[发明专利]基于氧传感器的开关柜局部放电实时监测系统

说明书

技术领域

本发明属于高压开关柜技术领域，尤其是一种基于氧传感器的开关柜局部放电实时监测系统。

背景技术

开关柜是电力系统的重要组成设备，开关柜能否安全运行直接影响着电网的供电可靠性。开关柜会有局部放电现象产生，局部放电是指绝缘结构中由于电场分布不均匀、局部电场过高而导致的绝缘介质中局部范围内的放电或击穿，开关柜内局部放电会导致其内部组织绝缘恶化，最终导致绝缘系统崩坏以致开关柜无法正常运行。局部放电通常通过以下形式来释放能量：（1）电磁形式、（2）声波形式、（3）气体形式。目前，开关柜局放检测装置主要采用了地电波（TEV）、超高频电磁波（UHF）以及超声波（AE）等几种检测方法，其原理都是采用体外接收装置检测电磁波或超声波的存在来判断开关柜内部是否有局部放电。上述技术方法不仅需要耗费大量人力物力，另外还存在许多局限性，譬如超高频电磁波抗干扰能力较差，超声波检测频带范围有限等。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、抗干扰能力强且使用方便的基于氧传感器的开关柜局部放电实时监测系统。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于氧传感器的开关柜局部放电实时监测系统，包括氧传感器、电流运放单元、A/D转换单元、D/A转换单元、DSP处理器、通信单元以及终端监控机；所述的氧传感器安装在开关柜内并将输出的放电电流I_f连接到电流运放单元，所述的电流运放单元将放电电流I_f放大并转为放电电压U_f，该放电电压U_f通过A/D转换单元转换后连接到DSP处理器；所述的DSP处理器进行处理并将输出的放电电压U_f和放电电压斜率K_f经过通信单元与终端监控机相连接，同时，DSP处理器将输出的控制电流I_C经过D/A转换单元连接到氧传感器上实现对氧传感器的控制。

而且，所述的氧传感器包括可充电锌空气电池、可调恒压源及警报灯，可调恒压源、可充电锌空气电池及警报灯串联在一起组成氧传感器回路，电流运放单元串联在氧传感器回路上用于采集氧传感器的输出的放电电流I_f，可调恒压源的控制端与DSP处理器输出的控制电流I_C相连接。

而且，所述的可充电锌空气电池采用活性炭作为正极活性物质，采用锌材料作为负极物质，以氯化铵或苛性碱溶液作为电解质。

而且，所述的通信单元采用以太网通信模块并采用变电站系统网络通信标准IEC61850进行数据通信。

本发明的优点和积极效果是：

本发明设计合理，其通过氧传感器检测开关柜局放电过程中氧气浓度的变化并将变化信息转化为放电电流，然后由DSP处理器及终端监控机进行分析得出有无放电、放电是否严重以及放电点离传感器的距离等结果，避免了电磁波或超声波存在的抗干扰能力差等问题，具有抗干扰能力强、快速准确、性能稳定、使用方便等特点。

附图说明

图1为本发明的系统连接示意图；

图2为氧传感器的电路方框图；

图3（a）为恒压源的自动调节方式的处理示意图；

图3（b）为恒压源的人工调节方式的处理示意图；

图4为DSP处理器的处理流程图；

图5为终端监控机的功能架构图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步详述。