CN203071482U - 具有气体分析功能的高压开关柜 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种具有气体分析功能的高压开关柜，包括：柜体和设置在柜体内的故障检测装置，其中：故障检测装置包括：与柜体相连通，用于抽取柜体中的气体作为样本气体的气体获取装置；与气体获取装置相连接的气体通道；位于气体通道内，用于对样本气体中特定成分含量进行检测的气体传感器；用于判断样本气体内的特定成分含量的检测值是否超过预设值的判断模块；用于判断结果为是时，确定柜体内出现与特定成分相关故障类别的故障类别确定模块。该高压开关柜，在出现故障时可以自我检测，并且在检测时不受高压开关柜的运行状态影响，且检测故障类型较多。

Description

具有气体分析功能的高压开关柜

技术领域

本申请涉及高压设备检测技术领域，特别是涉及一种具有气体分析功能的高压开关柜。

背景技术

高压开关柜在电力***中担负着关合及断开电力线路、保护***安全的双重功能,随着电力***向着高电压、大机组、大容量的迅速发展,电网日益扩大以及变电站无人值班管理模式和综合自动化的普及推广，高压开关柜的安全运行越来越重要。高压开关柜内闸刀触头、电力电缆进出线的接头接触不良时,接触电阻增大，在负载电流流过时会产生发热现象，过热会引起金属材料的机械强度下降，绝缘材料老化并可能导致击穿形成事故。在高压开关柜中，固体绝缘中的空穴、不同特性的绝缘层之间，以及金属(或半导电)电极的尖锐边缘处，由于气体的击穿场强比固体介质低得多，气体中的电场又比固体介质中高,往往在气隙的部位产生局部放电。这些局部放电会造成电介质绝缘强度逐步下降，最终导致绝缘的损坏。此外，高压开关柜中还存在SF6气体的泄漏，同样会造成设备性能的下降。因此,测量和监视高压开关柜内的运行状态，是避免重大事故发生及控制故障恶化的有力手段，对于保证高压开关柜的正常运行，提高电力***的运行可靠性和自动化程度具有非常重要的意义。

由以上描述可见，高压开关柜的故障存在多样性，诸如触头过热、局部放电、SF6泄漏等异常情况。而通过对现有技术研究，申请人发现：目前现有高压开关柜的测试仪表具有以下问题：

1、在进行检测时受控于高压开关柜的运行状态，如对电量参数（电压、电流、电功率）实时监测，对于长期不执行分断关合动作的开关柜来讲，无法获取相应的测试分量，故不适用于长期不执行分断关合动作的开关柜。

2、检测时易受外界测试条件的影响，导致测量的准确性不够。例如：采用电磁波监测开关柜的局部放电，易受外界的强电磁场干扰；而采用红外成像的方法则受***密闭结构的影响，无法准确的测量运行温度。

实用新型内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种具有气体分析功能的高压开关柜，以实现在出现故障时可以自我检测，并且在检测时不受高压开关柜的运行状态影响，且检测故障类型较多。

