高压开关柜多功能在线监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种高压开关柜多功能在线监测系统，以解决现有的开关柜检测项目单一，无法准确反映柜内情况的技术问题。本实用新型专利技术包括开关柜环境监控子系统、开关柜温度监测子系统、开关柜局部放电监测子系统、断路器机械特性监测子系统，开关柜环境监控子系统包括开关室环境监控主机，开关柜温度监测子系统包括开关柜测温主机，开关柜局部放电监测子系统包括开关柜局部放电主机，断路器机械特性监测子系统包括断路器机械特性监测终端，开关室环境监控主机、开关柜测温主机、开关柜局部放电主机集成于一体化多功能主机。本实用新型专利技术的有益效果在于：能够多维度、多因素监测开关柜内的运行情况，并且各参数之间可以交叉验证，保障设备和人员安全。

【技术实现步骤摘要】
高压开关柜多功能在线监测系统
本技术涉及电力设备在线监测
，具体涉及一种高压开关柜多功能在线监测系统。
技术介绍
高压开关柜即交流金属封闭开关设备，广泛应用于各个变电站，其内部装有电缆接头或套管、避雷器、电流互感器、开关等多种一次设备，这些设备在长期运行中存在电的、热的、化学的及异常状况下形成的绝缘劣化，导致电气绝缘强度降低，严重时发生故障。相关研究报告表明开关柜一般性缺陷或故障率为2.2台（面）次/百台·年，占故障总数的91.7%，排在前五位的一般性故障或缺陷依次为：机构（32.3%），带电显示器（19.4%），绝缘（18.7%），二次设备（17.7%），过热（8.9%）。严重故障率为0.2台（面）次/百台·年，占故障总数的8.3%，其中绝缘问题为严重故障的主要成因。针对上述开关柜主要故障原因，仅靠带电检测已不能达到要求，亟需对开关柜运行状态进行多维度、多因素的实时在线监测，综合分析检测数据，达到数据智能分析，故障及时预警的目的。
技术实现思路
本技术提供一种高压开关柜多功能在线监测系统，以解决现有的开关柜检测项目单一，无法准确反映柜内情况的技术问题。为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：设计一种高压开关柜多功能在线监测系统，包括开关柜环境监控子系统、开关柜温度监测子系统、开关柜局部放电监测子系统、断路器机械特性监测子系统，开关柜环境监控子系统包括开关室环境监控主机，开关柜温度监测子系统包括开关柜测温主机，开关柜局部放电监测子系统包括开关柜局部放电主机，断路器机械特性监测子系统包括断路器机械特性监测终端，开关室环境监控主机、开关柜测温主机、开关柜局部放电主机集成于一体化多功能主机。进一步的，开关柜环境监控子系统包括与开关室环境监控主机对应连接的气体探测器、水浸传感器、温湿度传感器、火灾报警器以及输出控制单元。进一步的，气体探测器包括氧气探测器、臭氧探测器和六氟化硫探测器中的至少一种。进一步的，输出控制单元包括风机、水泵、空调和除湿器。进一步的，开关柜温度监测子系统包括与开关柜测温主机对应连接的梅花触头温度传感器、母排温度传感器、电缆接头温度传感器。进一步的，开关柜局部放电监测子系统包括和开关柜局部放电主机对应连接的超声波传感器和特高频传感器。进一步的，断路器机械特性监测子系统包括与断路器机械特性监测终端对应连接的霍尔电流传感器、位移传感器、加速度传感器、辅助开关。与现有技术相比，本技术的主要有益技术效果在于：（1）本技术可对开关室温湿度、气体成分及含量监测，并联动排风设备、制冷设备和加热设备，实现开关室环境智能调节，防止开关柜因受潮导致的绝缘劣化，避免开关柜内部缺陷产生的有害气体对运维人员的伤害。（2）本技术可实时监测开关柜内部温度变化，及时发现因缺陷导致的温度超标问题。（3）本技术可通过声-电联合方式对开关柜局部放电现象进行监测，掌握开关柜内部绝缘变化趋势。（4）本技术可完成断路器操动机构关键指标监测，且所有监测数据接入开关柜综合监测平台，实现开关柜运行状态的全方位感知、统一展示和智能管理。附图说明图1为本技术高压开关柜多功能在线监测系统的结构架构图。图2为本技术高压开关柜多功能在线监测系统的环境监控子系统架构图。图3为本技术高压开关柜多功能在线监测系统的一体化主机架构图。图4为本技术高压开关柜多功能在线监测系统的一体化主机硬件结构图。图5为本技术高压开关柜多功能在线监测系统的断路器机械特性监测终端的硬件结构图。具体实施方式下面结合附图和实施例来说明本技术的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本技术，并不以任何方式限制本技术的范围。以下实施例中所涉及或依赖的程序均为本
