CN110491721B - 一种内置触头式真空断路器真空度在线监测装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及了一种内置触头式真空断路器真空度在线监测装置及方法，监测装置包括电压互感器、电弧发生探头、霍尔电流传感器、弧光传感器、逻辑或门以及无线报警装置，弧光传感器放置在真空灭弧室的静触头上，另一端通过逻辑或门与无线报警装置相连接，所述电压互感器低压端与真空电路器的动触头一侧的火线和零线连接，高压端两条支路分别与电弧发生探头两端相连接，其中一条支路上设置有霍尔电流传感器，霍尔电流传感器另一端连接至逻辑或门；该装置结构简单、电路简单不易受到电磁的干扰，且能够对真空灭弧室的真空度进行实时监测、一旦劣化随时报警并将报警信号传输给工作人员。

Description

一种内置触头式真空断路器真空度在线监测装置及方法
技术领域
本发明属于断路器检测技术领域，尤其涉及一种内置触头式真空断路器真空度在线监测装置及方法。
背景技术
真空断路器是保证和维护电力系统正常运行的重要电力器件，一旦真空断路器真空灭弧室真空度劣化，就会引起断路器分合过程中产生电弧，发生电力系统故障，现有的真空断路器真空度检测技术分为离线和在线，离线技术必须暂停电力系统的运行，再对真空灭弧室进行真空度检测，这种对真空断路器的预防性定期检查盲目性大、费用高、过程复杂且影响电力系统的正常运行，所以现在对于此方面的研究目前都是针对真空灭弧室真空度的在线检测，而现有的部分在线检测技术，有的需要改变真空灭弧室的结构，有的测量的真空灭弧室的参数不稳定，易受周围环境因素影响。因此，亟需一种针对真空断路器真空度在线检测技术，能够提供稳定的测量参数来反应真空断路器真空灭弧室的真空度的劣化程度，已达到实时在线监测真空度的目的。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种内置触头式真空断路器真空度在线监测装置及方法，以解决现有真空断路器真空度监测时需要改动真空灭弧室的结构、测量参数不稳定的问题。
本发明采用以下技术方案：
一种内置触头式真空断路器真空度在线监测装置，包括电压互感器、电弧发生探头、霍尔电流传感器、弧光传感器、逻辑或门以及无线报警装置，弧光传感器放置在真空灭弧室的静触头上，另一端通过逻辑或门与无线报警装置相连接，所述电压互感器低压端与真空电路器的动触头一侧的火线和零线连接，高压端两条支路分别与电弧发生探头两端相连接，其中一条支路上设置有霍尔电流传感器，霍尔电流传感器另一端连接至逻辑或门。
所述电弧发生探头是由两段材质与动触头、静触头所用材质相同、末端相距极近但并不连接的粗导线组成的，末端设计成分叉尖锐状，便于实现尖端发电。
所述弧光传感器安装在静触头上用于监测动触头和静触头分离或闭合时是否产生电弧，同时也监测电弧发生探头是否产生电弧。
所述霍尔电流传感器串联在高压端用于捕捉线路中的瞬时电流。
所述逻辑或门接受两路数字电平，一路是从霍尔电流传感器传送过来的电流信号，另一路是从弧光传感器发送过来的弧光信号，当线路中有电流产生或真空灭弧室内有弧光产生时，都以3V高电平的形式发送给逻辑或门，若没有采集到则以0V低电平输出。
所述无线报警装置接收到来自逻辑或门产生的电平，若是3V高电平，就会产生报警信号，以无线的形式发送给电力系统的控制中心或工作人员的移动终端。
一种内置触头式真空断路器真空度在线监测装置的在线监测方法，具体如下：
