專利名稱：高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備及其絕緣水平的動(dòng)態(tài)在線綜合檢測(cè)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備。另外，本發(fā)明還涉及所述的高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備絕緣水平的動(dòng)態(tài)在線綜合檢測(cè)控制方法。
背景技術(shù)：
由于高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的工作電壓都在數(shù)十個(gè)kV以上，甚至高達(dá)IOOOkV,而高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的絕緣狀況是關(guān)系到電網(wǎng)安全運(yùn)行的一個(gè)正要指標(biāo)。由于運(yùn)行電壓很高，在設(shè)備運(yùn)行時(shí)無(wú)法直接檢測(cè)設(shè)備的絕緣情況。傳統(tǒng)的做法是每年定期停機(jī)，對(duì)設(shè)備施加高于運(yùn)行電壓數(shù)倍的電壓來(lái)測(cè)試絕緣水平，平時(shí)依靠值班工人的巡檢，靠觀察、憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定絕緣是否安全，往往發(fā)現(xiàn)絕緣水平下降時(shí)，已引發(fā)重大安全事故，致使設(shè)備燒毀、爆炸，造成惡性停電事故，危及電網(wǎng)和操作人員的安全?，F(xiàn)有技術(shù)的這種方法，已不能適應(yīng)電力工業(yè)的發(fā)展需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的第一個(gè)問(wèn)題是提供一種高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備，其目的是通過(guò)對(duì)光、聲、臭氧異常數(shù)據(jù)的檢測(cè)，判定設(shè)備的絕緣水平是否安全，實(shí)時(shí)給出控制和保護(hù)操作的指令并報(bào)警， 提高設(shè)備的安全性。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為本發(fā)明所提供的高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備，包括以下裝置母線室、斷路器室和電纜室，所述的高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備設(shè)有中央控制單元；所述的母線室、斷路器室和電纜室分別設(shè)有母線室組合傳感器、斷路器室組合傳感器和電纜室組合傳感器，且均為紫外線、超聲波和臭氧的綜合傳感器；所述的母線室組合傳感器、斷路器室組合傳感器和電纜室組合傳感器均通過(guò)信號(hào)線路與所述的中央控制單元連接。所述的綜合傳感器設(shè)(XD、FPGA驅(qū)動(dòng)電路、增益控制電路、A/D轉(zhuǎn)換電路，并依次通過(guò)信號(hào)線路連接，所述的A/D轉(zhuǎn)換電路與DSP芯片連接。所述的綜合傳感器設(shè)時(shí)鐘，所述的時(shí)鐘與所述的CCD連接。所述的綜合傳感器設(shè)檢波過(guò)濾電路、增益控制電路、A/D轉(zhuǎn)換電路，并依次通過(guò)信號(hào)線路連接，所述的A/D轉(zhuǎn)換電路與DSP芯片連接。所述的綜合傳感器設(shè)電化學(xué)檢測(cè)電路、增益控制電路、A/D轉(zhuǎn)換電路，并依次通過(guò)信號(hào)線路連接，所述的A/D轉(zhuǎn)換電路與DSP芯片連接。所述的DSP芯片與中央控制單元連接，所述的中央控制單元分別與智能化微機(jī)綜合保護(hù)裝置和通訊接口連接；或者，所述的中央控制單元分別與控制保護(hù)輸出和通訊接口連接。本發(fā)明解決的第二個(gè)問(wèn)題是提供了以上所述的高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備采用的絕緣水平的動(dòng)態(tài)在線綜合檢測(cè)控制方法，其發(fā)明目的與以上所述技術(shù)方案是相同的。該檢測(cè)控制方法具體技術(shù)方案是所述的母線室組合傳感器、斷路器室組合傳感器和電纜室組合傳感器均對(duì)單位時(shí)間內(nèi)從所述的裝置內(nèi)計(jì)量到的電暈脈沖數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，從而確定放電強(qiáng)度，為設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控提供依據(jù)；均對(duì)單位時(shí)間內(nèi)從所述的裝置內(nèi)計(jì)量到的電暈脈沖超聲波強(qiáng)度和次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，從而確定放電強(qiáng)度，為設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控提供依據(jù)；均對(duì)從所述的裝置內(nèi)檢測(cè)到的電暈放電產(chǎn)生的臭氧量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，從而確定放電強(qiáng)度，為設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控提供依據(jù)。所述的中央控制單元對(duì)照相關(guān)閾值，結(jié)合專門的算法，綜合判定絕緣指標(biāo)；利用 DPS技術(shù)及通用單片機(jī)的雙CPU控制核心方法，對(duì)所述的母線室組合傳感器、斷路器室組合傳感器和電纜室組合傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)到的紫外光、超聲波、臭氧信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化分析，按給定的控制策略對(duì)所述的高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢測(cè)控制。以上所述的高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備絕緣水平的動(dòng)態(tài)在線綜合檢測(cè)控制方法的具體技術(shù)方
