CN109212395A - 一种高压开关柜局部放电监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高压开关柜局部放电监测方法，首先建模，建立设备室平面图；将监测机构移动至开关柜上方；伸缩杆降下监测机构，先测量一次超声传感器距离放电点的长度,并在工控机上算出两个疑似放电点；伸缩杆继续下降，再次测量超声传感器距离放电点的长度，再次算出两个疑似放电点，四个疑似放电点有两个是一样的，该点即为放电点；第一个开关柜测量完毕，依次对剩下的开关柜进行检测；所有开关柜检测完毕后，工控机在建模图上标识放电点，并在放电点旁边标识高度。本发明可以对开关柜的放电位置进行检测，且最主要的是设备室内只需要设置一套传感器就能够完成全部开关柜的检测，成本投入很低，更加利于推广使用。

Description

一种高压开关柜局部放电监测方法

技术领域

本发明涉及开关柜监测技术领域，具体涉及一种高压开关柜局部放电监测方法。

背景技术

近些年的实践表明，局部放电是导致开关柜绝缘劣化，最终引发绝缘事故的主要原因。绝缘故障常常伴有局部放电的产生。局部放电是发生在电极之间但未贯穿电极的放电，它是由于设备绝缘内部存在弱点或生产过程中造成的缺陷，在高电场强度作用下发生重复击穿和熄灭的现象，表现为绝缘内气体的击穿、小范围内固体或液体介质的局部击穿或金属表面的边缘及尖角部位场强集中引起局部击穿放电等。这种放电的能量是很小的，所以它的短时存在并不影响到电气设备的绝缘强度。但若电气设备绝缘在运行电压下不断出现局部放电，这些微弱的放电将产生累积效应，会使绝缘的介电性能逐渐劣化并使局部缺陷扩大，最后导致整个绝缘击穿。因此局部放电对于开关柜来说是一种潜在的隐患。

目前出去传统的断电检修，大体有六种主流的放电检测方法，他们分别是超声波检测法(UT) ，化学检测法，光测法，脉冲电流法(ERA) ，射频检测法，超高频局部放电检测(UHF)。近年来，随着声电元件灵敏度的提高加上电子信号放大技术的发展，作为非接触检测的代表，超声波检测法所拥有的的优势越来越明显，再加上超声波检测的具有高灵敏度的优点，所以相对于其他的检测方法，超声波检测的发展前景是最好的。

公开号为 108333485A的专利公开了一种开关柜局部放电监测系统，其包括：若干现场检测模块、监控中心模块及若干远程终端，现场检测模块包括超声波测量单元、暂态地电波测量单元、微处理器及现场数据服务器，超声波测量单元、暂态地电波测量单元及现场数据服务器与微处理器连接，监控中心模块包括数据库服务器及WEB服务器，数据库服务器与WEB服务器连接，数据库服务器与现场数据服务器通信连接，WEB服务器与若干远程终端通信连接。其通过超声波及暂态地电波原理原理实现开关柜的局放检测，由于测量单元放置于开关柜内部，而且传感器受外部干扰小，能够真实的反应柜内的异常情况，其次实现监测显示、分析预警及设备的统一管理，方便工作人员及时发现及处理问题。但是开关柜数量较大，且在设备室内大量陈设，如果针对每一个开关柜都设置该装置则耗费较多，因此需要降低成本。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种高压开关柜局部放电监测方法，在设备室内只需要设置一套传感器就能够完成全部开关柜的检测，大大降低成本。

为解决上述问题，本发明提供一种高压开关柜局部放电监测方法，包括如下步骤：

S1、在控制中心的工控机上预先建模，输入各个开关柜在设备室内的位置；

S2、控制中心控制第一平移电机转动，使得X轴平移机构动作，带动Y轴平移机构整体平移，待平移至第一排的开关柜位置处停止；

S3、第二平移电机工作，使得监测机构移动至待测开关柜的正上方；

S4、启动伸缩杆，使得安装架慢慢降落，三个超声传感器用于监测放电点的放电量，待出现局部放电情况后，根据放电量-放电距离公式进行放电距离的计算，算出放电点至三个超声传感器的距离r1，再带入三个超声传感器的位置便可算出放电点的位置a1和a2；

