CN209486252U - 一种ct自取电开关柜检测装置及系统 - Google Patents

Abstract

一种CT自取电开关柜检测装置，其包含：温湿度、电流测量模块，测量开关梅花触头的温度、电流以及开关柜内的环境温度湿度数据；臭氧测量模块，测量开关柜内的臭氧浓度数据；第一通信模块；第二通信模块；取电模块，自动从高压带电设备中感应出能量为温湿度、电流测量模块以及臭氧测量模块、第一通信模块以及第二通信模块供电；金属环形绑带，温湿度、电流测量模块、臭氧测量模块以及取电模块均安装在环形绑带上，该金属环形绑带两端通过卡扣连接，形成闭环卡在开关梅花触头边缘。其优点是：能精确测量开关触头温度、电流，以及开关运行的环境温湿度、臭氧含量，以实现绝缘状态的评估。

Description

一种CT自取电开关柜检测装置及系统

技术领域

本实用新型涉及电力系统检测技术领域，具体涉及一种CT自取电开关柜检测装置及系统。

背景技术

目前，手车式开关柜在供电系统中普遍使用。在高压断路器手车结构中，动触头与静触头之间存在一定的接触电阻，如果该接触电阻阻值过大，则很大一部分电能会以热辐射的形式被损耗，使得接触区域温度升高，从而加速动、静触头接触处氧化。而氧化结果会导致接触电阻值进一步增大，继而使接触区域温度过高问题陷入恶性循环，甚至起弧烧损触头。传统的红外、示温蜡片等温度测量方式周期长、施工复杂，效率低，不便于管理，发生故障时要耗费大量的人力物理排查和重新铺设。而在特定场合下监测点分散、环境封闭或有高电压，很多测温方式无法实现测量工作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种CT自取电开关检测装置及系统，使用温度传感器、非接触式电流传感器、湿度传感器、臭氧传感器，能够精确测量开关触头温度、电流，以及开关运行的环境湿度、臭氧含量，以对开关柜内的绝缘状态进行评估。

为了达到上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种CT自取电开关柜检测装置，设置在开关柜内，其特征是，包含：

温湿度、电流测量模块，测量开关梅花触头上待测点的温度数据、电流数据以及开关柜内的环境温度湿度数据；

臭氧测量模块，测量开关柜内的臭氧浓度数据；

第一通信模块，将开关梅花触头上待测点的温度数据、电流数据以及开关柜内的环境温度湿度数据传送出去；

第二通信模块，将开关柜内的臭氧浓度数据传送出去；

取电模块，自动从开关柜中感应出能量以为装置整体供电；

金属环形绑带，温湿度、电流测量模块、臭氧测量模块以及取电模块均安装在环形绑带上，该金属环形绑带两端通过卡扣连接，形成闭环卡在开关梅花触头边缘。

上述的CT自取电开关柜检测装置，其中：

温湿度、电流测量模块包含温度传感器、非接触式电流传感器、温湿度组合传感器；温湿度、电流测量模块外部具有一个耐高温材料外壳，以将温度传感器、非接触式电流传感器、温湿度组合传感器与待测点隔离；

