CN218331820U - 一种便携式开关柜局部放电特征气体监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种便携式开关柜局部放电特征气体监测装置，属于电力技术领域，该一种便携式开关柜局部放电特征气体监测装置包括气体分析装置、气体监测部件和连接装置，气体分析装置和气体监测部件安装在外壳内，连接装置安装在外壳外壁上和开关柜的外壁上，气体监测部件包括除尘装置、气体采集装置和气体传感阵列；气体采集装置包括真空泵，真空泵的进气口连接有进气管，进气管进气口前安装有除尘装置，除尘装置连通在连接装置后，该气体监测装置便于携带，根据需求安装在需要监测的开关柜上，无需对每个开关柜固定安装，能降低购买装置开销，还对采集的气体进行除尘处理，防止沙尘引起气体检测的误判。

Description

一种便携式开关柜局部放电特征气体监测装置

技术领域

本实用新型属于电力技术领域，具体而言，涉及一种便携式开关柜局部放电特征气体监测装置。

背景技术

开关柜是常用的电气设备，开关柜内穿墙套管、可分离连接器、电压互感器等绝缘件发生局部放电，随着固体绝缘介质、气体绝缘介质劣化，产生氮氧化合物、碳氧化合物、臭氧等气体，并扩散至开关柜内部并与空气中的水分反应产生酸性化合物，或在开光柜的内部的部件出现故障过程中，也会出现类似的气体，进一步裂化设备的绝缘强度，甚至导致开关柜发生绝缘突发性故障。因此，可以通过对开关柜局部放电特征的故障气体进行监测，现有技术的处理器通过分析所述特征气体成分、气体浓度、缺陷威胁等级，便于运维人员巡检过程中对开关柜内部绝缘状态进行评价。

由于开关柜上一般都设置有通风孔，在西部地区，在春秋风季，干燥风沙大，室内的灰沙大，导致开关柜内灰尘浓度较大，在使用气体传感器对开关柜内的气体成分进行检测时，会有较大误差，不能得到准确的气体监测数据，影响开关柜的监控。

公开号为CN205882453U的中国实用新型专利(申请号：CN201620882344.4)提供了一种开关柜，主要涉及电气设备领域，包括外柜、断路器柜和气体检测控制系统，气体检测控制系统包括检测主机、报警器和检测器；断路器柜设置于外柜内，检测器包括用于测量SF6气体浓度且将数据传输至检测主机的单气检测探头，单气检测探头设置于断路器柜内，单气检测探头检测的SF6气体浓度小于预设阈值时检测主机控制报警器报警，本开关柜包含的气体检测控制系统，能更有效的解决泄露发现不及时以及开关柜内被检测气体弥漫速度以及范围不确定性的问题，最大限度保障了人员安全，避免出现电气事故。

该开关柜内的气体检测控制系统设置在开关柜内，无法根据需求携带安装，在每个开关柜都安装气体检测控制系统极大增加了成本，而且无法避免灰尘浓度较大时对气体成分进行检测时的影响。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种便携式开关柜局部放电特征气体监测装置，能够根据对开关柜需求携带安装，有效解决开关柜内灰尘对传感器气体数据的影响，提高气体监测精度，而且无需对每个开关柜固定安装，能降低购买装置开销。

本实用新型是这样实现的：

本实用新型提供一种便携式开关柜局部放电特征气体监测装置，包括气体分析装置、气体监测部件和连接装置，其中，所述气体分析装置和气体监测部件安装在外壳内，所述连接装置安装在所述外壳外壁上和开关柜的外壁上，所述气体监测部件包括除尘装置、气体采集装置和气体传感阵列；所述气体采集装置包括真空泵，所述真空泵的进气口连接有进气管，所述真空泵的出气口与所述气体传感阵列连接，所述进气管进气口前安装有除尘装置，所述除尘装置连通在所述连接装置后；所述气体监测部件的气体传感阵列与所述气体分析装置连接并形成数据通信链路；所述外壳内还安装有电源，所述电源连接所述除尘装置、所述真空泵、所述气体传感阵列以及所述气体分析装置。

