CN108717154B - 开关柜放电在线监测仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了开关柜放电在线监测仪，涉及电力开关柜运行维护设备技术领域；其包括基台、设置在所述基台上的第一电机、与所述第一电机的转杆连接的转台、设置在所述转台上的第二电机、与所述第二电机的转杆连接的臭氧检测元件、控制器、无线通信模块、报警装置和智能终端；其通过基台、第一电机、转台、第二电机、臭氧检测元件、控制器、无线通信模块、报警装置和智能终端等，实现了检测灵敏度高，检测速度快，信息实时共享，运维人员可以及时发现哪个开关柜内发生了局部放电，方便统一管理。
Description
技术领域
本发明涉及电力开关柜运行维护设备技术领域，尤其涉及一种开关柜放电在线监测仪。
背景技术
现阶段，我国电力系统对于电能的质量提出越来越高的要求，不仅要确保供电稳定可靠，而且供电的安全性也是重要要求。电力系统中，金属封闭开关设备得到广泛应用，因此开关柜运行的是否稳定可靠是重中之重，电气设备在运行的过程中由于受到高温、电压、振动以及其他化学作用，将会使得其绝缘性能降低，会产生局部放电现象，同时又会加速绝缘的恶化情况，会给电力系统造成较大的经济损失。因此，对电力系统开关柜局部放电原因及其处理方法进行分析和探讨，具有重要意义。然而，对开关柜局部放电现象进行检测的效率还不是很高，需要提高对状态数据的管理方法。
开关柜的绝缘系统中，每一个部位的电场强度都有所不同，假如某一个区域电场强度过大，能够击穿场强，那么就会导致这片区域出现放电现象，然而施加电压的导体之间没有出现放电过程，也就是说放电没有击穿绝缘系统，我们把这种现象称之为局部放电。在绝缘介质中，电场分布、绝缘电气物理性能会对局部放电的条件产生一定的影响，往往是高电场强度和低电压强度的条件下容易出现局部放电现象，尽管局部放电不会贯通性击穿绝缘，但是肯定会对电介质产生影响。因此，局部放电是电气系统中的安全隐患，破坏的具体过程呈现出一定的特点，长期而又缓慢，往往局部放电的特点和绝缘特性是成正比进行的，从局部放电的特点可以对绝缘的损坏程度进行分析，一定程度上也可以利用绝缘损坏程度对局部放电特性进行测量。
一般而言，往往是气体周围高压导体会出现电晕放电的现象。举例说明，高压输电线路等设备的高压接线端暴漏在外，以此会导致电晕放电的概率变大。实际上，电晕放电呈现出不均匀电场的特点，在这个不均匀电场下会产生持续性放电现象，许多外界因素也会对其产生一定的影响，包括电级的形状、气体密度以及外界湿度等。
沿面放电是在绝缘介质的表面产生的一种现象，这是一种较为特殊的气体放电现象，常见于电力电缆、绝缘套管的端部以及电机烧组等地方。如果介质的内部电场强度不高于电级边缘气隙，同时介质沿面击穿电压不是很大，则会在绝缘介质的表面产生沿面放电的现象。沿面放电也会受到外界因素的影响，包括电压波形、电场分布、介质状态以及气候条件等，会导致沿面放电不稳定性。
内部放电现象主要存在于固体绝缘介质的内部，在对绝缘介质进行生产和加工时，不可避免的会出现材料和工艺等的设计缺陷，造成绝缘介质的内部存在质量缺陷，比如说在介质中掺杂空气及其他杂质等。在绝缘介质受到高压作用的同时，其内部存在缺陷会直接导致局部地区被击穿的可能性。一般而言，由于介质本身的特点，比如气隙大小、缺陷情况以及气隙气体种类等，会对放电情况产生一定的影响。
悬浮电位放电形式主要是由于高压设备中其中一个导体部件存在一定的设计缺陷，或是某个地方接触不良，导致该部件位于高压电极和低压电极之间，按照其位置的阻抗比获得分压发生放电，以此导体部件上对电位为悬浮电位，如果导体存在这种电位，则能说明附近场强集中存在，会对绝缘介质的形成造成一定的损伤。一般而言，电气设备内部高电位部件较为容易出现悬浮电位放电的现象。
