[实用新型]高压开关柜局放在线监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高压开关柜局放在线监测装置，通过电容传感器获得高压开关柜进线回路电压信号频谱图，并结合O₃气体传感器测量开关柜内O₃气体浓度通过二者结合间接判断开关柜内部产生局放程度，达到保护开关柜安全运行的目的。

背景技术

近年来，电力系统中开关柜应用越来越广，开关柜现场试验方法的不足和投运的开关柜绝缘特性劣化导致的电力事故数量逐年攀升，严重威胁着电力系统的安全运行，最终影响供电质量和供电可靠性。

据统计，引起开关柜绝缘特性劣化的因素中，由局部放电引起的劣化占85％。因此，如何有效发现开关柜的局部放电，及时检测出潜在绝缘故障已成为电力监管部门日益关心并亟待解决的问题，也是当前相关机构和科技人员研究的热点。

在开关柜绝缘系统中，各部位的电场强度存在差异，某个区域的电场强度一旦达到其击穿场强时，该区域就会出现放电现象，不过施加电压的两个导体之间并未贯穿整个放电过程，即放电未击穿绝缘系统，这种现象即为局部放电。

局部放电是一种脉冲现象，局部放电的过程除了伴随着电荷的转移和电能的损耗之外，还会产生电磁辐射、超声、发光、发热以及出现新的生成物等。超声测量和暂态低电压测量就是基于这些伴生现象而总结出的测量办法。

为了减小设备尺寸，使结构更加紧凑，目前开关柜制造厂家在开关柜的制造中采用了大量的绝缘材料，如环氧树脂浇注的CT、PT、静触头盒、穿墙套管和相间隔板等，如果这些绝缘材料内部存在局部放电，受趋附效应的影响，电流行波往往易集中在金属柜体的内表面，而不会直接穿透金属柜体，小部分通过金属壳体的接缝处或气体绝缘开关的衬垫传播出去，同时产生一个瞬时对地电压，通过设备的金属壳体外表面而传到地下去。开关柜壳体上暂态对地电压的变化会在传感器的金属极板上感应出高频电流，对传感器输出的高频电流进行处理，可以间接获得局部放电的强度和频度。这种检测方法对脉冲的变化速度比较敏感，比较适合检测介质内部的放电。

由于放电是瞬间的，因此局放波形是一个单次的脉冲，当放电结束后，由于杂质电容的充放电作用，波形会经过小段时间的振荡再趋于平坦。为此本实用新型提出一种利用通过电容传感器获得高压开关柜进线回路电压信号频谱图，并结合O₃气体传感器测量开关柜内O₃气体浓度通过二者结合间接判断开关柜内部产生局放程度，达到保护开关柜安全运行的目的。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，如何利用电容传感器获得高压开关柜进线回路电压信号频谱图，并结合O₃气体传感器测量开关柜内O₃气体浓度通过二者结合间接判断开关柜内部产生局放程度，达到保护开关柜安全运行的目的。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种高压开关柜局放在线监测装置，包括A相电压信号电路、B相电压信号电路、C相电压信号电路、高频信号采集电路、O₃气体传感器、拨码开关电路、微处理器电路、液晶显示电路、按键电路、电源电路、通信接口电路、存储电路；A相电压信号电路、B相电压信号电路和C相电压信号电路的输入端分别与高频信号采集电路的输入端连接；高频信号采集电路的输出端与微处理器电路对应的I/O口连接；O₃气体传感器的输出端与微处理器电路的A/D端口连接；拨码开关电路的输出端与微处理器电路对应的I/O口连接；液晶显示电路的输入端与微处理器电路对应的I/O口连接；按键电路的输出端与微处理器电路对应的I/O口连接；电源电路的输出端与微处理器电路对应的电源端口连接；通信接口电路的输入端与微处理器电路对应的通信端口连接；存储电路的输入端与微处理器电路对应的I/O口连接。

A相电压信号电路、B相电压信号电路和C相电压信号电路均采用10-150PF电容传感器获得高压开关柜A相、B相、C相进线回路局部放电信息，采用高压开关柜上配置的带电显示器上的核相孔获得电压局放信息。

高频信号采集电路为采样频率200MHz的FPGA高速采集芯片，获得A相电压信号电路、B相电压信号电路和C相电压信号电路采集的高压开关柜A相、B相、C相进线回路局部放电信息频谱值。

O₃气体传感器采集高压开关柜内部O₃气体浓度。

拨码开关电路采用10位拨码开关。

液晶显示电路显示电压局放信号的频谱图及O₃气体浓度值。