真空滅弧室真空度在線監(jiān)測裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種基于耦合電容法、具有溫度及電壓補(bǔ)償、準(zhǔn)確度高的真空滅弧室真空度在線監(jiān)測裝置，有置于屏蔽盒（1）中的耦合電容傳感器，所述屏蔽盒（1）內(nèi)還設(shè)有溫度傳感器，所述耦合電容傳感器依次通過信號調(diào)理模塊A、移相模塊A、差分放大模塊與單片機(jī)相接，單片機(jī)的輸出通過自動調(diào)零模塊反饋至差分放大模塊，單片機(jī)的輸出與顯示器相接；設(shè)有電壓傳感器，所述電壓傳感器依次通過信號調(diào)理模塊B、移相模塊B與差分放大模塊相接；所述溫度傳感器與單片機(jī)相接。
【專利說明】真空滅弧室真空度在線監(jiān)測裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種真空度在線測量裝置，尤其是一種基于耦合電容法、具有溫度及 電壓補(bǔ)償、準(zhǔn)確度高的真空滅弧室真空度在線監(jiān)測裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 真空開關(guān)是采用高真空作為滅弧和絕緣介質(zhì)，其基本結(jié)構(gòu)是有真空滅弧 室，在真空滅弧室內(nèi)有動觸頭、靜觸頭及屏蔽罩，動觸頭外套有波紋管，在真空滅 弧室外有絕緣固封，與靜觸頭相接有進(jìn)線端，與動觸頭相接有出線端。使用時(shí)，通 過進(jìn)線端和出線端將真空開關(guān)串接于設(shè)備導(dǎo)線中，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，控制信號 則控制操動機(jī)構(gòu)，使動觸頭和靜觸頭有效分離，并以兩者之間的真空間隙實(shí)現(xiàn)絕 緣。真空滅弧室的真空度是關(guān)乎開斷能力和絕緣水平的重要參量，當(dāng)真空度低于 1.33 xi(T:+1?時(shí)，真空滅弧室將失去其所應(yīng)用電壓等級的絕緣和開斷能力，因此，對真空滅 弧室真空度的在線監(jiān)測具有重要意義。
[0003] 目前，真空度在線測量常用的方法有耦合電容法、電光變換法、微型冷陰極磁控計(jì) 法和自閉力法。耦合電容法是在真空滅弧室的絕緣固封外設(shè)置屏蔽盒，屏蔽盒內(nèi)置有由感 應(yīng)電極板及高精度電容構(gòu)成的耦合電容傳感器(感應(yīng)電極板是導(dǎo)電性良好、厚度1mm左右 的銅板，高精度電容根據(jù)不同型號的真空滅弧室取值不同，一般在l〇〇〇P廣5000pF之間)，設(shè) C1表示真空滅弧室觸頭與屏蔽罩之間的等效電容；C2是屏蔽罩與感應(yīng)電極板之間的等效 電容；C3是采樣電容（即耦合電容傳感器中的高精度電容)，由于屏蔽罩電位隨著真空度的 變化而變化，因此串聯(lián)的Cl、C2和C3構(gòu)成耦合電容測量方法的原理，即由電容分壓得到屏 蔽罩電位這一變化值。通過監(jiān)測屏蔽罩電位進(jìn)而獲得真空滅弧室內(nèi)真空度，具有成本低、實(shí) 現(xiàn)簡單等優(yōu)點(diǎn)。但是，在實(shí)際應(yīng)用中，屏蔽罩電位會受到電網(wǎng)電壓波動及環(huán)境溫度變化等影 響，導(dǎo)致所監(jiān)測的真空度準(zhǔn)確度低、可靠性差，僅能測量l〇pa數(shù)量級的真空度，無法滿足真 空滅弧室真空度高精度在線監(jiān)測的要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述技術(shù)問題，提供一種基于耦合電容法、 具有溫度及電壓補(bǔ)償、準(zhǔn)確度高的真空滅弧室真空度在線監(jiān)測裝置。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種真空滅弧室真空度在線監(jiān)測裝置，有置于屏蔽盒 中的耦合電容傳感器，其特征在于：所述屏蔽盒內(nèi)還設(shè)有溫度傳感器，所述耦合電容傳感器 依次通過信號調(diào)理模塊A、移相模塊A、差分放大模塊與單片機(jī)相接，單片機(jī)的輸出通過自 動調(diào)零模塊反饋至差分放大模塊，單片機(jī)的輸出與顯示器相接；設(shè)有電壓傳感器，所述電壓 傳感器依次通過信號調(diào)理模塊B、移相模塊B與差分放大模塊相接；所述溫度傳感器與單片 機(jī)相接。
