CN113253076A - 一种箱式电气设备套管电晕检测装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种箱式电气设备套管电晕检测装置和方法。所述装置包括检测模块和控制模块；检测模块包括超声波检测单元、紫外线检测单元和臭氧气体检测单元，在检测状态下设置于待测箱式电气设备箱体内壁，用于检测电晕发生时的放电特征信息；控制模块与所述检测模块相连，用于控制所述检测模块对电晕进行检测，并处理放电特征信息。本发明实施例能够全方面的反映箱式电气设备内部的电晕放电情况，同时解决了臭氧对紫外线检测电晕的影响，为工作人员提供维护依据，提高了维护工作的工作效率，进而延长了设备的使用寿命。

Description

一种箱式电气设备套管电晕检测装置和方法

技术领域

本发明实施例涉及电网技术，尤其涉及一种箱式电气设备套管电晕检测装置和方法。

背景技术

随着城市化进程的发展，电网的相关工程也紧跟城市化步伐，对电气设备的可靠性和美观性提出了更高的要求，因此箱式电气设备被广泛的运用到电网工程中。

裸露在外的配电设备如果出现电晕放电的情况，可以直接经过人工目视观测到，但由于越来越多的配电设备共同安装于一个封闭箱体内，人工观测受到阻碍，因此技术人员们采用了紫外线检测的方法对箱体内部发生电晕的情况进行检查。

但是由于环境等因素的影响，仅使用紫外线检测箱体内部电晕放电的方法稳定性和准确性较低。

发明内容

本发明实施例提供一种箱式电气设备套管电晕检测装置和方法，以优化在封闭箱体中检测电气设备电晕放电的方案。

第一方面，本发明实施例提供了一种箱式电气设备套管电晕检测装置，其中，包括检测模块和控制模块；

所述检测模块，在检测状态下设置于待测箱式电气设备箱体内壁，用于检测电晕发生时的放电特征信息；

所述控制模块，与所述检测模块相连，用于控制所述检测模块对电晕进行检测，并处理所述放电特征信息；

其中，所述检测模块包括：

超声波检测单元，用于检测电晕放电时产生的超声波信号，作为放电特征信息；

紫外线检测单元，用于检测电晕放电时产生的紫外线信号，作为放电特征信息；

臭氧气体检测单元，用于检测电晕放电时产生的臭氧信号，作为放电特征信息。

第二方面，本发明实施例还提供了一种箱式电气设备套管电晕检测方法，其中，采用本发明第一方面实施例所提供的一种箱式电气设备套管电晕检测装置执行所述方法，包括：

通过检测模块中的超声波检测单元，检测电晕放电时产生的超声波信号，作为放电特征信息；

通过检测模块中的紫外线检测单元，检测电晕放电时产生的紫外线信号，作为放电特征信息；

通过检测模块中的臭氧气体检测单元，检测电晕放电时产生的臭氧信号，作为放电特征信息；

通过所述控制模块控制所述检测模块对电晕进行检测，并处理所述放电特征信息。

本发明实施例通过将超声波检测、紫外线检测和臭氧气体检测结合的方法，解决了由于环境因素影响导致仅用紫外线检测电晕不稳定、不准确的问题，实现了全面准确的反映箱体内部电晕发生情况的效果。

附图说明

图1是本发明实施例一中的箱式电气设备套管电晕检测装置示意图；

图2是本发明实施例二中的箱式电气设备套管电晕检测装置示意图；

图3是本发明实施例二中的箱式电气设备套管电晕检测装置安装示意图；

图4是本发明实施例三中的箱式电气设备套管电晕检测方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的箱式电气设备套管电晕检测装置示意图，本发明实施例可适用于检测各种箱式电气设备内部套管电晕发生的情况，如图1所述，所述装置包括检测模块120和控制模块110；

