配电柜安全监控系统技术方案

本实用新型专利技术涉及安全监测技术领域，提出了配电柜安全监控系统，包括控制单元和局部放电监测电路，局部放电监测电路连接控制单元，局部放电监测电路包括电容耦合传感器U1、变压器T1、电阻R2、电阻R3、运放U2和电阻R6，变压器T1的第一输入端连接电容耦合传感器U1，变压器T1的第一输出端连接电阻R2的第一端，变压器T1的第二输出端连接电阻R2的第二端，变压器T1的第三输出端连接电阻R3的第一端，电阻R3的第二端连接电阻R2的第二端，电阻R3的第二端接地，运放U2的输入端连接电变压器T1的输出端，运放U2的输出端连接控制单元。通过上述技术方案，解决了现有技术中配电柜局部放电监测电路复杂、精度低的问题。精度低的问题。精度低的问题。

【技术实现步骤摘要】
配电柜安全监控系统


[0001]本技术涉及安全监测
，具体的，涉及配电柜安全监控系统。

技术介绍

[0002]配电柜是电动机控制中心的统称，一般应用在负荷较为分散、回路较少的场合，是配电系统的末级设备，包括高压断路器、高压负荷开关、高压操作系统、高压开关柜等，主要用于工厂企业或者家庭的动力用电、通讯用电等。因此其运行安全直接关系到配电系统的稳定性。配电柜内的绝缘缺陷或劣化、接触不良等原因会引起配电柜运行状态的恶化从而引发配电系统出现故障，因此对配电柜的运行状态进行在线监测，及时发现故障隐患并对累积性故障做出预测，对于保证配电柜的正常运行，减少维修次数，提高电力系统的运行可靠性和自动化程度都有重要意义。
[0003]其中，绝缘故障是造成配电柜事故的最主要原因，并且其对配电系统造成的危害也大于其他类型故障。局部放电是绝缘故障的早期放电信号，进行局部放电监测，有助于工作人员了解配电柜的运行状态，及时发现已经存在的绝缘缺陷，避免引发严重的安全事故。目前，配电柜局部放电的监测方法主要有脉冲电流法、泄漏电流法、气相色谱监测法、超高频法、等。脉冲电流法可以得到局部放电的视在电荷量等基本信息，能够定量地判断局部放电的剧烈程度，是技术成熟、全面可靠的一种监测方法，但接线较为复杂，不适合用于开关柜带电监测。超高频法基于局部放电过程中辐射的电磁波，可用于配电柜带电监测，但在现场应用时容易受到环境中大量电磁噪声的干扰，导致监测精度低。

