CN109029837A - 一种真空断路器真空度监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种真空断路器真空度监测系统，包括前端监测模块、信号放大模块、整流滤波模块、中央控制模块、故障报警模块、数据设置模块、人机交互界面与信号传输模块，所述前端监测模块与真空断路器连接，前端监测模块包括微波发生单元、信号采集单元与噪声采集单元，信号采集单元连接整流滤波模块，整流滤波模块连接中央控制模块，中央控制模块分别与微波发生单元、噪声采集单元、故障报警模块、数据设置模块与人机交互界面连接。本发明真空断路器的真空度检测能够线上进行，大大节省检测成本，并通过实时监测及时将真空度达到使用下线的真空断路器进行离线维修更换，并使真空度达到要求的真空断路器继续工作，节省了大量的资源。

Description

一种真空断路器真空度监测系统

技术领域

本发明属于电力系统安全技术领域，具体的，涉及一种真空断路器真空度监测系统。

背景技术

真空断路器是电力系统中的重要设备之一，真空断路器在电力系统中主要起到控制、保护与安全隔离的作用，具有绝缘性能好，电弧电压低、电弧能量小、机械寿命高等优点，其运行状态直接影响到电力系统的安全与效益。

真空断路器在工作过程中其真空度会逐渐下降，当真空度下降到一定程度时，分合闸时开关容易发生爆炸事故，因此现有技术中通过真空断路器断口间交流耐压试验进行真空度检测，该技术能够检测到断路器的真空度是否完好，但是对真空灭弧室的初期泄漏检测效果不佳，在真空度检测上存在盲区，为了保证真空断路器保持良好的真空度，现有技术中的处理方法为离线检修，即根据试验结果大概判断真空断路器的正常工作时间，当真空断路器的工作时间达到设定时间后就对真空断路器进行维修，即真空断路器具有一定的维修周期，这种方法无法对各真空断路器的实际情况做出改变，即可能会出现实际上远没有达到维修要求的断路器由于维修周期被维修，而需要进行维修的断路器却由于没有达到维修周期而继续工作，浪费了可用资源，没有及时清理危险断路器，容易造成危害，为了解决这一问题，本发明提供了以下技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种真空断路器真空度监测系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种真空断路器真空度监测系统，包括前端监测模块、信号放大模块、整流滤波模块、中央控制模块、故障报警模块、数据设置模块、人机交互界面与信号传输模块，所述前端监测模块与真空断路器连接，前端监测模块包括微波发生单元、信号采集单元与噪声采集单元，信号采集单元连接整流滤波模块，整流滤波模块连接中央控制模块，中央控制模块分别与微波发生单元、噪声采集单元、故障报警模块、数据设置模块与人机交互界面连接，信号传输模块连接故障报警模块与终端设备；

所述微波发生单元对真空断路器的触头发出特定的微波信号，微波发生单元与中央控制模块连接，微波发生单元由中央控制单元控制所发出的特定的微波信号的发出时间，并根据真空断路器的不同发出不同的微波信号以触发真空断路器发出规律性的反馈信号；

所述信号采集单元用于接收真空断路器的触头在接收到由微波发生单元发出的微波信号所产生的规律性的反馈信号，并将规律性的反馈信号传输至信号放大模块，经信号放大模块将该规律性的反馈信号进行放大；

所述噪声采集单元用于采集现场噪声信号并将噪声信号传输至中央控制单元，经中央控制模块传输至整流滤波模块；

所述整流滤波模块用于屏蔽高压开关安装场所的磁场、电场、电弧等干扰信号，同时整流滤波模块根据中央控制模块上传的由噪声控制器所采集的噪声信号对信号放大模块放大的反馈信号进行滤波处理，并对处理后的反馈信号进行模数转换，将模拟信号转换为数字信号，该数字信号经中央控制模块传输至人机交互界面与故障报警模块；

所述人机交互界面连接中央控制模块，人机交互界面将真空断路器的真空度的重要参数指标以直观的形式显现出来；

所述数据设置模块连接中央控制模块与人机交互界面，数据设置模块用于设置与存储真空断路器的真空度恶化阀值，工作人员通过人机交互界面对数据设置模块进行控制以修改真空断路器的真空度恶化阀值。

