本發(fā)明屬于斷路器性能檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于特高頻檢測(cè)原理的真空斷路器真空度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

真空斷路器以其體積小、開斷壽命長(zhǎng)、裝配工藝簡(jiǎn)單、滅弧室免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，近年來在中低壓配網(wǎng)領(lǐng)域逐步占據(jù)了主導(dǎo)地位，在地鐵、輕軌等城市基礎(chǔ)建設(shè)領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛。由于真空滅弧室由銅(動(dòng)、靜導(dǎo)電桿)、銅鉻合金(觸頭)、無氧銅或不銹鋼(波紋管、屏蔽罩)、陶瓷或玻璃(殼體)、聚四氟乙烯或石墨尼龍(導(dǎo)向套)等不同材質(zhì)的部件組成，焊接和裝配工藝也比較特殊，因此在工作過程中會(huì)存在緩慢的漏氣現(xiàn)象，其主要原因可總結(jié)為(1)焊縫慢性漏氣；(2)內(nèi)部零件釋放氣體；(3)絕緣外殼等密封零件滲漏。當(dāng)真空度劣化到一定程度時(shí)再進(jìn)行分合閘操作，就可能會(huì)引發(fā)事故，因此需要對(duì)真空斷路器的真空度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

目前，常用的真空斷路器真空度在線監(jiān)測(cè)方法有：電光變換法、耦合電容法、放電超聲波法、脈沖電流法、電弧電壓法等，這些方法都是采用相應(yīng)的傳感器檢測(cè)真空斷路器真空度下降時(shí)所產(chǎn)生的信號(hào)，然后對(duì)信號(hào)做相應(yīng)的處理得到真空斷路器的真空度信息。但這些方法在檢測(cè)斷路器時(shí)所采用的都是接觸式的傳感器，需要將傳感器設(shè)置在真空斷路器的真空腔內(nèi)，這樣不僅改變了真空斷路器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而且在安裝用于檢測(cè)真空度的裝置時(shí)施工也比較困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種基于特高頻檢測(cè)原理的真空斷路器真空度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，用于解決真空斷路器真空度檢測(cè)裝置安裝困難的問題。

一種基于特高頻檢測(cè)原理的真空斷路器真空度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括信號(hào)采集部分、信號(hào)處理部分和信號(hào)處理終端部分；所述信號(hào)采集部分包括高頻傳感器，用于采集真空斷路器真空度下降時(shí)所產(chǎn)生的高頻信號(hào)；所述信號(hào)處理部分用于對(duì)高頻信號(hào)進(jìn)行處理，所述信號(hào)處理終端部分用于根據(jù)所述高頻信號(hào)判斷真空斷路器的真空度是否低于設(shè)定值。

本發(fā)明提供的一種基于特高頻檢測(cè)原理的真空斷路器真空度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過檢測(cè)真空斷路器真空度下降時(shí)所產(chǎn)生的高頻信號(hào)，然后根據(jù)該高頻信號(hào)判斷真空斷路器的真空度是否存在異常，由于檢測(cè)高頻信號(hào)時(shí)采用的是非接觸式的高頻傳感器，安裝時(shí)不需要改變真空斷路器的結(jié)構(gòu)，所以比較方便簡(jiǎn)單。

進(jìn)一步的，所述信號(hào)采集部分還包括前置處理電路，用于對(duì)接收到的高頻信號(hào)進(jìn)行放大和調(diào)制處理，并發(fā)送給信號(hào)處理部分。

由于真空斷路器真空度下降時(shí)所產(chǎn)生的高頻信號(hào)極易衰減，所以采集后需要對(duì)其進(jìn)行調(diào)制和放大處理，避免高頻信號(hào)傳輸失真。

進(jìn)一步的，所述信號(hào)處理部分包括濾波處理模塊、高速AD轉(zhuǎn)換模塊、同步處理模塊和高速算法處理模塊；

所述濾波處理模塊用于對(duì)高頻信號(hào)進(jìn)行濾處理，所述高速AD轉(zhuǎn)換模塊用于對(duì)濾波處理后的高頻信號(hào)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，所述同步處理模塊用于對(duì)高頻信號(hào)進(jìn)行相位同步處理，所述高速算法處理模塊用于AD轉(zhuǎn)換后的高頻信號(hào)進(jìn)行時(shí)域和頻域的轉(zhuǎn)換處理。