案是所述的綜合檢測(cè)控制方法以紫外輻射強(qiáng)度與頻次、超聲波強(qiáng)度與頻次、臭氧數(shù)量作為單獨(dú)的判定依據(jù)，同時(shí)也對(duì)該三個(gè)因素的參數(shù)進(jìn)行綜合判定；根據(jù)的試驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)，對(duì)單個(gè)參數(shù)制定較高的保護(hù)安全閾值，超過(guò)保護(hù)安全閾值，只要紫外輻射強(qiáng)度與頻次、超聲波強(qiáng)度與頻次、臭氧數(shù)量中有一個(gè)因素異常，達(dá)到該較高的保護(hù)安全閾值，即判定出現(xiàn)絕緣安全故障，則立刻采取保護(hù)措施；另外，再設(shè)定相對(duì)較低告警安全閾值，單個(gè)參數(shù)超過(guò)告警安全閾值，只告警，不進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作，并存儲(chǔ)數(shù)值；當(dāng)紫外輻射強(qiáng)度與頻次、超聲波強(qiáng)度與頻次、臭氧數(shù)量這三個(gè)參數(shù)全部判定結(jié)束后，再?gòu)膬?nèi)存中調(diào)出異常數(shù)據(jù)，進(jìn)行綜合運(yùn)算判斷，對(duì)其中三個(gè)或兩個(gè)參數(shù)的異常值綜合評(píng)估，以避免外界干擾出現(xiàn)誤動(dòng)作；綜合評(píng)估結(jié)果，如達(dá)到設(shè)定的綜合保護(hù)安全閾值時(shí)，立刻采取保護(hù)措施；低于設(shè)定的綜合保護(hù)安全閾值時(shí)，繼續(xù)檢測(cè)并存儲(chǔ)綜合評(píng)測(cè)數(shù)值，帶入下一個(gè)周期進(jìn)行運(yùn)算；同時(shí)告警，以提示人工干預(yù)。以上所述的高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備絕緣水平的動(dòng)態(tài)在線綜合檢測(cè)控制方法的運(yùn)算流程為1、中斷進(jìn)入，關(guān)中斷；2、從組合測(cè)量傳感器雙向RAM讀取紫外線數(shù)據(jù)；3、計(jì)算；4、判斷，其數(shù)據(jù)是否在許可范圍內(nèi)；5、如果是，轉(zhuǎn)到步驟9;6、如果否，則判斷其數(shù)據(jù)是否達(dá)到危險(xiǎn)閾值；7、如果是，進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作并報(bào)警；然后轉(zhuǎn)到步驟29 ；8、如果否，則存儲(chǔ)紫外線異常數(shù)據(jù)Bi，告警；轉(zhuǎn)到步驟9 ；9、從組合測(cè)量傳感器雙向RAM讀取超聲波數(shù)據(jù)；10、計(jì)算；11、判斷，其數(shù)據(jù)是否在許可范圍內(nèi)；12、如果是，轉(zhuǎn)到步驟16 ；
13、如果否，則判斷其數(shù)據(jù)是否達(dá)到危險(xiǎn)閾值；14、如果是，進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作并報(bào)警；然后轉(zhuǎn)到步驟29 ；15、如果否，則存儲(chǔ)超聲波異常數(shù)據(jù)B2，告警；轉(zhuǎn)到步驟16 ；16、從組合測(cè)量傳感器雙向RAM讀取臭氧數(shù)據(jù)；17、計(jì)算；18、判斷，其數(shù)據(jù)是否在許可范圍內(nèi)；19、如果是，轉(zhuǎn)到步驟23 ；20、如果否，則判斷其數(shù)據(jù)是否達(dá)到危險(xiǎn)閾值；21、如果是，進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作并報(bào)警；然后轉(zhuǎn)到步驟29 ；22、如果否，則存儲(chǔ)臭氧異常數(shù)據(jù)B3，告警；轉(zhuǎn)到步驟23 ；23、從組合測(cè)量傳感器雙向RAM讀取臭氧數(shù)據(jù)；24、從組合測(cè)量傳感器雙向RAM讀取異常數(shù)據(jù)Bi、B2、B3 ；25、綜合計(jì)算 B1、B2、B3 ；26、判斷，其數(shù)據(jù)是達(dá)到危險(xiǎn)閾值；27、如果是，進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作并報(bào)警；然后轉(zhuǎn)到步驟2928、如果否，則轉(zhuǎn)到步驟2929、開(kāi)中斷，中斷返回。本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，是一種復(fù)雜性的綜合的檢測(cè)、分析、保護(hù)方案，通過(guò)專用的綜合傳感器，同時(shí)測(cè)量由于絕緣問(wèn)題產(chǎn)生的特定紫外光線、特定頻率的放電聲音、空氣中的臭氧數(shù)量，計(jì)算出強(qiáng)弱變化情況，根據(jù)長(zhǎng)期實(shí)踐總結(jié)出的安全閾值，針對(duì)不同的情況， 分別以單個(gè)條件或多個(gè)條件作為判定依據(jù)，與設(shè)定值對(duì)比，綜合判定絕緣指標(biāo)，不間斷的在線監(jiān)測(cè)設(shè)備絕緣水平，并進(jìn)行控制保護(hù)，同時(shí)，實(shí)時(shí)給出控制和保護(hù)操作，并報(bào)警，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)上傳數(shù)據(jù)作為日后分析數(shù)據(jù)，避免絕緣事故的發(fā)生。