S5、安装架继续向下移动，三个超声传感器监测信号继续送至控制中心，再经过一次计算可以算出放电点的位置b1和b2，其中a1和a2中的一个等于b1、b2中的一个，相等的数值即放电点的位置；

S6、待第一个开关柜监测完毕后，安装架上升，对第一排的第二个开关柜监测，待第一排的安装柜都监测完毕后，监测机构回到原位置，X轴平移机构动作，带动Y轴平移机构整体平移至第二排开关柜；

S7、待所有的开关柜监测完毕后，所有设备回归原位置，控制中心将监测的局部放电位置在建模图内显示；

S8、建模图为设备室的平面图，显示各个开关柜的位置，放电点在建模图内通过红点进行标识，并在红点旁边标出高度数据。

进一步的，局部放电的放电类型包括放电类型包括尖端-尖端放电、球端-球端放电和尖端-球端放电。

进一步的，所述设备室内设置高压开关柜局部放电监测系统，包括排列设置在设备室内的开关柜、设置在设备室上部的X轴移动机构、设置在X轴移动机构上的Y轴移动机构以及设置在Y轴移动机构下端的监测机构，所述监测机构包括所述Y轴移动机构下端竖直向下设置的伸缩杆，所述伸缩杆下端水平设置U型的安装架，所述安装架上在三个不同位置设置超声传感器，所述超声传感器依次通过控制机构、通信机构与控制中心信号连接。

进一步的，所述通信机构采用2.4g无线模块，所述控制机构包括微控制器，所述控制中心包括工控机，所述伸缩杆采用电动伸缩杆。

进一步的，三个所述超声传感器不能设置在一条直线上。

进一步的，三个所述超声传感器分别设置在安装架的两端以及安装架与所述伸缩杆下端的连接位置，三个所述超声传感器位于同一水平面内。

进一步的，所述X轴移动机构包括设置在设备室两侧上端的第一导向杆，所述第一导向杆相互平行且水平设置，所述第一导向杆上设置第一滑块，两个所述第一滑块之间设置第二导向杆，所述第二导向杆中间下表面设置驱动块，所述设备室上部对应所述驱动块设置第一平移丝杠，所述设备室内设置与所述第一平移丝杠一端传动连接的第一平移电机。

进一步的，所述Y轴移动机构包括第二导向杆以及与所述第二导向杆配合且设置在两个第一滑块之间的第二平移丝杠，所述第二平移丝杠上设置第二滑块，所述第二滑块侧面对应所述第二导向杆设置开口向下的U型导向板，所述第二滑块下表面设置所述伸缩杆，所述第一滑块上设置与所述第二平移丝杠传动连接的第二平移电机。

进一步的，所述伸缩杆、第一平移电机和第二平移电机与所述控制中心信号连接。

进一步的，所述第二滑块下表面竖直向下设置第三导向杆，所述安装架侧面设置与所述第三导向杆配合的导向块。

本发明提供的高压开关柜局部放电监测方法，可以对开关柜的放电位置进行检测，且最主要的是设备室内只需要设置一套传感器就能够完成全部开关柜的检测，成本投入很低，更加利于推广使用。局部放电的放电类型包括放电类型包括尖端-尖端放电、球端-球端放电和尖端-球端放电，在具体检测中根据放电类型带入不同的公式进行计算。

