一种适用于高压开关柜内部气体检测的状态预警装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种适用于高压开关柜内部气体检测的状态预警装置，包括电源模块，所述电源模块为气体检测模块、数据采集处理模块、结果输出模块、报警模块提供电能；气体检测模块用于检测高压开关柜内部故障时所产生的气体；数据采集处理模块，对经由气体检测模块检测到的气体组分含量数据进行综合处理后，对开关柜绝缘状态做出准确评估，传送给报警模块和结果输出模块；结果输出模块用于显示状态评估结果；报警模块，根据状态评估结果发出对应的报警信号。本装置能够全面检测开关柜内部气体组分含量，根据评估结果实时显示开关柜当前状态，实现气体检测状态评估智能化，解决目前开关柜状态检测预警问题，提高开关柜运维效率。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于高压开关柜内部气体检测的状态预警装置
本技术属于高压设备检测
，具体涉及一种适用于高压开关柜内部气体检测的状态预警装置。
技术介绍
作为电力系统(发电厂、变电站)中的重要设备，高压开关柜承担着开断和关合电力线路的重要任务，实现输送及倒换电力负荷、以及将故障设备或故障线路退出电力系统的功能，确保电为系统安全可靠运巧。在长期电力运行过程中，高压开关柜中的绝缘件可能由于老化、接触电阻过大、过热、SF6气体泄漏、局部放电等引发错误操作，甚至造成严重的电力系统事故。现有技术研究主要通过红外线热成像、高频超声波检测装置实现对发热故障、局部放电故障检测；然而高压开关柜内的故障类型远不止发热故障、局部放电故障及SF6气体泄漏故障，如高压开关柜内的有机绝缘部件如套管、支撑绝缘子、触头盒、绝缘筒、复合绝缘子组件、导线绝缘层、绝缘纸等，在潮湿污秽状态下会在有机材料表面形成泄漏电流，进而引起有机材料不同程度的碳化，造成有机材料短路，最终引发电力事故的发生。封闭式开关电器内发生的故障类型与产生的气体及衍生物具有确定性的关联关系，通过检测开关柜内产生的气体种类及含量，能够反演分析出开关柜内发生的绝缘故障类型及位置。在其将要发生故障的时候进行判断预警，可及时的发现并解除故障隐患，保证电力系统的安全可靠运行。基于上述情况及现状，提出一种适用于高压开关柜内部气体检测的状态预警装置的思路，并通过技术手段予以实现，以解决开关柜气体检测预警问题。
技术实现思路
本技术提供一种适用于高压开关柜内部气体检测的状态预警装置，能够有效检测开关柜内气体，同时提示故障类型，并及时预警。本技术的技术方案为：一种适用于高压开关柜内部气体检测的状态预警装置，包括，位于高压开关柜内部，用于检测高压开关柜内部气体的气体检测模块，检测的气体包括氨气、二氧化碳、氢氰酸、臭氧、一氧化氮、二氧化氮、一氧化碳、氢气、甲烷及硫化物和氟化物；与气体检测模块相连，用于对气体检测模块检测到的气体进行组合分析，并判断高压开关柜内部出现与气体组合相关故障类型的数据采集处理模块；与数据采集处理模块相连，用于显示故障类型的结果输出模块；与数据采集处理模块相连，用于根据故障类型发出对应报警信号的报警模块；用于为气体检测模块提供电能的电源模块，所述电源模块是在传统LNK电路的电源输出端口设置电容构成分裂电源。优选的，所述电源模块的电源输出端设有稳压管。优选的，所述气体检测模块包括氨气传感器，碳化物传感器，氢氰酸传感器，臭氧传感器，氮化物传感器，氢气传感器，甲烷传感器及硫、氟化物传感器。优选的，所述结果输出模块为液晶显示屏、触摸显示屏或投影设备。优选的，所述报警模块为语音报警器。与现有技术相比，本技术的优点在于：(1)本技术采用优化LNK电源控制电路的电源模块，是在传统LNK电路原理的基础上，采用在电源输出端口加装电容构成分裂电源，降低电源对数据采集处理模块的电磁干扰，提高气体检测评估的准确率，并且通过加装稳压管的方式对电源输出进行稳压限幅，使得电路具有可控性。(2)本技术中的气体检测模块由多路传感器组成，检测的气体更加全面，数据采集处理模块采用多传感器信息融合处理技术，通过气体组合分析能更准确的判断高压柜故障类型，反映开关柜内状态更加准确，当状态为故障时，发出相应的预警信号。(3)本技术中的结果输出模块，可以实时显示开关柜当前状态，当状态为故障时，显示故障类型，帮助运维人员及时处理，实现气体检测状态评估智能化，解决目前开关柜状态检测预警问题，提高开关柜运维效率。附图说明图1为本技术实施例的模块结构示意图；图2为本技术实施例中优化LNK电源控制电路原理图；图3为本技术实施例故障类型判别及状态预警流程图；具体实施方式下面通过实施例，并结合附图，对本技术的技术方案作进一步具体的说明。如图1为本实施例一种适用于高压开关柜内部气体检测的状态预警装置的模块结构示意图。