[发明专利]一种抗干扰关键技术的开关柜臭氧含量识别系统

说明书

技术领域

本发明属于智能电网在线监测及其应用领域，特别是涉及高压开关柜局部放电在线监测中臭氧监测领域，具体是一种抗干扰关键技术的开关柜臭氧含量识别系统。

背景技术

高压开关柜是电力系统非常重要的电气设备，绝缘件表面污秽、受潮和凝露；高压母线连接处及断路器触头接触不良；导体、柜体内表面上有金属突起，导致毛刺且较尖；柜体内有可以移动的金属微粒，它有积累电荷的能力，当靠近高压导体且并未接触时，放电最可能发生，高压开关柜故障的潜伏期都会产生放电现象。为了监测高压开关柜的绝缘状态，人们开发了一系列高压开关柜局放监测装置。

当前，应用较为广泛的高压开关柜局放监测技术可以分为二类：

1、局部放电电磁波检测技术(刘云鹏,王会斌,王娟,律方成.高压开关柜局部放电UHF在线监测系统的研究[A].高压电器,2009(2):15-17.将庆云.电力变压器局部放电超高频检测技术的研究[D].保定：华北电力大学，2006.单平.变压器局部放电超高频模式识别系统的研究[D].西安：西安交通大学，2003)。

2、局部放电臭氧检测技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗干扰关键技术的开关柜臭氧含量识别系统，通过接收柜体内部放电产生的臭氧浓度，实现局放的检测和模式的识别。它只需将采气管固定在开关柜高压设备附近，并对设备状况进行实时动态监测，该系统具有极强的抗干扰能力和较高的灵敏度。

本发明解决上述的技术问题的技术方案是：

一种抗干扰关键技术的开关柜臭氧含量识别系统，采用紫外线接收法的原理，用不变的紫外灯光源发生紫外线，光波过滤器只允许波长253.7nm的紫外线通过。经过样品光电传感器，再经由臭氧接收池后，抵达采样光电传感器。经过样品光电传感器和采样光电传感器电旌旗灯号比拟，再经由数学模子的核算，得出臭氧浓度，数据通过RS232物理接口经过RS232/RS485协议转换器将监测数据以ASCII码的形式向外发送，监测主机通过RS485转USB接收数据。该系统由采气滤气器模块、紫外光谱检测模块、模拟信号处理电路、温湿度补偿传感器、A/D转换电路模块、微机处理器单元和监测主机组成。

1.各部件结构：

1)所述采气滤气器模块由特氟龙制做的导气管、抽气泵、臭氧净化器、电磁阀组成，导气管与电磁阀连接，电磁阀与抽气泵进口连接，抽气泵出口与臭氧净化器进口连接；电磁阀控制抽气泵将气体样品通过导气管吸收到臭氧净化器内部。

2)所述紫外光谱检测模块由汞灯、臭氧吸收池、光电二极管构成，汞灯连接于臭氧吸收池上方，臭氧吸收池与光电二极管进口连接；由汞灯发射功率一定的平行紫外光束，通过臭氧吸收池吸收后，将气体样品送入光电二极管接受并分析能量损失，由模拟信号处理电路将光能转化为电压信号，温湿度是影响监测精度的因素，为了确保臭氧检测的精确度，需要根据温湿度补偿传感器对实时的温湿度修正朗伯比尔定律的参数。

3)所述模拟信号处理电路内含内含光电转换电路和放大滤波电路，光电转换电路的出口端与放大滤波电路的进口端连接。

4)所述温湿度补偿传感器是由温度补偿传感器和湿度补偿传感器构成，温度补偿传感器和湿度补偿传感器并联。

5)所述A/D转换电路模块由模数转换电路和A/D参考模块构成，模数转换电路设有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ接口，模数转换电路的Ⅲ接口与A/D参考模块连接。模数转换电路将模拟电压信号为数字信号；通过A/D参考模块修改A/D芯片的偏移量和工作区间，使釆样芯片始终工作于线性度最佳的区间。

6)所述微机处理器单元由单片机ARM7、液晶显示屏、声光提示模块、旋钮输入设备、通讯模块构成。以单片机ARM7为核心，单片机ARM7设有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ接口，Ⅰ接口与液晶显示屏连接，Ⅱ接口与声光提示模块连接，Ⅲ接口与旋钮输入设备连接，Ⅳ接口与通讯模块连接。单片机ARM7的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ接口协调仪器各部分的工作：液晶显示屏显示监测数据和操作菜单；声光提示模块提示臭氧池的工作状态和参数，对池压、温湿度等异常等情况进行提示；旋钮输入设备是仪器面板的唯一输入设备，操作简单；通讯模块包含标准USB和RS232通讯协议和物理接口，同时提供0-2.5V、4-20mA模拟输出接口。

7)所述监测主机由一台装有windows xp操作系统和终端仿真程序的pc机构成，监测主机在监控室起到查看现场监测数据和上传数据的作用。

2.各部件的连接关系：