高压开关柜局部放电监测系统包括设备室、排列设置在设备室内的开关柜、设置在设备室上部的X轴移动机构、设置在X轴移动机构上的Y轴移动机构以及设置在Y轴移动机构下端的监测机构，所述监测机构包括所述Y轴移动机构下端竖直向下设置的伸缩杆，所述伸缩杆下端水平设置U型的安装架，所述安装架上在三个不同位置设置超声传感器，所述超声传感器依次通过控制机构、通信机构与控制中心信号连接。开关柜排列设置在设备室内，X轴移动机构和Y轴移动机构带动监测机构移动至开关柜上方，然后对开关柜进行检测。监测机构通过伸缩杆控制升降，其下端的安装架用来设置超声传感器，超声传感器能够接收到局部放电的放电量，通过放电量-放电距离公式便可以得出三个超声传感器各自距离放电点的数值，这样能够得到两个位置，再移动下安装架再次测试，再次得到两个位置，两次测得的数值会有一个相等，相等的即为正确的位置数值，便可以得出放电点的具体位置。控制机构和通信机构都设置在安装架上，与超声传感器线路连接，具体不在图中显示，其都属于现有的技术。

所述通信机构采用2.4g无线模块，所述控制机构包括微控制器，所述控制中心包括工控机，所述伸缩杆采用电动伸缩杆。无线模块可以采用JF24D，安阳市新世纪电子研究所产品，通信距离达到100米，微控制器可以采用单片机、放大电路、调制电路等，对于超声传感器接收放电量信号的研究属于现有的常规技术，因此控制机构的具体结构和原理目前公开的都有，不过多叙述，控制中心是汇总数据并最终计算出放电点的位置。伸缩杆采用电动伸缩杆，具体型号根据Y轴平移机构的高度以及开关柜的高度来确定，满足检测需求即可。

三个所述超声传感器不能设置在一条直线上，如果设置在一条直线上，无法测得放电点，而是会测得无数个点，这些点会组成一个圆。

三个所述超声传感器分别设置在安装架的两端以及安装架与所述伸缩杆下端的连接位置，三个所述超声传感器位于同一水平面内。伸缩杆与安装架的连接位置位于安装架的中心，超声传感器这样设置具有对称性，在程序输入计算方法时更加简练。

所述X轴移动机构包括设置在设备室两侧上端的第一导向杆，所述第一导向杆相互平行且水平设置，所述第一导向杆上设置第一滑块，两个所述第一滑块之间设置第二导向杆，所述第二导向杆中间下表面设置驱动块，所述设备室上部对应所述驱动块设置第一平移丝杠，所述设备室内设置与所述第一平移丝杠一端传动连接的第一平移电机。第一平移电机设置在设备室的上部，其带动第一平移丝杠转动，驱动块因为其与丝杠配合的内螺纹便可以带动第二导向杆平移，实现Y轴移动机构的平移。第一导向杆起到安装Y轴移动机构的作用以及导向的作用。

所述Y轴移动机构包括第二导向杆以及与所述第二导向杆配合且设置在两个第一滑块之间的第二平移丝杠，所述第二平移丝杠上设置第二滑块，所述第二滑块侧面对应所述第二导向杆设置开口向下的U型导向板，所述第二滑块下表面设置所述伸缩杆，所述第一滑块上设置与所述第二平移丝杠传动连接的第二平移电机。第二平移电机设置在第一滑块上，第一滑块通过轴承设置第二平移丝杠，第二平移丝杠与第二导向杆配合便可以驱动第二滑块进行滑动。第二导向杆为矩形，其下部设置上述的驱动块，上部通过U型导向板对第二滑块进行限定，使其不能转动，因此U型导向板的结构大致为U型，但是其为了避免从第二导向杆上脱落，需要在下端向内设置卡块，从而将第二导向杆固定在内，且两个卡块之间预留的空间不会在经过驱动块位置时受到影响。

所述伸缩杆、第一平移电机和第二平移电机与所述控制中心信号连接，优选通过无线信号进行连接，避免现场接线过多。

所述第二滑块下表面竖直向下设置第三导向杆，所述安装架侧面设置与所述第三导向杆配合的导向块。第三导向杆主要是对安装架的升降进行导向，避免安装架上的三个超声传感器不在同一水平面，造成检测的不精准。

