一種高壓箱式電氣設備電火花監測預警裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及高壓設備局部放電監測領域，具體涉及一種高壓箱式電氣設備電火花監測預警裝置，包括電磁脈沖傳感器、光照傳感器、電磁信號調理電路、光照信號調理電路、模擬信號采集機、微處理器、液晶顯示模塊、通信模塊、預警信號模塊、電源模塊、按鍵查詢模塊和屏蔽機殼，本實用新型可在公用一套主機的前提下實現多組傳感器的分體式安裝，便于監測環網柜、箱式變電站等設備內的多處一次設備連接點，經濟可靠，而且裝置能夠實現監測預警狀態的本地/遠程兩種處理方式，便于在設備自動化運維和智能電網中的應用，減少了人工巡檢工作量，提高了維護效率。
【專利說明】
一種高壓箱式電氣設備電火花監測預警裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及高壓設備局部放電監測領域，具體涉及一種高壓箱式電氣設備電火花監測預警裝置。
【背景技術】
[0002]隨著經濟的發展社會用電量的激增，開關柜、電纜分支箱、環網柜等高壓箱式電氣設備以其占地面積小、密封安全性好等優點在電網建設中得到了廣泛的使用。由于設備運行年限、絕緣老化、凝露受潮、粉塵污染等原因，在箱式設備中電纜終端連接處、斷路器動靜觸頭連接點、隔離刀閘的觸頭等電氣一次元件連接點處會發生電火花放電現象。電火花是電極間的擊穿放電，產生的強電場會使間隙的氣體電離，出現帶電粒子，產生放電現象。在氣體放電過程中一般伴隨著高頻寬帶電磁脈沖、高溫、光學輻射、爆鳴等物理現象。電火花具有間歇性和隱蔽性，難以在日常巡視中發現，但是卻對絕緣損壞非常嚴重，長時間運行會導致絕緣擊穿進而發生高能量持續性的火花放電即電弧燃燒，最終造成設備短路，引發電氣火災和電氣爆炸，威脅著人員和設備的安全。
[0003]目前開關柜等箱式設備大多配有基于電壓電流判據的微機保護，但是僅限于過流、過負荷等保護類型。這些保護本質上是屬于事故或不正常運行狀態發生后的一種保護，不能對電火花放電這類潛在隱患起到監測預警和保護作用。
【發明內容】
[0004]為了解決上述問題，本實用新型提供一種高壓箱式電氣設備電火花監測預警裝置，它通過檢測氣體放電過程中產生的電磁脈沖和光照等物理現象，利用電磁場/光照雙判據實現對設備火花放電狀況的監測，同時將監測情況在本地實時顯示和預警，并利用通訊模塊傳輸到遠程終端，為運行維護人員提供預警和檢修輔助決策。
[0005]為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案:
[0006]—種高壓箱式電氣設備電火花監測預警裝置，其特征在于:包括電磁脈沖傳感器、光照傳感器、電磁信號調理電路、光照信號調理電路、模擬信號采集機、微處理器、液晶顯示模塊、通信模塊、預警信號模塊、電源模塊、按鍵查詢模塊和屏蔽機殼;所述微處理器分別電性連接所述模擬信號采集機、所述液晶顯示模塊、所述通信模塊、所述預警信號模塊、所述按鍵查詢模塊相連接，所述模擬信號采集機分別電性連接所述電磁脈沖傳感器和所述光照傳感器，所述電磁脈沖傳感器電性連接所述電磁信號調理電路，所述光照傳感器電性連接所述光照信號調理電路。
[0007]優選地，微處理器為TMS320F28335DSP。
[0008]優選地，電磁脈沖傳感器采用環形探測線圈，電磁信號調理電路和光照信號調理電路采用集成放大器元件和光耦隔離元件及其外圍處理電路，模擬信號采集機采用多通道高精度數據采集卡。
[0009]優選地，通信模塊采用GPRS和RS-485通信，預警信號模塊采用預警信號燈和蜂鳴器。
[0010]優選地，電磁脈沖傳感器和光照傳感器安裝于箱式設備內的一次元件小室。
[0011 ] 優選地，光照傳感器安裝若干組。
[0012]優選地，高壓箱式電氣設備電火花監測預警裝置采用分體式安裝。
[0013]優選地，按鍵查詢模塊用以查詢歷史數據和預警信號復位。
[0014]本實用新型的有益效果:
[0015]可實現對危害絕緣的電火花隱患的監測和預警，提高設備全壽命周期內的保護能力，同時裝置采用分體式安裝方式，可公用一套主機的前提下實現多組傳感器的分體式安裝，便于監測環網柜、箱式變電站等設備內的多處一次設備連接點，經濟可靠，而且裝置能夠實現監測預警狀態的本地/遠程兩種處理方式，便于在設備自動化運維和智能電網中的應用，減少了人工巡檢工作量，提高了維護效率。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型裝置的結構圖；
[0017]圖2為本實用新型裝置安裝示意圖。
【具體實施方式】
[0018]為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。
[0019]一種高壓箱式電氣設備電火花監測預警裝置，包括電磁脈沖傳感器、光照傳感器、電磁信號調理電路、光照信號調理電路、模擬信號采集機、微處理器、液晶顯示模塊、通信模塊、預警信號模塊、電源模塊、按鍵查詢模塊和屏蔽機殼；
