检测被检测高压断路器的动作，如果被检测高压断路器发生动作，则其断口输出的分合闸信号会传送至触发器3，触发器3收到分合闸信号后向测量上位机5输出收集气压数据触发信号；
2）测量上位机5收到收集气压数据触发信号后，通过高速采集卡2收集得到被检测高压断路器的内腔的气压数据，得到高压断路器充装气压暂态量；
3）将高压断路器充装气压暂态量的特征和预设的故障数据库进行对比，预设的故障数据库包括高压断路器操动部件的故障、及其对应的高压断路器充装气压暂态量的特征之间的对应关系，如果高压断路器充装气压暂态量的特征和预设的故障数据库中的某一项故障特征匹配，则判定被检测高压断路器发生该故障并输出检测结果。
本实施例中，高压断路器充装气压暂态量的特征包括气压变化率、气压上升或下降时间、气压差、气压暂态波形中的至少一种。以高压断路器操动部件卡涩为例，如果出现高压断路器操动部件卡涩，则气压暂态波形会出现不连续段，一旦检测得到的高压断路器充装气压暂态量的特征中气压暂态波形出现不连续段，则可以判定故障为高压断路器操动部件卡涩。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种高压断路器充装气压暂态量检测系统，其特征在于：包括高精度气压传感器（1）、高速采集卡（2）、触发器（3）和电源（4），所述电源（4）的输出端分别与高速采集卡（2）、触发器（3）相连，所述高精度气压传感器（1）与被检测高压断路器的内腔连通，所述高精度气压传感器（1）的输出端通过高速采集卡（2）输出，所述触发器（3）与被检测高压断路器的断口连接导通。
2.根据权利要求1所述的高压断路器充装气压暂态量检测系统，其特征在于：还包括测量上位机（5），所述高速采集卡（2）、触发器（3）的输出端分别与测量上位机（5）相连。
3.根据权利要求2所述的高压断路器充装气压暂态量检测系统，其特征在于：所述高速采集卡（2）的输出端通过光纤与测量上位机（5）相连。
4.根据权利要求1所述的高压断路器充装气压暂态量检测系统，其特征在于：所述电源（4）安装固定于被检测高压断路器的外壳上。
5.根据权利要求1所述的高压断路器充装气压暂态量检测系统，其特征在于：所述高精度气压传感器（1）通过管道与被检测高压断路器的SF6密度计的管路连通，所述SF6密度计通过通气管路与被检测高压断路器的内腔连通。
6.根据权利要求1所述的高压断路器充装气压暂态量检测系统，其特征在于：所述高速采集卡（2）、触发器（3）两者的外部设有屏蔽室（6）。
7.一种权利要求1～6任意一项所述高压断路器充装气压暂态量检测系统的应用方法，其特征在于实施步骤包括：
1）通过触发器（3）检测被检测高压断路器的动作，如果被检测高压断路器发生动作，则其断口输出的分合闸信号会传送至触发器（3），所述触发器（3）收到分合闸信号后向测量上位机（5）输出收集气压数据触发信号；
2）所述测量上位机（5）收到收集气压数据触发信号后，通过高速采集卡（2）收集得到被检测高压断路器的内腔的气压数据，得到高压断路器充装气压暂态量；
3）将高压断路器充装气压暂态量的特征和预设的故障数据库进行对比，所述预设的故障数据库包括高压断路器操动部件的故障、及其对应的高压断路器充装气压暂态量的特征之间的对应关系，如果高压断路器充装气压暂态量的特征和预设的故障数据库中的某一项故障特征匹配，则判定被检测高压断路器发生该故障并输出检测结果。
8.根据权利要求7所述的高压断路器充装气压暂态量检测系统的应用方法，其特征在于：所述高压断路器充装气压暂态量的特征包括气压变化率、气压上升或下降时间、气压差、气压暂态波形中的至少一种。
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