CN116973714A - 一种带有局部放电检测装置的开关柜 - Google Patents

一种带有局部放电检测装置的开关柜 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种带有局部放电检测装置的开关柜，涉及开关柜监测技术领域，包括柜体与柜门，所述柜体内安装有超声波传感器、臭氧传感器、紫外光传感器、信息收集处理模块以及信息传递模块，超声波传感器、臭氧传感器、紫外光传感器、信息传递模块均与信息收集处理模块通电连接；超声波传感器、紫外光传感器均为多个，多个超声波传感器、紫外光传感器均安装在柜体的内壁上，臭氧传感器活动设置在柜门上。借此，本方案通过分布在柜体内的多个超声波传感器，利用超声波传感器接收到振动时间的不同，计算出局部放电的位置，从而保证了后续工作人员可以快速找到局部放电位置，并进行维修。

Description

一种带有局部放电检测装置的开关柜
技术领域
本发明涉及开关柜监测技术领域，尤其涉及一种带有局部放电检测装置的开关柜。
背景技术
高压开关柜主要用于电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗，起到了通断、控制或保护等作用。由于超高的电场，高压开关柜在使用时往往会出现局部放电的问题。
局部放电是指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。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。这是使高压开关柜绝缘损坏的一个重要因素。因此，设计高压开关柜绝缘时，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。
现有开关柜的局部放电检测方式一般分为人工巡检与固定式在线监测，其中人工巡检是指由工作人员携带移动式检测设备日常对开关柜巡逻监视，该方式虽然提高了检测的准确率，但是会耗费大量人力，而且开关柜在发生局部放电时无法及时应对。固定式在线监测设备一般安装在开关柜内部，一般选用超声波检测，但是开关柜在发生振动时，超声波检测器件极易发生误报。为此，人们又引入了臭氧检测、紫外光检测或者上述几种检测方法相结合的方式来保证检测的准确率。
虽然上述几种检测方式保证了对局部放电检测的准确性，但是却无法提供开关柜内局部放电发生的具体位置，这使得工作人员在检修过程中需要依次排查，这加大了工作人员的工作量。
发明内容
针对以上缺陷，本发明的目的是提供一种带有局部放电检测装置的开关柜，旨在解决现有的开关柜内发生局部放电时，无法第一时间确定局部放电位置的问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种带有局部放电检测装置的开关柜，包括柜体与柜门，所述柜体内安装有超声波传感器、臭氧传感器、紫外光传感器、信息收集处理模块以及信息传递模块，所述超声波传感器、臭氧传感器、紫外光传感器、信息传递模块均与信息收集处理模块通电连接；
所述超声波传感器、紫外光传感器均为多个，多个所述超声波传感器、紫外光传感器均安装在柜体的内壁上，所述臭氧传感器活动设置在柜门上。
其中，所述超声波传感器的数量为n，n≥3。
其中，所述超声波传感器为3个，3个超声波传感器位于三角形的顶点处。
其中，所述柜体内壁上安装有若干固定座，所述固定座包括固定板和围台，所述围台的一端设置有豁口，所述超声波传感器滑动设置在围台上。
其中，所述超声波传感器包括超声波探头与安装板，所述超声波探头位于安装板的一面，所述安装板的一端设置有插接孔，所述围台远离豁口的一端安装有朝向活口延伸的插头，所述安装板与围台滑动连接，所述插头与插接孔通电连接。
其中，若干固定座组成第一阵列与第二阵列，所述第一阵列与超声波传感器配合设置，所述第二阵列与紫外光传感器配合设置。
其中，所述柜门朝向柜体内部的一端穿设有若干通孔，所述柜门内的两端分别横设有传动丝杆，所述传动丝杆的一端安装有动力电机，两个传动丝杆之间安装有移动检测机构，所述移动检测机构包括与传动丝杆螺纹连接的限位块，两个所述限位块之间安装有螺纹轴与限位轴，所述螺纹轴的一端安装有驱动电机，螺纹轴的另一端与限位块转动连接，所述臭氧传感器的一端与螺纹轴螺纹连接，所述臭氧传感器的另一端与限位轴滑动连接。
其中，所述柜门为透明板材。
其中，所述柜体内还设置有电流检测传感器，所述电流检测传感器与开关柜、信息收集处理模块通电连接。
