开关柜内部空气颗粒物和空气异常成分监测方法技术

本发明专利技术涉及开关柜内部空气颗粒物和空气异常成分监测方法，其技术特点是：采用粒子计算原理的红外光散射降尘监测装置监测粉尘颗粒物的浓度，并判断是否达到报警浓度，若未达到报警，则继续监测，否则采用紫外光谱吸收气体原理监测O

Monitoring method of air particles and abnormal components in switchgear

【技术实现步骤摘要】
开关柜内部空气颗粒物和空气异常成分监测方法
本专利技术属于高压电器领域，尤其是开关柜内部空气颗粒物和空气异常成分监测方法。
技术介绍
目前普遍应用的监测开关柜内部运行环境的系统为通过监测温度和湿度控制器母线室、断路器室、电缆室的温度和湿度，控制加热器功率或通风情况，从而达到调节开关柜内部温湿度的目的。然而，通过分析开关柜缺陷和故障案例，发现开关柜内积尘积碳污秽引起绝缘闪络、局部放电缺陷导致绝缘击穿等问题屡屡发生，无法通过加热或通风手段解决问题，因此需加强开关柜内部运行环境的监测，为运行维护和状态检修提供有效的设备运行情况信息，避免绝缘闪络和绝缘击穿情况发生。开关柜故障原因包括开关柜内积尘积碳污秽问题以及局部放电问题，其中开关柜内积尘积碳污秽主要来源是空气中的粉尘颗粒物，主要通过通风系统、散热网、泄压通道等进入开关柜内；也可能随着运行年限增加，开关柜柜门密封不良导致IP防护等级降低，空气中的粉尘颗粒物渗透进入开关柜内。局部放电问题，在空气中发生的局部放电缺陷主要由导体尖端毛刺、导体或均压件搭接不良、接地不良、绝缘件沿面劣化等导致，分为电晕放电、悬浮放电、沿面放电等类型，由局部放电发展至故障通常为比较缓慢的过程，局部放电的能量电离空气成分如N2、O2、CO2和H2O等，通过持续的化学反应生成臭氧(O3)、一氧化氮(NO)、一氧化碳(CO)和二氧化氮(NO2)，在开关柜中积聚，浓度高于正常空气成分。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提出一种开关柜内部空气颗粒物和空气异常成分监测方法，能够有效监测空气颗粒物和空气异常成分的浓度并避免绝缘闪络和绝缘击穿情况发生。本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：一种开关柜内部空气颗粒物和空气异常成分监测方法，包括以下步骤：步骤1、监测开关柜内部粉尘颗粒物，并判断粉尘颗粒物浓度是否达到报警值，若达到报警值则报警并进行步骤2，否则进行步骤5；步骤2、监测包括O3、NO、CO和NO2的空气异常成分浓度，并判断O3、NO、CO和NO2浓度是否均达到报警值，若均达到报警值，则报警并进行步骤3，否则进行步骤4；步骤3、发出运维检修要求；步骤4、进行通风除尘并继续监测粉尘颗粒物；步骤5、继续监测粉尘颗粒物。而且，所述步骤1的具体实现方法为：采用粒子计算原理的红外光散射降尘监测装置监测粉尘颗粒物，并将红外光散射降尘监测装置的传感器布置于开关柜内母线室、断路器室、电缆室柜的内壁，监测并判断空气颗粒物浓度。而且，所述步骤2中O3的浓度监测采用紫外光谱吸收气体原理实现，NO、CO和NO2浓度监测采用电化学原理实现。而且，所述步骤2的具体实现方法为：将监测传感器布置于开关柜内底部，与带电导体、均压件保持安全距离，监测并判断O3、NO、CO和NO2的浓度。本专利技术的优点和积极效果是：本专利技术通过采用粒子计算原理的红外光散射降尘监测装置监测粉尘颗粒物的浓度，采用紫外光谱吸收气体原理监测O3的浓度，采用电化学原理监测NO、CO和NO2的浓度，并判断是否达到报警值，达到报警值打出存在意思局放缺陷的提示，否则进行通风除尘，加强开关柜内部运行环境的监测，为运行维护和状态检修提供有效的设备运行情况信息，避免绝缘闪络和绝缘击穿情况发生。附图说明图1是红外光散射降尘监测装置原理图；图2是包含O3、NO、CO和NO2的空气异常成分监测装置原理图；图3是本专利技术的逻辑流程图；图4是开关柜内部空气颗粒物和空气异常成分监测系统布置图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术做进一步详述。