一種高壓開關柜局部放電臭氧含量智能檢測裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種高壓開關柜局部放電臭氧含量智能檢測裝置，它充分利用了高壓開關柜，其特征在于包括:設置在高壓開關柜內/外的采氣口；分別通過直接送入通道和臭氧分解通道與采氣口連通的采氣電磁閥；收集和存儲采樣氣體并設有石英透光窗的氣體吸收池；用于測量所采集氣體的壓力和溫度的壓力傳感器和溫度傳感器；設在所述氣體吸收池一側石英透光窗，發射紫外探測光的低壓汞燈；設在所述氣體吸收池另一側石英透光窗的光電二極管。該裝置安裝在高壓開關柜的外部或內部，并將檢測到的局部放電信號歸集到綜合處理單元，可解決高壓開關柜局部放電在線監測中面臨的上述問題。從而實現局部放電的檢測、診斷、數據存儲、對比、查詢及上傳。
【專利說明】—種高壓開關柜局部放電臭氧含量智能檢測裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種智能電網中供電或配電設備故障檢測的研究與應用，特別是涉及高壓開關柜局部放電的檢測裝置。
【背景技術】
[0002]高壓開關柜局部放電是在高壓開關柜中有導電電極之間部分絕緣區域產生的放電或火花，或若某區域電場強度超過了絕緣材料的擊穿場強，局部放電就可能在該絕緣處發生。局部放電可發生在固體絕緣的氣隙中，由于污染或電場不均勻而在絕緣材料表面發生，或發生在絕緣液體的氣泡中，或電極的氣體電暈。局部放電輻射能量的方式有:電磁輻射，以無線電波、光和熱的形式；聲波輻射，可聽到的或者超聲波；臭氧和氮氧化物。
[0003]局部放電現象說明設備絕緣質量惡化并可能造成事故，惡化會越來越嚴重，以致絕緣不能承受額定的電場強度，并導致閃絡，最終導致嚴重損壞開關柜中的設施和電網中斷。目前，國內外已有多種技術對高壓開關柜的局部放電信號進行監測，主要有脈沖電流法、射頻法、超聲波法與特高頻法等。然而，在實際應用中還存在一些問題，主要包括:1、各類裝置檢測的信號數據格式各不相同，需經定制的專業軟件才能識別分析；2、由于開關柜設備現場電磁環境復雜且存在環境噪聲，易對以上四種方法的測試產生偏差。綜上所述，四種方法對開關柜設備局部放電的準確狀態預警與診斷困難。
[0004]此外，關于采用紫外探測光譜吸收方法測量氣體濃度技術的研究僅是主要集中在于環境保護、醫療化工等行業。而并未對臭氧含量這一明顯特征用于局部放電的檢測分析。
[0005]紫外吸收光譜法是利用不同氣體在紫外波段對光具有選擇吸收的特性來測量排放煙氣中的氣體成分和濃度。基于這種方法設計出一套能夠實時，在線監測相應氣體的實驗裝置。在常溫常壓狀態下，通過對測量的一次光譜進行分析，計算出所測氣體的標準吸收截面，選擇合適的數據處理方法，減小濃度計算時的誤差，可得出所測氣體的實時濃度值。
【發明內容】
[0006]局壓開關柜是電力系統中常見的電氣設備，其內部絕緣劣化或缺陷都會對設備安全運行造成威脅。各類絕緣缺陷從發展到最終擊穿，往往先經過局部放電階段，而局部放電的強弱能夠及時反映絕緣狀態，因此通過在線監測局部放電來判斷絕緣狀態，被廣泛認為是實現開關柜絕緣在線監測及診斷的有效手段。
[0007]紫外吸收技術法長期用于測量大氣臭氧，具有高度精密性和準確性。臭氧紫外吸收光譜的高壓開關柜局部放電檢測技術利用臭氧對253.7nm波長紫外線特征吸收的特性，監測開關柜內的臭氧濃度從而反映開關柜內局部放電狀況。該技術的優勢在于可有效避免環境噪聲及復雜電磁環境對監測結果影響，并且直觀顯示局部放電產生的臭氧含量；更加有效真實地反映開關柜內局部放電發生的實際情況。從而達到降低開關柜由于局部放電造成的設備絕緣劣化造成的電氣設備使用事故發生率，降低電氣設備維護成本和時間，為設備穩定可靠運行提供保障。