臭氧测量模块为臭氧传感器。

上述的CT自取电开关柜检测装置，其中：

耐高温材料为PEEK材料。

上述的CT自取电开关柜检测装置，其中：

温度传感器位于温湿度、电流测量模块的腹部位置，温度传感器的测温探点通过外壳上的一开口实现，测温探点和开关梅花触头上的待测点表面之间通过氧化铝陶瓷连接。

上述的CT自取电开关柜检测装置，其中：

温湿度组合传感器位于温湿度、电流测量模块的背部；

非接触式电流传感器为一内嵌在温湿度、电流测量模块内的电磁感应器件。

上述的CT自取电开关柜检测装置，其中：

金属环形绑带的卡扣两端分别配有弹力橡胶垫，以避免安装或使用过程中金属环形绑带因形变弹开发生开关短路。

上述的CT自取电开关柜检测装置，其中：

金属环形绑带外侧覆有耐高温型热缩绝缘套管，待测点温度升高时，套管紧缩，温湿度、电流测量模块的温度传感器将更贴合开关梅花触头上的待测点表面，测量结果更精准。

上述的CT自取电开关柜检测装置，其中：

第一通信模块集成在温湿度、电流测量模块内；

第二通信模块集成在臭氧测量模块内。

一种CT自取电开关柜检测系统，包含：

上述的CT自取电开关柜检测装置；

外部数据终端，无线通信连接CT自取电开关柜检测装置的第一通信模块、第二通信模块，接收开关梅花触头的温度数据、电流数据、开关柜内的环境温度湿度数据以及开关柜内的臭氧浓度数据。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、使用温度传感器、非接触式电流传感器、湿度传感器、臭氧传感器，能够精确测量开关触头温度、电流，以及开关运行的环境湿度、臭氧含量。

2、外观类似金属绑带，绑带上安装有集成式温度、湿度、电流测量模块和臭氧测量模块，绑带使用金属卡扣固定，卡扣两侧还配有防止弹开的橡胶垫。绑带外侧包有耐高温型热缩套管。

3、具有测量精确、隔离彻底、安装方便、抗干扰能力强、工作可靠等特点。

4、采用CT自取电技术，内置感应取电线圈，能自动从高压带电设备中感应出能量，无需外接电源和内置电池，实现零维护，一劳永逸。

5、装置采用低功耗、无线隔离传输等技术，可以实现在安全区域的数据终端抄表和读数，无需涉足带电区域，安全方便。

附图说明

图1为本实用新型的外观整体结构示意框图；

图2为本实用新型的模块框图；

图3为本实用新型的立体图；

图4为本实用新型的温湿度、电流测量模块的腹部、背部构造示意图。

具体实施方式

以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本实用新型做进一步阐述。

高压开关设备内部绝缘缺陷或劣化、导电连接部分的接触不良都会影响开关柜的安全可靠运行。开关柜通常都是采用空气作为绝缘介质，当开关柜内有放电现象时，会将空气中的两个氧原子的氧气转换为三个氧原子的臭氧气体，故本实用新型通过检测或监测开柜内部的臭氧气体含量或浓度变化，来间接监测开关内是否存在放电现象，以达到对开关柜内的绝缘状态进行评估。并且臭氧仅对波长253.7nm的紫外线具有最大吸收系数，因此可以采用基于紫外光谱吸收原理来对室内或密闭的高压设备内的臭氧气体进行检测或监测。

如图1、2所示，基于上述思路，本实用新型提出了一种CT自取电开关柜检测装置，设置在开关柜内，其包含：温湿度、电流测量模块1，测量开关梅花触头上待测点(即触头)的温度数据、电流数据以及开关柜内的环境温度湿度数据；臭氧测量模块2，测量开关柜内的臭氧浓度数据；第一通信模块，可以集成设置在温湿度、电流测量模块1内，也可以独立设置于温湿度、电流测量模块1外，用于将开关梅花触头上待测点的温度数据、电流数据以及开关柜内的环境温度湿度数据传送出去；第二通信模块，同样的，可以集成设置在臭氧测量模块2内或独立设置在外，将开关柜内的臭氧浓度数据传送出去；优选的，第一通信模块和第二通信模块分别集成设置在温湿度、电流测量模块1以及臭氧测量模块2内；取电模块5，自动从开关柜中感应出能量以为整体装置供电，即为温湿度、电流测量模块1、臭氧测量模块2供电，若第一通信模块、第二通信模块为外置模块，则取电模块5需要为电流测量模块1、臭氧测量模块2、第一通信模块、第二通信模供电；

金属环形绑带6，温湿度、电流测量模块1、臭氧测量模块2以及取电模块5均安装在环形绑带6上，该金属环形绑带6两端通过卡扣4连接，形成闭环卡在开关梅花触头边缘。

本实施例中，温湿度、电流测量模块1包含测量开关梅花触头上待测点 (即触头)的温度数据的温度传感器、测量开关梅花触头上待测点(即触头) 的电流数据的非接触式电流传感器、测量开关柜内的环境温度湿度数据的温湿度组合传感器；温湿度、电流测量模块1外部具有一个耐高温材料外壳，以将温度传感器、非接触式电流传感器、温湿度组合传感器与待测点隔离；臭氧测量模块2为臭氧传感器。耐高温材料为PEEK材料。