附图说明

图1为本发明高压开关柜局部放电监测方法的流程图；

图2为本发明设备室内的结构示意图；

图3为本发明Y轴移动机构的截面图；

图4为本发明监测机构的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图1-4，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一，本实施例提供了一种高压开关柜局部放电监测方法，包括如下步骤：

S1、在控制中心的工控机上预先建模，输入各个开关柜在设备室内的位置；

S2、控制中心控制第一平移电机转动，使得X轴平移机构动作，带动Y轴平移机构整体平移，待平移至第一排的开关柜位置处停止；

S3、第二平移电机工作，使得监测机构移动至待测开关柜的正上方；

S4、启动伸缩杆，使得安装架慢慢降落，三个超声传感器用于监测放电点的放电量，待出现局部放电情况后，根据放电量-放电距离公式进行放电距离的计算，算出放电点至三个超声传感器的距离r1，再带入三个超声传感器的位置便可算出放电点的位置a1和a2；

S5、安装架继续向下移动，三个超声传感器监测信号继续送至控制中心，再经过一次计算可以算出放电点的位置b1和b2，其中a1和a2中的一个等于b1、b2中的一个，相等的数值即放电点的位置；

S6、待第一个开关柜监测完毕后，安装架上升，对第一排的第二个开关柜监测，待第一排的安装柜都监测完毕后，监测机构回到原位置，X轴平移机构动作，带动Y轴平移机构整体平移至第二排开关柜；

S7、待所有的开关柜监测完毕后，所有设备回归原位置，控制中心将监测的局部放电位置在建模图内显示；

S8、建模图为设备室的平面图，显示各个开关柜的位置，放电点在建模图内通过红点进行标识，并在红点旁边标出高度数据。

局部放电的放电类型包括放电类型包括尖端-尖端放电、球端-球端放电和尖端-球端放电。

实施例二，其与实施例一的区别在于：

设备室内设置的高压开关柜局部放电监测系统包括设备室2、排列设置在设备室2内的开关柜15、设置在设备室2上部的X轴移动机构、设置在X轴移动机构上的Y轴移动机构以及设置在Y轴移动机构下端的监测机构，所述监测机构包括所述Y轴移动机构下端竖直向下设置的伸缩杆11，所述伸缩杆11下端水平设置U型的安装架16，所述安装架16上在三个不同位置设置超声传感器14，所述超声传感器14依次通过控制机构、通信机构与控制中心信号连接。

所述通信机构采用2.4g无线模块，所述控制机构包括微控制器，所述控制中心包括工控机，所述伸缩杆11采用电动伸缩杆。

三个所述超声传感器14不能设置在一条直线上。

三个所述超声传感器14分别设置在安装架16的两端以及安装架16与所述伸缩杆11下端的连接位置，三个所述超声传感器14位于同一水平面内。

实施例三，其与实施例一的区别在于：

所述X轴移动机构包括设置在设备室2两侧上端的第一导向杆3，所述第一导向杆3相互平行且水平设置，所述第一导向杆3上设置第一滑块4，两个所述第一滑块4之间设置第二导向杆7，所述第二导向杆7中间下表面设置驱动块10，所述设备室2上部对应所述驱动块10设置第一平移丝杠1，所述设备室2内设置与所述第一平移丝杠1一端传动连接的第一平移电机8。

所述Y轴移动机构包括第二导向杆5以及与所述第二导向杆5配合且设置在两个第一滑块4之间的第二平移丝杠5，所述第二平移丝杠5上设置第二滑块6，所述第二滑块6侧面对应所述第二导向杆7设置开口向下的U型导向板13，所述第二滑块6下表面设置所述伸缩杆11，所述第一滑块4上设置与所述第二平移丝杠5传动连接的第二平移电机9。

所述伸缩杆11、第一平移电机8和第二平移电机9与所述控制中心信号连接。

所述第二滑块6下表面竖直向下设置第三导向杆12，所述安装架16侧面设置与所述第三导向杆12配合的导向块17。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种高压开关柜局部放电监测方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、在控制中心的工控机上预先建模，输入各个开关柜在设备室内的位置；