针对于开关柜局部放电的原因，利用局部放电检测技术，对故障发生的部位进行检测。一般而言，检测技术分为电测法和非电测法两种，其中电测法主要是利用电波进行检测，具有灵敏度高和使用简便的特点；非电测法是利用超声波检测法，一般应用于局部放电部位进行定位检测。
开关柜局部放电部位一般出现在高压开关柜绝缘层中，此时会有电磁波出现，其中一部分电磁波会被金属外壳屏蔽，剩余的部分会从砌体绝缘开关或者缝隙处传播出去，与此同时也会产生一个地电波，会从设备的壳体处传到地下，地电波的存在时间不长，甚至只有几纳秒。因此，可以采取开关柜工作的时候，把检测探头摆放在外壳附近，对开关柜的内部的局部放电情况进行检测。
开关柜局部放电可以利用超声波检测的方法，实际上是利用了机械振动的原理，从能量理论进行分析，局部放电时能量在局部发生爆发，主要形式无外乎声能、光能、热能以及电磁能等，容易在空气间隙出现电气击穿的现象，这就是整个放电的流程，电能完成了对热能的转换，造成放电中心气体受热膨胀，然后膨胀的气体以声波的形式进行传播，在传播过程中对周边的气体进行加热，从而形成一片范围的等温区，等温区的温度和周边环境温度相比而言要高一些，待一段时间后气体慢慢冷却，然后收缩，最终得到较低频率和强度的后续波，其中含有一定分量的频率，具有较宽的频带，大约范围在10Hz到10MHz之间，频率大于20kHz是超声波，局部放电的区域不大，因此局部放电声源可以是点声源。
现阶段，地电波检测技术和超声波检测技术被广泛应用于我国电力系统局部放电检测，然而从来都是单一的一种检测技术应用，两种检测技术都存在局限性，无法客观的反映其真实状况，甚至是出现错误的判断。实际上，放电类型不同，那么能量释放形式也有所区别，此两种检测方法各有优劣，在实用性和灵敏度方面都有所差异。
综上所述，开关柜局部放电现象是较为复杂的情况，往往发生在绝缘内部击穿场强较低的地方，而且介质内的电场分布、电气性能等会对放电条件有一定的影响。因此，在进行放电部位的检测过程中，尽量选择恰当合理的方法，便于故障能够及早排除，确保开关柜和用电设备处于良好的运行状况。
目前，现有的开关柜放电监测仪的灵敏度差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种开关柜放电在线监测仪，其通过基台、第一电机、转台、第二电机、臭氧检测元件、控制器、无线通信模块、报警装置和智能终端等，实现了检测灵敏度高，检测速度快，信息实时共享，运维人员可以及时发现哪个开关柜内发生了局部放电，方便统一管理。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：其包括基台、设置在所述基台上的第一电机、与所述第一电机的转杆连接的转台、设置在所述转台上的第二电机、与所述第二电机的转杆连接的臭氧检测元件、控制器、无线通信模块、报警装置和智能终端；所述转台位于基台的上方，转台以第一电机的转杆为轴转动配合，转台的底部与第一电机的转杆的上端连接；所述臭氧检测元件位于转台的上方，臭氧检测元件以第二电机的转杆为轴转动配合，臭氧检测元件的输入端与控制器的输入端连接；所述控制器、无线通信模块和报警装置均设置在基台上；所述控制器的控制端分别与第一电机、第二电机和报警装置各自的控制端连接，所述控制器通过无线通信模块连接至互联网，所述智能终端与互联网无线连接。
进一步的技术方案在于：所述臭氧检测元件为臭氧传感探头。
