本實(shí)用新型涉及一種高壓開關(guān)柜局放在線監(jiān)測裝置，通過電容傳感器獲得高壓開關(guān)柜進(jìn)線回路電壓信號頻譜圖，并結(jié)合O3氣體傳感器測量開關(guān)柜內(nèi)O3氣體濃度通過二者結(jié)合間接判斷開關(guān)柜內(nèi)部產(chǎn)生局放程度，達(dá)到保護(hù)開關(guān)柜安全運(yùn)行的目的。
背景技術(shù)：
近年來，電力系統(tǒng)中開關(guān)柜應(yīng)用越來越廣，開關(guān)柜現(xiàn)場試驗(yàn)方法的不足和投運(yùn)的開關(guān)柜絕緣特性劣化導(dǎo)致的電力事故數(shù)量逐年攀升，嚴(yán)重威脅著電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，最終影響供電質(zhì)量和供電可靠性。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，引起開關(guān)柜絕緣特性劣化的因素中，由局部放電引起的劣化占85％。因此，如何有效發(fā)現(xiàn)開關(guān)柜的局部放電，及時檢測出潛在絕緣故障已成為電力監(jiān)管部門日益關(guān)心并亟待解決的問題，也是當(dāng)前相關(guān)機(jī)構(gòu)和科技人員研究的熱點(diǎn)。
在開關(guān)柜絕緣系統(tǒng)中，各部位的電場強(qiáng)度存在差異，某個區(qū)域的電場強(qiáng)度一旦達(dá)到其擊穿場強(qiáng)時，該區(qū)域就會出現(xiàn)放電現(xiàn)象，不過施加電壓的兩個導(dǎo)體之間并未貫穿整個放電過程，即放電未擊穿絕緣系統(tǒng)，這種現(xiàn)象即為局部放電。
局部放電是一種脈沖現(xiàn)象，局部放電的過程除了伴隨著電荷的轉(zhuǎn)移和電能的損耗之外，還會產(chǎn)生電磁輻射、超聲、發(fā)光、發(fā)熱以及出現(xiàn)新的生成物等。超聲測量和暫態(tài)低電壓測量就是基于這些伴生現(xiàn)象而總結(jié)出的測量辦法。
為了減小設(shè)備尺寸，使結(jié)構(gòu)更加緊湊，目前開關(guān)柜制造廠家在開關(guān)柜的制造中采用了大量的絕緣材料，如環(huán)氧樹脂澆注的CT、PT、靜觸頭盒、穿墻套管和相間隔板等，如果這些絕緣材料內(nèi)部存在局部放電，受趨附效應(yīng)的影響，電流行波往往易集中在金屬柜體的內(nèi)表面，而不會直接穿透金屬柜體，小部分通過金屬殼體的接縫處或氣體絕緣開關(guān)的襯墊傳播出去，同時產(chǎn)生一個瞬時對地電壓，通過設(shè)備的金屬殼體外表面而傳到地下去。開關(guān)柜殼體上暫態(tài)對地電壓的變化會在傳感器的金屬極板上感應(yīng)出高頻電流，對傳感器輸出的高頻電流進(jìn)行處理，可以間接獲得局部放電的強(qiáng)度和頻度。這種檢測方法對脈沖的變化速度比較敏感，比較適合檢測介質(zhì)內(nèi)部的放電。
由于放電是瞬間的，因此局放波形是一個單次的脈沖，當(dāng)放電結(jié)束后，由于雜質(zhì)電容的充放電作用，波形會經(jīng)過小段時間的振蕩再趨于平坦。為此本實(shí)用新型提出一種利用通過電容傳感器獲得高壓開關(guān)柜進(jìn)線回路電壓信號頻譜圖，并結(jié)合O3氣體傳感器測量開關(guān)柜內(nèi)O3氣體濃度通過二者結(jié)合間接判斷開關(guān)柜內(nèi)部產(chǎn)生局放程度，達(dá)到保護(hù)開關(guān)柜安全運(yùn)行的目的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，如何利用電容傳感器獲得高壓開關(guān)柜進(jìn)線回路電壓信號頻譜圖，并結(jié)合O3氣體傳感器測量開關(guān)柜內(nèi)O3氣體濃度通過二者結(jié)合間接判斷開關(guān)柜內(nèi)部產(chǎn)生局放程度，達(dá)到保護(hù)開關(guān)柜安全運(yùn)行的目的。