S2、控制中心控制第一平移电机转动，使得X轴平移机构动作，带动Y轴平移机构整体平移，待平移至第一排的开关柜位置处停止；

S3、第二平移电机工作，使得监测机构移动至待测开关柜的正上方；

S4、启动伸缩杆，使得安装架慢慢降落，三个超声传感器用于监测放电点的放电量，待出现局部放电情况后，根据放电量-放电距离公式进行放电距离的计算，算出放电点至三个超声传感器的距离r1，再带入三个超声传感器的位置便可算出放电点的位置a1和a2；

S5、安装架继续向下移动，三个超声传感器监测信号继续送至控制中心，再经过一次计算可以算出放电点的位置b1和b2，其中a1和a2中的一个等于b1、b2中的一个，相等的数值即放电点的位置；

S6、待第一个开关柜监测完毕后，安装架上升，对第一排的第二个开关柜监测，待第一排的安装柜都监测完毕后，监测机构回到原位置，X轴平移机构动作，带动Y轴平移机构整体平移至第二排开关柜；

S7、待所有的开关柜监测完毕后，所有设备回归原位置，控制中心将监测的局部放电位置在建模图内显示；

S8、建模图为设备室的平面图，显示各个开关柜的位置，放电点在建模图内通过红点进行标识，并在红点旁边标出高度数据。

2.如权利要求1所述的高压开关柜局部放电监测方法，其特征在于：局部放电的放电类型包括放电类型包括尖端-尖端放电、球端-球端放电和尖端-球端放电。

3.如权利要求1所述的高压开关柜局部放电监测方法，其特征在于：所述设备室内设置高压开关柜局部放电监测系统，包括排列设置在设备室内的开关柜、设置在设备室上部的X轴移动机构、设置在X轴移动机构上的Y轴移动机构以及设置在Y轴移动机构下端的监测机构，所述监测机构包括所述Y轴移动机构下端竖直向下设置的伸缩杆，所述伸缩杆下端水平设置U型的安装架，所述安装架上在三个不同位置设置超声传感器，所述超声传感器依次通过控制机构、通信机构与控制中心信号连接。

4.如权利要求3所述的高压开关柜局部放电监测方法，其特征在于：所述通信机构采用2.4g无线模块，所述控制机构包括微控制器，所述控制中心包括工控机，所述伸缩杆采用电动伸缩杆。

5.如权利要求3所述的高压开关柜局部放电监测方法，其特征在于：三个所述超声传感器不能设置在一条直线上。

6.如权利要求5所述的高压开关柜局部放电监测方法，其特征在于：三个所述超声传感器分别设置在安装架的两端以及安装架与所述伸缩杆下端的连接位置，三个所述超声传感器位于同一水平面内。

7.如权利要求3所述的高压开关柜局部放电监测方法，其特征在于：所述X轴移动机构包括设置在设备室两侧上端的第一导向杆，所述第一导向杆相互平行且水平设置，所述第一导向杆上设置第一滑块，两个所述第一滑块之间设置第二导向杆，所述第二导向杆中间下表面设置驱动块，所述设备室上部对应所述驱动块设置第一平移丝杠，所述设备室内设置与所述第一平移丝杠一端传动连接的第一平移电机。

8.如权利要求7所述的高压开关柜局部放电监测方法，其特征在于：所述Y轴移动机构包括第二导向杆以及与所述第二导向杆配合且设置在两个第一滑块之间的第二平移丝杠，所述第二平移丝杠上设置第二滑块，所述第二滑块侧面对应所述第二导向杆设置开口向下的U型导向板，所述第二滑块下表面设置所述伸缩杆，所述第一滑块上设置与所述第二平移丝杠传动连接的第二平移电机。

9.如权利要求8所述的高压开关柜局部放电监测方法，其特征在于：所述伸缩杆、第一平移电机和第二平移电机与所述控制中心信号连接。