市供电局用城区开关柜局部放电故障在线检测系统技术方案

一种市供电局用城区开关柜局部放电故障在线检测系统，在开关柜的内部和外部分别设置有气体传感器，气体传感器用以获取所在环境中臭氧和氮氧化物的含量；在开关柜的内部还安装有两个用于感知柜内光和热的红外线传感器，其中一个红外线传感器朝向柜内电气元件，另一个红外线传感器背向电气元件；控制系统用于将气体传感器、红外线传感器输入的电信号数字化，并对各数字信号进行比较；当开关柜内气体传感器的数值大于开关柜外气体传感器的数值，且/或朝向柜内电气元件的红外线传感器的数值大于背向电气元件的红外线传感器的数值时，控制系统远程报警。本发明专利技术通过比较法剔除了环境因素对传感器的影响，提高了检测的可靠性和准确性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
市供电局用城区开关柜局部放电故障在线检测系统


[0001]本专利技术涉及供电
，尤其是涉及一种市供电局用城区开关柜局部放电故障在线检测系统。

技术介绍

[0002]在城区供电故障中，因开关柜放电而引起的故障占比较高，严重影响供电质量和可靠度。其主要原因是开关柜在运行过程中会因绝缘受潮、老化及表面脏污等因素形成局部放电，轻者造成开关柜内电气元件的故障损失，重者造成整个电网的崩溃，给社会带来巨大的经济损失。因此，及时检测发现开关柜的局部放电缺陷是实现预知性维修的前提，对于保障电力的安全运行有着重大的意义。
[0003]当前常用的开关柜局部放电故障检测方法为暂态地电位法和超声波法。超声波法是利用压电晶体作为声电转化元件，当开关柜内部发生放电时，局部放电产生的声波信号传递到开关柜表面，再由超声波传感器将超声信号转换为电信号，并进一步放大后传到采集系统，以达到检测局部放电的目的。超声波法存在的缺点是，超声波传感器放置在开关柜的外部，受城区内噪声信号或振动信号等干扰信号的影响，会给超声波传感器的测量带来误差。
[0004]暂态地电位法需要将暂态地电位传感器紧密的固定在AIS开关柜或者GIS开关柜设备上，暂态地电位信号会通过屏蔽线输入到信号调理模块，暂态地电位信号经过信号调理模块处理后传送至控制主机上显示。超声波法存在的缺点是，暂态地电位信号的获取通常采用电容耦合的方式来获取，采集到的暂态地电位信号非常短且非常微弱，易受到城区环境的干扰而带来测量上的误差。
[0005]由上述可知，这两种检测方法的实际效果在环境复杂的城区并不理想，因此需要一种能够适应城区环境的局部放电故障检测系统。