[0006] 本發(fā)明采用母線電壓和溫度補(bǔ)償，同時(shí)采用數(shù)據(jù)處理得到的諧波值作為輔助措 施，增加了真空度在線監(jiān)測的可靠性，保證了測量的準(zhǔn)確性，便于實(shí)時(shí)準(zhǔn)確判斷真空滅弧室 的壽命。可在拐點(diǎn)階段給出準(zhǔn)確的測量結(jié)果并報(bào)警，極大的保證了系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例的電路原理框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0009] 如圖1、圖2所示：如現(xiàn)有技術(shù)，有置于屏蔽盒1中的耦合電容傳感器，與現(xiàn)有技術(shù) 所不同的是在屏蔽盒1內(nèi)還設(shè)有溫度傳感器；耦合電容傳感器依次通過信號調(diào)理模塊A、移 相模塊A、差分放大模塊與單片機(jī)相接，單片機(jī)的輸出通過自動調(diào)零模塊反饋至差分放大模 塊，單片機(jī)的輸出與顯示器及無線通信模塊相接；設(shè)有電壓傳感器，所述電壓傳感器依次通 過信號調(diào)理模塊B、移相模塊B與差分放大模塊相接；溫度傳感器與單片機(jī)相接，。
[0010] 信號調(diào)理電路A亦可固封在屏蔽盒1中，其他器件可安裝在另一殼體中。電壓傳 感器是傳統(tǒng)的電容分壓器或電壓互感器，用于測量系統(tǒng)電壓。
[0011] 測量時(shí)，同現(xiàn)有技術(shù)一樣，將屏蔽盒安裝在真空滅弧室的絕緣固封外中側(cè)。
[0012] 工作原理： 標(biāo)定： 耦合電容傳感器獲取的耦合電容分壓信號通過信號調(diào)理模塊A、移相模塊A后送至差 分放大模塊；電壓傳感器獲取的系統(tǒng)工作電壓信號通過信號調(diào)理模塊B、移相模塊B送至差 分放大模塊。主要實(shí)現(xiàn)對耦合電容分壓信號和工作電壓進(jìn)行移相調(diào)幅，同時(shí)可利用差分放 大模塊和自動調(diào)零模塊首先實(shí)現(xiàn)在真空滅弧室真空度為IX l(T5pa的情況下幅值相同相位 相同，進(jìn)而差分放大模塊輸出為零，以便實(shí)現(xiàn)在真空度不同情況下的差值對應(yīng)的真空度進(jìn) 行標(biāo)定。由于真空斷路器在預(yù)放電階段系統(tǒng)電壓諧波含量會明顯升高，因此采用諧波含量 作為輔助標(biāo)定手段。單片機(jī)對由差分放大模塊輸入的信號進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到其峰值、有效 值，同時(shí)利用傅里葉變換測得3、5和7次諧波值。可通過真空計(jì)測量并記錄相對應(yīng)的真空 度，從而得到一條真空度與數(shù)據(jù)處理之后信號的關(guān)系曲線。同時(shí)應(yīng)在不同的室溫下進(jìn)行實(shí) 驗(yàn)，以得到溫度對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。
[0013] 這樣通過信號處理模塊消除了真空滅弧室工作電壓的干擾，通過軟件處理增加了 溫度補(bǔ)償和頻譜分析，得到準(zhǔn)確的真空度在線監(jiān)測標(biāo)定曲線。
[0014] 測量： 奉禹合電容傳感器獲取的稱合電容分壓信號通過信號調(diào)理模塊A、移相模塊A ;電壓傳 感器獲取的系統(tǒng)工作電壓信號通過信號調(diào)理模塊B、移相模塊B ;實(shí)現(xiàn)耦合電容傳感器輸出 信號與真空滅弧室工作電壓的相位相同，然后利用差分放大模塊實(shí)現(xiàn)同相位的兩個(gè)信號差 值放大，由于在兩個(gè)信號做差值比較前，兩個(gè)信號幅值相近、相位相同，可以消除真空滅弧 室工作電壓的干擾。差分放大模塊將所得到差值送至單片機(jī)，溫度傳感器的檢測的溫度信 號也送至單片機(jī)，與標(biāo)定值進(jìn)行比較，即可獲得真空滅弧室準(zhǔn)確的真空度，并在顯示器上顯 示。無線通信模塊采用TC35T通信模塊實(shí)現(xiàn)滅弧室真空度的遠(yuǎn)程通信，便于遠(yuǎn)程上位機(jī)監(jiān) 控軟件的狀態(tài)檢測和手機(jī)查詢等功能的擴(kuò)展。
【權(quán)利要求】
1. 一種真空滅弧室真空度在線監(jiān)測裝置，有置于屏蔽盒（1)中的耦合電容傳感器，其 特征在于：所述屏蔽盒（1)內(nèi)還設(shè)有溫度傳感器，所述耦合電容傳感器依次通過信號調(diào)理 模塊A、移相模塊A、差分放大模塊與單片機(jī)相接，單片機(jī)的輸出通過自動調(diào)零模塊反饋至 差分放大模塊，單片機(jī)的輸出與顯示器相接；設(shè)有電壓傳感器，所述電壓傳感器依次通過信 號調(diào)理模塊B、移相模塊B與差分放大模塊相接；所述溫度傳感器與單片機(jī)相接。
【文檔編號】H01H33/668GK104409275SQ201410661479
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月19日
【發(fā)明者】廖敏夫, 王會珍, 葛國偉, 段雄英, 鄒積巖 申請人:大連理工大學(xué)