作为本发明的进一步方案，所述噪声采集单元在现场背景噪声不明显，不会引发明显误差时通过中央控制模块控制关闭。

作为本发明的进一步方案，所述人机交互界面与信号传输模块进行连接，工作人员通过信号传输模块与人机交互界面建立远程连接，工作人员通过终端设备来实时了解现场状况并及时做出反应。

作为本发明的进一步方案，所述中央控制模块连接有故障报警模块，中央控制模块接收经整流滤波模块处理产生的数字信号，并将接收到的数字信号与数据设置模块中的设定的真空度恶化阀值进行比较，若数字信号所显示的数值不小于设定的真空度恶化阀值的80％，则报警模块发出声光报警信息来提醒工作人员，同时报警模块将报警信号通过信号传输模块传输至终端设备来提醒处于远程监控状态的工作人员。

本发明的有益效果:

1、本发明无需对真空断路器进行离线检测，真空断路器的真空度检测能够线上进行，大大节省检测成本，并通过实时监测及时将真空度达到使用下线的真空断路器进行离线维修更换，并使真空度达到要求的真空断路器继续工作，节省了大量的资源；

2、本发明通过噪声采集单元的设置，降低或隔离了外界信号对反馈信号的干扰，提高检测结果的准确性；

3、通过人机交互界面-信号传输模块-终端设备的连接方式使工作人员能够远程实时了解具体情况，实现远程监控与多人同时监控。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的系统结构示意图。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

一种真空断路器真空度监测系统，如图1所示，包括前端监测模块、信号放大模块、整流滤波模块、中央控制模块、故障报警模块、数据设置模块、人机交互界面与信号传输模块，所述前端监测模块与真空断路器连接，前端监测模块包括微波发生单元、信号采集单元与噪声采集单元，信号采集单元连接整流滤波模块，整流滤波模块连接中央控制模块，中央控制模块分别与微波发生单元、噪声采集单元、故障报警模块、数据设置模块与人机交互界面连接，人机交互界面连接信号传输模块，信号传输模块连接故障报警模块与终端设备。

所述真空断路器的金属导杆和触头与屏蔽罩之间相对于有一个电容器，真空断路器的屏蔽罩对地也相对于一个电容器，当灭弧室真空度正常时，带电状态下，屏蔽罩积累的电荷使得屏蔽罩地上的电位较高且比较稳定，当灭弧室的真空度降低时，灭弧室内的气体密度变大，从而导致绝缘特性下降，预击穿电压降低，容易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发生变化，当灭弧室内部得到气体压力达到一定值时，金属导杆和触头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，这时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，就可以反应内部气体压力情况。

所述微波发生单元对真空断路器的触头发出特定的微波信号，微波发生单元与中央控制模块连接，微波发生单元由中央控制单元控制所发出的特定的微波信号的发出时间，并根据真空断路器的不同发出不同的微波信号以触发真空断路器发出规律性的反馈信号；

所述信号采集单元用于接收真空断路器的触头在接收到由微波发生单元发出的微波信号所产生的规律性的反馈信号，并将规律性的反馈信号传输至信号放大模块，经信号放大模块将该规律性的反馈信号进行放大以方便后续的测量与控制；

所述噪声采集单元用于采集现场噪声信号并将噪声信号传输至中央控制单元，经中央控制模块传输至整流滤波模块，当现场噪声不明显时可以通过中央控制模块关闭噪声采集单元；

所述整流滤波模块用于屏蔽高压开关安装场所的磁场、电场、电弧等干扰信号，提高断路器真空度监测的可靠性，同时整流滤波模块根据中央控制模块上传的由噪声控制器所采集的噪声信号对信号放大模块放大的反馈信号进行滤波处理，隔离外界信号对反馈信号的干扰，并对处理后的反馈信号进行模数转换，将模拟信号转换为数字信号，该数字信号经中央控制模块传输至人机交互界面与故障报警模块；

所述人机交互界面连接中央控制模块，人机交互界面将真空断路器的真空度的重要参数指标以直观的形式显现出来，以方便工作人员进行分析判断；人机交互界面还与信号传输模块进行连接，工作人员可以通过信号传输模块与人机交互界面建立远程连接，工作人员可以通过终端设备来实时了解现场状况并及时做出反应；