技术实现思路

[0004]本技术提出配电柜安全监控系统，解决了现有技术中配电柜局部放电监测电路复杂、精度低的问题。
[0005]本技术的技术方案如下：
[0006]配电柜安全监控系统，包括控制单元、局部放电监测电路和无线通信单元，所述局部放电监测电路连接所述控制单元，所述控制单元借助所述无线通信单元与上位机通讯连接，所述局部放电监测电路包括电容耦合传感器U1、电阻R1、变压器T1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、运放U2、电阻R6和电阻R7，
[0007]所述电阻R1的第一端连接所述电容耦合传感器U1的第一端，所述电阻R1的第二端连接所述变压器T1的第一输入端，所述变压器T1的第二输入端连接所述电容耦合传感器U1的第二端，所述变压器T1的第一输出端连接所述电阻R2的第一端，所述变压器T1的第二输出端连接所述电阻R2的第二端，所述变压器T1的第三输出端连接所述电阻R3的第一端，所述电阻R3的第二端连接所述电阻R2的第二端，所述电阻R3的第二端接地，
[0008]所述运放U2的反相输入端通过所述电阻R4连接所述电阻R2的第一端，所述运放U4的同相输入端通过所述电阻R5连接所述电阻R3的第一端，所述运放U2的输出端通过所述电阻R6连接所述运放U2的反相输入端，所述运放U2的输出端连接所述电阻R7的第一端，所述
电阻R7的第二端连接所述控制单元。
[0009]进一步，本技术中所述局部放电监测电路还包括信号调理电路，所述信号调理电路包括电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、运放U7、和二极管D1，所述运放U7的同相输入端通过所述电阻R16接地，所述运放U7的同相输入端通过所述电阻R18接地，所述运放U7的同相输入端通过所述电阻R17连接所述电阻R7的第二端，所述运放U7的反相输入端通过所述电阻R19接地，所述运放U7d输出端通过所述电阻R20连接所述运放U7的反相输入端，所述运放U7的输出端连接所述二极管D1的阴极，所述二极管D1的阳极接地，所述运放U7的输出端连接所述控制单元。
[0010]进一步，本技术中还包括超声监测电路，所述超声监测电路包括超声波接收探头U4、电阻R9、电阻R8、电阻R10、运放U3和变阻器RP1，所述运放U3的反相输入端通过所述电阻R9连接所述超声波接收探头U4的第一端，所述超声波接收探头的第二端接地，所述运放U3的同相输入端通过所述电阻R8连接5V电源，所述运放U3的同相输入端通过所述电阻R10接地，所述运放U3的第一端连接所述变阻器RP1的第一端，所述变阻器RP1的第二端连接所述运放U3的反相输入端，所述运放U3的输出端连接所述控制单元。
[0011]进一步，本技术中所述超声监测电路还包括电阻R11、运放U5、电容C8、电容C9、电容C10、电容C11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15和运放U6，所述电阻R11的第一端连接所述运放U3的输出端，所述电阻R11的第二端连接所述运放U5的同相输入端，所述运放U5的同相输入端通过所述电容C8接地，所述运放U5的输出端通过所述电容C9连接所述电阻R11的第一端，所述运放U5的输出端连接所述运放U5的反相输入端，
[0012]所述运放U5的输出端通过所述电容C10连接所述电容C11的第一端，所述电容C11的第二端连接所述运放U6的同相输入端，所述运放U6的同相输入端通过所述电阻R13接地，所述运放U6的反相输入端通过所述电阻R14接地，所述运放U6的输出端通过所述电阻R12连接所述电容C11的第一端，所述运放U6的输出端通过所述电阻R15连接所述运放U6的反相输入端，所述运放U6的输出端连接所述控制单元。
[0013]进一步，本技术中还包括保护电路，所述保护电路包括电阻R21、光耦U8、电阻R22、三极管Q1和继电器K1，所述光耦U8的第一输入端通过所述电阻R21连接5V电源，所述光耦U8的第二输入端连接所述控制单元，所述光耦U8的第一输出端通过所述电阻R22连接12V电源，所述光耦U8的第二输出端连接所述三极管Q1的基极，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的集电极连接所述继电器K1的第一输入端，所述继电器K1的第二输入端连接12V电源，所述继电器K1的常闭端连接电网，所述继电器K1的公共端连接配电柜接线端。
[0014]本技术的工作原理及有益效果为：
[0015]本技术中，局部放电监测电路用于监测配电柜中的局部放电信号，将局部放电信号转为电压信号送至控制单元，控制单元收到该监测信号后通过无线通信单元将该监测信号送至上位机，当配电柜有故障发生时，可以及时通知工作人员解决相应问题。
[0016]配电柜内发生局部放电现象时，放电源会向周围空间辐射电磁波。虽然配电柜柜体为接地金属，但在柜门、接合处、垫圈等部位留有缝隙，少量电磁波能够传播到柜体表面，同时在柜体表面上会出现一个暂态对地电压。局部放电监测电路中的电容耦合传感器U1将局部放电产生的暂态对地电压信号监测出来，进而得出局部放电脉冲的幅值和放电脉冲频率。
[0017]具体的，局部放电监测电路的工作原理为：电容耦合传感器U1用于监测局部放电，并将局部放电转换为电信号输出。为了能将电容耦合传感器U1输出的电信号有效的传输至控制单元，将电容耦合传感器U1输出的信号经变压器T1进行阻抗匹配，并将电容耦合传感器U1输出的单端信号转为差分输入信号，从而提高了电路的监测精度。运放U2构成差分放大器，用于对电容耦合传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.配电柜安全监控系统，其特征在于，包括控制单元、局部放电监测电路和无线通信单元，所述局部放电监测电路连接所述控制单元，所述控制单元借助所述无线通信单元与上位机通讯连接，所述局部放电监测电路包括电容耦合传感器U1、电阻R1、变压器T1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、运放U2、电阻R6和电阻R7，所述电阻R1的第一端连接所述电容耦合传感器U1的第一端，所述电阻R1的第二端连接所述变压器T1的第一输入端，所述变压器T1的第二输入端连接所述电容耦合传感器U1的第二端，所述变压器T1的第一输出端连接所述电阻R2的第一端，所述变压器T1的第二输出端连接所述电阻R2的第二端，所述变压器T1的第三输出端连接所述电阻R3的第一端，所述电阻R3的第二端连接所述电阻R2的第二端，所述电阻R3的第二端接地，所述运放U2的反相输入端通过所述电阻R4连接所述电阻R2的第一端，所述运放U4的同相输入端通过所述电阻R5连接所述电阻R3的第一端，所述运放U2的输出端通过所述电阻R6连接所述运放U2的反相输入端，所述运放U2的输出端连接所述电阻R7的第一端，所述电阻R7的第二端连接所述控制单元。2.根据权利要求1所述的配电柜安全监控系统，其特征在于，所述局部放电监测电路还包括信号调理电路，所述信号调理电路包括电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、运放U7、和二极管D1，所述运放U7的同相输入端通过所述电阻R16接地，所述运放U7的同相输入端通过所述电阻R18接地，所述运放U7的同相输入端通过所述电阻R17连接所述电阻R7的第二端，所述运放U7的反相输入端通过所述电阻R19接地，所述运放U7d输出端通过所述电阻R20连接所述运放U7的反相输入端，所述运放U7的输出端连接所述二极管D1的阴极，所述二极管D1的阳极接地，所述运放U7的输出端连接所述控制单元。3.根据权利要求1所述的配电柜安全监控系统，其特征在于，还包括超声监测电路，所述超声监测电路包括超声波接收探头U4、电阻R9、电阻R8、电阻R10、运放U3和变阻器RP1，所述运放U3的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵春华，付亚男，王海，
申请(专利权)人：河北致睿盈电力科技有限公司，
类型：新型
国别省市：