[0020]微處理器與模擬信號采集機、液晶顯示模塊、通信模塊、預警信號模塊和按鍵查詢模塊相連接；
[0021]電火花監測預警裝置采集電磁脈沖信號和光照信號作為發生火花放電現象的雙判據，通過電磁脈沖傳感器檢測火花放電過程中產生的電氣火花電磁脈沖，檢測到的信號通過電磁信號調理電路將高頻小信號進行放大、濾波，利用光照傳感器采集電火花放電過程中的光強信號，經過光照信號調理電路進行濾波處理，裝置中的模擬信號采集機實時采集電磁信號調理電路和光照信號調理電路輸出的模擬信號，并轉化為數字信號輸入到微處理器中；
[0022]微處理器接收模擬信號采集機傳輸的電磁脈沖檢測信號和光照信號，按照判定邏輯，對檢測結果進行分類處理得到判定結果，當檢測結果判定為發生火花放電后，微處理器將處理結果在液晶顯示模塊中顯示出來，啟動預警信號模塊，同時將結果通過通信模塊反饋至上級處理終端。
[0023]高壓箱式電氣設備電火花監測預警裝置裝置采用分體式安裝，電磁脈沖傳感器和光照傳感器安裝于箱式設備內的一次元件小室，且可根據箱式設備內的具體情況，在易發生電火花放電的各設備附近適當多安裝幾組傳感器，為提高抗干擾性和便于維護，微處理器及其他信號處理、通信電路連同屏蔽機殼安裝于箱式設備內的二次元件小室或者控制面板處。
[0024]下面我們以KYN28型金屬鎧裝移開式開關柜為例，具體安裝方式如圖2所示，在母排支柱絕緣子處、電纜終端頭處、靜觸頭支柱絕緣子處分別安裝了一組電磁脈沖傳感器和光照傳感器，若是絕緣受潮或者污穢后，上述幾個位置最容易發生電火花，同時也是因為這幾個地方一旦發生持續電火花造成絕緣擊穿后后果最為嚴重。微處理器、信號處理通信等外圍電路連同屏蔽機殼安裝在二次控制室內，以防止一次設備產生的電磁輻射干擾數字芯片。當發生電火花后，火花周圍會產生強光強信號及高寬頻帶電磁場信號，傳感器將采集到的信號通過同軸屏蔽電纜傳輸到二次控制室內主機中的電磁信號調理電路、光照信號調理電路接口中，調理電路將高頻小信號進行放大、濾波，消除干擾噪聲后，傳輸至模擬信號采集機中進行模數轉換后輸入至微處理器中，微處理器中對采集到的信號進行幅值、頻率分析，與設定的邏輯判斷表進行比較，當判定結果為發生了電火花現象后，微處理器將判定結果、傳感器編號(對應安裝位置)、監測時間顯示在液晶顯示器中，同時觸發預警信號模塊，預警信號燈亮，蜂鳴器陣響鳴，通過通信模塊將監測情況傳輸至上級處理終端供運維人員遠程查閱和復位預警信號模塊。通過按鍵查詢模塊也可復位預警信號模塊和調取歷史監測數據記錄，方便運維人員了解設備的歷史運行狀態，便于檢修方案的輔助決策。
[0025]以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換;而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的精神和范圍。
【主權項】
1.一種高壓箱式電氣設備電火花監測預警裝置，其特征在于:包括電磁脈沖傳感器、光照傳感器、電磁信號調理電路、光照信號調理電路、模擬信號采集機、微處理器、液晶顯示模塊、通信模塊、預警信號模塊、電源模塊、按鍵查詢模塊和屏蔽機殼;所述微處理器分別電性連接所述模擬信號采集機、所述液晶顯示模塊、所述通信模塊、所述預警信號模塊、所述按鍵查詢模塊相連接，所述模擬信號采集機分別電性連接所述電磁脈沖傳感器和所述光照傳感器，所述電磁脈沖傳感器電性連接所述電磁信號調理電路，所述光照傳感器電性連接所述光照信號調理電路。2.根據權利要求1所述的高壓箱式電氣設備電火花監測預警裝置，其特征在于:所述微處理器為 TMS320F28335DSP。3.根據權利要求1所述的高壓箱式電氣設備電火花監測預警裝置，其特征在于:所述電磁脈沖傳感器采用環形探測線圈，電磁信號調理電路和光照信號調理電路采用集成放大器元件和光耦隔離元件及其外圍處理電路，模擬信號采集機采用多通道高精度數據采集卡。4.根據權利要求1所述的高壓箱式電氣設備電火花監測預警裝置，其特征在于:所述通信模塊采用GPRS和RS-485通信，所述預警信號模塊采用預警信號燈和蜂鳴器。5.根據權利要求1所述的高壓箱式電氣設備電火花監測預警裝置，其特征在于:所述電磁脈沖傳感器和光照傳感器安裝于箱式設備內的一次元件小室。6.根據權利要求5所述的高壓箱式電氣設備電火花監測預警裝置，其特征在于:所述光照傳感器安裝若干組。7.根據權利要求1-6任一所述的高壓箱式電氣設備電火花監測預警裝置，其特征在于:所述高壓箱式電氣設備電火花監測預警裝置采用分體式安裝。8.根據權利要求1所述的高壓箱式電氣設備電火花監測預警裝置，其特征在于:所述按鍵查詢模塊用以查詢歷史數據和預警信號復位。
【文檔編號】G01R31/12GK205608137SQ201620031014
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年1月11日
【發明人】王靜, 董蘇, 王戴木, 王詩兵, 王峰, 韓波
【申請人】阜陽師范學院