本技术装置包括：位于高压开关柜内部，用于检测高压开关柜内部气体的气体检测模块，所述气体检测模块包括氨气传感器，碳化物传感器，氢氰酸传感器，臭氧传感器，氮化物传感器，氢气传感器，甲烷传感器及硫、氟化物传感器，检测的气体包括氨气、一氧化碳、二氧化碳、氢氰酸、臭氧、一氧化氮、二氧化氮、氢气、甲烷及硫化物和氟化物；与气体检测模块相连，用于对气体检测模块检测到的气体进行组合分析，并判断高压开关柜内部出现与气体组合相关故障类型的数据采集处理模块；与数据采集处理模块相连，用于显示故障类型的结果输出模块；所述结果输出模块为液晶显示屏、触摸显示屏或投影设备；与数据采集处理模块相连，用于根据故障类型发出对应报警信号的报警模块；所述报警模块为语音报警器；用于为气体检测模块、数据采集处理模块、结果输出模块、报警模块提供电能的电源模块，所述电源模块是在传统LNK电路的电源输出端口设置电容以构成分裂电源，并且电源模块的电源输出端设有稳压管。如图2所示，本电源采用交流输入方式，通过传统LNK电路原理形成可供气体检测单元使用的电源，同时在输出端口加装电容C6和C7形成两级输出的分裂电源，提高电源可靠性以及降低对传感器的电磁干扰。同时加装稳压装置VD5和VD6增加电源输出的稳定性，达到稳压限幅的作用。其中，数据采集处理模块中根据如下气体组合判断高压开关柜内部不同类型的故障：高压开关柜内的有机绝缘件发生过热会引起有机材料热解，热解产物跟温度有关：包有绝缘的导体过热一般温度在100～200℃，称之为200℃以下的低温热性故障，会产生特征气体二氧化碳和一氧化碳；由于雷击过电压或触头接触不良等引起的电缆或母线局部过热、灼烧，通常会形成明显的碳化通道，温度通常超过200℃，称之为200～400℃的高温热性故障，会产生特征气体二氧化碳、一氧化碳、氨气、氢氰酸、甲烷。高压开关柜的设备发生局部放电会导致空气电离：通常制造、安装、运行过程中的绝缘件表面裂纹、气隙缺陷引起的低能量密度局部放电，会产生特征气体二氧化碳、一氧化碳、臭氧、二氧化氮等；当局部放电导致固体绝缘材料出现放电痕迹或穿孔，如触头盒处的放电、电缆处的隐患放电、母排与穿墙套管间的放电等，则称之为高能量密度局部放电，会产生特征气体二氧化碳、一氧化碳、臭氧、二氧化氮、甲烷。高压开关柜内SF6断路器发生泄漏，SF6传感器则能检测到SF6气体及其分解产物。根据以上分析判断，结果输出模块显示相应的故障类型，语音报警器发出对应的报警信号，若发生200℃以下的低温热性故障、低能量密度局部放电故障，报警信号发出语音提示故障类型，在检修期间对可能发生该故障的位置重点检查，排除隐患；若发生200～400℃的高温热性故障、高能量密度局部放电故障、SF6泄漏故障，则报警信号给出语音提示故障类型，并发出语音警告，立即对该高压开关柜进行检修，防止发生更严重事故。图3为故障类型判别及状态预警流程图，本实施例中，电源模块对整体装置供电，利用气体检测模块中的多路气体传感器对开关柜中的气体组分进行检测；检测信号再由数据采集处理模块通过多传感器信息融合处理技术对采集信号进行综合分析后，对开关柜状态做出准确评估，传送给报警模块和结果输出模块；所述结果输出模块用于显示状态评估结果，如为故障，显示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于高压开关柜内部气体检测的状态预警装置，其特征在于，包括：位于高压开关柜内部，用于检测高压开关柜内部气体的气体检测模块，检测的气体包括氨气、二氧化碳、氢氰酸、臭氧、一氧化氮、二氧化氮、一氧化碳、氢气、甲烷及硫化物和氟化物；与气体检测模块相连，用于对气体检测模块检测到的气体进行组合分析，并判断高压开关柜内部出现与气体组合相关故障类型的数据采集处理模块；与数据采集处理模块相连，用于显示故障类型的结果输出模块；与数据采集处理模块相连，用于根据故障类型发出对应报警信号的报警模块；用于为气体检测模块、数据采集处理模块、结果输出模块、报警模块提供电能的电源模块，所述电源模块是在传统LNK电路的电源输出端口设置电容构成分裂电源。

【技术特征摘要】
1.一种适用于高压开关柜内部气体检测的状态预警装置，其特征在于，包括：位于高压开关柜内部，用于检测高压开关柜内部气体的气体检测模块，检测的气体包括氨气、二氧化碳、氢氰酸、臭氧、一氧化氮、二氧化氮、一氧化碳、氢气、甲烷及硫化物和氟化物；与气体检测模块相连，用于对气体检测模块检测到的气体进行组合分析，并判断高压开关柜内部出现与气体组合相关故障类型的数据采集处理模块；与数据采集处理模块相连，用于显示故障类型的结果输出模块；与数据采集处理模块相连，用于根据故障类型发出对应报警信号的报警模块；用于为气体检测模块、数据采集处理模块、结果输出模块、报警模块提供电能的电源模块，所述电源模块是在传统LNK电路的电源输...

【专利技术属性】
技术研发人员：王力农，宋斌，陈天柱，简思亮，李恩文，方雅琪，李小春，林桐，侯显洲，高嘉辰，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：新型
国别省市：湖北,42