濾波處理模塊能夠消除干擾信號(hào)對(duì)高頻信號(hào)的影響，提高真空斷路器真空度在線監(jiān)測(cè)的可靠性，AD轉(zhuǎn)換模塊將高頻信號(hào)由模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，同步處理模塊保證高頻信號(hào)與高壓波形之間在相位上的時(shí)序關(guān)系，都是為了使真空斷路器真空度判斷結(jié)果更加準(zhǔn)確。

進(jìn)一步的，所述信號(hào)處理終端部分包括處理器和顯示裝置，處理器用于根據(jù)所述高頻信號(hào)判斷真空斷路器的真空度是否低于設(shè)定值，顯示裝置顯示真空斷路器的真空度信息。

設(shè)置顯示裝置能夠更加方便的查看真空斷路器的真空度信息。

進(jìn)一步的，所述信號(hào)處理終端部分還包括通訊模塊，處理器通過IEC61850規(guī)約控制通訊模塊與上層設(shè)備通訊連接。

處理器通過IEC61850規(guī)約控制通訊模塊與上層設(shè)備通訊連接，便于本系統(tǒng)接入智能變電站的信息化一體平臺(tái)。

進(jìn)一步的，所述信號(hào)采集部分還包括用于采集特高頻傳感器周圍噪聲信號(hào)的噪聲傳感器，所述信號(hào)處理部分和信號(hào)處理終端部分根據(jù)噪聲信號(hào)傳感器采集到的噪聲信號(hào)對(duì)高頻信號(hào)進(jìn)行降噪處理。

附圖說明

圖1為實(shí)施例所提供的基于特高頻檢測(cè)原理的真空斷路器真空度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的系統(tǒng)原理圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供一種基于特高頻檢測(cè)原理的真空斷路器真空度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，用于解決真空斷路器真空度檢測(cè)裝置安裝困難的問題。

一種基于特高頻檢測(cè)原理的真空斷路器真空度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括信號(hào)采集部分、信號(hào)處理部分和信號(hào)處理終端部分；所述信號(hào)采集部分包括高頻傳感器，用于采集真空斷路器真空度下降時(shí)所產(chǎn)生的高頻信號(hào)；所述信號(hào)處理部分用于對(duì)高頻信號(hào)進(jìn)行處理，所述信號(hào)處理終端部分用于根據(jù)所述高頻信號(hào)判斷真空斷路器的真空度是否低于設(shè)定值。

本發(fā)明提供的一種基于特高頻檢測(cè)原理的真空斷路器真空度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過檢測(cè)真空斷路器真空度下降時(shí)所產(chǎn)生的高頻信號(hào)，然后根據(jù)該高頻信號(hào)判斷真空斷路器的真空度是否存在異常，由于檢測(cè)高頻信號(hào)時(shí)采用的是非接觸式的高頻傳感器，安裝時(shí)不需要改變真空斷路器的結(jié)構(gòu)，所以比較方便簡(jiǎn)單。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

本實(shí)施例提供的一種基于特高頻檢測(cè)原理的真空斷路器真空度在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，包括信號(hào)采集部分、信號(hào)處理部分和信號(hào)處理終端部分。由于真空斷路器真空度下降時(shí)，會(huì)發(fā)射出高頻電磁波信號(hào)，即高頻信號(hào)，通過檢測(cè)此高頻信號(hào)即可判斷真空斷路器的真空度是否下降。

信號(hào)采集部分包括高頻傳感器、噪聲傳感器和前置處理電路，高頻傳感器用于檢測(cè)真空斷路器真空度下降時(shí)所產(chǎn)生的高頻信號(hào)，并將其發(fā)送給前置處理電路；噪聲傳感器用于檢測(cè)高頻傳感器周圍的噪聲信號(hào)，并將其發(fā)送給前置處理電路。由于高頻傳感器采集到的高頻信號(hào)極易衰減，因此需要前置處理電路對(duì)其進(jìn)行放大和調(diào)制處理，前置處理電路將處理后的高頻信號(hào)和噪聲信號(hào)發(fā)送給信號(hào)處理部分。