的常规程序或简单程序，本领域技术人员均能根据具体应用场景做出常规选择或者适应性调整。以下实施例中所涉及的单元模块、零部件、结构、机构或传感器等器件，如无特别说明，则均为常规市售产品。实施例1：一种高压开关柜多功能在线监测系统，参见图1，由开关柜综合监测平台，开关柜环境监控子系统，开关柜温度监测子系统，开关柜局部放电监测子系统和断路器机械特性监测子系统五部分组成。其中开关柜环境监控子系统，开关柜温度监测子系统，开关柜局部放电监测子系统共用一台一体化多功能主机，它们是一体化多功能主机涵盖下的三个主机功能，并不存在实体，其功能包含于一体化多功能主机内，是一体化多功能主机的功能模块。上述一体化多功能主机采用JCZX-600-M开关柜综合监测主机，参见图1，主机内包含接口部分、预处理部分和功能模块部分。接口部分用来连接传感器，其中无线接入端口连接梅花触头温度传感器、母排温度传感器、电缆接头温度传感器、局部放电传感器，有线接入端口连接火警报警器、气体探测器、温湿度传感器、水浸传感器。传感器采集的数据首先经过预处理部分进行模数转换、滤波放大等操作，然后送入功能模块进行分析判断以实现监测的目的。断路器机械特性监测终端采用JCZX-600-SM断路器动作特性在线监测装置，包括MCU以及I/O端口，其中输入端口连接霍尔电流传感器、开关量传感器、位移传感器、加速度传感器，传感器采集到的数据送入MCU首先经过预处理，包括AD转换、协议解析等，然后对预处理之后的数据进行分析，判断结果并输出。开关柜综合监测平台根据系统检测功能进行配置，本领域技术人员能够根据系统的接口特性和实现的功能进行编写。开关柜环境监控子系统功能可分为环境信息感知部分和智能联动控制部分，参见图2，其中环境信息感知由气体探测器、水浸传感器、温湿度传感器和火灾报警器组成，用于进行环境信息参量的采集并将采集结果上送至开关室环境监控主机，开关室环境监控主机对传感器上送的测量结果进行处理分析之后，调用智能联动控制模块，对就地设备，如：风机、水泵、空调和除湿器进行智能控制，保障设备和人员安全。上述气体传感器主要有氧气探测器、臭氧探测器、六氟化硫探测器。开关柜温度监测子系统采用无线无源触头测温传感器对梅花触头、母排和电缆接头温度进行采集和无线传送，开关柜测温主机完成测温传感器数据汇聚和处理，平台完成温度数据的趋势分析以及预警提示功能。开关柜局部放电监测子系统采集开关柜局部放电超声波和暂态地电压信息。其中超声波信息包含：有效值、峰值、50Hz相关性和100Hz相关性，暂态地电压信息主要为：电压峰值。局放传感器采用高性能工业电压，使用寿命长并可与开关柜局放监测主机通过无线方式组网，安装部署便捷，另外可结合开关室环境监测子系统中臭氧含量，共同作为开关柜是否发生局部放电现象的判据，因为放电现象会造成空气中的氧转化为臭氧，导致臭氧浓度增加。断路器机械特性监测子系统采用霍尔电流传感器对断路器分、合闸回路动作电流和时间进行监测，可发现接点接触不良、分合闸电磁铁卡涩等问题；采用位移传感器对断路器分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压开关柜多功能在线监测系统，其特征在于：包括开关柜环境监控子系统、开关柜温度监测子系统、开关柜局部放电监测子系统、断路器机械特性监测子系统，所述开关柜环境监控子系统包括开关室环境监控主机，所述开关柜温度监测子系统包括开关柜测温主机，所述开关柜局部放电监测子系统包括开关柜局部放电主机，所述断路器机械特性监测子系统包括断路器机械特性监测终端，所述开关室环境监控主机、所述开关柜测温主机、所述开关柜局部放电主机集成于所述一体化多功能主机。/n

【技术特征摘要】
1.一种高压开关柜多功能在线监测系统，其特征在于：包括开关柜环境监控子系统、开关柜温度监测子系统、开关柜局部放电监测子系统、断路器机械特性监测子系统，所述开关柜环境监控子系统包括开关室环境监控主机，所述开关柜温度监测子系统包括开关柜测温主机，所述开关柜局部放电监测子系统包括开关柜局部放电主机，所述断路器机械特性监测子系统包括断路器机械特性监测终端，所述开关室环境监控主机、所述开关柜测温主机、所述开关柜局部放电主机集成于所述一体化多功能主机。


2.据权利要求1所述的高压开关柜多功能在线监测系统，其特征在于：所述开关柜环境监控子系统包括与所述开关室环境监控主机对应连接的气体探测器、水浸传感器、温湿度传感器、火灾报警器以及输出控制单元。


3.据权利要求2所述的高压开关柜多功能在线监测系统，其特征在于：所述气体探测器包括氧气探...

【专利技术属性】
技术研发人员：牧继清，马德平，陈双强，陈国斌，陶志豪，吴万里，李俊岭，
申请(专利权)人：郑州精铖电力设备有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41