本發(fā)明綜合判定絕緣指標(biāo)，結(jié)合專門的算法，利用DPS技術(shù)加通用單片機(jī)的雙CPU控制核心方案，發(fā)揮DSP運(yùn)算能力強(qiáng)和單片機(jī)控制功能強(qiáng)的各自優(yōu)勢(shì)，經(jīng)過(guò)DSP微機(jī)裝置的運(yùn)算，對(duì)實(shí)時(shí)檢測(cè)到的光、聲、氣信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化分析，按給定的控制策略對(duì)裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢測(cè)控制。


下面對(duì)本說(shuō)明書各幅附圖所表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡(jiǎn)要說(shuō)明圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為光聲氣組合測(cè)量傳感器的結(jié)構(gòu)框圖；圖3為典型電暈放電光譜；圖4為高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備絕緣水平的動(dòng)態(tài)在線綜合檢測(cè)控制方案系統(tǒng)框圖；圖5為DSP運(yùn)算流程圖。圖中標(biāo)記為1、母線室組合傳感器，2、斷路器室組合傳感器，3、電纜室組合傳感器，4、中央控制單元。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)照附圖，通過(guò)對(duì)實(shí)施例的描述，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
如所涉及的各構(gòu)件的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及操作使用方法等，作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，以幫助本領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思、 技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解。如圖1所示的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，為一種高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備，包括以下裝置母線室、斷路器室和電纜室。為了解決在本說(shuō)明書背景技術(shù)部分所述的目前公知技術(shù)存在的問(wèn)題并克服其缺陷，實(shí)現(xiàn)通過(guò)對(duì)光、聲、臭氧異常數(shù)據(jù)的檢測(cè)，判定設(shè)備的絕緣水平是否安全，實(shí)時(shí)給出控制和保護(hù)操作的指令并報(bào)警，提高設(shè)備的安全性。的發(fā)明目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為如圖1所示，本發(fā)明所提供的高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備設(shè)有中央控制單元4 ；所述的母線室、 斷路器室和電纜室分別設(shè)有母線室組合傳感器1、斷路器室組合傳感器2和電纜室組合傳感器3，且均為紫外線、超聲波和臭氧的綜合傳感器；所述的母線室組合傳感器1、斷路器室組合傳感器2和電纜室組合傳感器3均通過(guò)信號(hào)線路與所述的中央控制單元4連接。本發(fā)明所涉及的是高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備絕緣水平的動(dòng)態(tài)在線檢測(cè)及保護(hù)技術(shù)，是一種復(fù)雜性的綜合檢測(cè)、分析、保護(hù)方案，利用專用的檢測(cè)設(shè)備和判定方法，不間斷地在線監(jiān)測(cè)設(shè)備絕緣水平，通過(guò)絕緣水平下降時(shí)出現(xiàn)的光、聲、臭氧異常，經(jīng)過(guò)DSP微機(jī)裝置的運(yùn)算分析， 判定設(shè)備的絕緣水平是否安全，實(shí)時(shí)給出控制和保護(hù)操作，并報(bào)警，避免絕緣事故的發(fā)生， 同時(shí)網(wǎng)絡(luò)上傳數(shù)據(jù)。本發(fā)明通過(guò)布置一個(gè)或多個(gè)本發(fā)明專有的光聲氣組合測(cè)量傳感器，在高壓電力設(shè)備的母線室、斷路器室、電纜室等需要進(jìn)行動(dòng)態(tài)在線檢測(cè)及保護(hù)的隔室內(nèi)，實(shí)時(shí)檢測(cè)光、聲、 臭氧的變化情況，并就地轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)上傳到控制室的中央控制單元4。本說(shuō)明書以目前常用的KYN28-12戶內(nèi)交流鎧裝移開(kāi)式金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備為例(但是，本發(fā)明不僅僅局限用于此裝備)，其專用的光聲氣組合測(cè)量傳感器布置如圖1所示。