本实用新型提供的一种便携式开关柜局部放电特征气体监测装置的技术效果如下：通过在开关柜内的进气管的进气口前设置除尘装置，可以实现在开关柜内对采集的气体进行除尘处理，防止沙尘引起气体检测的误判，提高气体检测的准确性；通过在待监测局部放电特征气体的开关柜内的进气管的进气口上设置除尘设备，可以实现在开关柜内对采集的气体进行除尘处理，防止沙尘引起气体检测的误判，提高气体检测的准确性；通过将气体监测部件的气体传感器阵列与气体分析装置连接并形成数据通信链路，可以将气体监测部件收集的数据收集起来，分析后判断待监测局部放电特征气体的开关柜内的空气质量是否达标；通过用连接装置连接外壳和开关柜，可以根据需要将气体检测装置安装在开关柜上，按需进行开关柜内的气体检测，方便工作人员携带、提高工作效率，且按需连接该气体检测装置，能够降低成本，减少购买装置开销。

在上述技术方案的基础上，本实用新型的一种便携式开关柜局部放电特征气体监测装置还可以做如下改进:

其中，所述连接装置包括第一管套和第二管套，所述第一管套连通在所述外壳上，所述第二管套开设在开关柜的外壁顶部，所述第一管套、所述第二管套通过插拔的方式连接在一起，所述第一管套上具有用来连接所述第二管套的卡扣，所述第二管套中设置有封堵塞，所述第二管套内壁具有螺纹，所述封堵塞外壁具有与所述第二管套螺纹相适配的螺纹，所述封堵塞的外径与所述第二管套的内径相适配。

采用上述改进方案的有益效果为：通过设置第一管套、第二管套和卡扣，可以方便地将气体检测装置和开关柜连接在一起，结构简单方便操作，在第二管套内设置封堵塞，可以在开关柜不连接气体检测装置时，将第二管套的开口堵住，防止雨水风沙倒灌进开关柜，造成开关柜损坏。

进一步的，所述封堵塞的顶端外径大于所述第二管套的外径；所述封堵塞上具有连接在所述第二管套上的绳子。

采用上述改进方案的有益效果为：封堵塞的顶端外径大于所述第二管套的外径，以防封堵塞掉进第二管套；通过在封堵塞上设置绳子，在第二管套需要连接第一管套而拿掉封堵塞时，封堵塞可以挂在第二管套上，防止丢失。

其中，所述外壳上安装有固定装置，所述固定装置包括伸缩杆、爪夹和连接盘，所述电源、所述爪夹通过连接盘和螺栓连接在所述外壳上，其中，连接盘上开设有螺孔，爪夹上固定设置有螺栓，螺栓旋紧设置在螺孔中，所述伸缩杆连接处通过板扣固定。

采用上述改进方案的有益效果为：通过安装固定装置，可以将外壳牢固地固定在开关柜上，防止因为外壳内设备的重量将连接装置压坏，导致外壳与开关柜的连接不紧密，造成气体分析装置测量数据不精准。

其中，所述电源上还具有插头以及开关。

采用上述改进方案的有益效果为：通过设置开关，便于工作人员根据需要打开气体检测装置内设备，节省电力资源，方便使用，通过在电源上连接插头，可以在电源没电时，直接连接开关柜的电源进行充电，从而使气体检测装置不受电源电量影响进行工作。

进一步的，所述气体传感阵列包括一氧化碳传感器、二氧化氮传感器、臭氧传感器、乙烯传感器以及乙炔传感器中的至少一个。

采用上述改进方案的有益效果为：通过设置多种气体传感器，可以准确检测出开关柜内多种可能的故障气体，确保开关柜正常运行。

进一步的，所述气体分析装置包括处理器、显示器，所述处理器与所述气体监测部件与所述显示器连接。

采用上述改进方案的有益效果为：通过上述设置，处理器可以气体传感阵列得到的气体数据处理得到气体成分、气体浓度、缺陷威胁等级信息发送给显示器，方便工作人员接收开关柜内当前各种可能的故障气体的浓度信息。

进一步的，所述气体分析装置还包括报警器，所述报警器与所述处理器连接。

采用上述改进方案的有益效果为：通过设置与处理器连接的报警器，处理器收到气体传感阵列得到的气体数据，当开关柜内故障气体浓度达到阈值时，处理器控制报警器发出警报，提醒工作人员及时维护开关柜。