信號(hào)處理部分包括濾波處理模塊、高速AD轉(zhuǎn)換模塊、同步處理模塊和FPGA高速算法處理模塊。濾波處理模塊是為了屏蔽高壓開關(guān)安裝場(chǎng)所的磁場(chǎng)、電場(chǎng)、電弧等干擾信號(hào)，提高斷路器真空度在線監(jiān)測(cè)的可靠性。該模塊采用一級(jí)陷波器和二階帶通濾波器提取高頻信號(hào)，根據(jù)噪聲傳感器采集到的噪聲信號(hào)對(duì)高頻信號(hào)進(jìn)行濾波處理，隔離外界信號(hào)對(duì)高頻信號(hào)的干擾，并將濾波及幅值調(diào)整后的高頻信號(hào)送入高速AD轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。同步處理模塊采用相位同步模塊，負(fù)責(zé)同步采集、接收高保真的高壓波形，以確定高頻信號(hào)與高壓波形在相位上的時(shí)序關(guān)系。FPGA模塊用于對(duì)高速AD轉(zhuǎn)換模塊處理過的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行時(shí)域、頻域等參數(shù)、圖譜的算法處理，進(jìn)行時(shí)域和頻域的轉(zhuǎn)換，然后將處理結(jié)果發(fā)送給信號(hào)處理終端部分。

信號(hào)處理終端部分采用ARM作為處理器，還設(shè)有液晶顯示屏和USB通信接口，同時(shí)為了能夠?qū)⒈鞠到y(tǒng)接入智能變電站的信息一體化平臺(tái)，還通過IEC61850規(guī)約轉(zhuǎn)換單元連接3G通信模塊、TCP/IP通信模塊和WIFI通信模塊。處理器根據(jù)噪聲傳感器采集到的噪聲信號(hào)對(duì)從信號(hào)處理部分接收到的高頻信號(hào)進(jìn)行降噪處理，并判斷真空斷路器的真空度是否小于設(shè)定值，如果小于，則發(fā)出報(bào)警。處理器通過顯示屏實(shí)時(shí)繪制顯示滅弧室氣體壓力變化曲線，對(duì)其時(shí)域信號(hào)的峰值、有效值、相位、放電次數(shù)等參數(shù)進(jìn)行，并顯示歷史數(shù)據(jù)及未來趨勢(shì)等多種圖譜。信號(hào)處理終端部分還通過各通訊模塊，將真空斷路器的狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送給上層設(shè)備單元，上層設(shè)備單元能夠遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)查看真空斷路器的為真空度信息。

為了保證系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，本實(shí)施例還增加自檢功能，包括手動(dòng)自檢功能和實(shí)時(shí)自檢功能。手動(dòng)自檢功能則系統(tǒng)的自身裝置產(chǎn)生一組特定頻率段的掃頻信號(hào)，該掃頻信號(hào)通過多路復(fù)用器施加至信號(hào)提取電路，用于模擬局部放電產(chǎn)生的高頻脈沖信號(hào)，從而檢驗(yàn)信號(hào)提取電路有無故障；實(shí)時(shí)自檢功能在運(yùn)行過程中對(duì)信號(hào)發(fā)生回路、信號(hào)調(diào)理回路、AD采用回路等進(jìn)行實(shí)時(shí)自檢，以此來保證裝置的可靠性。

在本實(shí)施例中，所述信號(hào)處理終端部分設(shè)有顯示裝置，用于查看真空斷路器的真空度信息；作為其他實(shí)施方式，可以不設(shè)置顯示裝置，而通過通訊裝置遠(yuǎn)程查看真空斷路器的真空度信息。

在本實(shí)施例中，所述信號(hào)處理終端設(shè)有基于IEC61850規(guī)約的通訊模塊；作為其他實(shí)施方式，在不需要接入智能變電站的信息一體化平臺(tái)時(shí)，可以設(shè)置其他歸于的通訊模塊，或者不設(shè)置通訊模塊。

在本實(shí)施例中，設(shè)有檢測(cè)高頻傳感器背景噪聲信號(hào)的噪聲傳感器；作為其他實(shí)施方式，在高頻傳感器的背景噪聲較小，不會(huì)引起較大的誤差時(shí)，可以不設(shè)置噪聲傳感器。

以上給出了本發(fā)明涉及的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明不局限于所描述的實(shí)施方式。在本發(fā)明給出的思路下，采用對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言容易想到的方式對(duì)上述實(shí)施例中的技術(shù)手段進(jìn)行變換、替換、修改，并且起到的作用與本發(fā)明中的相應(yīng)技術(shù)手段基本相同、實(shí)現(xiàn)的發(fā)明目的也基本相同，這樣形成的技術(shù)方案是對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行微調(diào)形成的，這種技術(shù)方案仍落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。