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)絕緣方面的問(wèn)題時(shí)，絕緣擊穿放電，空氣中的電子釋放能量時(shí)，會(huì)輻射出光波和聲波，還有臭氧、紫外線、微量的硝酸等。其中紫外輻射強(qiáng)度與頻次、超聲波強(qiáng)度與頻次、臭氧數(shù)量的變化反應(yīng)最為直觀，受外界因素干擾最少，因此，設(shè)備放電時(shí)的紫外輻射強(qiáng)度、超聲波強(qiáng)度、臭氧數(shù)量與放電強(qiáng)度直接相關(guān)，本發(fā)明檢測(cè)這三個(gè)參數(shù)作為高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備絕緣水平的動(dòng)態(tài)在線綜合檢測(cè)控制方案。本發(fā)明通過(guò)專用的測(cè)量探頭，測(cè)量由于絕緣問(wèn)題產(chǎn)生的特定紫外光線、特定頻率的放電聲音、空氣中的臭氧數(shù)量，計(jì)算出強(qiáng)弱變化情況，根據(jù)長(zhǎng)期實(shí)踐總結(jié)出的安全閾值， 針對(duì)不同的情況，分別以單個(gè)條件或多個(gè)條件作為判定依據(jù)，與設(shè)定值對(duì)比判定絕緣水平情況，并進(jìn)行控制保護(hù)，同時(shí)，給出實(shí)時(shí)的數(shù)值，上傳數(shù)據(jù)，作為日后分析數(shù)據(jù)。本發(fā)明通過(guò)專用的光聲氣組合測(cè)量傳感器，結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示所述的綜合傳感器設(shè)(XD、FPGA驅(qū)動(dòng)電路、增益控制電路、A/D轉(zhuǎn)換電路，并依次通過(guò)信號(hào)線路連接，所述的A/D轉(zhuǎn)換電路與DSP芯片連接。所述的綜合傳感器設(shè)時(shí)鐘，所述的時(shí)鐘與所述的CCD連接。所述的綜合傳感器設(shè)檢波過(guò)濾電路、增益控制電路、A/D轉(zhuǎn)換電路，并依次通過(guò)信號(hào)線路連接，所述的A/D轉(zhuǎn)換電路與DSP芯片連接。所述的綜合傳感器設(shè)電化學(xué)檢測(cè)電路、增益控制電路、A/D轉(zhuǎn)換電路，并依次通過(guò)信號(hào)線路連接，所述的A/D轉(zhuǎn)換電路與DSP芯片連接。所述的DSP芯片與中央控制單元4連接，所述的中央控制單元4分別與智能化微機(jī)綜合保護(hù)裝置和通訊接口連接；或者，所述的中央控制單元4分別與控制保護(hù)輸出和通訊接口連接。綜合傳感器測(cè)量由于絕緣問(wèn)題產(chǎn)生的特定紫外光線、特定頻率的放電聲音、空氣中的臭氧數(shù)量，對(duì)測(cè)到的光聲氣信號(hào)進(jìn)行過(guò)濾、放大、數(shù)模轉(zhuǎn)換，計(jì)算出強(qiáng)弱變化情況，上傳到中央控制單元4。數(shù)字信號(hào)處理(Digital Signal Processing，簡(jiǎn)稱DSP)是一門涉及許多學(xué)科而又廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域的新興學(xué)科。20世紀(jì)60年代以來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生并得到迅速的發(fā)展。數(shù)字信號(hào)處理是一種通過(guò)使用數(shù)學(xué)技巧執(zhí)行轉(zhuǎn)換或提取信息，來(lái)處理現(xiàn)實(shí)信號(hào)的方法，這些信號(hào)由數(shù)字序列表示。在過(guò)去的二十多年時(shí)間里，數(shù)字信號(hào)處理已經(jīng)在通信等領(lǐng)域得到極為廣泛的應(yīng)用。其檢測(cè)的原理是1、紫外線檢測(cè)在電磁波譜中，紫外輻射的波長(zhǎng)范圍是IOnm 400nm。在自然界中，太陽(yáng)是最強(qiáng)烈的紫外輻射光源。大氣中的氧氣強(qiáng)烈地吸收波長(zhǎng)小于IOOnm的紫外光，所以只有在太空中存在這個(gè)波段的紫外光，稱之為“真空紫外”。大氣中的臭氧層對(duì)200nm 300nm波長(zhǎng)的紫外光強(qiáng)烈地吸收；因而，在太陽(yáng)紫外光中的這個(gè)波段幾乎完全被吸收了，稱之為“日盲區(qū)”， 如圖3所示。紫外電暈檢測(cè)系統(tǒng)主要是利用中紫外的特性進(jìn)行工作。當(dāng)設(shè)備一次導(dǎo)電表面的電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)空氣分子的游離強(qiáng)度(一般在30 31kV/cm)，空氣分子就會(huì)被游離。紫外檢測(cè)系統(tǒng)可以對(duì)單位時(shí)間內(nèi)計(jì)量到的電暈脈沖數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，從而確定放電強(qiáng)度，為設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控提供依據(jù)。2、超聲波檢測(cè)其原理是接收放電發(fā)出的超聲波信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，檢波過(guò)濾出放電過(guò)程中最具有代表特征的電信號(hào)，通過(guò)信號(hào)的強(qiáng)弱，用多點(diǎn)時(shí)間差定位的方法來(lái)判斷放電的位置和強(qiáng)度，對(duì)單位時(shí)間內(nèi)計(jì)量到的電暈脈沖超聲波強(qiáng)度和次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，從而確定放電強(qiáng)度，為設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控提供依據(jù)。