基于超声波的开关柜放电在线监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于超声波的开关柜放电在线监测系统，包括局部放电传感器、前端数据采集器、数据集中器和后台服务器，所述局部放电传感器设置在开关柜的缝隙处，局部放电传感器将监测到的超声波数据传输至前端数据采集器，前端数据采集器内设置有无线通信模块，前端数据采集器对局部放电传感器上传的数据进行整合并通过CAN总线传至数据集中器，数据集中器将整合的数据通过光纤传输至后台服务器；后台服务器对数据进行实时分析并形成局部放电强度曲线；局部放电传感器的外壳接地以屏蔽外部超声波信号。本实用新型专利技术使用方便，省时省力，将局部放电异常进行实时监测，最大程度地缩短了开关柜局放检测周期，保障了设备安全稳定运行。

On-line Monitoring System of Switchgear Discharge Based on Ultrasound

The utility model discloses an on-line monitoring system for switchgear discharge based on ultrasound, which comprises a partial discharge sensor, a front-end data collector, a data centralizer and a back-end server. The partial discharge sensor is located at the gap of the switchgear. The partial discharge sensor transmits the monitored ultrasound data to the front-end data collector, and the front-end data collector is installed. There is a wireless communication module, the front-end data collector integrates the data uploaded by the partial discharge sensor and transmits it to the data concentrator through CAN bus. The data concentrator transmits the integrated data to the back-end server through optical fiber. The back-end server analyses the data in real time and forms the partial discharge intensity curve. The shell of the partial discharge sensor is grounded to shield the external ultrasonic wave. Signal. The utility model has the advantages of convenient use, time saving and labor saving, real-time monitoring of abnormal partial discharge, shortening the detection period of partial discharge of switchgear to the greatest extent, and ensuring the safe and stable operation of the equipment.

