CN110988622A - 高压开关柜局部放电监测预警系统 - Google Patents

高压开关柜局部放电监测预警系统 Download PDF

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史润昌
史少杰
牛英慧
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Abstract

本发明涉及开关柜技术领域，公开了高压开关柜局部放电监测预警系统，包括局部放电传感器，还包括局部放电检测仪，局部放电传感器与局部放电检测仪通过连接器连接，其特征在于，局部放电检测仪内设有与传感器连接的电流传感器，电流传感器顺次连接有信号处理单元、信号采集单元、数据处理终端，数据处理终端包括与信息采集单元连接的数据分析单元，数据分析单元顺次连接有数据处理单元、数据执行单元，数据执行单元连接有数据失效单元、指令发射单元，指令发射单元连接有电气控制箱的指令接收单元，指令接收单元顺次连接有指令执行单元、电气控制箱开关断电。本发明实现了高压开关控制柜在较强烈的局部放电时，自动断电的功能。

Description

高压开关柜局部放电监测预警系统
技术领域
本发明涉及开关柜技术领域，特别涉及高压开关柜局部放电监测预警系统。
背景技术
开关柜(switch cabinet)是一种电气设备，开关柜外线先进入柜内主控开关，然后进入分控开关，各分路按其需要设置。如仪表，自控，电动机磁力开关，各种交流接触器等，有的还设高压室与低压室开关柜，设有高压母线，如发电厂等，有的还设有为保主要设备的低周减载。
开关柜内的电力设备绝缘在足够强的电场作用下局部范围内发生的放电，这种放电以仅造成导体间的绝缘局部短(路桥)接而不形成导电通道为限，每一次局部放电对绝缘介质都会有一些影响，轻微的局部放电对电力设备绝缘的影响较小，绝缘强度的下降较慢；而强烈的局部放电，则会使绝缘强度很快下降。这是使高压电力设备绝缘损坏的一个重要因素。
因此，设计高压电力设备绝缘时，要考虑在长期工作电压的作用下，不允许绝缘结构内发生较强烈的局部放电，对运行中的设备要加强监测，当局部放电超过一定程度时，应将设备退出运行，进行检修或更换。
综上所述，我们急需设计高压开关柜局部放电监测预警系统解决以上问题。
发明内容
基于以上问题，本发明提供了高压开关柜局部放电监测预警系统，实现了高压开关控制柜在较强烈的局部放电时，自动断电的功能。
为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案如下：
高压开关柜局部放电监测预警系统，包括局部放电传感器，还包括局部放电检测仪，局部放电传感器与局部放电检测仪通过连接器连接，其特征在于，局部放电检测仪内设有与传感器连接的电流传感器，电流传感器顺次连接有信号处理单元、信号采集单元、数据处理终端，数据处理终端包括与信息采集单元连接的数据分析单元，数据分析单元顺次连接有数据处理单元、数据执行单元，数据执行单元连接有数据失效单元、指令发射单元，指令发射单元连接有电气控制箱的指令接收单元，指令接收单元顺次连接有指令执行单元、电气控制箱开关断电。
本发明的原理及效果：高压开关柜发生较强烈的局部放电时，局部放电传感器检测到电信号，并将电信号传输到连接器，连接器将电信号传输到局部放电检测仪的电流传感器，电流传感器将电信号顺次传输到信号处理单元和信号采集单元，经过信号处理单元、信号采集单元的处理分析，将处理后的信息传输到局部放电检测仪的数据处理终端，经过数据处理终端的数据分析单元、数据处理单元的集中分析处理后传输到数据分配单元，经数据分配单元传输到数据处理终端的指令发射单元，指令发射单元将得到的信息定向传输到电气控制箱的指令接收单元，经指令接受单元传输到指令执行单元，指令执行单元使电气控制箱开关断电；高压开关柜发生微弱的局部放电时，局部放电传感器检测到电信号，并将电信号传输到连接器，连接器将电信号传输到局部放电检测仪的电流传感器，电流传感器将电信号顺次传输到信号处理单元和信号采集单元，经过信号处理单元、信号采集单元的处理分析，将处理后的信息传输到局部放电检测仪的数据处理终端，经过数据处理终端的数据分析单元、数据处理单元的集中分析处理后传输到数据分配单元，经数据分配单元传输到数据处理终端的数据失效单元，高压开关柜柜体持续工作。本发明实现了高压开关控制柜在较强烈的局部放电时，自动断电的功能。
作为一种优选的方式，局部放电传感器包括PCB基板、局部放电信号检测图案单元、连接端子。
作为一种优选的方式，PCB基板的电容为1至100pF，PCB基板为板状。
作为一种优选的方式，局部放电传感器设置在高压开关柜柜体内侧，局部放电检测仪设置在高压开关柜柜体外部。