3、電化學(xué)法臭氧檢測(cè)當(dāng)高壓電力設(shè)備出現(xiàn)絕緣方面的問(wèn)題時(shí)，絕緣擊穿放電，空氣在高能電磁場(chǎng)下，氧氣被電離成氧原子，氧原子與氧分子碰撞形成臭氧。被測(cè)臭氧氣體以擴(kuò)散方式和檢測(cè)探頭接觸，并發(fā)生反應(yīng)，輸出穩(wěn)定的電信號(hào)。對(duì)裝置內(nèi)檢測(cè)到的電暈放電產(chǎn)生的臭氧進(jìn)行統(tǒng)計(jì)， 從而確定放電強(qiáng)度，為設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控提供依據(jù)。高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備絕緣水平的動(dòng)態(tài)在線綜合檢測(cè)控制方案高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備絕緣水平的動(dòng)態(tài)在線綜合檢測(cè)控制方案系統(tǒng)由專用的光聲氣組合測(cè)量傳感器、中央控制單元以及外設(shè)裝置等組成，高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備絕緣水平的動(dòng)態(tài)在線綜合檢測(cè)控制方案系統(tǒng)框圖，見(jiàn)圖4(高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備絕緣水平的動(dòng)態(tài)在線綜合檢測(cè)控制方案系統(tǒng)框圖)中央控制單元
絕緣水平動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的精確性取決于對(duì)光、聲、臭氧變化信號(hào)的測(cè)量和計(jì)算的準(zhǔn)確性，所以對(duì)信號(hào)的測(cè)量要求很高。同時(shí)由于光、聲、臭氧信號(hào)的不斷變化，要求在短時(shí)間內(nèi) (毫秒級(jí))做出相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作，所以對(duì)測(cè)量設(shè)備和算法的實(shí)時(shí)性要求同樣很高。中央控制單元4對(duì)照有關(guān)閾值，綜合判定絕緣指標(biāo)，結(jié)合專門的算法。利用DPS技術(shù)加通用單片機(jī)的雙CPU控制核心方案，發(fā)揮DSP的運(yùn)算能力強(qiáng)和單片機(jī)控制功能強(qiáng)的各自優(yōu)勢(shì)，對(duì)實(shí)時(shí)檢測(cè)到的光、聲、氣信號(hào)數(shù)字化分析，按給定的控制策略對(duì)裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢測(cè)控制。本發(fā)明還提供了以上所述的高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備采用的絕緣水平的動(dòng)態(tài)在線綜合檢測(cè)控制方法，其發(fā)明目的與以上所述技術(shù)方案是相同的。該檢測(cè)控制方法具體技術(shù)方案是所述的母線室組合傳感器1、斷路器室組合傳感器2和電纜室組合傳感器均對(duì)單位時(shí)間內(nèi)從所述的裝置內(nèi)計(jì)量到的電暈脈沖數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，從而確定放電強(qiáng)度，為設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控提供依據(jù)；均對(duì)單位時(shí)間內(nèi)從所述的裝置內(nèi)計(jì)量到的電暈脈沖超聲波強(qiáng)度和次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，從而確定放電強(qiáng)度，為設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控提供依據(jù)；均對(duì)從所述的裝置內(nèi)檢測(cè)到的電暈放電產(chǎn)生的臭氧量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，從而確定放電強(qiáng)度，為設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控提供依據(jù)。所述的中央控制單元4對(duì)照相關(guān)閾值，結(jié)合專門的算法，綜合判定絕緣指標(biāo)；利用 DPS技術(shù)及通用單片機(jī)的雙CPU控制核心方法，對(duì)所述的母線室組合傳感器1、斷路器室組合傳感器2和電纜室組合傳感器3實(shí)時(shí)檢測(cè)到的紫外光、超聲波、臭氧信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化分析，按給定的控制策略對(duì)所述的高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢測(cè)控制。