技术实现思路

[0006]为了克服
技术介绍
中的不足，本专利技术公开了一种市供电局用城区开关柜局部放电故障在线检测系统，其目的在于：适应城区的复杂环境，不受环境干扰，提高局部放电故障检测的有效性和可靠性。
[0007]为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种市供电局用城区开关柜局部放电故障在线检测系统，在开关柜的内部和外部分别设置有气体传感器，气体传感器用以获取所在环境中臭氧和/或氮氧化物的含量；在开关柜的内部还安装有两个用于感知柜内光和热的红外线传感器，其中一个红外线传感器朝向柜内电气元件，另一个红外线传感器背向电气元件；气体传感器、红外线传感器与控制系统连接，控制系统用于将气体传感器、红外线传感器输入的电信号数字化，并对各数字信号进行比较；当开关柜内气体传感器的数值大于开关柜外气体传感器的数值，且/或朝向柜内电气元件的红外线传感器的数值大于背向
电气元件的红外线传感器的数值时，控制系统远程报警。
[0008]进一步地改进技术方案，当开关柜内气体传感器的数值是开关柜外气体传感器数值的1.1倍以上，且朝向柜内电气元件的红外线传感器的数值是背向电气元件的红外线传感器数值的1.1倍以上时，控制系统远程报警。
[0009]进一步地改进技术方案，当开关柜内气体传感器的数值是开关柜外气体传感器数值的1.2倍以上，或朝向柜内电气元件的红外线传感器的数值是背向电气元件的红外线传感器数值的1.2倍以上时，控制系统远程报警。
[0010]进一步地改进技术方案，所述控制系统包括模拟信号处理模块、模数转换模块、微处理器和远程通讯模块，其中，远程通讯模块用于将报警信号输送到远程控制端。
[0011]进一步地改进技术方案，在开关柜的内部还安装有朝向柜内电气元件的红外线摄像头，红外线摄像头所摄得的图像信号由远程通讯模块输送到远程控制端。
[0012]采用上述技术方案后，相比
技术介绍
，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术在城区开关柜的内部和外部分别设置有气体传感器，通过比较法剔除了环境气体对放电伴生气体检测的影响；还在开关柜的内部还安装有两个用于感知柜内光和热的红外线传感器，通过比较法剔除了外界温度和光照度对放电伴生的光和热检测所带来的影响，提高了检测的可靠性和准确性。
[0013]此外在检测时，本专利技术可对这两种测量方法进行组合，以提高测量的可信度。
附图说明
[0014]图1为本专利技术的结构示意图。
[0015]图2为本专利技术的流程图。
[0016]图中：1、开关柜；2、电气元件；3、柜内气体传感器；4、柜外气体传感器；5、第一红外线传感器；6、第二红外线传感器；7、红外线摄像头。
具体实施方式
[0017]下面参照附图来描述本专利技术的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本专利技术的技术原理，并非旨在限制本专利技术的保护范围。需要说明的是，在本专利技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0018]一种市供电局用城区开关柜局部放电故障在线检测系统，如图1所示，包括设置在开关柜1内部的柜内气体传感器3和设置开关柜1外部的柜外气体传感器4，柜内气体传感器3和柜外气体传感器4均由臭氧气体传感器和氮氧化物传感器组成，臭氧气体传感器用以获取所在环境中臭氧，氮氧化物传感器用以获取所在环境中氮氧化物的含量。在开关柜1的内部还安装有两个用于感知柜内光和热的红外线传感器，其中，朝向柜内电气元件2的红外线传感器为第二红外线传感器6，背向电气元件2的红外线传感器为第一红外线传感器5。
[0019]局部放电伴生有电磁波、声波、气体生成物、光、热和电流行波等物理现象。其中，电磁波、声波和电流行波受外界环境的干扰较大，难以提取有效的信息。由于开关柜1不能
完全实现密封，柜内的气体生成物、光和热也会随外界环境的变化而变化，因此单独的在开关柜1内设置相应的传感器并不能准确的反映出局部放电故障的发生。
[0020]局部放电伴生的气体生成物主要有臭氧和氮氧化物，在本专利技术中，气体传感器包括臭氧气体传感器和氮氧化物传感器，这是一种冗余设计。城市内汽车尾气也含有氮氧化物，而臭氧在紫外线强烈的区域内才会发生，但是符合臭氧和氮氧化物同时产生的条件却很少，可以减少误判。在本实施例中，设置在开关柜1外部的臭氧气体传感器和氮氧化物传感器能够获取外部环境中的臭氧含量和氮氧化物含量，设置在开关柜1内部的臭氧气体传感器和氮氧化物传感器能够获取开关柜1内空气中的臭氧含量和氮氧化物含量。当发生局部放电时，开关柜1内空气中的臭氧含量和氮氧化物含量必然升高，通过对比就可准确地反映出局部放电故障。
[0021]同样的，背向电气元件2的第一红外线传感器5用于感知开关柜1内环境的光和热，剔除外界光和热对朝向柜内电气元件2的第二红外线传感器6带来的影响。开关柜1内局部放电所产生的光和热也是本专利技术所要利用的一种冗余设计，只有第二红外线传感器6输出的光信号和热信号同步明显上升，而第一红外线传感器5输出的光信号和热信号变本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种市供电局用城区开关柜局部放电故障在线检测系统，其特征是：在开关柜的内部和外部分别设置有气体传感器，气体传感器用以获取所在环境中臭氧和/或氮氧化物的含量；在开关柜的内部还安装有两个用于感知柜内光和热的红外线传感器，其中一个红外线传感器朝向柜内电气元件，另一个红外线传感器背向电气元件；气体传感器、红外线传感器与控制系统连接，控制系统用于将气体传感器、红外线传感器输入的电信号数字化，并对各数字信号进行比较；当开关柜内气体传感器的数值大于开关柜外气体传感器的数值，且/或朝向柜内电气元件的红外线传感器的数值大于背向电气元件的红外线传感器的数值时，控制系统远程报警。2.如权利要求1所述的一种市供电局用城区开关柜局部放电故障在线检测系统，其特征是：当开关柜内气体传感器的数值是开关柜外气体传感器数值的1.1倍以上，且朝向柜内电气元件的红外线传...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹翀，南钰，何中钰，杨浩宇，王磊，刘昱晨，张迎亚，于永哲，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司开封供电公司，
类型：发明
国别省市：