进一步的，所述气体分析装置还包括无线通讯装置，所述无线通讯装置与所述处理器相连接。

采用上述改进方案的有益效果为：通过设置无线通讯装置，可以将处理器分析后的气体成分、气体浓度、缺陷威胁等级信息或警报信息发送给工作人员，工作人员无需现场接触开关柜，减少工作人员不必要的工作量，还能及在开关柜内故障气体浓度达到阈值时，去现场对开关柜进行维护。

其中，所述外壳顶面安装有把手。

采用上述改进方案的有益效果为：通过安装把手，方便工作人员携带气体检测装置去现场安装。

与现有技术相比较，本实用新型提供的一种便携式开关柜局部放电特征气体监测装置的有益效果是：通过在开关柜内的进气管的进气口前设置除尘装置，可以实现在开关柜内对采集的气体进行除尘处理，防止沙尘引起气体检测的误判，提高气体检测的准确性；通过在待监测局部放电特征气体的开关柜内的进气管的进气口上设置除尘设备，可以实现在开关柜内对采集的气体进行除尘处理，防止沙尘引起气体检测的误判，提高气体检测的准确性；通过用连接装置连接外壳和开关柜，可以根据需要将气体检测装置安装在开关柜上，按需进行开关柜内的气体检测，方便工作人员携带、提高工作效率，且按需连接该气体检测装置，能够降低成本，减少购买装置开销；处理器可以气体传感阵列得到的气体数据处理得到气体成分、气体浓度、缺陷威胁等级信息发送给显示器，方便工作人员接收开关柜内当前各种可能的故障气体的浓度信息；通过设置无线通讯装置，可以将处理器分析后的气体成分、气体浓度、缺陷威胁等级信息或警报信息发送给工作人员，工作人员无需现场接触开关柜，减少工作人员不必要的工作量，还能及在开关柜内故障气体浓度达到阈值时，去现场对开关柜进行维护。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种便携式开关柜局部放电特征气体监测装置的示意图；

图2为本实用新型提供的一种便携式开关柜局部放电特征气体监测装置中电源示意图；

图3为本实用新型提供的一种便携式开关柜局部放电特征气体监测装置中固定装置的示意图；

图4为本实用新型提供的一种便携式开关柜局部放电特征气体监测装置中封堵塞示意图；

图5为本实用新型提供的一种便携式开关柜局部放电特征气体监测装置的控制电路内部模块连接示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

10、真空泵；100、外壳；101、进气管；11、除尘装置；12、气体传感阵列；20、气体分析装置；21、处理器；22、显示器；23、报警器；24、无线通讯装置；31、第一管套；32、第二管套；33、卡扣；34、封堵塞；41、电源；42、插头；43、开关；51、伸缩杆；52、爪夹；53、连接盘；54、板扣；60、把手。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

如图1-3所示，是本实用新型提供的一种便携式开关柜局部放电特征气体监测装置的第一实施例，在本实施例中，包括气体分析装置20、气体监测部件和连接装置，其中，气体分析装置20和气体监测部件安装在外壳100内，连接装置安装在外壳100外壁上和开关柜的外壁上，气体监测部件包括除尘装置11、气体采集装置和气体传感阵列12；气体采集装置包括真空泵10，真空泵10的进气口连接有进气管101，真空泵10的出气口与气体传感阵列12连接，进气管101进气口前安装有除尘装置11，除尘装置11连通在连接装置后；气体监测部件的气体传感阵列12与气体分析装置20连接并形成数据通信链路；外壳100内还安装有电源41，电源41连接除尘装置11、真空泵10、气体传感阵列12以及气体分析装置20。

其中，真空泵10可以使用Hilintec海霖科技提供的微型真空泵，如其C26系列的微型真空泵，该型号的产品流量1～4L/min，对醇、酸、碱、臭氧等有较好的耐受性，适合采集开关柜的气体使用；除尘装置可以使用通用的除尘器；

使用时，用连接装置将外壳100和开关柜连接，再开启真空泵10，开关柜内空气通过除尘装置11过滤进入进气管101，过滤后的空气经过真空泵10抽入气体传感阵列12，气体传感阵列12得到气体成分、气体浓度数据。

