开关柜在柜式母线局放实时检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了开关柜在柜式母线局放实时检测装置，温度、湿度、粉尘检测模块检测母线环境的温度、湿度及粉尘浓度，将信号传输至ＤＳＰ信号处理模块；母线局放检测部件检测母线局放脉冲信号，并将信号传输至信号隔离及调理模块，信号隔离及调理模块针对母线局放信号进行预处理，并传输至ＤＳＰ信号处理模块；ＤＳＰ信号处理模块对信号进行处理，产生信号，传至输出控制模块；输出控制模块接收控制指令，控制外部控制装置动作；ＤＳＰ信号处理模块通过通讯模块与外部计算机通讯；ＤＳＰ信号处理模块与按键显示模块进行人机交互通讯。本实用新型专利技术能实时检测对开关柜安全运行危害的母线局部放电状态，及时给出保护信号，提高了电网运行的安全性。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于中高压电气设备故障检测与诊端
，特别涉及一种在柜式 的对中压开关柜母线的局部放电现象进行实时检测的系统。
技术介绍
开关柜在工作时，如果母线绝缘内部存在弱点和缺陷，则会产生绝缘的局部击穿 现象；而母线本体若有尖角或尖的边缘时，就会导致电场集中，上述两种情况的发生都会出 现局部放电的现象。当开关柜母线局部放电现象时，轻者引起设备工作不正常、绝缘的进一 步恶化，重者则会击毁开关柜的设备，产生严重的安全事故。目前检测局部放电现象的技术主要有红外检测技术、超声波检测技术和脉冲电 流检测技术等。然而，现在这些技术的运用都存在各种结构或功能缺陷。比如红外检测、 超声波检测易受环境温度、环境噪声影响，灵敏度不高，而脉冲电流法需要专门的高压装置 等。除此之外，还存在一个很大的问题是采用这些技术都无法实现在柜式的实时检测功能。 采用超声波、红外检测技术手段检测局放，仅是通过专门的仪器做定期巡检，而无法实时检 测，并且有些仪器仅适合于变压器、电机等电力设备。至于脉冲电流法，其在检测时，还需要 中断开关柜的运行，施加实验电压来提取局部放电电弧、电晕引起的脉冲信号，其检测手段 既费时，又要造成局部电网中断运行的损失。另外，检测过程中对检测人员的技术水准要求 也比较高，不利于快速处理故障现场。目前，直接针对在柜式的开关柜母线局放实时检测的技术方案还未见公开，可以 说在国内外还是空白。
技术实现思路
本技术公开了一种开关柜在柜式母线局放实时检测装置，其是一种安装在开 关柜上、基于电容耦合式的检测系统，实时地对母线的局部放电状态进行监测。其信号处 理、分析部分是和常规配置于开关柜的操控装置设计为一体，构成一套完整的开关柜安全 工作综合保护装置。本技术的检测系统由于能实时检测对开关柜安全运行危害较大的 母线局部放电状态，并及时给出保护信号，从而极大地提高了电网运行的安全性。本技术所采取的技术方案如下一种开关柜在柜式母线局放实时检测装置， 其包括温度、湿度、粉尘检测模块、母线局放检测部件、信号隔离及调理模块、DSP信号处理 模块、按键显示模块、通讯模块、输出控制模块，所述温度、湿度、粉尘检测模块检测母线环 境的温度、湿度及粉尘浓度，并将检测信号传输至DSP信号处理模块；所述母线局放检测部 件检测母线局放脉冲信号，并将检测信号传输至信号隔离及调理模块；所述信号隔离及调 理模块针对母线局放信号进行预处理，并传输至DSP信号处理模块；DSP信号处理模块接 收信号，对信号进行处理、分析，产生控制信号，并传输至输出控制模块；输出控制模块接收 DSP信号处理模块发出的控制指令，以控制外部的控制装置动作；DSP信号处理模块通过通 讯模块与外部计算机进行通讯；DSP信号处理模块与按键显示模块进行人机交互通讯。优选的，温度、湿度、粉尘检测模块包括温度传感器(U2)、湿度传感器(U3)、粉尘 传感器(U4)，所述的温度传感器(U2)检测母线周围环境温度，靠近母线；所述的湿度传感 器(U3)检测母线周围环境湿度；所述的粉尘传感器(U4)检测母线室的环境粉尘浓度；温 度传感器(U2)、湿度传感器(U3)、粉尘传感器(U4)的数据输出分信号引脚分别接入所述的 DSP信号处理模块。优选的，信号隔离及调理模块包括运算放大器(U5)，运算放大器(U5)调理母线局 部放电信号；运算放大器(U5)的输出接入DSP信号处理模块。