真空滅弧室非接觸真空度在線監(jiān)測裝置及其監(jiān)測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于真空度監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種真空滅弧室非接觸真空度在線監(jiān)測裝置，本發(fā)明還涉及真空滅弧室非接觸真空度在線監(jiān)測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著真空開關(guān)在中低壓領(lǐng)域地得到了廣泛應(yīng)用，而真空度的檢測已經(jīng)成為絕大多數(shù)真空斷路器狀態(tài)檢修的重要內(nèi)容之一。實際上，真空度也是決定真空滅弧室開斷性能的主要因素之一，為了實現(xiàn)電流的分斷和滅弧，真空滅弧室內(nèi)的壓強應(yīng)該不高于
1.33X10_2Pa，真空度的降低將直接影響真空斷路器的開斷性能。由于真空開關(guān)經(jīng)過多年的使用，隨著開斷電流過程中觸頭材料產(chǎn)生氣體的增多以及真空滅弧室本身微弱的泄漏會造成滅弧室內(nèi)真空度的降低。我們需要找到一種操作方法簡便、準確度高的方法來對其真空度狀況進行評估。
[0003]在真空斷路器的真空度監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域中，廣泛采用離線監(jiān)測技術(shù)和在線監(jiān)測技術(shù)。離線監(jiān)測，需要斷電對系統(tǒng)進行檢測，因此對電力用戶會產(chǎn)生一定影響；斷電后，真空滅弧室室內(nèi)狀態(tài)與運行狀態(tài)不一致，從而影響判斷準確性。在線檢測相對離線檢測更具有實時性，它要求檢測設(shè)備的安裝、運行、信號采集都不影響斷路器正常運行，是目前狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷的主要手段。在線監(jiān)測是國內(nèi)新興的真空檢測手段，要求實時檢測滅弧室真空度變化情況，其次在較少的電力系統(tǒng)動作的前提下具有較高的靈活性。基于滅弧室內(nèi)粒子局部放電原理的電磁波檢測法，通過監(jiān)測真空滅弧室內(nèi)粒子局部放電來分析真空滅弧室真空度的變化趨勢。對信號進行及時、全面地綜合分析判斷，積累大量的數(shù)據(jù)以發(fā)現(xiàn)和捕捉導(dǎo)?，F(xiàn)象、確保真空斷路器正常運行。這是運維人員十分關(guān)心的問題，是智能化高壓電網(wǎng)的發(fā)展方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種真空滅弧室非接觸真空度在線監(jiān)測裝置，既能實現(xiàn)在線監(jiān)測又很好的解決【背景技術(shù)】中提到實際監(jiān)測過程中的問題。
[0005]本發(fā)明的另一目的是提供一種真空滅弧室非接觸真空度在線監(jiān)測方法。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種真空滅弧室非接觸真空度在線監(jiān)測裝置，包括掃頻信號源，掃頻信號源與功率分配器連接，功率分配器輸出連接兩路，一路由發(fā)射天線、待測真空滅弧室、接收天線傳感器、探測器與網(wǎng)絡(luò)分析儀連接，功率分配器輸出的另一路依次連接探測器、網(wǎng)絡(luò)分析儀，網(wǎng)絡(luò)分析儀與數(shù)據(jù)采集分析處理單元連接。
[0007]本發(fā)明所采用的另一種技術(shù)方案是，一種真空滅弧室非接觸真空度在線監(jiān)測方法，包括主動在線檢測與被在線檢測，主動在線檢測包括以下步驟:利用微波信號從掃頻信號源輸出，經(jīng)功率分配器后成為兩路信號，一路直接經(jīng)探測器輸入網(wǎng)絡(luò)分析儀，另一路經(jīng)發(fā)射天線輻射出去，輻射信號在待測真空滅弧室內(nèi)產(chǎn)生反射、透射、損耗信號由探測器輸入網(wǎng)絡(luò)分析儀另一個通道，利用計算機總線技術(shù)，數(shù)據(jù)采集分析處理單元對網(wǎng)絡(luò)分析儀上的兩路數(shù)據(jù)進行時實采集，再對采集到的數(shù)據(jù)進行放大、濾波、對比處理，從而間接得到真空滅弧室內(nèi)真空情況；被動在線檢測包括以下步驟:直接利用接收天線傳感器接收待測真空滅弧室內(nèi)的局部放電，再經(jīng)過數(shù)據(jù)采集分析處理單元對采集到的數(shù)據(jù)進行放大、濾波、對比處理，從而間接得到真空滅弧室內(nèi)真空情況。