如图4所示，其中，在上述技术方案中，连接装置包括第一管套31和第二管套32，第一管套31连通在外壳100上，第二管套32开设在开关柜的外壁顶部，第一管套31、第二管套32通过插拔的方式连接在一起，第一管套31上具有用来连接第二管套32的卡扣33，第二管套32中设置有封堵塞34，第二管套32内壁具有螺纹，封堵塞34外壁具有与第二管套32螺纹相适配的螺纹，封堵塞34的外径与第二管套32的内径相适配。

第一管套31的内径略大于第二管套32的外径，第一管套31能够套在第二管套32上。

进一步的，在上述技术方案中，封堵塞34的顶端外径大于第二管套32的外径；封堵塞34上具有连接在第二管套32上的绳子。

使用时，当需要在开关柜接上所述气体监测装置时，将封堵塞34从第二管套32里旋出，封堵塞34通过绳子悬挂在第二管套32下，再将第二管套32插入第一管套31，然后用卡扣33固定第一管套31和第二管套32；当不需要在开关柜接上所述气体监测装置时，打开卡扣33，把第一管套31从第二管套32上拔下，再将封堵塞34拧回第二管套32，封住开关柜。

其中，在上述技术方案中，外壳100上安装有固定装置，固定装置包括伸缩杆51、爪夹52和连接盘53，电源41、爪夹52通过连接盘53连接在外壳100上，其中，连接盘53上开设有螺孔，爪夹52上固定设置有螺栓，螺栓旋紧设置在螺孔中，伸缩杆51连接处通过板扣54固定。

使用时，伸长伸缩杆51，使爪夹52正好卡在开关柜两侧顶端，例如倒U型卡槽，关闭板扣54，使伸缩杆51的长度固定。

其中，在上述技术方案中，电源41上还具有插头42以及开关43。

当电源41电量过低，无法带动气体检测装置内的设备的时候，将开关43接入开关柜的电源插座上进行充电，根据需求打开或关闭电源41。

进一步的，在上述技术方案中，气体传感阵列12包括一氧化碳传感器、二氧化氮传感器、臭氧传感器、乙烯传感器以及乙炔传感器中的至少一个。

上述一氧化碳传感器可以使用四方光电公司的ECO-5011，二氧化氮传感器可以使用郑州炜盛电子科技有限公司的4S-NO2，臭氧传感器可以使用湖南菲尔斯特公司的FST100-G111A，乙烯传感器可以使用瑞士Membrapor的C2H4/C-2000，乙炔传感器可以使用北京国泰恒安科技有限公司的2M004。

如图5所示，进一步的，在上述技术方案中，气体分析装置20包括处理器21、显示器22，处理器21与气体监测部件以及显示器22连接。

其中处理器21可以使用Siemens/西门子的LR-CPU224XPCN，该处理器实现了4096字的程序存储，和2560字的用户数据存储，可以通过编程实现对气体分析装置的控制。

使用时，处理器21将气体传感阵列12得到的数据处理得到故障气体浓度信息发送给显示器22，工作人员查看显示器22接收开关柜内故障气体浓度信息。如以下之一的故障气体O3的变化，和/或NO、N2O、NO2、NO3、N2O5故障气体的变化。