所述数据设置模块连接中央控制模块与人机交互界面，数据设置模块用于设置与存储真空断路器的真空度恶化阀值，工作人员可以通过人机交互界面对数据设置模块进行控制以修改真空断路器的真空度恶化阀值，以满足不同型号类型的真空断路器的要求；

所述中央控制模块还连接有故障报警模块，中央控制模块接收经整流滤波模块处理产生的数字信号，并将接收到的数字信号与数据设置模块中的设定的真空度恶化阀值进行比较，若数字信号所显示的数值不小于设定的真空度恶化阀值的80％，则报警模块发出声光报警信息来提醒工作人员，同时报警模块将报警信号通过信号传输模块传输至终端设备来提醒处于远程监控状态的工作人员。

本发明无需对真空断路器进行离线检测，真空断路器的真空度检测能够线上进行，大大节省检测成本，并通过实时监测及时将真空度达到使用下线的真空断路器进行离线维修更换，并使真空度达到要求的真空断路器继续工作，节省了大量的资源。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种真空断路器真空度监测系统，其特征在于，包括前端监测模块、信号放大模块、整流滤波模块、中央控制模块、故障报警模块、数据设置模块、人机交互界面与信号传输模块，所述前端监测模块与真空断路器连接，前端监测模块包括微波发生单元、信号采集单元与噪声采集单元，信号采集单元连接整流滤波模块，整流滤波模块连接中央控制模块，中央控制模块分别与微波发生单元、噪声采集单元、故障报警模块、数据设置模块与人机交互界面连接，信号传输模块连接故障报警模块与终端设备；

所述微波发生单元对真空断路器的触头发出特定的微波信号，微波发生单元与中央控制模块连接，微波发生单元由中央控制单元控制所发出的特定的微波信号的发出时间，并根据真空断路器的不同发出不同的微波信号以触发真空断路器发出规律性的反馈信号；

所述信号采集单元用于接收真空断路器的触头在接收到由微波发生单元发出的微波信号所产生的规律性的反馈信号，并将规律性的反馈信号传输至信号放大模块，经信号放大模块将该规律性的反馈信号进行放大；

所述噪声采集单元用于采集现场噪声信号并将噪声信号传输至中央控制单元，经中央控制模块传输至整流滤波模块；

所述整流滤波模块用于屏蔽高压开关安装场所的磁场、电场、电弧等干扰信号，同时整流滤波模块根据中央控制模块上传的由噪声控制器所采集的噪声信号对信号放大模块放大的反馈信号进行滤波处理，并对处理后的反馈信号进行模数转换，将模拟信号转换为数字信号，该数字信号经中央控制模块传输至人机交互界面与故障报警模块；

所述人机交互界面连接中央控制模块，人机交互界面将真空断路器的真空度的重要参数指标以直观的形式显现出来；

所述数据设置模块连接中央控制模块与人机交互界面，数据设置模块用于设置与存储真空断路器的真空度恶化阀值，工作人员通过人机交互界面对数据设置模块进行控制以修改真空断路器的真空度恶化阀值。

2.根据权利要求1所述的一种真空断路器真空度监测系统，其特征在于，所述噪声采集单元在现场背景噪声不明显，不会引发明显误差时通过中央控制模块控制关闭。

3.根据权利要求1所述的一种真空断路器真空度监测系统，其特征在于，所述人机交互界面与信号传输模块进行连接，工作人员通过信号传输模块与人机交互界面建立远程连接，工作人员通过终端设备来实时了解现场状况并及时做出反应。

4.根据权利要求1所述的一种真空断路器真空度监测系统，其特征在于，所述中央控制模块连接有故障报警模块，中央控制模块接收经整流滤波模块处理产生的数字信号，并将接收到的数字信号与数据设置模块中的设定的真空度恶化阀值进行比较，若数字信号所显示的数值不小于设定的真空度恶化阀值的80％，则报警模块发出声光报警信息来提醒工作人员，同时报警模块将报警信号通过信号传输模块传输至终端设备来提醒处于远程监控状态的工作人员。