如图4所示，本实施例中，温度传感器位于温湿度、电流测量模块1的腹部A位置，温度传感器的测温探点通过外壳上的一开口实现，测温探点和开关梅花触头上的待测点表面之间通过氧化铝陶瓷连接。温湿度组合传感器位于温湿度、电流测量模块1的背部B；非接触式电流传感器为一内嵌在温湿度、电流测量模块1内的电磁感应器件。

由于开关梅花触头有ABC三相，金属环形绑带6如果弹开可能造成如 AB/BC/AC两相接通，致使短路，因此，本实施例中金属环形绑带6的卡扣 4两端分别配有弹力橡胶垫3，以避免安装或使用过程中金属环形绑带6因形变弹开发生开关短路。

金属环形绑带6外侧覆有耐高温型热缩绝缘套管，保证了装置的绝缘性以及待测点温度升高时，套管紧缩，温湿度、电流测量模块1的温度传感器将更贴合开关梅花触头上的待测点表面，测量结果更精准。卡扣4螺母和螺丝配合，螺丝头部设计成尖角，加强固定效果。卡扣两端配有弹力橡胶垫，可有效避免安装或使用过程中绑带因形变弹开发生开关短路等情况。如图3 所示，金属绑带外侧覆有耐高温型热缩套管7，待测点温度升高的时候，套管7紧缩，传感器更贴合测量面，使得测量结果更为精准。

本实用新型还公开了一种CT自取电开关柜检测系统，其包含：所述的 CT自取电开关柜检测装置；外部数据终端，无线通信连接CT自取电开关柜检测装置的第一通信模块、第二通信模块，接收开关梅花触头的温度数据、电流数据、开关柜内的环境温度湿度数据以及开关柜内的臭氧浓度数据。

所述的CT自取电开关柜检测系统还可以包含：分析模块，连接外部数据终端，1、根据电流数据结合开关梅花触头上待测点的温度数据变化分析是否由于负载变化引起，以及，2、通过对环境温度湿度数据结合被开关梅花触头上待测点的温度数据分析，3、评估当前工况环境温度对开关梅花触头上待测点温度的影响以及环境温度是否对带电体触点氧化产生影响。

以下结合一个较佳的实施例说明分析模块的具体分析方法：

1、根据电流数据结合开关梅花触头上待测点的温度数据变化分析是否由于负载变化引起，具体的：利用内嵌式的非接触式电流传感器这样的电磁感应器件，可实现非接触式的电流测量，这一功能，可更直观的分析当前所测温度的变化，是否是由于负载变化引起。正常情况下，电流和温度应该同时升高或降低，异常时，电流可能不随温度的升高而升高；

2、通过对环境温度湿度数据结合被开关梅花触头上待测点的温度数据分析，具体的：待测点发热时，与其距离较近的周边微环境的温度也会同比上升。通过内置温湿度组合传感器中测得的环境温度辅助验证待测点温度传感器的触点温度检测结果，当待测点温度和环境温度都出现同比变化时，则待测点可能存在发热问题。环境温度传感器的温度没有变化时，测点温度传感器出现大幅度的的上升或下降，可判断为误判或误报警。

3、评估当前工况环境温度对开关梅花触头上待测点温度的影响以及环境温度是否对带电体触点氧化产生影响，具体的：螺丝松动、接触不良、材料老化裂化引起的温度升高，此类故障一般表现为待测点电流没有较大变化的情况下，而其温度持续不断升高，且幅度较大；待测点电流的变大幅度远小于温度升高的幅度，且环境温度没有大的变化情况下，且温升幅度较大。此类故障表现为温升幅度较大，相对值较高。

较佳的，臭氧测量模块2采用高性能的紫外吸收光谱式臭氧气体检测传感器，可以精确地测量开关柜内臭氧浓度，精度达到1.5ppbv或2％(取大者)，检测范围从下限1.5ppb到1000ppmv。整个检测模块重量轻、低功耗、耐高温，可支持连续检测，适合于高压电气设备内连续气体在线监测的应用。

温湿度、电流测量模块1和臭氧测量模块2安装的相应的无线发射模块 (第一通信模块，第二通信模块)，采用绕射性极强的433MHZ无线信号，可将监测数据实时传输到数据终端。数据终端可安装在站内安全区域，检测人员可以直接在数据终端屏幕上读数和抄表，安全便捷。