作为一种优选的方式，开关高压柜柜体外箱上形成通孔，连接器和局部放电传感器通过该通孔相连接。
作为一种优选的方式，电流传感器为单极标准探针传感器，其中，单极标准探针传感器包括SMA接头，以及设置在SMA接头上的接地板和绝缘介质。
作为一种优选的方式，局部放电传感器与连接器、连接器与局部放电检测仪、局部放电检测仪与电气控制箱均通过电缆连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明实现了高压开关控制柜在较强烈的局部放电时，自动断电的功能。
(2)本发明通过局部放电传感器包括PCB基板、局部放电信号检测图案单元、连接端子。PCB(printed circuitboard：印刷电路板)基板；局部放电信号检测图案单元，其成形在所述PCB基板上，用于检测所述气体绝缘设备内部的局部放电信号；连接端子，其接收所述局部放电信号检测图案所检测出的局部放电信号，将其传递至连接器，该连接器将该局部放电信号引出至外部。
(3)本发明通过PCB基板的电容为1至100pF，PCB基板为板状。由于 PCB(printedcircuit board：印刷电路板)基板为板状，因此局部放电传感器的整体高度变低，若局部放电传感器的高度变低，则即使将局部放电传感器直接安装在气体绝缘设备的外箱内壁上，气体绝缘设备的绝缘特性也不会出现问题。
(4)本发明通过局部放电传感器设置在高压开关柜柜体内侧，局部放电检测仪设置在高压开关柜柜体外部。高压开关柜柜体内部的电气设备发生局部放电，局部放电传感器设置在高压开关柜柜体内宾语检测到放电信息，局部放电检测仪设置在开光柜柜体外部，避免高压开关柜柜体内设备较多，不易布线的问题。
(5)本发明通过开关高压柜柜体外箱上形成通孔，连接器和局部放电传感器通过该通孔相连接。通孔贯穿高压开关柜柜体便于布线，实现连接器与局部放电传感器的电连接。
(6)本发明通过电流传感器为单极标准探针传感器，其中，单极标准探针传感器包括SMA接头，以及设置在SMA接头上的接地板和绝缘介质。SMA的名称全称是Small A Type，SMA接口有两种形式，标准的SMA是一端“外螺纹+孔”，另一端“内螺纹+针”；反极性RP-SMA是一端“外螺纹+针”，另一端为“内螺纹+孔”。
(7)本发明通过局部放电传感器与连接器、连接器与局部放电检测仪、局部放电检测仪与电气控制箱均通过电缆连接。电缆通常是由几根或几组导线(每组至少两根)绞合而成的类似绳索的电缆，每组导线之间相互绝缘，并常围绕着一根中心扭成，整个外面包有高度绝缘的覆盖层，电缆具有内通电，外绝缘的特征。
附图说明
图1是本发明与高压开关柜、电气控制箱连接的结构示意图；
图2是本发明的方框图；
图3是图2中数据处理终端的方框图；
图中的标记为：1-高压开关柜柜体、2-电气控制箱、3-电缆、4-局部放电检测仪、5-连接器、6-局部放电传感器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例1：
参见图1～3，高压开关柜局部放电监测预警系统，包括局部放电传感器6，还包括局部放电检测仪4，局部放电传感器6与局部放电检测仪4通过连接器5连接，其特征在于，局部放电检测仪4内设有与传感器连接的电流传感器，电流传感器顺次连接有信号处理单元、信号采集单元、数据处理终端，数据处理终端包括与信息采集单元连接的数据分析单元，数据分析单元顺次连接有数据处理单元、数据执行单元，数据执行单元连接有数据失效单元、指令发射单元，指令发射单元连接有电气控制箱2的指令接收单元，指令接收单元顺次连接有指令执行单元、电气控制箱2开关断电。
本发明的原理及效果：高压开关柜发生较强烈的局部放电时，局部放电传感器6检测到电信号，并将电信号传输到连接器5，连接器5将电信号传输到局部放电检测仪4的电流传感器，电流传感器将电信号顺次传输到信号处理单元和信号采集单元，经过信号处理单元、信号采集单元的处理分析，将处理后的信息传输到局部放电检测仪4的数据处理终端，经过数据处理终端的数据分析单元、数据处理单元的集中分析处理后传输到数据分配单元，经数据分配单元传输到数据处理终端的指令发射单元，指令发射单元将得到的信息定向传输到电气控制箱2的指令接收单元，经指令接受单元传输到指令执行单元，指令执行单元使电气控制箱2开关断电；高压开关柜发生微弱的局部放电时，局部放电传感器6检测到电信号，并将电信号传输到连接器5，连接器5将电信号传输到局部放电检测仪4的电流传感器，电流传感器将电信号顺次传输到信号处理单元和信号采集单元，经过信号处理单元、信号采集单元的处理分析，将处理后的信息传输到局部放电检测仪4的数据处理终端，经过数据处理终端的数据分析单元、数据处理单元的集中分析处理后传输到数据分配单元，经数据分配单元传输到数据处理终端的数据失效单元，高压开关柜柜体1持续工作。本发明实现了高压开关控制柜在较强烈的局部放电时，自动断电的功能。
