一种高压箱式电气设备电火花监测预警装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及高压设备局部放电监测领域，具体涉及一种高压箱式电气设备电火花监测预警装置，包括电磁脉冲传感器、光照传感器、电磁信号调理电路、光照信号调理电路、模拟信号采集机、微处理器、液晶显示模块、通信模块、预警信号模块、电源模块、按键查询模块和屏蔽机壳，本实用新型可在公用一套主机的前提下实现多组传感器的分体式安装，便于监测环网柜、箱式变电站等设备内的多处一次设备连接点，经济可靠，而且装置能够实现监测预警状态的本地/远程两种处理方式，便于在设备自动化运维和智能电网中的应用，减少了人工巡检工作量，提高了维护效率。
【专利说明】
一种高压箱式电气设备电火花监测预警装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及高压设备局部放电监测领域，具体涉及一种高压箱式电气设备电火花监测预警装置。
【背景技术】
[0002]随着经济的发展社会用电量的激增，开关柜、电缆分支箱、环网柜等高压箱式电气设备以其占地面积小、密封安全性好等优点在电网建设中得到了广泛的使用。由于设备运行年限、绝缘老化、凝露受潮、粉尘污染等原因，在箱式设备中电缆终端连接处、断路器动静触头连接点、隔离刀闸的触头等电气一次元件连接点处会发生电火花放电现象。电火花是电极间的击穿放电，产生的强电场会使间隙的气体电离，出现带电粒子，产生放电现象。在气体放电过程中一般伴随着高频宽带电磁脉冲、高温、光学辐射、爆鸣等物理现象。电火花具有间歇性和隐蔽性，难以在日常巡视中发现，但是却对绝缘损坏非常严重，长时间运行会导致绝缘击穿进而发生高能量持续性的火花放电即电弧燃烧，最终造成设备短路，引发电气火灾和电气爆炸，威胁着人员和设备的安全。
[0003]目前开关柜等箱式设备大多配有基于电压电流判据的微机保护，但是仅限于过流、过负荷等保护类型。这些保护本质上是属于事故或不正常运行状态发生后的一种保护，不能对电火花放电这类潜在隐患起到监测预警和保护作用。
【发明内容】
[0004]为了解决上述问题，本实用新型提供一种高压箱式电气设备电火花监测预警装置，它通过检测气体放电过程中产生的电磁脉冲和光照等物理现象，利用电磁场/光照双判据实现对设备火花放电状况的监测，同时将监测情况在本地实时显示和预警，并利用通讯模块传输到远程终端，为运行维护人员提供预警和检修辅助决策。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0006]—种高压箱式电气设备电火花监测预警装置，其特征在于:包括电磁脉冲传感器、光照传感器、电磁信号调理电路、光照信号调理电路、模拟信号采集机、微处理器、液晶显示模块、通信模块、预警信号模块、电源模块、按键查询模块和屏蔽机壳;所述微处理器分别电性连接所述模拟信号采集机、所述液晶显示模块、所述通信模块、所述预警信号模块、所述按键查询模块相连接，所述模拟信号采集机分别电性连接所述电磁脉冲传感器和所述光照传感器，所述电磁脉冲传感器电性连接所述电磁信号调理电路，所述光照传感器电性连接所述光照信号调理电路。
[0007]优选地，微处理器为TMS320F28335DSP。
[0008]优选地，电磁脉冲传感器采用环形探测线圈，电磁信号调理电路和光照信号调理电路采用集成放大器元件和光耦隔离元件及其外围处理电路，模拟信号采集机采用多通道高精度数据采集卡。
[0009]优选地，通信模块采用GPRS和RS-485通信，预警信号模块采用预警信号灯和蜂鸣器。
[0010]优选地，电磁脉冲传感器和光照传感器安装于箱式设备内的一次元件小室。
[0011 ] 优选地，光照传感器安装若干组。
[0012]优选地，高压箱式电气设备电火花监测预警装置采用分体式安装。
[0013]优选地，按键查询模块用以查询历史数据和预警信号复位。
[0014]本实用新型的有益效果:
[0015]可实现对危害绝缘的电火花隐患的监测和预警，提高设备全寿命周期内的保护能力，同时装置采用分体式安装方式，可公用一套主机的前提下实现多组传感器的分体式安装，便于监测环网柜、箱式变电站等设备内的多处一次设备连接点，经济可靠，而且装置能够实现监测预警状态的本地/远程两种处理方式，便于在设备自动化运维和智能电网中的应用，减少了人工巡检工作量，提高了维护效率。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型装置的结构图；
[0017]图2为本实用新型装置安装示意图。
【具体实施方式】
[0018]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0019]一种高压箱式电气设备电火花监测预警装置，包括电磁脉冲传感器、光照传感器、电磁信号调理电路、光照信号调理电路、模拟信号采集机、微处理器、液晶显示模块、通信模块、预警信号模块、电源模块、按键查询模块和屏蔽机壳；
