基于电场传感器的隔离开关接触状态检测装置及检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于输变电设备离线检测技术领域，涉及一种基于电场传感器的隔离开关 接触状态检测装置，本发明还涉及一种基于上述检测装置的检测方法。
【背景技术】
[0002] 电力输电线路和变电站是为了将发电厂的电力能源输送给用户，随着技术的不断 进步，用户对于电能质量的要求日益提高，电能质量包括有电压大小、频率以及波形，这些 影响相对系统缺相所带来的影响来说是不明显的。非全相运行将给系统造成很大影响，由 于三相电流不平衡，可能使发电机、变压器个别绕组通过电流较大，造成过热现象，据统计， 在各种工、农业生产用异步电动机故障中，由于电源断相、某相绕组断线而使电动机被烧毁 的占半数以上；三相电流不平衡产生的负序分量电流，使发电机定子绕组产生负序旋转磁 场，在转子绕组中感应出的交流电流，引起附加损耗；并与转子绕组产生的磁场相互作用， 引起机组振动；非全相运行时产生的零序电流，会对邻近的通信线路产生干扰等。因此电力 系统缺相运行应引起广大电力工作人员的足够重视，最好不让这种情况发生，当其发生时， 则需尽快使系统恢复到正常运行。
[0003] 隔离开关是高压开关电器中使用最多的一种高压设备，基本上都与高压断路器配 合使用。它本身的工作原理及结构比较简单，但是由于使用量大，工作可靠性要求高，对变 电站的设计、建设和安全运行的影响均较大。
[0004] 隔离开关的动静触头之间可能存在三种状态，一是两触头之间明显的存在分离间 隙，表明此时隔离开关是完全断开的；二是两触头之间完全闭合，表明此时隔离开关两侧完 全接通；三是两触头之间看似闭合实则断开，此时给工作人员的印象就是隔离开关是闭合 的，然而事实上其是断开的，即对后续系统完成不了供电。第三种情况由于工作人员很难知 情而导致其危害是最大的，其是造成缺相的一个最重要的原因，主要由于隔离开关触头烧 伤或是螺丝松动造成接触不良或是没有接触上，从而造成某一相没有供上电。然而在变电 站现场，这些接触不良或是接触不上的情况是看不出来的，从而隔离开关出线侧的电压情 况在变电站现场无从得知，因此对于现场运行人员和巡检人员来说，有必要对隔离开关接 触状态进行检测。
[0005] 本发明基于隔离开关出线侧电压情况对隔离开关的接触状态进行判定。线路断线 后，对于非故障相而言，其电压和电流会相应的升高，这对于设备的绝缘水平提出了考验， 同时也对人员安全构成了威胁，所以系统非全相运行时间不能太长，应尽快使其恢复正常。 本发明运用电场传感器对隔离开关的出线侧电压进行检测，如发现系统非全相运行，则可 立即进行相应的处理，使用电场传感器主要优势在于：一是实现完全无接触式测量，保证了 检测时的安全；二是电场传感器造价低廉，大大节约装置的成本。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种基于电场传感器的隔离开关接触状态检测装置，可方便 的对隔离开关出线侧的电压情况进行现场获取。
[0007] 本发明的目的还在于提供一种基于电场传感器的隔离开关接触状态的检测方法。
[0008] 本发明所采用的第一种技术方案是，基于电场传感器的隔离开关接触状态检测装 置，包括DSP处理器单元，DSP处理器单元上还分别连接有DSP复位模块、DSP晶振模块、液 晶显示模块、启动按钮、屏蔽板打开按钮、预警模块、光耦隔离模块，光耦隔离模块还分别连 接有A/D转换模块、信号调理模块，A/D转换模块上还依次连接有自适应放大模块、电场信 号提取模块、电场传感器，信号调理模块上还连接有温湿度传感器。
[0009] 本发明的第一种技术方案的特点还在于，
[0010] DSP处理器单元还连接有SRAM存储模块。
[0011] DSP处理器单元还连接有通信模块。
[0012] 本发明所采用的第二种技术方案是，基于电场传感器的隔离开关接触状态检测方 法，具体按照以下步骤实施：
[0013] 步骤1、电场传感器置于隔离开关出线的正下方，电场传感器将感应到三相叠加在 一起的电场信号，并且电场传感器将感应到的电场信号转化为电压信号，电压信号通过电 场信号提取模块进行提取，然后送入自适应放大模块，自适应放大模块把信号放大到适合 A/D转换模块要求的输入电压范围，然后送入A/D转换模块，最后通过光耦隔离模块送入 DSP处理器单元；温湿度传感器将采集到的所测环境的温湿度信息通过信号调理模块后， 通过光耦隔离模块送入DSP处理器单元；
[0014] 步骤2、DSP处理器单元对离散化的电压信号进行快速傅立叶变换，变换得出电压 值，DSP处理器单元会基于隔离开关接触状态的判别原理，同时结合不同电压等级的电压 情况，根据所测电压大小确定隔离隔离开关触头的接触状态；当判别为缺相时，进行报警处 理，并在液晶模块上显示缺相、电压及环境参数等信息，同时摁下屏蔽板打开按钮继续进行 相别的鉴定。
[0015] 本发明的第二种技术方案的特点还在于，
[0016] 步骤1中A/D转换模块中的采样频率4由DSP处理器单元通过下式设置：
[0017] fs= f n/512
[0018] 其中，fN= 50Hz为工频，512为每个周期采集512个点。
[0019] 步骤2中DSP处理器单元对离散化的电压信号进行快速傅立叶变换，具体按照以 下步骤实施：
[0020] 经过A/D转换模块后得到的电压信号离散序列为x(n)，0彡η彡N-I，N为采样点 数，k为谐波的次数，对X (η)序列进行离散傅立叶变换处理：
【主权项】
1. 基于电场传感器的隔离开关接触状态检测装置，其特征在于，包括DSP处理器单元 (10)，DSP处理器单元（10)上还分别连接有DSP复位模块（