进一步的，在上述技术方案中，气体分析装置20还包括报警器23，报警器23与处理器21连接。

上述报警器23可使用工业语音声光报警器喇叭，可以采用TGSG-01T工业语音声光报警器喇叭；也可以使用简单的蜂鸣器。

使用时，当开关柜内故障气体浓度信息到达阈值时，处理器21控制报警器23发出警报，提醒工作人员及时维修。

进一步的，在上述技术方案中，气体分析装置20还包括无线通讯装置24，无线通讯装置24与处理器21相连接。

上述无线通讯装置24可以使用普通wifi通讯模块。

无线通讯装置24将处理器21得到的数据远程发送给工作人员，使工作人员及时得到开关柜内故障气体的浓度信息。

其中，在上述技术方案中，外壳100顶面安装有把手60。

具体的，本实用新型的原理是：当需要在开关柜接上该气体监测装置时，将封堵塞34从第二管套32里旋出，封堵塞34通过绳子悬挂在第二管套32下，再将第二管套32插入第一管套31，然后用卡扣33固定第一管套31和第二管套32；，伸长伸缩杆51，使爪夹52正好卡在开关柜两侧顶端，关闭板扣54，使伸缩杆51的长度固定；开启真空泵10，开关柜内空气通过除尘装置11过滤进入进气管101，过滤后的空气经过真空泵10抽入气体传感阵列12，气体传感阵列12得到气体成分、气体浓度数据；处理器21将气体传感阵列12得到的数据处理得到故障气体浓度信息发送给显示器22，工作人员查看显示器22接收开关柜内故障气体浓度信息。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种便携式开关柜局部放电特征气体监测装置，包括气体分析装置(20)、气体监测部件和连接装置，其中，所述气体分析装置(20)和气体监测部件安装在外壳(100)内，所述连接装置安装在所述外壳(100)外壁上和开关柜的外壁上，所述气体监测部件包括除尘装置(11)、气体采集装置和气体传感阵列(12)；所述气体采集装置包括真空泵(10)，所述真空泵(10)的进气口连接有进气管(101)，所述真空泵(10)的出气口与所述气体传感阵列(12)连接，所述进气管(101)进气口前安装有除尘装置(11)，所述除尘装置(11)连通在所述连接装置后；所述气体监测部件的气体传感阵列(12)与所述气体分析装置(20)连接并形成数据通信链路；所述外壳(100)内还安装有电源(41)，所述电源(41)连接所述除尘装置(11)、所述真空泵(10)、所述气体传感阵列(12)以及所述气体分析装置(20)。

2.根据权利要求1所述的一种便携式开关柜局部放电特征气体监测装置，其特征在于，所述连接装置包括第一管套(31)和第二管套(32)，所述第一管套(31)连通在所述外壳(100)上，所述第二管套(32)开设在开关柜的外壁顶部，所述第一管套(31)、所述第二管套(32)通过插拔的方式套装在一起，所述第一管套(31)上具有用来连接所述第二管套(32)的卡扣(33)，所述第二管套(32)中设置有封堵塞(34)，所述第二管套(32)内壁具有螺纹，所述封堵塞(34)外壁具有与所述第二管套(32)螺纹相适配的螺纹，所述封堵塞(34)的外径与所述第二管套(32)的内径相适配。

3.根据权利要求2所述的一种便携式开关柜局部放电特征气体监测装置，其特征在于，所述封堵塞(34)的顶端外径大于所述第二管套(32)的外径；所述封堵塞(34)上具有连接在所述第二管套(32)上的绳子。

4.根据权利要求1所述的一种便携式开关柜局部放电特征气体监测装置，其特征在于，所述外壳(100)上安装有固定装置，所述固定装置包括伸缩杆(51)、爪夹(52)和连接盘(53)，所述电源(41)、所述爪夹(52)通过连接盘(53)和螺栓连接在所述外壳(100)上，所述伸缩杆(51)连接处通过板扣(54)固定。

5.根据权利要求1所述的一种便携式开关柜局部放电特征气体监测装置，其特征在于，所述电源(41)上还具有插头(42)以及开关(43)。

6.根据权利要求1、4、5任一项所述的一种便携式开关柜局部放电特征气体监测装置，其特征在于，所述气体传感阵列(12)包括一氧化碳传感器、二氧化氮传感器、臭氧传感器、乙烯传感器以及乙炔传感器中的至少一个。

7.根据权利要求1、4、5任一项所述的一种便携式开关柜局部放电特征气体监测装置，其特征在于，所述气体分析装置(20)包括处理器(21)、显示器(22)，所述处理器(21)与所述气体监测部件以及所述显示器(22)连接。

8.根据权利要求7所述的一种便携式开关柜局部放电特征气体监测装置，其特征在于，所述气体分析装置(20)还包括报警器(23)，所述报警器(23)与所述处理器(21)连接。

9.根据权利要求7所述的一种便携式开关柜局部放电特征气体监测装置，其特征在于，所述气体分析装置(20)还包括无线通讯装置(24)，所述无线通讯装置(24)与所述处理器(21)相连接。

10.根据权利要求1所述的一种便携式开关柜局部放电特征气体监测装置，其特征在于，所述外壳(100)顶面安装有把手(60)。

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