电压互感器将低压端的电压后加在高压侧线路中，电弧发生探头两端的电压比动触头和静触头之间的电压高，因此电弧发生探头比动触头和静触头更容易产生电弧，当真空灭弧室真空度下降到一定程度时，电弧发生探头两部分之间会产生电弧，从而电压互感器高压侧线路中会产生瞬时电流，霍尔电压传感器捕捉到线路中瞬时电流，从而传给逻辑或门一个3V高电平，经过逻辑或门输出一个3V高电平，从而促使无线报警装置发出报警信号，并通过无线形式发送给电力系统的控制中心或工作人员的移动终端，工作人员能够得到真空灭弧室真空度劣化的信息；当真空度下降到一定程度时，动触头和静触头开合的瞬间会产生电弧，弧光传感器检测到真空灭弧室内的弧光，从而传输给逻辑或门一个3V高电压，同时电弧发生探头也产生电弧，传给逻辑或门一个3V高电平，逻辑或门接收到两路3V高电平信号，从而输出一个3V高电平信号，促使无线报警装置发出报警信号，并通过无线形式发送给电力系统的控制中心或工作人员的移动终端，工作人员能够得到真空灭弧室真空度劣化的信息。
本发明的有益效果是：本发明的装置结构简单，电弧发生探头和弧光传感器的设置使得本装置的测量灵敏度高，且电路简单，即逻辑电路中只包含一个非门，因此不易受到电磁的干扰；通过装置内部的电弧发生探头与放置在真空灭弧室内静触头上的弧光传感器实时检测是否有电弧发生，当真空度劣化时，通过逻辑或门输出的电平促使无线报警信号发出报警信号，即刻判断真空灭弧室真空度是否下降，可以实时将故障信号通知给工作人员，从而达到了对真空度实时监测的目的。
附图说明
图1为本发明中一种内置触头式真空断路器真空度在线监测装置的示意图；
其中，
1-零线，2-火线，3-真空灭弧室，4-静触头，5-动触头，6-弧光传感器，7-电弧发生探头，8-电压互感器，9-霍尔电流传感器，10-逻辑或门，11-无线报警装置。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明的技术方案和效果作详细描述。
如图1所示，一种内置触头式真空断路器真空度在线监测装置，包括电压互感器8、电弧发生探头7、霍尔电流传感器9、弧光传感器6、逻辑或门10以及无线报警装置11，弧光传感器6放置在真空灭弧室3的静触头4上，另一端通过逻辑或门10与无线报警装置11相连接，所述电压互感器8低压端与真空电路器的动触头5一侧的火线2和零线1连接，经过升压处理，将电能传输给高压侧线路，高压端两条支路分别与电弧发生探头7两端相连接，其中一条支路上设置有霍尔电流传感器9，霍尔电流传感器9另一端连接至逻辑或门10。
所述电弧发生探头是由两段材质与动触头、静触头所用材质相同、末端相距极近但并不连接的粗导线组成的，末端设计成分叉尖锐状，便于实现尖端发电，本实施例中电弧发生探头的两段粗导线的末端距离为0.6mm，电压互感器8将升压后的电能发送给电弧发生探头7，若真空灭弧室3真空度劣化，则电弧发生探头7之间就会产生电弧。
所述弧光传感器6安装在静触头4上用于监测动触头5和静触头4分离或闭合时是否产生电弧，同时也监测电弧发生探头7是否产生电弧。
所述该霍尔电流传感器9和电弧发生探头7一起连接在电压互感器8高压侧线路中，当真空灭弧室3真空度劣化，电弧发生探头7之间就会产生电弧，霍尔电流传感器9就会捕捉到线路中的电流信号。本实施例中霍尔电流传感器9采用的是CT6863。
所述逻辑或门10接受两路数字电平，一路是从霍尔电流传感器9传送过来的电流信号，另一路是从弧光传感器6发送过来的弧光信号，当线路中有电流产生或真空灭弧室3内有弧光产生时，都以3V高电平的形式发送给逻辑或门10，若没有采集到则以0V低电平输出。
所述无线报警装置11接收到来自逻辑或门10产生的电平，若是3V高电平，就会产生报警信号，以无线的形式发送给电力系统的控制中心或工作人员的移动终端。
一种内置触头式真空断路器真空度在线监测装置的在线监测方法，具体如下：