[0008]本實用新型的目的是提供一種高壓開關柜局部放電臭氧含量智能檢測裝置，對高壓開關柜局部放電所產生的臭氧含量進行檢測，并作相應的處理，為開關柜的絕緣在線監測及診斷提供提供依據。
[0009]為達上述目的，本實用新型的技術方案為:
[0010]一種高壓開關柜局部放電臭氧含量智能檢測裝置，它充分利用了高壓開關柜，其特征在于包括:
[0011]設置在局壓開關柜內/外的米氣口 ；
[0012]分別通過直接送入通道和臭氧分解通道與采氣口連通的采氣電磁閥，其中在所述臭氧分解通道中設有用于測定裝置的電子零點，持續時間5-10分鐘的臭氧分解過濾元件；
[0013]通過管道與所述采氣電磁閥輸出端連接，收集和存儲采樣氣體并設有石英透光窗的氣體吸收池；
[0014]在采氣電磁閥到氣體吸收池的管道上設置，用于測量所采集氣體的壓力和溫度的壓力傳感器和溫度傳感器；
[0015]設在所述氣體吸收池一側石英透光窗，透過石英透光窗發射主要波長為254mm的紫外探測光的低壓汞燈；
[0016]設在所述氣體吸收池另一側石英透光窗，透過石英透光窗接收所述低壓汞燈發出的紫外探測光的光電二極管。
[0017]所述的光電二極管設有內置的集中在254nm波長的干擾濾波器，該波長是所述低壓汞燈發射的光的主要波長。
[0018]所述的采氣電磁閥能自動轉換將通過采氣口進入的空氣由直接送入通道輸送到氣體吸收池，或將通過臭氧分解通道將空氣送入氣體吸收池，二者交替進行。
[0019]以上結構的高壓開關柜局部放電臭氧含量智能檢測裝置，將局部放電臭氧含量檢測傳感器安裝在高壓開關柜設備本體外部或內部，并將檢測到的局部放電信號歸集到綜合處理單元，可解決高壓開關柜局部放電在線監測中面臨的上述問題。從而實現局部放電的檢測、診斷、數據存儲、對比、查詢及上傳。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型的結構示意圖框圖；
[0021]在圖中，1、采氣口，2、臭氧分解過濾元件，3、電磁閥，4、壓力傳感器，5、溫度傳感器，6、氣體吸收池，7、低壓親燈，8、光電二極管，9、空氣栗。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖，對本實用新型作進一步說明。
[0023]圖1所示，是本實用新型的結構原理示意圖框圖，其工作原理如下:
[0024]I)采氣口 I負責采集高壓開關柜中的空氣，空氣中含有高壓開關柜中局部放電產生的臭氧；采氣口 I設有直接送入通道和臭氧分解通道。
[0025]2)在臭氧分解通道中設有一個臭氧分解過濾元件2，用于測定裝置的電子零點，持續時間5-10分鐘。當電子零點偏差達到可能量化的具體數值時，并進行零點校準修正。[0026]零點校準修正方法:在氣體測量信號為零時，測定裝置的顯示也應為零。比如在環境氣體中并無臭氧成分時，傳感器檢測的測量信號不為零；而測定裝置的示值為零，則需將傳感器調整為零。
[0027]臭氧分解過濾元件2的原理及作用:臭氧分解過濾元件是將高效臭氧分解催化劑顆粒均勻灌注并封存在特定的蜂窩狀基材內，四周可采用紙邊框、不銹鋼邊框等；具有臭氧分解能力強、使用壽命長等特點。每Ig臭氧分解催化劑可分解20(T250mg臭氧。
[0028]采氣電磁閥3分別通過直接送入通道和臭氧分解通道與采氣口 I連通，能自動轉換將通過采氣口 I進入的空氣由直接送入通道輸送到氣體吸收池6，或將通過臭氧分解通道將空氣送入氣體吸收池6 ;二者交替進行。經過臭氧分解通道的空氣記做Ιο，未經臭氧分解通道即經過直接送入通道進入的空氣記做I。
[0029]4)在從采氣電磁閥3輸出端到氣體吸收池6的通道中，設壓力傳感器4和溫度傳感器5，測量所采集氣體的壓力和溫度；這樣通過溫度及壓力測值便能按照十億分之一的體積κΛν混合比率形式顯示臭氧濃度。