以上所述的高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備絕緣水平的動(dòng)態(tài)在線綜合檢測(cè)控制方法的具體技術(shù)方案是所述的綜合檢測(cè)控制方法以紫外輻射強(qiáng)度與頻次、超聲波強(qiáng)度與頻次、臭氧數(shù)量作為單獨(dú)的判定依據(jù)，同時(shí)也對(duì)該三個(gè)因素的參數(shù)進(jìn)行綜合判定；根據(jù)的試驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)，對(duì)單個(gè)參數(shù)制定較高的保護(hù)安全閾值，超過(guò)保護(hù)安全閾值，只要紫外輻射強(qiáng)度與頻次、超聲波強(qiáng)度與頻次、臭氧數(shù)量中有一個(gè)因素異常，達(dá)到該較高的保護(hù)安全閾值，即判定出現(xiàn)絕緣安全故障，則立刻采取保護(hù)措施；另外，再設(shè)定相對(duì)較低告警安全閾值，單個(gè)參數(shù)超過(guò)告警安全閾值，只告警，不進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作，并存儲(chǔ)數(shù)值；當(dāng)紫外輻射強(qiáng)度與頻次、超聲波強(qiáng)度與頻次、臭氧數(shù)量這三個(gè)參數(shù)全部判定結(jié)束后，再?gòu)膬?nèi)存中調(diào)出異常數(shù)據(jù)，進(jìn)行綜合運(yùn)算判斷，對(duì)其中三個(gè)或兩個(gè)參數(shù)的異常值綜合評(píng)估，以避免外界干擾出現(xiàn)誤動(dòng)作；綜合評(píng)估結(jié)果，如達(dá)到設(shè)定的綜合保護(hù)安全閾值時(shí)，立刻采取保護(hù)措施；低于設(shè)定的綜合保護(hù)安全閾值時(shí)，繼續(xù)檢測(cè)并存儲(chǔ)綜合評(píng)測(cè)數(shù)值，帶入下一個(gè)周期進(jìn)行運(yùn)算；同時(shí)告警，以提示人工干預(yù)。保護(hù)參數(shù)的采用和算法原則設(shè)備絕緣故障放電時(shí)的紫外輻射強(qiáng)度與頻次、超聲波強(qiáng)度與頻次、臭氧數(shù)量與放電強(qiáng)度直接相關(guān)。由于電網(wǎng)安全的要求，電力運(yùn)行必須安全，同時(shí)也必須可靠，不能輕易造成停電事故，單獨(dú)采取這三個(gè)參數(shù)的任何一個(gè)作為判定依據(jù)，如果受到外界干擾，都會(huì)出現(xiàn)片面誤判，產(chǎn)生誤動(dòng)作，這是電力系統(tǒng)運(yùn)行所不允許的。所以，本發(fā)明即以紫外輻射強(qiáng)度與頻次、超聲波強(qiáng)度與頻次、臭氧數(shù)量作為單獨(dú)的判定依據(jù)，同時(shí)也對(duì)三個(gè)因素進(jìn)行綜合判定，參見(jiàn)圖5所示的DSP運(yùn)算流程圖。即根據(jù)大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)單個(gè)參數(shù)制定較高的保護(hù)安全閾值，超過(guò)保護(hù)安全閾值，只要紫外輻射強(qiáng)度與頻次、超聲波強(qiáng)度與頻次、臭氧數(shù)量有一個(gè)異常，達(dá)到較高的保護(hù)安全閾值，可判定出現(xiàn)絕緣安全故障，也立刻采取保護(hù)措施。DSP運(yùn)算部分的軟件設(shè)計(jì)參見(jiàn)圖5所示的DSP，運(yùn)算流程圖如前所述，為了系統(tǒng)能快速反映，DSP，中斷采用50X54，節(jié)拍，并設(shè)計(jì)其在一次中斷內(nèi)完成相關(guān)的運(yùn)算。另外，再設(shè)定相對(duì)較低告警安全閾值，單個(gè)參數(shù)超過(guò)告警安全閾值，只告警不進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作，并存儲(chǔ)數(shù)值，當(dāng)紫外輻射強(qiáng)度與頻次、超聲波強(qiáng)度與頻次、臭氧數(shù)量這三個(gè)參數(shù)全部判定結(jié)束后，再?gòu)膬?nèi)存中調(diào)出異常數(shù)據(jù)，進(jìn)行綜合運(yùn)算判斷，對(duì)其中三個(gè)或兩個(gè)參數(shù)的異常值綜合評(píng)估，以避免外界干擾出現(xiàn)誤動(dòng)作。綜合評(píng)估結(jié)果，如達(dá)到設(shè)定的綜合保護(hù)安全閾值時(shí)，立刻采取保護(hù)措施；低于設(shè)定的綜合保護(hù)安全閾值時(shí)，繼續(xù)檢測(cè)并存儲(chǔ)綜合評(píng)測(cè)數(shù)值，帶入下一個(gè)周期進(jìn)行運(yùn)算；同時(shí)，告警提示人工干預(yù)。以上所述的高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備絕緣水平的動(dòng)態(tài)在線綜合檢測(cè)控制方法的運(yùn)算流程為1、中斷進(jìn)入，關(guān)中斷；2、從組合測(cè)量傳感器雙向RAM讀取紫外線數(shù)據(jù)；3、計(jì)算；4、判斷，其數(shù)據(jù)是否在許可范圍內(nèi)；5、如果是，轉(zhuǎn)到步驟9;6、如果否，則判斷其數(shù)據(jù)是否達(dá)到危險(xiǎn)閾值；7、如果是，進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作并報(bào)警；然后轉(zhuǎn)到步驟29 ；8、如果否，則存儲(chǔ)紫外線異常數(shù)據(jù)Bi，告警；轉(zhuǎn)到步驟9 ；9、從組合測(cè)量傳感器雙向RAM讀取超聲波數(shù)據(jù)；10、計(jì)算；11、判斷，其數(shù)據(jù)是否在許可范圍內(nèi)；12、如果是，轉(zhuǎn)到步驟16 ；13、如果否，則判斷其數(shù)據(jù)是否達(dá)到危險(xiǎn)閾值；14、如果是，進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作并報(bào)警；然后轉(zhuǎn)到步驟29 ；15、如果否，則存儲(chǔ)超聲波異常數(shù)據(jù)B2，告警；轉(zhuǎn)到步驟16 ；16、從組合測(cè)量傳感器雙向RAM讀取臭氧數(shù)據(jù)；17、計(jì)算；18、判斷，其數(shù)據(jù)是否在許可范圍內(nèi)；19、如果是，轉(zhuǎn)到步驟23 ；20、如果否，則判斷其數(shù)據(jù)是否達(dá)到危險(xiǎn)閾值；21、如果是，進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作并報(bào)警；然后轉(zhuǎn)到步驟29 ；22、如果否，則存儲(chǔ)臭氧異常數(shù)據(jù)B3，告警；轉(zhuǎn)到步驟23 ；23、從組合測(cè)量傳感器雙向RAM讀取臭氧數(shù)據(jù)；24、從組合測(cè)量傳感器雙向RAM讀取異常數(shù)據(jù)B1、B2、B3 ；