电压互感器8将低压端的电压提升后加在高压侧线路中，本实施例中电压互感器8将低压端提升0.06倍加在高压侧电路中，电弧发生探头7两端的电压比动触头5和静触头4之间的电压高，因此电弧发生探头7比动触头5和静触头4更容易产生电弧，当真空灭弧室3真空度下降到一定程度时，电弧发生探头7两部分之间会产生电弧，从而电压互感器8高压侧线路中会产生瞬时电流，霍尔电压传感器捕捉到线路中瞬时电流，从而传给逻辑或门10一个3V高电平，经过逻辑或门10输出一个3V高电平，从而促使无线报警装置11发出报警信号，并通过无线形式发送给电力系统的控制中心或工作人员的移动终端，工作人员能够得到真空灭弧室3真空度劣化的信息；当真空度下降到一定程度时，动触头5和静触头4开合的瞬间会产生电弧，弧光传感器6检测到真空灭弧室3内的弧光，从而传输给逻辑或门10一个3V高电压，同时电弧发生探头也产生电弧，传给逻辑或门10一个3V高电平，逻辑或门10接收到两路3V高电平信号，从而输出一个3V高电平信号，促使无线报警装置11发出报警信号，并通过无线形式发送给电力系统的控制中心或工作人员的移动终端，工作人员能够得到真空灭弧室3真空度劣化的信息。

Claims (4)

1.一种内置触头式真空断路器真空度在线监测装置，其特征在于：包括电压互感器、电弧发生探头、霍尔电流传感器、弧光传感器、逻辑或门以及无线报警装置，弧光传感器放置在真空灭弧室的静触头上，另一端通过逻辑或门与无线报警装置相连接，所述电压互感器低压端与真空电路器的动触头一侧的火线和零线连接，高压端两条支路分别与电弧发生探头两端相连接，其中一条支路上设置有霍尔电流传感器，霍尔电流传感器另一端连接至逻辑或门；
所述电弧发生探头是由两段材质与动触头、静触头所用材质相同、末端相距极近但并不连接的粗导线组成的，末端设计成分叉尖锐状，便于实现尖端发电；
所述弧光传感器安装在静触头上用于监测动触头和静触头分离或闭合时是否产生电弧，同时也监测电弧发生探头是否产生电弧；
所述逻辑或门接受两路数字电平，一路是从霍尔电流传感器传送过来的电流信号，另一路是从弧光传感器发送过来的弧光信号，当线路中有电流产生或真空灭弧室内有弧光产生时，都以3V高电平的形式发送给逻辑或门，若没有采集到则以0V低电平输出。
2.根据权利要求1所述的一种内置触头式真空断路器真空度在线监测装置，其特征在于：所述霍尔电流传感器串联在高压端用于捕捉线路中的瞬时电流。
3.根据权利要求1所述的一种内置触头式真空断路器真空度在线监测装置，其特征在于：所述无线报警装置接收到来自逻辑或门产生的电平，若是3V高电平，就会产生报警信号，以无线的形式发送给电力系统的控制中心或工作人员的移动终端。
4.权利要求1所述的内置触头式真空断路器真空度在线监测装置的在线监测方法，其特征在于：具体如下：
电压互感器将低压端的电压提升后加在高压侧线路中，电弧发生探头两端的电压比动触头和静触头之间的电压高，因此电弧发生探头比动触头和静触头更容易产生电弧，当真空灭弧室真空度下降到一定程度时，电弧发生探头两部分之间会产生电弧，从而电压互感器高压侧线路中会产生瞬时电流，霍尔电压传感器捕捉到线路中瞬时电流，从而传给逻辑或门一个3V高电平，经过逻辑或门输出一个3V高电平，从而促使无线报警装置发出报警信号，并通过无线形式发送给电力系统的控制中心或工作人员的移动终端，工作人员能够得到真空灭弧室真空度劣化的信息；
当真空度下降到一定程度时，动触头和静触头开合的瞬间会产生电弧，弧光传感器检测到真空灭弧室内的弧光，从而传输给逻辑或门一个3V高电压，同时电弧发生探头也产生电弧，传给逻辑或门一个3V高电平，逻辑或门接收到两路3V高电平信号，从而输出一个3V高电平信号，促使无线报警装置发出报警信号，并通过无线形式发送给电力系统的控制中心或工作人员的移动终端，工作人员能够得到真空灭弧室真空度劣化的信息。
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