【技术实现步骤摘要】
基于超声波的开关柜放电在线监测系统
本技术涉及一种开关柜放电在线监测系统，尤其涉及一种基于超声波的开关柜放电在线监测系统。
技术介绍
近年，变电站建设、改造过程中，35kV、10kV开关柜被广泛使用。但由于开关柜为金属全封闭柜体，只有小个观察窗口，运维人员从外部只能看见开关柜内少部分设备，这样的特殊结构，运维人员在运维过程中无法对设备进行直观的检查，对开关柜内的异常情况较难发现；由于过热、过湿导致的开关柜绝缘老化和绝缘失效的故障越来越多，开关柜内接触触头、接触器与母排的接头等，因绝缘下降，造成局部放电现象，若不能及时发现，愈演愈烈，对设备的正常运行造成较大隐患；现有开关柜检测方法为人力使用便携式局放测试仪进行开关柜局部放电测试，每次巡检需对开关柜上、中、下部全方位进行局放检测，费时费力，效果差强人意；目前的运维策略为每年对开关柜进行一次局部放电检测，因此，在一次检测后至下一次检测前这一期间出现的局部放电将不能被及时发现，造成局部持续放电，绝缘损坏，发展成事故。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是，克服以上所术缺陷，提供一种使用方便、省时省力并能实时监测的开关柜放电在线监测系统。为了解决以上所述技术问题，本技术所述基于超声波的开关柜放电在线监测系统，包括局部放电传感器、前端数据采集器、数据集中器和后台服务器，所述局部放电传感器设置在开关柜的缝隙处，所述局部放电传感器将监测到的超声波数据传输至前端数据采集器，所述前端数据采集器内设置有无线通信模块，所述前端数据采集器对局部放电传感器上传的数据进行整合并通过CAN总线传至数据集中器，所述数据集中器将整合的数据通过光纤传输至后台服务器；所述后台服务器对数据进行实时分析并形成局部放电强度曲线；所述局部放电传感器的外壳接地以屏蔽外部超声波信号。进一步，本技术所述后台服务器还设置有4G通信模块，所述后台服务器分析出开关柜局部放电异常，通过所述4G通信模块将该异常情况发送至监控终端。作为优选，本技术所述局部放电传感器为变频传感器。本技术在配电室开关柜外壳上放置基于超声波的局部放电传感器，开关柜内若存在局部放电情况，粒子的碰撞会产生超声波，通过对超声波的监测，将监测到的超声波数据传输至前端数据采集器，前端数据采集器将数据进行整合并传至数据集中器，数据集中器整合的数据通过光纤传输至后台服务器进行实时分析，并形成局部放电强度曲线；后台服务器配置4G通信模块，若后台服务器分析出开关柜局部放电超标，则通过4G通信模块将该异常情况发送至监控终端，如值班负责人手机，提醒值班负责人及时进行检查；也可发至后台做声光报警信号。本技术通过对局部放电产生的超声波监测，间接的对开关内的运行状况进行反映，能及时发现开关柜存在的局部放电现象；监测数据形成的局部放电强度历史曲线，可以较好的反映出开关柜局部放电的趋势，可以在趋势扩大之前，开展维护工作，防止放电加剧；进行实时监测，可有效解决了目前每年检测一次所不能发现的局部放电情况；采用实时监测局部放电，相比于原有局放检测方式，极大地缩短了检测周期，实时采集数据有利于形成开关柜内部放电分析结果，以至于在发生内部短路故障时也能通过实时采集数据辅助事故原因分析，提高设备故障分析水平。本技术的有益效果：本技术采用超声波检测适用环境限制小，抗干扰能力强；实现实时监测及分析，有效预测开关柜局部放电趋势，智能化水平高，可靠性好；采用4G通信，传输稳定、速度快、信号不易失真。附图说明图1为本技术的相关部件连接结构示意图；图2为本技术的工作原理示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步详细说明。本技术所述基于超声波的开关柜放电在线监测系统，包括局部放电传感器1、前端数据采集器2、数据集中器3和后台服务器4，所述局部放电传感器1设置在开关柜的缝隙处，所述局部放电传感器1将监测到的超声波数据传输至前端数据采集器2，所述前端数据采集器2内设置有无线通信模块，所述前端数据采集器2对局部放电传感器上传的数据进行整合并通过CAN总线传至数据集中器3，所述数据集中器3将整合的数据通过光纤传输至后台服务器4；所述后台服务器4对数据进行实时分析并形成局部放电强度曲线；所述局部放电传感器1的外壳接地以屏蔽外部超声波信号。进一步，本技术所述后台服务器4还设置有4G通信模块，所述后台服务器4分析出开关柜局部放电异常，通过所述4G通信模块将该异常情况发送至监控终端。作为优选，本技术所述局部放电传感器1为变频传感器。实施例：所述局部放电传感器1采用变频传感器，在每个开关柜的缝隙处设置变频传感器，用以完成对开关柜内信号的监测；每个变频传感器监测到的超声波数据传输至对应的前端数据采集器2，前端数据采集器2对变频传感器上传的数据进行整合并通过CAN总线传至数据集中器3，数据集中器整合的数据通过光纤传输至后台服务器4，后台服务器对数据进行实时的分析，并形成局部放电强度曲线，形成数据，工作人员通过后台服务器对局部放电现象实时检测，直观方便。配置4G通信模块，若后台服务器分析出开关柜局部放电超标，则通过4G通信模块，将该异常情况发送至监控终端（值班负责人手机），提醒值班负责人及时进行检查。开关柜内局部放电的时间一般很短，要求传感器尽可能的随时保持高频率监测状态，检测频率要足够高，才能在较短的放电时间内能检测到放电的特征信号；如果传感器设置成固定频率，这种固定频率需实时向后台传输数据，如果设置频率过高将造成存储空间浪费及电能资源浪费，频率过低又容易造成监测不及时，漏监信号。本技术采用变频传感器以解决此问题，正常监视状态时以低电平输出保持监视，出现异常时立即提升至高电平全力输出，这样既能够保证监视放电的整个过程，又能够大幅度减少电能资源的浪费，保证满足实际需要。开关柜屏蔽层通常在垫圈连接处、绝缘部位、电缆绝缘终端等部位出现破损而不连续，这样局部放电产生的电磁波就会通过屏蔽层不连续的部分传输到设备表面，本技术将局部放电传感器设置在缝隙处，实现对局部放电的信息采集；开关场的环境较为复杂，可能存在其他超声波源，本技术将所有传感器外壳共接地以达到屏蔽外部超声波信号的目的。本技术采取就地安装的形式，对局部放电现象实时检测，通过传感器传至数据模块，形成数据，直观方便。在开关柜发生局部放电时发出告警信号，及时提醒运行人员进行缺陷检查与处理，提高异常处理的及时性，在节省人力物力的同时，将局部放电异常进行实时监测，最大程度地缩短了开关柜局放检测周期，保障了设备安全稳定运行。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于超声波的开关柜放电在线监测系统，包括局部放电传感器（1）、前端数据采集器（2）、数据集中器（3）和后台服务器（4），其特征在于，所述局部放电传感器（1）设置在开关柜的缝隙处，所述局部放电传感器（1）将监测到的超声波数据传输至前端数据采集器（2），所述前端数据采集器（2）内设置有无线通信模块，所述前端数据采集器（2）对局部放电传感器上传的数据进行整合并通过CAN总线传至数据集中器（3），所述数据集中器（3）将整合的数据通过光纤传输至后台服务器（4）；所述后台服务器（4）对数据进行实时分析并形成局部放电强度曲线；所述局部放电传感器（1）的外壳接地以屏蔽外部超声波信号。

【技术特征摘要】
1.一种基于超声波的开关柜放电在线监测系统，包括局部放电传感器（1）、前端数据采集器（2）、数据集中器（3）和后台服务器（4），其特征在于，所述局部放电传感器（1）设置在开关柜的缝隙处，所述局部放电传感器（1）将监测到的超声波数据传输至前端数据采集器（2），所述前端数据采集器（2）内设置有无线通信模块，所述前端数据采集器（2）对局部放电传感器上传的数据进行整合并通过CAN总线传至数据集中器（3），所述数据集中器（3）将整合的数据通过光纤传输至后台...

【专利技术属性】
技术研发人员：张岩，熊斌，金海俊，解延毅，张建伟，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司红河供电局，
类型：新型
国别省市：云南,53