所述检测模块120，在检测状态下设置于待测箱式电气设备箱体内壁，用于检测电晕发生时的放电特征信息；

所述控制模块110，与所述检测模块120相连，用于控制所述检测模块120对电晕进行检测，并处理所述放电特征信息；

其中，所述检测模块120包括：

超声波检测单元121，用于检测电晕放电时产生的超声波信号，作为放电特征信息；

紫外线检测单元122，用于检测电晕放电时产生的紫外线信号，作为放电特征信息；

臭氧气体检测单元123，用于检测电晕放电时产生的臭氧信号，作为放电特征信息。

其中，所述检测模块安装在箱体内壁，由于电气设备被箱体覆盖，检测内部电晕放电情况则需安装在箱体内部，而依托箱体内壁进行安装是较为可靠的。所述箱式电气设备可以是箱式配电变压器，也可以是任何具有外部箱体的配电设备或其他电网用设备。所述控制模块与检测模块相连，向检测模块发送开始检测的信号，同时接收并处理检测模块反馈的电晕放电特征信息的信号。电晕放电时会导致超声波和紫外线的变化，并且伴随臭氧气体的生成。所述放电特征信息主要包括电晕放电时的超声波信号、紫外线信号和臭氧信号。超声波检测单元将声信号转化为电信号反馈给控制模块，可选的是压电晶体式超声波传感器或者镍铁铝合金式超声波探头；紫外线检测单元将光信号转化为电信号反馈给控制模块，可选的是光伏式紫外线传感器或者光导式紫外线传感器；臭氧气体检测单元将气体信号转化为电信号反馈给控制模块，可选的是电化学臭氧传感器或者臭氧浓度探头。本发明实施例对各检测单元的选型和工作模式等不作限定。

示例性的，工作人员将超声波传感器、紫外线传感器和臭氧传感器固定于箱式配电变压器的箱体内壁，将超声波信号、紫外线信号和臭氧信号实时反馈给控制器，控制器根据这些信号来判断是否在配电变压器的套管上有电晕发生。

本发明实施例的技术方案，通过对电晕发生时出现的声、光和气体等放电特征的全面检测，解决了单一检测元件检测不稳定的问题和紫外线会被臭氧吸收导致检测不准确的缺陷，达到了从声光气各方面全面准确的反映箱体内部套管电晕放电情况的效果，为工作人员提供了维护依据。

实施例二

本发明实施例是在前述实施例基础上进行的细化，图2为本发明实施例提供的箱式电气设备套管电晕检测装置示意图，本发明实施例可适用于检测各种箱式电气设备内部套管电晕发生的情况，如图2所示，所述装置包括控制模块210和检测模块220。

其中，所述控制模块210可选的还包括处理器单元211、报警单元212、通信单元213、臭氧检测控制单元214、按钮单元215和电源单元216。

处理器单元211，用于按设定异常识别规则，基于所述检测模块检测的放电特征信息进行异常识别，并生成异常指令传输给报警单元和通信单元；

报警单元212，用于接收所述处理器单元输出的异常识别结果指令，进行报警；

通信单元213，用于接收所述处理器单元输出的异常识别结果指令，并发送给主站230；

臭氧控制单元214，用于手动控制或主站230远程控制臭氧气体检测单元开启；

按钮单元215，用于人工对所述装置进行控制，包括装置启停开关、臭氧检测启动按钮和取消报警按钮；

电源单元216，用于为整个装置供电。

其中，处理器单元可以是单片机，还可以是片上系统。所述异常识别规则是所述处理器单元对所述放电特征信息进行异常识别的判断依据，用于判断箱体内部套管电晕的发生情况，与电晕放电时的声光气特征相关；所述异常识别规则的设定方式可以为作业人员提前设定，本发明实施例对此不作限定。

报警单元可以是报警音响，也可以是报警指示灯，还可以是显示屏，或者是各种报警装置的组合，本发明实施例对报警的形式和内容不作限定。处理器单元对放电特征信息进行处理，如果处理结果表明了的确有电晕放电现象，则向报警单元发送指令控制报警单元按照预设报警方式报警。

通信单元可以是有线通信接口，也可以是无线通信组件，主站可以是电网总控站，也可以是工作人员的移动终端，还可以是任何具有通信和控制功能的上位机。通信单元与主站之间的通信方式可以是有线的，例如可以是工业以太网，也可以是串口通信，还可以是无线通信方式，例如可以是移动网络等，本发明实施例对此不作限定。

按钮单元可以通过人工方式手动开启或关闭整个装置，可以单独控制臭氧检测单元的开启或关闭，还可以在装置报警后手动解除预设的警报信息。

电源单元可以是市电和空气开关的组合，还可以使用电感元件进行取电，本发明实施例对此不作限定。

图3是本发明实施例提供的箱式电气设备套管电晕检测装置安装示意图。

如图3所示，可选的，还包括：

所述超声波检测单元304至少设置两个，至少设置在箱体301内壁两个不同位置，与套管高度一致并正对相邻套管303之间中心线的箱体301侧面内壁和正对套管303的箱体301顶部内壁。

所述紫外线检测单元305至少设置两个，至少设置在箱体301内壁两个不同位置，与套管303高度一致并正对相邻套管303之间中心线的箱体301侧面内壁和正对套管303的箱体301顶部内壁。

超声波检测单元和紫外线检测单元可以相邻安装。

所述臭氧气体检测单元306至少设置两个，至少设置在箱体301内壁下部的两个不同位置，位于对准套管303侧面中心线，箱体301的两个侧面内壁靠近箱体301底部的位置。