综上所述，本实用新型具有以下优点：

(1)自取电：该装置内置高稳定性的CT自取电模块，可在15安培至 4000安培供电系统中自动感应获取电能进行工作，摆脱更换电池、定期充电的繁琐，免维护。同时采用饱和高可靠性电路设计，以及长达72小时的老化处理，确保模块的性能稳定。

(2)牢固可靠：装置安装使用的卡扣两端配有弹力橡胶垫，可有效避免安装或使用过程中环形绑带因形变弹开发生开关短路等情况。

(3)影响因素少：

传统测温方式的测量结果受到材料自身、负载变化、周围环境温度等影响，本实用新型的测温模块集成了测点温度、电流、环境温湿度测量，通过对比分析，可以排除影响因素的干扰，避免了测点温度的误判误报警，大大提高了装置的可靠性。

(4)寿命长：装置采用工业级电子元器件，外壳采用耐高温PEEK PVC 材料，使用可靠性大幅提高，装置寿命大幅提升。

(5)安装便捷：安装过程中，只需要拧松卡口螺丝，将金属环绕在开关柜梅花触头边缘，使其测温探点贴近待测表面，再拧紧螺丝即可。

尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (9)

1.一种CT自取电开关柜检测装置，设置在开关柜内，其特征在于，包含：

温湿度、电流测量模块，测量开关梅花触头上待测点的温度数据、电流数据以及开关柜内的环境温度湿度数据；

臭氧测量模块，测量开关柜内的臭氧浓度数据；

第一通信模块，将开关梅花触头上待测点的温度数据、电流数据以及开关柜内的环境温度湿度数据传送出去；

第二通信模块，将开关柜内的臭氧浓度数据传送出去；

取电模块，自动从开关柜中感应出能量以为装置整体供电；

金属环形绑带，温湿度、电流测量模块、臭氧测量模块以及取电模块均安装在环形绑带上，该金属环形绑带两端通过卡扣连接，形成闭环卡在开关梅花触头边缘。

2.如权利要求1所述的CT自取电开关柜检测装置，其特征在于：

温湿度、电流测量模块包含温度传感器、非接触式电流传感器、温湿度组合传感器；温湿度、电流测量模块外部具有一个耐高温材料外壳，以将温度传感器、非接触式电流传感器、温湿度组合传感器与待测点隔离；

臭氧测量模块为臭氧传感器。

3.如权利要求2所述的CT自取电开关柜检测装置，其特征在于：

耐高温材料为PEEK材料。

4.如权利要求2所述的CT自取电开关柜检测装置，其特征在于：

温度传感器位于温湿度、电流测量模块的腹部位置，温度传感器的测温探点通过外壳上的一开口实现，测温探点和开关梅花触头上的待测点表面之间通过氧化铝陶瓷连接。

5.如权利要求2所述的CT自取电开关柜检测装置，其特征在于：

温湿度组合传感器位于温湿度、电流测量模块的背部；

非接触式电流传感器为一内嵌在温湿度、电流测量模块内的电磁感应器件。

6.如权利要求1所述的CT自取电开关柜检测装置，其特征在于：

金属环形绑带的卡扣两端分别配有弹力橡胶垫，以避免安装或使用过程中金属环形绑带因形变弹开发生开关短路。

7.如权利要求2所述的CT自取电开关柜检测装置，其特征在于：

金属环形绑带外侧覆有耐高温型热缩绝缘套管，待测点温度升高时，套管紧缩，温湿度、电流测量模块的温度传感器将更贴合开关梅花触头上的待测点表面，测量结果更精准。

8.如权利要求1所述的CT自取电开关柜检测装置，其特征在于：

第一通信模块集成在温湿度、电流测量模块内；

第二通信模块集成在臭氧测量模块内。

9.一种CT自取电开关柜检测系统，其特征在于，包含：

如权利要求1～8中任意一项所述的CT自取电开关柜检测装置；

外部数据终端，无线通信连接CT自取电开关柜检测装置的第一通信模块、第二通信模块，接收开关梅花触头的温度数据、电流数据、开关柜内的环境温度湿度数据以及开关柜内的臭氧浓度数据。