25、綜合計(jì)算 B1、B2、B3 ；26、判斷，其數(shù)據(jù)是達(dá)到危險(xiǎn)閾值；27、如果是，進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作并報(bào)警；然后轉(zhuǎn)到步驟2928、如果否，則轉(zhuǎn)到步驟2929、開(kāi)中斷，中斷返回。上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備，包括以下裝置母線室、斷路器室和電纜室，其特征在于所述的高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備設(shè)有中央控制單元(4)；所述的母線室、斷路器室和電纜室分別設(shè)有母線室組合傳感器(1)、斷路器室組合傳感器(2)和電纜室組合傳感器(3)，且均為紫外線、超聲波和臭氧的綜合傳感器；所述的母線室組合傳感器(1)、斷路器室組合傳感器(2)和電纜室組合傳感器(3)均通過(guò)信號(hào)線路與所述的中央控制單元(4)連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備，其特征在于所述的綜合傳感器設(shè)CCD、FPGA 驅(qū)動(dòng)電路、增益控制電路、A/D轉(zhuǎn)換電路，并依次通過(guò)信號(hào)線路連接，所述的A/D轉(zhuǎn)換電路與 DSP芯片連接。
3.按照權(quán)利要求2所述的高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備，其特征在于所述的綜合傳感器設(shè)時(shí)鐘，所述的時(shí)鐘與所述的CCD連接。
4.按照權(quán)利要求1所述的高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備，其特征在于所述的綜合傳感器設(shè)檢波過(guò)濾電路、增益控制電路、A/D轉(zhuǎn)換電路，并依次通過(guò)信號(hào)線路連接，所述的A/D轉(zhuǎn)換電路與DSP 芯片連接。
5.按照權(quán)利要求1所述的高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備，其特征在于所述的綜合傳感器設(shè)電化學(xué)檢測(cè)電路、增益控制電路、A/D轉(zhuǎn)換電路，并依次通過(guò)信號(hào)線路連接，所述的A/D轉(zhuǎn)換電路與 DSP芯片連接。
6.按照權(quán)利要求2或3或4或5所述的高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備，其特征在于所述的DSP芯片與中央控制單元(4)連接，所述的中央控制單元(4)分別與智能化微機(jī)綜合保護(hù)裝置和通訊接口連接；或者，所述的中央控制單元⑷分別與控制保護(hù)輸出和通訊接口連接。
7.按照權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備采用的絕緣水平的動(dòng)態(tài)在線綜合檢測(cè)控制方法，其特征在于所述的母線室組合傳感器(1)、斷路器室組合傳感器(2)和電纜室組合傳感器(3)均對(duì)單位時(shí)間內(nèi)從所述的裝置內(nèi)計(jì)量到的電暈脈沖數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，從而確定放電強(qiáng)度，為設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控提供依據(jù)；均對(duì)單位時(shí)間內(nèi)從所述的裝置內(nèi)計(jì)量到的電暈脈沖超聲波強(qiáng)度和次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，從而確定放電強(qiáng)度，為設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控提供依據(jù)；均對(duì)從所述的裝置內(nèi)檢測(cè)到的電暈放電產(chǎn)生的臭氧量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，從而確定放電強(qiáng)度，為設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控提供依據(jù)。所述的中央控制單元(4)對(duì)照相關(guān)閾值，結(jié)合專門的算法，綜合判定絕緣指標(biāo)；利用 DPS技術(shù)及通用單片機(jī)的雙CPU控制核心方法，對(duì)所述的母線室組合傳感器(1)、斷路器室組合傳感器(2)和電纜室組合傳感器(3)實(shí)時(shí)檢測(cè)到的紫外光、超聲波、臭氧信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化分析，按給定的控制策略對(duì)所述的高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢測(cè)控制。