可选的，控制模块可集成安装于操作盒307中，并安装在箱体301外壁。

本发明实施例的技术方案，通过设置多组检测单元从不同位置检测电晕放电时的特征信息，解决了单一检测元件检测不稳定的问题和紫外线会被臭氧吸收导致检测不准确的缺陷，达到了全面准确的反映箱体内部套管电晕放电情况的效果，为工作人员提供了维护依据。

实施例三

图4为本发明实施例提供的箱式电气设备套管电晕检测方法流程图。本发明实施例可适用于检测各种箱式电气设备内部套管电晕发生的情况，该方法可以由本发明实施例中的箱式电气设备套管电晕检测装置执行，如图4所示，该方法具体包括如下步骤：

步骤410、通过检测模块中的超声波检测单元，检测电晕放电时产生的超声波信号，作为放电特征信息。

步骤420、通过检测模块中的紫外线检测单元，检测电晕放电时产生的紫外线信号，作为放电特征信息。

步骤430、通过检测模块中的臭氧气体检测单元，检测电晕放电时产生的臭氧信号，作为放电特征信息。

步骤440、通过所述控制模块控制所述检测模块对电晕进行检测，并处理所述放电特征信息。

可选的，还包括：通过所述控制模块控制所述超声波检测单元和紫外线检测单元开启实时检测，并处理检测到的超声波信号和紫外线信号。

基于检测到的超声波信号和紫外线信号，通过所述控制模块控制臭氧气体检测单元开启检测，并处理检测到的臭氧信号。由于电晕发生时伴随臭氧生成，臭氧会吸收一定的紫外线导致紫外线检测不准确，因此根据检测到的超声波信号和紫外线信号来判断是否应该开启臭氧气体的检测，以验证电晕的发生。

检测到的超声波信号的值或紫外线信号的值在轻微放电阈值范围内时，通过控制模块控制臭氧气体检测单元开启。所述轻微放电阈值范围应由工作人员事先设定，可以根据客观因素确定，也可以根据实际工况确定，本发明实施例对此不作限定。

通过所述控制模块中的处理器单元，按设定异常识别规则，基于所述放电特征信息进行异常识别。

通过所述控制模块中的报警单元，根据异常识别结果提示预设的报警信息。预设的报警信息可以是报警灯的闪烁，可以是报警音响发出提示音，还可以是各种报警方式的组合，本发明实施例不作限定。

通过所述控制模块中的通信单元，根据异常识别结果向主站反馈预设的报警信息。主站的工作人员可以根据此报警信息做出反应，给相关工作人员提供维护依据。

当检测到的超声波信号的值或紫外线信号的值大于轻微放电阈值范围的最大限值时，通过所述控制模块中的处理器单元，向所述报警单元和通信单元发送严重放电的异常识别结果指令。当检测到的声光信号超过人为设定的轻微放电阈值范围时，处理器单元认定此时的电晕是严重放电的情况，并向报警单元和通信单元发出指令提示严重放电。

通过所述控制模块中的处理器单元，根据所述臭氧信号的值与轻微放电阈值范围的比较，判断是否发生电晕放电。

其中，如果臭氧信号的值在轻微放电阈值范围内，则通过所述控制模块中的处理器单元，向所述报警单元和通信单元发送轻微放电的异常识别结果指令。当声光信号检测到电晕轻微放电后开启臭氧气体检测，若检测到的臭氧信号在轻微放电阈值范围内，此时判断为电晕轻微放电。

如果臭氧信号的值大于轻微放电阈值范围的最大限值时，通过所述控制模块中的处理器单元，向所述报警单元和通信单元发送严重放电的异常识别结果指令。若检测到的臭氧信号大于人为设定的轻微放电阈值范围，此时判断为电晕严重放电。

在一个具体例子中，工作人员合上箱式配电变压器操作盒内部的空气开关，整个装置投入运行，同时启动超声波传感器和紫外线传感器对箱体内部的超声波和紫外线的变化进行实时检测。

当超声波的检测值大于20db和/或紫外线的检测值大于280nm时，判断为电晕严重放电，装置点亮红色报警指示灯，同时报警音响发出“请注意，箱内电晕严重放电”的警告响声。在判断为严重放电的同时启动臭氧气体检测，若臭氧气体的检测值大于0.1ppm时确认为电晕严重放电，并继续报警。装置本体报警的同时报警信息也传送到主站用以提示工作人员。

当超声波的检测值在6～20db范围内和/或紫外线的检测值在230～280nm范围内时，判断有轻微放电的可能，进一步开启臭氧气体检测，若此时臭氧气体的检测值在0.02～0.1ppm范围内时，确认为电晕轻微放电，装置点亮红色报警指示灯，同时报警音响发出“请注意，箱内电晕放电”的警告响声。装置本体报警的同时报警信息也传送到主站用以提示工作人员。