[0008]本發(fā)明的有益效果是，真空斷路器在運行過程中真空滅弧室內(nèi)真空度會逐步下降，真空泄漏到一定程度，滅弧室內(nèi)存在高壓氣體放電現(xiàn)象，并伴有各種物理、電磁信號產(chǎn)生。由于真空斷路器復(fù)雜的密封結(jié)構(gòu)也不允許用戶以常規(guī)手段檢修。利用微波檢測技術(shù)實現(xiàn)真空度在線監(jiān)測已經(jīng)成為一次設(shè)備狀態(tài)檢修領(lǐng)域的重要手段之一?；谡婵諗嗦菲鞴ぷ髟砗同F(xiàn)實需求，利用微波檢測技術(shù)的優(yōu)勢，考慮到實際中高壓電網(wǎng)運行過程中，真空斷路器的真空泄漏過程極為緩慢。本發(fā)明的在線測量裝置，在微波掃頻信號源發(fā)生器作用下，利用電磁波通過物質(zhì)時，會發(fā)生反射、透射、吸收等特性來實時監(jiān)測真空滅弧室內(nèi)的真空度。很好的解決了因被動檢測通過天線傳感裝置接受真空滅弧室局部放電產(chǎn)生的微弱電磁信號來判斷真空滅絕室內(nèi)的真空度泄漏過程緩慢的問題。具有真空在線檢測的真空滅弧室，能同時實現(xiàn)真空滅弧室在線主動檢測和真空滅弧室內(nèi)真空度的被動在線檢測?？朔藗鹘y(tǒng)離線檢測的缺陷，同時也減少測量過程誤差和實際工作環(huán)境誤差。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明的在線監(jiān)測裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖中，1、掃頻信號源；2、功率分配器；3、發(fā)射天線；4、待測真空滅弧室；5、接收天線傳感器；6、探測器；7、網(wǎng)絡(luò)分析儀；8、數(shù)據(jù)采集分析處理單元。
【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細說明。
[0012]一種真空滅弧室非接觸真空度在線監(jiān)測裝置，結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括掃頻信號源1，掃頻信號源I與功率分配器2連接，功率分配器2輸出連接兩路，一路由發(fā)射天線3、待測真空滅弧室4、接收天線傳感器5、探測器6與網(wǎng)絡(luò)分析儀7連接，功率分配器2輸出的另一路依次連接探測器6、網(wǎng)絡(luò)分析儀7，網(wǎng)絡(luò)分析儀7與數(shù)據(jù)采集分析處理單元8連接。
[0013]一種真空滅弧室非接觸真空度在線監(jiān)測方法，包括主動在線檢測與被在線檢測。
[0014]主動在線檢測:利用微波信號從掃頻信號源I輸出，經(jīng)功率分配器2后成為兩路信號，一路直接經(jīng)探測器6輸入網(wǎng)絡(luò)分析儀7，另一路經(jīng)發(fā)射天線3輻射出去，輻射信號在待測真空滅弧室4內(nèi)產(chǎn)生反射、透射、損耗等信號由探測器6輸入網(wǎng)絡(luò)分析儀7另一個通道，利用計算機總線技術(shù)，數(shù)據(jù)采集分析處理單元8對網(wǎng)絡(luò)分析儀7上的兩路數(shù)據(jù)進行時實采集，再對采集到的數(shù)據(jù)進行放大、濾波、對比處理，從而可以間接得到真空滅弧室內(nèi)真空情況。
[0015]被動在線檢測:直接利用接收天線傳感器5接收待測真空滅弧室4內(nèi)的局部放電，再經(jīng)過數(shù)據(jù)采集分析處理單元8對采集到的數(shù)據(jù)進行放大、濾波、對比處理，從而可以間接得到真空滅弧室內(nèi)真空情況。
