[实用新型]开关柜在柜式母线局放实时检测装置

说明书

技术领域

本实用新型属于中高压电气设备故障检测与诊端技术领域，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。

背景技术

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。

实用新型内容

本实用新型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。本实用新型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。

本实用新型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(Z1)、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(Cc)、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(r1)、连接座(J1)，高压母线(V)接母线电阻(Z1)，母线电阻(Z1)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(Cc)、第一电阻(r1)，第一电容(Ca)、第三电容(Cc)、第一电阻(r1)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(U1)的Vin+端，霍尔电压传感器(U1)的Vin+端与Vin-端之间接第五电容(Co)，霍尔电压传感器(U1)的Iout端与GND端之间接电阻(R2)，霍尔电压传感器(U1)联接连接座(J1)。