[发明专利]一种开关柜加热器故障在线监测方法

说明书

本发明涉及一种开关柜加热器故障在线监测方法，该发明以罗氏线圈型电流互感器为核心，通过罗氏线圈电流互感器监测加热器的电流，将加热器一次电流变换为二次小电压，从而获得加热器工作的电流信号；通过微型变压器和整流模块，将加热器工作电压转换为二次直流小电压，从而获得加热器工作电压信号，同时该电压作为后续电路电源；将电压与电流信号综合处理，并用LED发光二极管显示，从而反映加热器工作、故障两种状态，解决开关柜内加热器故障监测困难的问题。

技术领域

本发明属于变电运行领域，涉及开关柜，尤其是一种开关柜加热器故障在线监测方法。

背景技术

电力开关柜为传输、分配电能的重要的电力设施，其稳定性直接影响电网稳定性和供电可靠性。当开关柜内湿度过高时，会引起严重的后果。目前，开关柜内控制温湿度的方法多为利用加热器除湿和增温，通过智能型温湿度控制器控制并自动调节。

电力开关柜内结构紧凑，集成了断路器、避雷器、互感器及保护装置等电力设备，对柜内温湿度环境要求苛刻，因此利用加热器对柜内环境进行调节。然而，开关柜内部电磁环境复杂，加热器和智能温湿度控制器经常出现故障，且温湿度控制器不具备监测加热器是否故障的功能；由于开关柜内存在高压危险，普通巡视不能打开柜门对加热器进行查验，因此很难发现加热器故障，开关柜内长时间温湿度异常会影响柜内电气设备的正常运行，严重的甚至引起滑闪放电，造成停电事故。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种安装方便，不影响原加热器的正常工作，能够指示加热器是否故障，方便了运维人员巡视、保障开关柜健康无故障运行的变电站开关柜加热器在线监测方法。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

一种开关柜加热器故障在线监测方法，将开关柜加热器的电源线路穿过罗氏线圈电流互感器，在电流互感器二次测并联整流模块，整流模块依次连接平波电容器、采样电阻、工作指示发光二极管，将采样电阻两端电压作为罗氏线圈电流互感器的输出电压VI；

在加热器工作电源线上并联微型变压器及其整流模块，微型变压器及整流模块连接一电压比较电路，微型变压器及整流模块将加热器工作电压转换为5V直流电压，并将此电压作为电压比较电路的电源电压，在直流电压输出后并联一可调电阻，作为阈值参考电压Vset；

在比较电路输入罗氏线圈电流互感器的输出电压VI、和阈值参考电压Vset，当罗氏线圈电流互感器的输出电压大于阈值参考电压的时候，判定加热器正常工作；当罗氏线圈电流互感器的输出电压小于阈值参考电压的时候，判定加热器故障，故障信号通过工作指示发光二极管显示。

而且，所述的罗氏线圈电流互感器为穿心式电流互感器，不打断原工作电路。

本发明以罗氏线圈型电流互感器为核心，通过罗氏线圈电流互感器监测加热器的电流，将加热器一次电流变换为二次小电压，从而监测加热器的电流值；通过微型变压器和整流模块，将加热器工作电压转换为二次直流小电压；将电压与电流信号综合处理，从而反映加热器工作、故障两种状态。解决开关柜、端子箱等内加热器故障监测困难的问题。

(1)电流监测

罗氏线圈由环绕于环形非磁性材料骨架上的铜导线组成，构成环形的穿心式电流互感器，由于磁芯的特殊性，因此该电流互感器不存在非线性、磁饱和等现象也不存在电流互感器二次断路危险。罗氏线圈电流传感器的原理结构如附图1所示。包括非磁性环形骨架，和环绕在骨架上的二次线圈。

当加热器一次载流导线从线圈环心穿过时，导体周围将产生磁场B，根据安培环路定理，导体周围磁场强度B正比于载流导体中的电流I_N。

我们假设，导体周围的磁场均匀的穿过罗氏线圈的骨架，且二次线圈均匀的分布在骨架上。