实施例2：
本实施例是在是在实施1的基础上作进一步优化，具体是：
局部放电传感器6包括PCB基板、局部放电信号检测图案单元、连接端子。 PCB(printed circuitboard：印刷电路板)基板；局部放电信号检测图案单元，其成形在所述PCB基板上，用于检测所述气体绝缘设备内部的局部放电信号；连接端子，其接收所述局部放电信号检测图案所检测出的局部放电信号，将其传递至连接器5，该连接器5将该局部放电信号引出至外部。
作为一种优选的方式，PCB基板的电容为1至100pF，PCB基板为板状。由于 PCB(printed circuit board：印刷电路板)基板为板状，因此局部放电传感器6的整体高度变低，若局部放电传感器6的高度变低，则即使将局部放电传感器6直接安装在气体绝缘设备的外箱内壁上，气体绝缘设备的绝缘特性也不会出现问题。
作为一种优选的方式，局部放电传感器6设置在高压开关柜柜体1内侧，局部放电检测仪4设置在高压开关柜柜体1外部。高压开关柜柜体1内部的电气设备发生局部放电，局部放电传感器6设置在高压开关柜柜体1内宾语检测到放电信息，局部放电检测仪4设置在开光柜柜体外部，避免高压开关柜柜体1内设备较多，不易布线的问题。
作为一种优选的方式，开关高压柜柜体外箱上形成通孔，连接器5和局部放电传感器6 通过该通孔相连接。通孔贯穿高压开关柜柜体1便于布线，实现连接器5与局部放电传感器6的电连接。
作为一种优选的方式，电流传感器为单极标准探针传感器，其中，单极标准探针传感器包括SMA接头，以及设置在SMA接头上的接地板和绝缘介质。SMA的名称全称是SmaII AType，SMA接口有两种形式，标准的SMA是一端“外螺纹+孔”，另一端“内螺纹+针”；反极性RP-SMA是一端“外螺纹+针”，另一端为“内螺纹+孔”。
作为一种优选的方式，局部放电传感器6与连接器5、连接器5与局部放电检测仪4、局部放电检测仪4与电气控制箱2均通过电缆3连接。电缆3通常是由几根或几组导线(每组至少两根)绞合而成的类似绳索的电缆3，每组导线之间相互绝缘，并常围绕着一根中心扭成，整个外面包有高度绝缘的覆盖层，电缆3具有内通电，外绝缘的特征。
本实施例的其他部分与实施例1相同，这里就不再赘述。
如上即为本发明的实施例。上述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述本发明的验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.高压开关柜局部放电监测预警系统，包括局部放电传感器(6)，还包括局部放电检测仪(4)，所述局部放电传感器(6)与局部放电检测仪(4)通过连接器(5)连接，其特征在于，所述局部放电检测仪(4)内设有与传感器连接的电流传感器，所述电流传感器顺次连接有信号处理单元、信号采集单元、数据处理终端，所述数据处理终端包括与信息采集单元连接的数据分析单元，所述数据分析单元顺次连接有数据处理单元、数据执行单元，所述数据执行单元连接有数据失效单元、指令发射单元，所述指令发射单元连接有电气控制箱(2)的指令接收单元，所述指令接收单元顺次连接有指令执行单元、电气控制箱(2)开关断电。
2.根据权利要求1所述的高压开关柜局部放电监测预警系统，其特征在于，所述局部放电传感器(6)包括PCB基板、局部放电信号检测图案单元、连接端子。
3.根据权利要求2所述的高压开关柜局部放电监测预警系统，其特征在于，所述PCB基板的电容为1至100pF，所述PCB基板为板状。
4.根据权利要求2所述的高压开关柜局部放电监测预警系统，其特征在于，所述局部放电传感器(6)设置在高压开关柜柜体(1)内侧，所述局部放电检测仪(4)设置在高压开关柜柜体(1)外部。
5.根据权利要求2所述的高压开关柜局部放电监测预警系统，其特征在于，所述开关高压柜柜体外箱上形成通孔，所述连接器(5)和所述局部放电传感器(6)通过该通孔相连接。
6.根据权利要求1所述的高压开关柜局部放电监测预警系统，其特征在于，所述电流传感器为单极标准探针传感器，其中，所述单极标准探针传感器包括SMA接头，以及设置在所述SMA接头上的接地板和绝缘介质。
7.根据权利要求1所述的高压开关柜局部放电监测预警系统，其特征在于，所述局部放电传感器(6)与连接器(5)、连接器(5)与局部放电检测仪(4)、局部放电检测仪(4)与电气控制箱(2)均通过电缆(3)连接。
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