工作人员可以在主站取消该装置的报警，也可以在主站收到报警信息后来到现场，通过操作盒内控制器的按钮取消报警，并按操作手册对设备进行维护。

本发明实施例的技术方案，通过对电晕发生时出现的声、光和气体等放电特征的全面检测，解决了单一检测元件检测不稳定的问题和紫外线会被臭氧吸收导致检测不准确的缺陷，达到了从声光气各方面全面准确的反映箱体内部套管电晕放电情况的效果，为工作人员提供了维护依据。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (12)

1.一种箱式电气设备套管电晕检测装置，其特征在于，包括检测模块和控制模块；

所述检测模块，在检测状态下设置于待测箱式电气设备箱体内壁，用于检测电晕发生时的放电特征信息；

所述控制模块，与所述检测模块相连，用于控制所述检测模块对电晕进行检测，并处理所述放电特征信息；

其中，所述检测模块包括：

超声波检测单元，用于检测电晕放电时产生的超声波信号，作为放电特征信息；

紫外线检测单元，用于检测电晕放电时产生的紫外线信号，作为放电特征信息；

臭氧气体检测单元，用于检测电晕放电时产生的臭氧信号，作为放电特征信息。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制模块包括：

处理器单元，用于按设定异常识别规则，基于所述检测模块检测的放电特征信息进行异常识别，并生成异常指令传输给报警单元和通信单元；

报警单元，用于接收所述处理器单元输出的异常识别结果指令，进行报警；

通信单元，用于接收所述处理器单元输出的异常识别结果指令，并发送给主站。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述超声波检测单元至少设置两个，至少设置在箱体内壁两个不同位置，与套管高度一致并正对相邻套管之间中心线的箱体侧面内壁和正对套管的箱体顶部内壁。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述紫外线检测单元至少设置两个，至少设置在箱体内壁两个不同位置，与套管高度一致并正对相邻套管之间中心线的箱体侧面内壁和正对套管的箱体顶部内壁。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述臭氧气体检测单元至少设置两个，至少设置在箱体内壁下部的两个不同位置，位于对准套管侧面中心线，箱体的两个侧面内壁靠近箱体底部的位置。

6.一种箱式电气设备套管电晕检测方法，其特征在于，采用权利要求1-5任一所述的箱式电气设备套管电晕检测装置执行所述方法，所述方法包括：

通过检测模块中的超声波检测单元，检测电晕放电时产生的超声波信号，作为放电特征信息；

通过检测模块中的紫外线检测单元，检测电晕放电时产生的紫外线信号，作为放电特征信息；

通过检测模块中的臭氧气体检测单元，检测电晕放电时产生的臭氧信号，作为放电特征信息；

通过所述控制模块控制所述检测模块对电晕进行检测，并处理所述放电特征信息。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，通过所述控制模块控制所述检测模块对电晕进行检测，并处理所述放电特征信息包括：

通过所述控制模块控制所述超声波检测单元和紫外线检测单元开启实时检测，并处理检测到的超声波信号和紫外线信号。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，通过所述控制模块控制所述检测模块对电晕进行检测，并处理所述放电特征信息还包括：

基于检测到的超声波信号和紫外线信号，通过所述控制模块控制臭氧气体检测单元开启检测，并处理检测到的臭氧信号。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，基于检测到的超声波信号和紫外线信号，通过所述控制模块控制臭氧气体检测单元开启，并处理检测到的臭氧信号包括：

检测到的超声波信号的值或紫外线信号的值在轻微放电阈值范围内时，通过控制模块控制臭氧气体检测单元开启。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：

通过所述控制模块中的处理器单元，按设定异常识别规则，基于所述放电特征信息进行异常识别；

通过所述控制模块中的报警单元，根据异常识别结果提示预设的报警信息；

通过所述控制模块中的通信单元，根据异常识别结果向主站反馈预设的报警信息。

11.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，通过所述控制模块中的处理器单元，按设定异常识别规则，基于所述放电特征信息进行异常识别包括：

当检测到的超声波信号的值或紫外线信号的值大于轻微放电阈值范围的最大限值时，通过所述控制模块中的处理器单元，向所述报警单元和通信单元发送严重放电的异常识别结果指令。

12.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，通过所述控制模块中的处理器单元，按设定异常识别规则，基于所述放电特征信息进行异常识别包括：

通过所述控制模块中的处理器单元，根据所述臭氧信号的值与轻微放电阈值范围的比较，判断是否发生电晕放电；

其中，如果臭氧信号的值在轻微放电阈值范围内，则通过所述控制模块中的处理器单元，向所述报警单元和通信单元发送轻微放电的异常识别结果指令；

如果臭氧信号的值大于轻微放电阈值范围的最大限值时，通过所述控制模块中的处理器单元，向所述报警单元和通信单元发送严重放电的异常识别结果指令。

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