采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：
本方案通过分布在柜体内的多个超声波传感器，利用超声波传感器接收到振动时间的不同，计算出局部放电的位置，从而保证了后续工作人员可以快速找到局部放电位置，并进行维修。
附图说明
图1是带有局部放电检测装置的工作逻辑图；
图2是柜体的结构图；
图3是实施例2中柜体的结构图；
图4是实施例3中柜体的结构图；
图5是固定座的结构图；
图6是超声波传感器的结构图；
图7是固定座的剖视图；
图8是柜门的结构图。
在图中：1-柜体，10-电流检测传感器，2-柜门，3-超声波传感器，31-超声波探头，32-安装板，33-插接孔，4-臭氧传感器，5-紫外光传感器，6-信息传递模块，7-信息收集处理模块，8-固定座，81-固定板，82-围台，83-插头，91-传动丝杆，92-动力电机，93-限位块，94-螺纹轴，95-限位轴，96-驱动电机。
具体实施方式
下面结合附图，进一步阐述本发明。
本说明书中涉及的方位均以本发明一种带有局部放电检测装置的开关柜正常工作时的方位为准，不限定其存储及运输时的方位，仅代表相对的位置关系，不代表绝对的位置关系。
实施例1：
如图1-2所示，一种带有局部放电检测装置的开关柜，包括柜体1与柜门2，为了精确测量开关柜内是否出现局部放电问题，所述柜体1内安装有超声波传感器3、臭氧传感器4、紫外光传感器5、信息收集处理模块7以及信息传递模块6，所述超声波传感器3、臭氧传感器4、紫外光传感器5、信息传递模块6均与信息收集处理模块7通电连接；其中超声波传感器3用于检测局部放电时产生的振动，紫外光传感器5用检测局部放电出现的人眼无法识别的紫外光，而臭氧传感器4则是用于检测高压电弧电离空气产生的臭氧。
超声波传感器3、紫外光传感器5、臭氧传感器4分别与信息收集处理模块7通电连接，其目的是分别将各自监测到的关键信息汇总到信息收集处理模块7。在信息收集处理模块7中，预先储存了相关信息数据，当各传感器反馈信息时，信息收集处理模块7将依次比对相关数据，如果这些数据均超过阈值，即可判断为发生局部放电，此时信息收集处理模块7将会通过信息传递模块6将相关数据传递到对应的PC终端，并进行警报提醒。
而为了精确局部放电在开关柜内发生的位置，所述超声波传感器3、紫外光传感器5均为多个，多个所述超声波传感器3、紫外光传感器5均安装在柜体1的内壁上，所述臭氧传感器4活动设置在柜门2上。由于超声波在空气中的传播速度与声音大体相同，因此在柜体1内设置多个超声波传感器3，此时局部放电发生位置与多个传感器的距离不同，振动传递到不同超声波传感器3所用的时间也不同。此时，我们便可以利用超声波传感器3监测到振动的时间不同，推算出局部放电的位置。
同理，为了进一步精确局部放电的位置，本方案中的紫外光传感器5也选用了多个。
为了保证定位的精准度，超声波传感器3的数量为n，n≥3。
为了方便说明本方案的工作原理，本实施例中的超声波传感器3为3个，3个超声波传感器3位于三角形的顶点处。假设局部放电发生的位置为α，三个超声波传感器3分别在t1s，t2s，t3s后接收到振动，此时我们可以推算出α与三个超声波传感器3的距离分别为340*t1m，340*t2m，340*t3m，然后超声波传感器3分别以对应的距离为半径画圆，此时三个圆的交点处变为α的位置。
同样的，紫外光传感器5的数量也至少为3个。
实施例2：
如图3所示，在本实施例中，超声波传感器3与紫外光传感器5的数量均为3个，3个超声波传感器3与3个紫外光传感器5交替设置。
实施例3：
如图4所示，在本实施例中，超声波传感器3为4个，紫外光传感器5为4个，4个超声波传感器3与4个紫外光传感器5交替设置，并且分别位于四边形的顶点。
实施例4：
如图5-7所示，为了方便更换失效的超声波传感器3，所述柜体1内壁上安装有若干固定座8，所述固定座8包括固定板81和围台82，所述围台82的一端设置有豁口，所述超声波传感器3滑动设置在围台82上。在安装时，只需要将损坏的超声波传感器3滑动拔下，然后安装完好的超声波传感器3即可，该设计使得操作员可以快速更换传感器。
优选的，所述超声波传感器3包括超声波探头31与安装板32，所述超声波探头31位于安装板32的一面，所述安装板32的一端设置有插接孔33，所述围台82远离豁口的一端安装有朝向活口延伸的插头83，所述安装板32与围台82滑动连接，所述插头83与插接孔33通电连接。该设计省去了更换超声波传感器3时需要重新连线的步骤，优化了安装程序。