[0030]5)氣體吸收池6用以收集和存儲采樣氣體，一個低壓汞燈7位于氣體吸收池6的一側，光電二極管8位于氣體吸收池6的另一側。
[0031]6)低壓汞燈7發射主要波長為254mm的紫外探測光，臭氧分子在此波段具有最大吸收特性。紫外探測光通過一個14cm長的裝有石英透光窗的氣體吸收池6會變稀薄，臭氧檢測便基于此原理。
[0032]7)光電二極管8有內置的集中在254nm波長的干擾濾波器，該波長是汞燈發射的光的主要波長。光電二極管8在另一側透過石英透光窗接收汞燈發射的光，光強度不同，所產生的電流大小也不同，將光電二極管8產生的電流歸集到綜合處理單元進行處理和分析；顯然，臭氧濃度大的氣體透光度低于臭氧濃度小的；從而測出臭氧的濃度。
[0033]8) 一個空氣栗9抽取氣體吸收池6中采樣氣體排出。
[0034]9)通過對光電二極管8產生的電流大小的處理和分析，得出各種數據、曲線和圖表，實現局部放電的檢測、診斷、數據存儲、對比、查詢及上傳。技術人員使用便攜式計算機調取臭氧含量時域曲線圖，核實確認局部放電發展趨勢，并研究制定相應的應對措施。
[0035]在實際應用中，本實用新型的其優點為:
[0036]I)配置靈活:采氣口可根據檢測需要分別采集多個高壓開關柜或同一開關柜多處位置的采樣氣體，實現靈活配置，適應開關柜檢測工作的現場需要；
[0037]2)安裝簡單:檢測裝置可安裝于高壓開關柜柜體外或柜體內，不改變設備原有結構及運行方式，實現一次回路與二次回路隔離，同時檢測過程中無須對設備停電；
[0038]3)維護方便:采用模塊化組件的接口方式，確保在對其單個部件維護或更換時不影響到其它部件的正常運行；
[0039]4)現場使用時，操作人員只需將檢測裝置放置于開關柜柜內或柜體外，便可實現對檢測氣體濃度的標定以及放電趨勢的識別；
[0040]5)可實現在線監測功能，適用于在電源受限制的偏遠地區進行長期監測。
【權利要求】
1.一種高壓開關柜局部放電臭氧含量智能檢測裝置，它充分利用了高壓開關柜，其特征在于包括: 設置在高壓開關柜內/外的采氣口( I); 分別通過直接送入通道和臭氧分解通道與采氣口(I)連通的采氣電磁閥(3)，其中在所述臭氧分解通道中設有用于測定裝置的電子零點，持續工作時間5-10分鐘的臭氧分解過濾元件(2)； 通過管道與所述采氣電磁閥(3)輸出端連接，收集和存儲采樣氣體并設有石英透光窗的氣體吸收池(6)； 在采氣電磁閥(3)到氣體吸收池(6)的管道上設置，用于測量所采集氣體的壓力和溫度的壓力傳感器(4)和溫度傳感器(5)； 設在所述氣體吸收池(6) —側石英透光窗，透過石英透光窗發射主要波長為254mm的紫外探測光的低壓汞燈； 設在所述氣體吸收池另一側石英透光窗，透過石英透光窗接收所述低壓汞燈發出的紫外探測光的光電二極管。
2.根據權利要求1所述的高壓開關柜局部放電臭氧含量智能檢測裝置，其特征在于: 所述的光電二極管設有內置的集中在254nm波長的干擾濾波器，該波長是所述低壓汞燈發射的光的主要波長。
3.根據權利要求1所述的高壓開關柜局部放電臭氧含量智能檢測裝置，其特征在于: 所述的采氣電磁閥能自動轉換將通過采氣口進入的空氣由直接送入通道輸送到氣體吸收池，或將通過臭氧分解通道將空氣送入氣體吸收池，二者交替進行。
【文檔編號】G01N21/33GK203606277SQ201320796926
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年12月6日 優先權日:2013年12月6日
【發明者】吳秋莉, 鄧雨榮, 陶松梅, 鄔蓉蓉, 張煒, 陳慶發, 郭麗娟, 呂澤承, 梁俊斌 申請人:廣西電網公司電力科學研究院