一种开关柜内部空气颗粒物和空气异常成分监测方法，如图3所示，包括以下步骤：步骤1、监测开关柜内部粉尘颗粒物，并判断粉尘颗粒物浓度是否达到报警值，若达到报警值则报警并进行步骤2，否则进行步骤5。在本步骤中，采用粒子计算原理的红外光散射降尘监测装置监测粉尘颗粒物，红外光散射降尘监测装置如图1所示，包括粒径筛、光源、加热器、透光镜、光电转换器。其工作流程为：加热器通过加热使粉尘颗粒物产生自然上升的气流，LED灯入射平行光经透镜汇聚，照射到通过粒径筛后的粉尘颗粒物表面，反射，反射光经过透光镜光电转换传感器接收，光电转换器光强度转化为电信号。本步骤的具体实现方法：如图4所示，将降尘传感器布置于开关柜内母线室、断路器室、电缆室柜的内壁，与带电导体、均压件保持安全距离，其中7.2kV开关柜，距离≥130mm；12kV开关柜，距离≥155mm；24kV开关柜，距离≥210mm；40.5kV开关柜，距离≥330mm。测试粉尘颗粒的粒径≥10μm，若测试得到空气中粉尘颗粒的浓度≥100mg/m3；或累积粉尘颗粒浓度≥10g/m2，则启动报警信号，否则继续监测粉尘颗粒物。步骤2、监测包括O3、NO、CO和NO2的空气异常成分浓度，并判断O3、NO、CO和NO2浓度是否均达到报警值，若均达到报警值，则报警并进行步骤3，否则进行步骤4。图2给出了O3、NO、CO和NO2浓度监测方法原理图，由于O3在紫外线波段吸收性优于其他空气成分，采用紫外光谱吸收气体原理监测O3浓度；采用电化学原理监测NO、CO和NO2浓度。O3、NO、CO和NO2浓度监测装置包括紫外线光源、吸收室、电化学传感器、光电转换器、气路。本步骤的具体实现方法：如图4所示，将监测传感器布置于开关柜内底部，与带电导体、均压件保持安全距离，其中7.2kV开关柜，距离≥130mm；12kV开关柜，距离≥155mm；24kV开关柜，距离≥210mm；40.5kV开关柜，距离≥330mm。气路中气流0.6L/min，监测O3浓度，测得浓度≥4μL/L或4ppm；监测NO、CO和NO2浓度，测得浓度≥40μL/L或40ppm，O3、NO、CO和NO2均报警，否则进行通风除尘并继续监测监测粉尘颗粒物。步骤3、发出“存在疑似局放缺陷，及时开展带电检测”的运维检修要求。步骤4、进行通风除尘并继续监测监测粉尘颗粒物。步骤5、继续监测粉尘颗粒物。需要强调的是，本专利技术所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本专利技术包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本专利技术的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本专利技术保护的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开关柜内部空气颗粒物和空气异常成分监测方法，其特征在于包括以下步骤：/n步骤1、监测开关柜内部粉尘颗粒物，并判断粉尘颗粒物浓度是否达到报警值，若达到报警值则报警并进行步骤2，否则进行步骤5；/n步骤2、监测包括O

【技术特征摘要】
1.一种开关柜内部空气颗粒物和空气异常成分监测方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1、监测开关柜内部粉尘颗粒物，并判断粉尘颗粒物浓度是否达到报警值，若达到报警值则报警并进行步骤2，否则进行步骤5；
步骤2、监测包括O3、NO、CO和NO2的空气异常成分浓度，并判断O3、NO、CO和NO2浓度是否均达到报警值，若均达到报警值，则报警并进行步骤3，否则进行步骤4；
步骤3、发出运维检修要求；
步骤4、进行通风除尘并继续监测粉尘颗粒物；
步骤5、继续监测粉尘颗粒物。


2.根据权利要求1所述的开关柜内部空气颗粒物和空气异常成分监测方法，其特征在于：所述步骤1的具体实现...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋晓博，陈荣，张黎明，何金，朱旭亮，邢向上，
申请(专利权)人：国网天津市电力公司电力科学研究院，国网天津市电力公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12