[0020]微处理器与模拟信号采集机、液晶显示模块、通信模块、预警信号模块和按键查询模块相连接；
[0021]电火花监测预警装置采集电磁脉冲信号和光照信号作为发生火花放电现象的双判据，通过电磁脉冲传感器检测火花放电过程中产生的电气火花电磁脉冲，检测到的信号通过电磁信号调理电路将高频小信号进行放大、滤波，利用光照传感器采集电火花放电过程中的光强信号，经过光照信号调理电路进行滤波处理，装置中的模拟信号采集机实时采集电磁信号调理电路和光照信号调理电路输出的模拟信号，并转化为数字信号输入到微处理器中；
[0022]微处理器接收模拟信号采集机传输的电磁脉冲检测信号和光照信号，按照判定逻辑，对检测结果进行分类处理得到判定结果，当检测结果判定为发生火花放电后，微处理器将处理结果在液晶显示模块中显示出来，启动预警信号模块，同时将结果通过通信模块反馈至上级处理终端。
[0023]高压箱式电气设备电火花监测预警装置装置采用分体式安装，电磁脉冲传感器和光照传感器安装于箱式设备内的一次元件小室，且可根据箱式设备内的具体情况，在易发生电火花放电的各设备附近适当多安装几组传感器，为提高抗干扰性和便于维护，微处理器及其他信号处理、通信电路连同屏蔽机壳安装于箱式设备内的二次元件小室或者控制面板处。
[0024]下面我们以KYN28型金属铠装移开式开关柜为例，具体安装方式如图2所示，在母排支柱绝缘子处、电缆终端头处、静触头支柱绝缘子处分别安装了一组电磁脉冲传感器和光照传感器，若是绝缘受潮或者污秽后，上述几个位置最容易发生电火花，同时也是因为这几个地方一旦发生持续电火花造成绝缘击穿后后果最为严重。微处理器、信号处理通信等外围电路连同屏蔽机壳安装在二次控制室内，以防止一次设备产生的电磁辐射干扰数字芯片。当发生电火花后，火花周围会产生强光强信号及高宽频带电磁场信号，传感器将采集到的信号通过同轴屏蔽电缆传输到二次控制室内主机中的电磁信号调理电路、光照信号调理电路接口中，调理电路将高频小信号进行放大、滤波，消除干扰噪声后，传输至模拟信号采集机中进行模数转换后输入至微处理器中，微处理器中对采集到的信号进行幅值、频率分析，与设定的逻辑判断表进行比较，当判定结果为发生了电火花现象后，微处理器将判定结果、传感器编号(对应安装位置)、监测时间显示在液晶显示器中，同时触发预警信号模块，预警信号灯亮，蜂鸣器阵响鸣，通过通信模块将监测情况传输至上级处理终端供运维人员远程查阅和复位预警信号模块。通过按键查询模块也可复位预警信号模块和调取历史监测数据记录，方便运维人员了解设备的历史运行状态，便于检修方案的辅助决策。
[0025]以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种高压箱式电气设备电火花监测预警装置，其特征在于:包括电磁脉冲传感器、光照传感器、电磁信号调理电路、光照信号调理电路、模拟信号采集机、微处理器、液晶显示模块、通信模块、预警信号模块、电源模块、按键查询模块和屏蔽机壳;所述微处理器分别电性连接所述模拟信号采集机、所述液晶显示模块、所述通信模块、所述预警信号模块、所述按键查询模块相连接，所述模拟信号采集机分别电性连接所述电磁脉冲传感器和所述光照传感器，所述电磁脉冲传感器电性连接所述电磁信号调理电路，所述光照传感器电性连接所述光照信号调理电路。2.根据权利要求1所述的高压箱式电气设备电火花监测预警装置，其特征在于:所述微处理器为 TMS320F28335DSP。3.根据权利要求1所述的高压箱式电气设备电火花监测预警装置，其特征在于:所述电磁脉冲传感器采用环形探测线圈，电磁信号调理电路和光照信号调理电路采用集成放大器元件和光耦隔离元件及其外围处理电路，模拟信号采集机采用多通道高精度数据采集卡。4.根据权利要求1所述的高压箱式电气设备电火花监测预警装置，其特征在于:所述通信模块采用GPRS和RS-485通信，所述预警信号模块采用预警信号灯和蜂鸣器。5.根据权利要求1所述的高压箱式电气设备电火花监测预警装置，其特征在于:所述电磁脉冲传感器和光照传感器安装于箱式设备内的一次元件小室。6.根据权利要求5所述的高压箱式电气设备电火花监测预警装置，其特征在于:所述光照传感器安装若干组。7.根据权利要求1-6任一所述的高压箱式电气设备电火花监测预警装置，其特征在于:所述高压箱式电气设备电火花监测预警装置采用分体式安装。8.根据权利要求1所述的高压箱式电气设备电火花监测预警装置，其特征在于:所述按键查询模块用以查询历史数据和预警信号复位。
【文档编号】G01R31/12GK205608137SQ201620031014
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年1月11日
【发明人】王静, 董苏, 王戴木, 王诗兵, 王峰, 韩波
【申请人】阜阳师范学院