[0016]由于真空滅弧室外殼一般由陶瓷或玻璃等無機絕緣材料制成，呈圓筒狀，兩端用金屬蓋板封接組成的一個密閉容器，內(nèi)部有一對鋤頭，動靜觸頭固定在靜導(dǎo)電桿上，動觸頭固定在動導(dǎo)電桿上，內(nèi)部高壓環(huán)境內(nèi)充滿絕緣氣體。該方法在于能夠不影響真空滅弧室正常工作前提下，測量放電的離子電流獲得真空度，實現(xiàn)真空度非接觸電磁檢測。
[0017]發(fā)射天線3選擇反射功率較小的頻率點進行設(shè)計，接收天線傳感器采用一種平面微帶傳感天線，而濾波放大、信號處理單元主要是為了實現(xiàn)對目標數(shù)據(jù)的采集。
[0018]接收天線傳感器5用于檢測接收透過待測真空滅弧室4內(nèi)粒子局部放電產(chǎn)生的微弱的電磁波信號，分析接收到的局部放電信號與原始的時域信號，可獲得二個基本參數(shù):放電相位(即放電脈沖所處工頻電壓的相位)、放電的頻率。
[0019]數(shù)據(jù)采集分析處理單元8根據(jù)信號頻譜特性提取有效信號，再對接收到的信號進行相應(yīng)的放大濾波、及信號處理后與原始信號進行對比。這里主要采用現(xiàn)有計算機軟件技術(shù)對接收到的微弱信號進行濾波、時頻分析、對比分析等。
【主權(quán)項】
1.一種真空滅弧室非接觸真空度在線監(jiān)測裝置，其特征在于，包括掃頻信號源(I)，掃頻信號源(I)與功率分配器(2)連接，功率分配器(2)輸出連接兩路，一路由發(fā)射天線(3)、待測真空滅弧室(4)、接收天線傳感器(5)、探測器(6)與網(wǎng)絡(luò)分析儀(7)連接，功率分配器(2)輸出的另一路依次連接探測器￠)、網(wǎng)絡(luò)分析儀(7)，網(wǎng)絡(luò)分析儀(7)與數(shù)據(jù)采集分析處理單元⑶連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種真空滅弧室非接觸真空度在線監(jiān)測裝置，其特征在于，所述接收天線傳感器(5)采用平面微帶傳感天線。3.—種真空滅弧室非接觸真空度在線監(jiān)測方法，其特征在于，包括主動在線檢測與被在線檢測， 主動在線檢測包括以下步驟:利用微波信號從掃頻信號源(I)輸出，經(jīng)功率分配器(2)后成為兩路信號，一路直接經(jīng)探測器(6)輸入網(wǎng)絡(luò)分析儀(7)，另一路經(jīng)發(fā)射天線(3)輻射出去，輻射信號在待測真空滅弧室(4)內(nèi)產(chǎn)生反射、透射、損耗信號由探測器(6)輸入網(wǎng)絡(luò)分析儀(7)另一個通道，利用計算機總線技術(shù)，數(shù)據(jù)采集分析處理單元(8)對網(wǎng)絡(luò)分析儀(7)上的兩路數(shù)據(jù)進行時實采集，再對采集到的數(shù)據(jù)進行放大、濾波、對比處理，從而間接得到真空滅弧室內(nèi)真空情況； 被動在線檢測包括以下步驟:直接利用接收天線傳感器(5)接收待測真空滅弧室(4)內(nèi)的局部放電，再經(jīng)過數(shù)據(jù)采集分析處理單元(8)對采集到的數(shù)據(jù)進行放大、濾波、對比處理，從而間接得到真空滅弧室內(nèi)真空情況。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種真空滅弧室非接觸真空度在線監(jiān)測裝置及其方法，包括掃頻信號源，掃頻信號源與功率分配器連接，功率分配器輸出連接兩路，一路由發(fā)射天線、待測真空滅弧室、接收天線傳感器、探測器與網(wǎng)絡(luò)分析儀連接，功率分配器輸出的另一路依次連接探測器、網(wǎng)絡(luò)分析儀，網(wǎng)絡(luò)分析儀與數(shù)據(jù)采集分析處理單元連接。能同時實現(xiàn)真空滅弧室在線主動檢測和真空滅弧室內(nèi)真空度的被動在線檢測。克服了傳統(tǒng)離線檢測的缺陷，同時也減少測量過程誤差和實際工作環(huán)境誤差。
【IPC分類】H01H33/668
【公開號】CN104882329
【申請?zhí)枴緾N201510263264
【發(fā)明人】王彬, 蒙林, 李海龍, 袁學(xué)松, 殷勇
【申請人】電子科技大學(xué)
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年5月21日