进一步的技术方案在于：所述臭氧传感探头的形状为圆柱体。
进一步的技术方案在于：所述转台的形状为圆盘状。
进一步的技术方案在于：所述第一电机镶嵌固定在基台内部，所述第一电机的转杆的端部伸出至基台外部。
进一步的技术方案在于：所述第一电机的转杆与转台固定连接。
进一步的技术方案在于：所述第二电机镶嵌固定在转台内部，所述第二电机的转杆的端部伸出至转台外部。
进一步的技术方案在于：所述第二电机的转杆与臭氧检测元件固定连接。
进一步的技术方案在于：所述智能终端为智能手机。
进一步的技术方案在于：在基台底部设置有磁块。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
第一，包括基台、设置在所述基台上的第一电机、与所述第一电机的转杆连接的转台、设置在所述转台上的第二电机、与所述第二电机的转杆连接的臭氧检测元件、控制器、无线通信模块、报警装置和智能终端；所述转台位于基台的上方，转台以第一电机的转杆为轴转动配合，转台的底部与第一电机的转杆的上端连接；所述臭氧检测元件位于转台的上方，臭氧检测元件以第二电机的转杆为轴转动配合，臭氧检测元件的输入端与控制器的输入端连接；所述控制器、无线通信模块和报警装置均设置在基台上；所述控制器的控制端分别与第一电机、第二电机和报警装置各自的控制端连接，所述控制器通过无线通信模块连接至互联网，所述智能终端与互联网无线连接。该技术方案，检测灵敏度高，检测速度快，信息实时共享，运维人员可以及时发现哪个开关柜内发生了局部放电，方便统一管理。
第二，所述臭氧检测元件为臭氧传感探头。该技术方案，成本更低。
第三，所述臭氧传感探头的形状为圆柱体。该技术方案，结构更合理，性能更稳定。
第四，所述转台的形状为圆盘状。该技术方案，结构更合理，性能更稳定。
第五，所述第一电机镶嵌固定在基台内部，所述第一电机的转杆的端部伸出至基台外部。该技术方案，结构更合理，性能更稳定。
第六，所述第一电机的转杆转台固定连接。该技术方案，结构更合理，性能更稳定。
第七，所述第二电机镶嵌固定在转台内部，所述第二电机的转杆的端部伸出至转台外部。该技术方案，结构更合理，性能更稳定。
第八，所述第二电机的转杆与臭氧检测元件固定连接。该技术方案，结构更合理，性能更稳定。
第九，所述智能终端为智能手机。该技术方案，通用性更好，成本更低，使用更方便。
第十，在基台底部设置有磁块。该技术方案，结构更合理，适用性更好，使用更方便。
附图说明
图1是本发明的结构图；
图2是本发明的原理框。
其中：1基台、2转台、3臭氧检测元件、4磁块、5报警装置。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
如图1、图2所示，本发明公开了一种开关柜放电在线监测仪，其包括基台1、镶嵌安装在所述基台1上的第一电机、与所述第一电机的转杆固定连接的转台2、镶嵌安装在所述转台2的圆周边部的第二电机、与所述第二电机的转杆固定连接的臭氧检测元件3、粘贴在基台1底部的磁块4、控制器、无线通信模块、报警装置5和智能终端；所述转台2位于基台1的上方，转台2以第一电机的转杆为轴转动配合，转台2的底部与第一电机的转杆的上端连接；所述臭氧检测元件3位于转台2的上方，臭氧检测元件3以第二电机的转杆为轴转动配合，臭氧检测元件3的输入端与控制器的输入端连接；所述控制器、无线通信模块和报警装置5均安装在基台1上；所述控制器的控制端分别与第一电机、第二电机和报警装置5各自的控制端连接，所述控制器通过无线通信模块连接至互联网，所述智能终端与互联网无线连接。
所述转台2的形状为圆盘状。所述臭氧检测元件3为臭氧传感探头，所述臭氧传感探头的形状为圆柱体。