优选的，母线局放检测部件包括高压母线(V)、母线电阻(Zl)、完好介质第一电容 (Ca)、与气隙串联第二电容(Cb)、气隙第三电容(Ce)、母线绝缘层外缘与检测电极板之间 的第四电容(Cq)、检测电极板与开关柜柜体之间的第五电容(Co)、霍尔电压传感器(U1)、 第二电阻(R2)、局部放电等效第一电阻(rl)、连接座(Jl)，高压母线(V)接母线电阻(Zl)， 母线电阻(Zl)分两路分别接第二电容(Cb)、第一电容(Ca)，第二电容(Cb)的另一端分两 路分别接第三电容(Ce)、第一电阻(rl)，第一电容(Ca)、第三电容(Ce)、第一电阻(rl)的 另一端汇成一路联接第四电容(Cq)，第四电容(Cq)的另一端接入霍尔电压传感器(Ul)的 Vin+端，霍尔电压传感器(Ul)的Vin+端与Vin-端之间接第五电容(Co)，霍尔电压传感器 (Ul)的Iout端与GND端之间接电阻(R2)，霍尔电压传感器(Ul)联接连接座(Jl)。优选的，按键显示模块包括第一按键(Si)、第二按键(S2)、第三按键(S3)、第四按 键(S4)、液晶显示模块(Ml)，DSP信号处理模块(U6)接液晶显示模块(Ml)的引脚；电源 模块(Ul)的V+、V-端并联联接电解电容(Cl)、第三电阻(R3)和第一按键(Si)、第四电阻 (R4)和第二按键(S2、)第五电阻(R5和第三按键(S3)、第六电阻(R6)和第四按键(S4)，第 三电阻(R3)和第一按键(Si)、第四电阻(R4)和第二按键(S2)、第五电阻(R5)和第三按键 (S3)、第六电阻(R6)和第四按键(S4)分别串接，第三电阻(R3)和第一按键(Si)、第四电阻 (R4)和第二按键(S2)、第五电阻(R5)和第三按键(S3)、第六电阻(R6)和第四按键(S4)的 连接线分别接入DSP信号处理模块(U6)。优选的，通讯模块包括RS-232收发器(U7)、485收发器(U8)，RS-232收发器(U7)、 485收发器(U8)构成与上位机通信的硬件接口，以实现现场与远程计算机的通信；RS-232 收发器(U7)、485收发器(U8)联接DSP信号处理模块(U6)。优选的，输出控制模块包括光电耦合器(UlO)，光电耦合器(UlO)对控制输出信号 进行电气隔离，光电耦合器(UlO)的输入端接入DSP信号处理模块⑴6)，光电耦合器(UlO) 的输出端接入一插头座(J5)，插头座(J5)接外部电源。优选的，DSP信号处理模块接日历时钟模块(U9)，日历时钟模块(U9)记录故障发 生时间，并予以保存。优选的，DSP信号处理模块并联联接电容(Yl)、第七电容(C7)和第八电容(C8)， 第七电容(C7)与第八电容(C8)串联。本技术建立柜上母线与感应电板间的电容模型及对应的电路模型，设计母线 局部放电放检测部件，这包含了感应检测电板几何形状、材料、绝缘等理论和技术问题的解 决，确保在高压条件下设计的检测部件要满足开关柜本体安全可靠运行的要求。其次，本技术对母线产生局部放电时的脉冲捕捉。一般在母线绝缘状况良好 时，连接也可靠时，不会产生局部放电现象，但一旦出现局部放电时，需要检测装置和信号处理单元能迅速识别检测出局放脉冲信号。此外，本技术抗环境变化因数影响检测准确度。在环境湿度、温度、尘埃发生 变化时必然会影响检测部件的检测精度，因此，要解决环境变化因数影响检测准确度的技 术问题。因为不采用超声波的检测原理，所以不需考虑环境噪声对检测精度的影响。本技术1)针对高压母线的尺寸及结构、绝缘材料及尺寸、母线室等空间因 数，设计条状检测电极板(参见图4)。该条状检测电极板的一般采用铜质材料，以减小对电 场的影响。检测电极板与母线间距和检测电极板与开关柜间距，根据空气介质环境和击穿本文档来自技高网...

【技术保护点】
开关柜在柜式母线局放实时检测装置，其特征在于：包括温度、湿度、粉尘检测模块、母线局放检测部件、信号隔离及调理模块、ＤＳＰ信号处理模块、按键显示模块、通讯模块、输出控制模块，所述温度、湿度、粉尘检测模块检测母线环境的温度、湿度及粉尘浓度，并将检测信号传输至ＤＳＰ信号处理模块；所述母线局放检测部件检测母线局放脉冲信号，并将检测信号传输至信号隔离及调理模块；所述信号隔离及调理模块针对母线局放信号进行预处理，并传输至ＤＳＰ信号处理模块；ＤＳＰ信号处理模块接收信号，对信号进行处理、分析，产生控制信号，并传输至输出控制模块；输出控制模块接收ＤＳＰ信号处理模块发出的控制指令，以控制外部的控制装置动作；ＤＳＰ信号处理模块通过通讯模块与外部计算机进行通讯；ＤＳＰ信号处理模块与按键显示模块进行人机交互通讯。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周克宁，琚超雄，张震宇，周世标，瞿晓，
申请(专利权)人：浙江亚东电器制造有限公司，浙江科技学院，
类型：实用新型
国别省市：33[中国|浙江]