8.按照權(quán)利要求7所述的高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備絕緣水平的動(dòng)態(tài)在線綜合檢測(cè)控制方法，其特征在于所述的綜合檢測(cè)控制方法以紫外輻射強(qiáng)度與頻次、超聲波強(qiáng)度與頻次、臭氧數(shù)量作為單獨(dú)的判定依據(jù)，同時(shí)也對(duì)該三個(gè)因素的參數(shù)進(jìn)行綜合判定；根據(jù)的試驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)，對(duì)單個(gè)參數(shù)制定較高的保護(hù)安全閾值，超過(guò)保護(hù)安全閾值，只要紫外輻射強(qiáng)度與頻次、超聲波強(qiáng)度與頻次、臭氧數(shù)量中有一個(gè)因素異常，達(dá)到該較高的保護(hù)安全閾值，即判定出現(xiàn)絕緣安全故障，則立刻采取保護(hù)措施；另外，再設(shè)定相對(duì)較低告警安全閾值，單個(gè)參數(shù)超過(guò)告警安全閾值，只告警，不進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作，并存儲(chǔ)數(shù)值；當(dāng)紫外輻射強(qiáng)度與頻次、超聲波強(qiáng)度與頻次、臭氧數(shù)量這三個(gè)參數(shù)全部判定結(jié)束后，再?gòu)膬?nèi)存中調(diào)出異常數(shù)據(jù)，進(jìn)行綜合運(yùn)算判斷，對(duì)其中三個(gè)或兩個(gè)參數(shù)的異常值綜合評(píng)估，以避免外界干擾出現(xiàn)誤動(dòng)作；綜合評(píng)估結(jié)果，如達(dá)到設(shè)定的綜合保護(hù)安全閾值時(shí)，立刻采取保護(hù)措施；低于設(shè)定的綜合保護(hù)安全閾值時(shí)，繼續(xù)檢測(cè)并存儲(chǔ)綜合評(píng)測(cè)數(shù)值，帶入下一個(gè)周期進(jìn)行運(yùn)算；同時(shí)告警， 以提示人工干預(yù)。
9.按照權(quán)利要求7所述的高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備絕緣水平的動(dòng)態(tài)在線綜合檢測(cè)控制方法，其特征在于所述的控制方法的運(yùn)算流程為1)、中斷進(jìn)入，關(guān)中斷；2)、從組合測(cè)量傳感器雙向RAM讀取紫外線數(shù)據(jù)；3)、計(jì)算;4)、判斷，其數(shù)據(jù)是否在許可范圍內(nèi)；5)、如果是，轉(zhuǎn)到步驟9)；6)、如果否，則判斷其數(shù)據(jù)是否達(dá)到危險(xiǎn)閾值；7)、如果是，進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作并報(bào)警；然后轉(zhuǎn)到步驟29)；8)、如果否，則存儲(chǔ)紫外線異常數(shù)據(jù)Bl，告警；轉(zhuǎn)到步驟9)；9)、從組合測(cè)量傳感器雙向RAM讀取超聲波數(shù)據(jù)；10)、計(jì)算;11)、判斷，其數(shù)據(jù)是否在許可范圍內(nèi)；12)、如果是，轉(zhuǎn)到步驟16)；13)、如果否，則判斷其數(shù)據(jù)是否達(dá)到危險(xiǎn)閾值；14)、如果是，進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作并報(bào)警；然后轉(zhuǎn)到步驟29)；15)、如果否，則存儲(chǔ)超聲波異常數(shù)據(jù)B2，告警；轉(zhuǎn)到步驟16)；16)、從組合測(cè)量傳感器雙向RAM讀取臭氧數(shù)據(jù)；17)、計(jì)算；18)、判斷，其數(shù)據(jù)是否在許可范圍內(nèi)；19)、如果是，轉(zhuǎn)到步驟23)；20)、如果否，則判斷其數(shù)據(jù)是否達(dá)到危險(xiǎn)閾值；21)、如果是，進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作并報(bào)警；然后轉(zhuǎn)到步驟29)；22)、如果否，則存儲(chǔ)臭氧異常數(shù)據(jù)B3，告警；轉(zhuǎn)到步驟23)；23)、從組合測(cè)量傳感器雙向RAM讀取臭氧數(shù)據(jù)；24)、從組合測(cè)量傳感器雙向RAM讀取異常數(shù)據(jù)B1、B2、B3；25)、綜合計(jì)算附、82、83；26)、判斷，其數(shù)據(jù)是達(dá)到危險(xiǎn)閾值；27)、如果是，進(jìn)行保護(hù)動(dòng)作并報(bào)警；然后轉(zhuǎn)到步驟29)28)、如果否，則轉(zhuǎn)到步驟29)29)、開(kāi)中斷，中斷返回。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備，該設(shè)備設(shè)有中央控制單元(4)；母線室、斷路器室和電纜室分別設(shè)有母線室組合傳感器(1)、斷路器室組合傳感器(2)和電纜室組合傳感器(3)，且均為紫外線、超聲波和臭氧的綜合傳感器；母線室組合傳感器(1)、斷路器室組合傳感器(2)和電纜室組合傳感器(3)均通過(guò)信號(hào)線路與中央控制單元(4)連接。本發(fā)明還公開(kāi)了所述的高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備絕緣水平的動(dòng)態(tài)在線綜合檢測(cè)控制方法。采用上述技術(shù)方案，通過(guò)專用的綜合傳感器，同時(shí)測(cè)量紫外光線、放電聲音、空氣中的臭氧數(shù)量，不間斷的在線監(jiān)測(cè)設(shè)備絕緣水平，并進(jìn)行控制保護(hù)，避免絕緣事故的發(fā)生。
文檔編號(hào)H02H7/22GK102324705SQ20111015337
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月9日
發(fā)明者楊柳, 金葦 申請(qǐng)人:蕪湖明遠(yuǎn)電力設(shè)備制造有限公司