所述第一电机镶嵌固定在基台1内部，所述第一电机的转杆的端部伸出至基台1外部。
所述第二电机镶嵌固定在转台2内部，所述第二电机的转杆的端部伸出至转台2外部。
其中，控制器的型号为stc89c52，臭氧检测元件3的型号为Ne sensor的SKA/PL-SF6，智能终端为智能手机，无线通信模块和报警装置5均为现有技术在此不再赘述。
使用说明：
通过磁块4将基台1吸附在开关柜的内壁上。
控制器分别控制第一电机和第二电机工作，第一电机带动转台2转动，转台2以第一电机的转杆为轴转动；转台2带动第二电机转动，第二电机以第一电机的转杆为轴公转；第二电机带动臭氧检测元件3转动，臭氧检测元件3以第二电机的转杆为轴自转。
臭氧检测元件3将臭氧浓度信息传输给控制器，控制器对臭氧浓度信息进行判断，当其浓度超过设定的正常值时，控制器控制报警装置5工作，报警装置5发出声光报警，同时，控制器将该臭氧浓度信息发送至运维人员的手机，运维人员可以实时得知哪个开关柜内发生了局部放电。
由于转台2带动第二电机以第一电机的转杆为轴公转，第二电机带动臭氧检测元件3以第二电机的转杆为轴自转，使得开关柜内的空气发生绕动，由于在开关柜内形成微弱绕动的气流，使得开关柜内的臭氧分子扩散更快速，从而使得臭氧检测元件3更快速的发现臭氧分子，其检测灵敏度高，检测速度快。
由于控制器通过无线通信模块连接至互联网，使得控制器可以将臭氧浓度信息实时发送至运维人员的手机，实现信息实时共享，运维人员可以及时发现哪个开关柜内发生了局部放电，非常方便统一管理。
Claims (6)
1.一种开关柜放电在线监测仪，其特征在于：包括基台（1）、设置在所述基台（1）上的第一电机、与所述第一电机的转杆连接的转台（2）、设置在所述转台（2）上的第二电机、与所述第二电机的转杆连接的臭氧检测元件（3）、控制器、无线通信模块、报警装置和智能终端；所述转台（2）位于基台（1）的上方，转台（2）以第一电机的转杆为轴转动配合，转台（2）的底部与第一电机的转杆的上端连接；所述臭氧检测元件（3）位于转台（2）的上方，臭氧检测元件（3）以第二电机的转杆为轴转动配合，臭氧检测元件（3）的输入端与控制器的输入端连接；所述控制器、无线通信模块和报警装置（5）均设置在基台（1）上；所述控制器的控制端分别与第一电机、第二电机和报警装置（5）各自的控制端连接，所述控制器通过无线通信模块连接至互联网，所述智能终端与互联网无线连接；
所述第一电机镶嵌固定在基台（1）内部，所述第一电机的转杆的端部伸出至基台（1）外部；
所述第一电机的转杆与转台（2）固定连接；
所述第二电机镶嵌固定在转台（2）内部，所述第二电机的转杆的端部伸出至转台（2）外部；
所述第二电机的转杆与臭氧检测元件（3）固定连接。
2.根据权利要求1所述的开关柜放电在线监测仪，其特征在于：所述臭氧检测元件（3）为臭氧传感探头。
3.根据权利要求2所述的开关柜放电在线监测仪，其特征在于：所述臭氧传感探头的形状为圆柱体。
4.根据权利要求3所述的开关柜放电在线监测仪，其特征在于：所述转台（2）的形状为圆盘状。
5.根据权利要求4所述的开关柜放电在线监测仪，其特征在于：所述智能终端为智能手机。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的开关柜放电在线监测仪，其特征在于：在基台（1）底部设置有磁块（4）。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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