同样的，为了方便安装紫外光传感器5，若干固定座8组成第一阵列与第二阵列，所述第一阵列与超声波传感器3配合设置，所述第二阵列与紫外光传感器5配合设置。本方案中的紫外光传感器5包括与超声波传感器3相同的安装板32以及光敏探针，该设计简化了安装步骤。
实施例5：
由于高压电弧电离空气产生的臭氧较少，而臭氧又会很快分解为氧气，为了更加精确的测量是否发生局部放电问题，我们需要保证臭氧传感器4能够快速到达局部放电位置进行臭氧检测。如图8所示，为此，所述柜门2朝向柜体1内部的一端穿设有若干通孔，所述柜门2内的两端分别横设有传动丝杆91，所述传动丝杆91的一端安装有动力电机92，两个传动丝杆91之间安装有移动检测机构，所述移动检测机构包括与传动丝杆91螺纹连接的限位块93，两个所述限位块93之间安装有螺纹轴94与限位轴95，所述螺纹轴94的一端安装有驱动电机96，螺纹轴94的另一端与限位块93转动连接，所述臭氧传感器4的一端与螺纹轴94螺纹连接，所述臭氧传感器4的另一端与限位轴95滑动连接。该设计使得臭氧传感器4可以在二维平面内活动，保证了臭氧传感器4能够快速到达局部放电位置进行臭氧检测。其中，为了减少臭氧传感器4移动时造成的空气扰动，增加检测精确性，我们需要尽可能的将臭氧传感器4与柜体1内部分隔。而为了方便臭氧传感器4检测臭氧，因此柜门2朝向柜体1内部的一端需要设置通孔。
为了方便观察开关柜内部，所述柜门2为透明板材。
如图1所示，为了保证检测的准确性，我们还可以实时检查电流是否剧烈变化，为此，所述柜体1内还设置有电流检测传感器10，所述电流检测传感器10与开关柜、信息收集处理模块7通电连接。
综上所述，本方案通过分布在柜体1内的多个超声波传感器3，利用超声波传感器3接收到振动时间的不同，计算出局部放电的位置，从而保证了后续工作人员可以快速找到局部放电位置，并进行维修。
本发明不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所做出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种带有局部放电检测装置的开关柜，其特征在于：包括柜体与柜门，所述柜体内安装有超声波传感器、臭氧传感器、紫外光传感器、信息收集处理模块以及信息传递模块，所述超声波传感器、臭氧传感器、紫外光传感器、信息传递模块均与信息收集处理模块通电连接；
所述超声波传感器、紫外光传感器均为多个，多个所述超声波传感器、紫外光传感器均安装在柜体的内壁上，所述臭氧传感器活动设置在柜门上。
2.根据权利要求1所述的带有局部放电检测装置的开关柜，其特征在于：所述超声波传感器的数量为n，n≥3。
3.根据权利要求2所述的带有局部放电检测装置的开关柜，其特征在于：所述超声波传感器为3个，3个超声波传感器位于三角形的顶点处。
4.根据权利要求1所述的带有局部放电检测装置的开关柜，其特征在于：所述柜体内壁上安装有若干固定座，所述固定座包括固定板和围台，所述围台的一端设置有豁口，所述超声波传感器滑动设置在围台上。
5.根据权利要求4所述的带有局部放电检测装置的开关柜，其特征在于：所述超声波传感器包括超声波探头与安装板，所述超声波探头位于安装板的一面，所述安装板的一端设置有插接孔，所述围台远离豁口的一端安装有朝向活口延伸的插头，所述安装板与围台滑动连接，所述插头与插接孔通电连接。
6.根据权利要求4所述的带有局部放电检测装置的开关柜，其特征在于：若干固定座组成第一阵列与第二阵列，所述第一阵列与超声波传感器配合设置，所述第二阵列与紫外光传感器配合设置。
7.根据权利要求1所述的带有局部放电检测装置的开关柜，其特征在于：所述柜门朝向柜体内部的一端穿设有若干通孔，所述柜门内的两端分别横设有传动丝杆，所述传动丝杆的一端安装有动力电机，两个传动丝杆之间安装有移动检测机构，所述移动检测机构包括与传动丝杆螺纹连接的限位块，两个所述限位块之间安装有螺纹轴与限位轴，所述螺纹轴的一端安装有驱动电机，螺纹轴的另一端与限位块转动连接，所述臭氧传感器的一端与螺纹轴螺纹连接，所述臭氧传感器的另一端与限位轴滑动连接。
8.根据权利要求7所述的带有局部放电检测装置的开关柜，其特征在于：所述柜门为透明板材。
9.根据权利要求1所述的带有局部放电检测装置的开关柜，其特征在于：所述柜体内还设置有电流检测传感器，所述电流检测传感器与开关柜、信息收集处理模块通电连接。
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