為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種高壓開關(guān)柜局放在線監(jiān)測裝置，包括A相電壓信號電路、B相電壓信號電路、C相電壓信號電路、高頻信號采集電路、O3氣體傳感器、撥碼開關(guān)電路、微處理器電路、液晶顯示電路、按鍵電路、電源電路、通信接口電路、存儲電路；A相電壓信號電路、B相電壓信號電路和C相電壓信號電路的輸入端分別與高頻信號采集電路的輸入端連接；高頻信號采集電路的輸出端與微處理器電路對應(yīng)的I/O口連接；O3氣體傳感器的輸出端與微處理器電路的A/D端口連接；撥碼開關(guān)電路的輸出端與微處理器電路對應(yīng)的I/O口連接；液晶顯示電路的輸入端與微處理器電路對應(yīng)的I/O口連接；按鍵電路的輸出端與微處理器電路對應(yīng)的I/O口連接；電源電路的輸出端與微處理器電路對應(yīng)的電源端口連接；通信接口電路的輸入端與微處理器電路對應(yīng)的通信端口連接；存儲電路的輸入端與微處理器電路對應(yīng)的I/O口連接。
A相電壓信號電路、B相電壓信號電路和C相電壓信號電路均采用10-150PF電容傳感器獲得高壓開關(guān)柜A相、B相、C相進(jìn)線回路局部放電信息，采用高壓開關(guān)柜上配置的帶電顯示器上的核相孔獲得電壓局放信息。
高頻信號采集電路為采樣頻率200MHz的FPGA高速采集芯片，獲得A相電壓信號電路、B相電壓信號電路和C相電壓信號電路采集的高壓開關(guān)柜A相、B相、C相進(jìn)線回路局部放電信息頻譜值。
O3氣體傳感器采集高壓開關(guān)柜內(nèi)部O3氣體濃度。
撥碼開關(guān)電路采用10位撥碼開關(guān)。
液晶顯示電路顯示電壓局放信號的頻譜圖及O3氣體濃度值。
本實(shí)用新型的積極效果是：(1)高壓開關(guān)柜局放在線監(jiān)測裝置采用從開關(guān)柜帶電指示器核相孔處取得局放信號，只要開關(guān)柜內(nèi)某一相發(fā)生局放現(xiàn)象，電容傳感器就會耦合出局放放電電流信號，通過核相孔就可以間接取出耦合的局放放電電流信號，此時放電電流會出現(xiàn)放電脈沖，利用脈沖電流法，并結(jié)合電流頻譜法，可以準(zhǔn)確地診斷出此相是否發(fā)生局放，以及發(fā)生局放的程度，裝置特點(diǎn)是：使得局放信號的獲取變得簡單易行，且測量儀器安裝簡單、成本低，不需要高昂的傳感器，便于局放在線監(jiān)測推廣。(2)利用通過電容傳感器獲得高壓開關(guān)柜進(jìn)線回路電壓信號頻譜圖，并結(jié)合O3氣體傳感器測量開關(guān)柜內(nèi)O3氣體濃度通過二者結(jié)合間接判斷開關(guān)柜內(nèi)部產(chǎn)生局放程度，使局放監(jiān)測更準(zhǔn)確。
附圖說明
圖1為高壓開關(guān)柜局放在線監(jiān)測裝置連接結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
如附圖1所示，一種高壓開關(guān)柜局放在線監(jiān)測裝置，包括A相電壓信號電路、B相電壓信號電路、C相電壓信號電路、高頻信號采集電路、O3氣體傳感器、撥碼開關(guān)電路、微處理器電路、液晶顯示電路、按鍵電路、電源電路、通信接口電路、存儲電路；A相電壓信號電路、B相電壓信號電路和C相電壓信號電路的輸入端分別與高頻信號采集電路的輸入端連接；高頻信號采集電路的輸出端與微處理器電路對應(yīng)的I/O口連接；O3氣體傳感器的輸出端與微處理器電路的A/D端口連接；撥碼開關(guān)電路的輸出端與微處理器電路對應(yīng)的I/O口連接；液晶顯示電路的輸入端與微處理器電路對應(yīng)的I/O口連接；按鍵電路的輸出端與微處理器電路對應(yīng)的I/O口連接；電源電路的輸出端與微處理器電路對應(yīng)的電源端口連接；通信接口電路的輸入端與微處理器電路對應(yīng)的通信端口連接；存儲電路的輸入端與微處理器電路對應(yīng)的I/O口連接。
A相電壓信號電路、B相電壓信號電路和C相電壓信號電路均采用10-150PF電容傳感器獲得高壓開關(guān)柜A相、B相、C相進(jìn)線回路局部放電信息，采用高壓開關(guān)柜上配置的帶電顯示器上的核相孔獲得電壓局放信息。
高頻信號采集電路為采樣頻率200MHz的FPGA高速采集芯片，獲得A相電壓信號電路、B相電壓信號電路和C相電壓信號電路采集的高壓開關(guān)柜A相、B相、C相進(jìn)線回路局部放電信息頻譜值。
O3氣體傳感器采集高壓開關(guān)柜內(nèi)部O3氣體濃度。
撥碼開關(guān)電路采用10位撥碼開關(guān)。
液晶顯示電路顯示電壓局放信號的頻譜圖及O3氣體濃度值。