为了实现上述目的，本申请实施例提供的技术方案如下：

一种具有气体分析功能的高压开关柜，包括：柜体和设置在柜体内的故障检测装置，其中：

所述故障检测装置包括：

与柜体相连通，用于抽取柜体中的气体作为样本气体的气体获取装置；

与所述气体获取装置相连接的气体通道；

位于所述气体通道内，用于对所述样本气体中特定成分含量进行检测的气体传感器，所述特定成分包括：臭氧、六氟化硫、硫化氢、异味或颗粒浓度；

用于判断所述样本气体内的特定成分含量的检测值是否超过预设值的判断模块；

用于当所述样本气体内的特定成分含量的检测值超过预设值时，确定所述柜体内出现与所述特定成分相关故障类别的故障类别确定模块。

优选地，所述气体获取装置包括：用于接收启动控制信号的信号接收器；

与所述信号接收器电连接，位于与所述柜体内，受所述启动控制信号控制启动，用于抽取所述柜体内部的气体的真空泵。

优选地，所述气体传感器为多个，并且每个气体传感器位于不同的气体通道内；

所述气体获取装置还包括：用于将所述样本气体分成至少了两份，且分别将至少两份所述样本气体输送到不同的气体通道内气体分隔装置。

优选地，进一步包括：

设置在所述气体传感器与判断模块之间，用于对所述样本气体的特定成分含量的检测值进行模数转换，得到数字化含量值的模数转换器。

优选地，所述判断模块包括：

用于在已知数据表中查找与所述特定成分相对应的预设值的查询模块；

用于将所述数字化含量值与所查找到的预设值进行比较，确定所述数字化含量值与所查找到的预设值的大小关系的比较器。

优选地，进一步包括：用于将所述数字化含量值和/或所述确定的故障类别进行存储的存储器。

优选地，进一步包括：用于将所述数字化含量值和/或所述确定的故障类别进行显示的显示装置。

优选地，所述显示装置包括：液晶屏、触摸屏或投影设备。

优选地，所述判断模块和故障类别确定模块为微处理器。

优选地，进一步包括：与所述微处理器相连接、用于将所述数字化含量值和/或所述确定的故障类别发送出去的通信总线。

由以上本申请实施例提供的技术方案可见，本申请实施例提供的该高压开关柜，利用真空泵抽取柜体内的气体作为样本气体，并且将样本气体输送到气体检测传感器中，利用气体检测传感器对样本气体内特定成分的含量进行检测，再将检测值与预设值进行比较，当检测到的气体中特定成分的含量超过预设值时，确定柜体内出现与该特定成分相关的故障类别。

与现有技术相比，该高压开关柜，利用高压开关柜出现故障时，其内气体成分会出现相应的变化的原理，进而通过对柜体内的气体成分进行分析即可检测到高压开关柜的故障。所以，在出现故障时可以自我检测，并且在检测时不受高压开关柜的运行状态影响，且检测故障类型较多。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种高压开关柜的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的另一种高压开关柜的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的判断模块的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的又一种高压开关柜的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

图1为本申请实施例提供的具有气体分析功能的高压开关柜的结构示意图。

如图1所示，该高压开关柜包括：柜体100和故障检测装置，其中：故障检测装置包括：气体获取装置10、气体通道20、气体传感器30、判断模块40和故障类别确定模块50，其中：

所述气体获取装置10与柜体100内的空间相连通，用于抽取柜体100中的气体作为样本气体，并将所述样本气体输送到气体通道20内。

在本申请实施例中，如图1所示，气体获取装置10可以包括：信号接收器11和真空泵12，其中：

信号接收器11，用于接收启动控制信号，并将所述启动控制信号发送给真空泵；

真空泵12位于所述柜体100的内部，柜体100所述真空泵12用于根据所述启动控制信号开启抽取所述柜体100内部的气体。

气体通道20与真空泵20相连通，并且气体传感器30位于所述气体通道20内，气体传感器30用于对所述样本气体中特定成分含量进行检测，所述特定成分包括：臭氧、六氟化硫、硫化氢、异味或颗粒浓度。这里通过臭氧传感器可以反映出是否出现局部放电现象；而通过六氟化硫传感器则可以检测是否出现六氟化硫泄露，另外，由于在触头上通常设置有电力脂，所以当触头出现过热时，电力脂会分解产生烷烃等具有异味的气体，进而通过硫化氢、异味以及颗粒浓度传感器则可以用来检测是否出现触头过热的故障。

在本申请其他实施例中，如图2所示，气体传感器30还可以有多个，并且每个气体传感器位于不同的气体通道20内。这样气体获取装置还可以包括：气体分隔装置13并且气体分隔装置13设置在真空泵12与气体通道20之间，其作用是将所述样本气体分成至少了两份，且分别将至少两份所述样本气体输送到不同的气体通道内，在具体实施时，气体分隔装置可以为分叉玻璃管或塑料管。

由于传感器检测到的值通常都是模拟信号，所以在本申请实施例中，如图1所示，在传感器30和判断模块40之间还设置有模数转换器60，模数转换器60用于对所述样本气体的特定成分含量的检测值进行模数转换，得到数字化含量值。

判断模块40与气体传感器30相连接，用于判断所述样本气体内的特定成分含量的检测值是否超过预设值。

在本申请实施例中，如图3所示，判断模块40包括：查询模块41和比较器42，其中：

查询模块41用于在已知数据表中查找与所述特定成分相对应的预设值。

这里已知数据表中的预设值，通常为高压开关柜没有发生故障时的检测值。

比较器42用于将所述数字化含量值与所查找到的预设值进行比较，确定所述数字化含量值与所查找到的预设值的大小关系。

故障类别确定模块50用于当所述样本气体内的特定成分含量的检测值超过预设值时，确定所述柜体100内出现与所述特定成分相关的故障类别。

当气体传感器为臭氧传感器时，并且臭氧传感器的检测值超过预设值，则确定高压开关柜内出现局部放电故障；同样，当气体传感器为六氟化硫传感器时，并且六氟化硫传感器的检测值超过预设值，则确定高压开关柜内出现六氟化硫泄露故障；另外，当气体传感器为硫化氢、异味以及颗粒传感器的组合时，且检测值异常时则确定高压开关柜出现触头过热的故障。

在本申请实施例中，判断模块和故障类别确定单元可以集成在同一微处理器中。

此外，在本申请其他实施例中，如图4所示，该高压开关柜的故障检测装置还可以包括：

存储器70，与故障类别判断模块相连接，用于将所述数字化含量值和/或所述确定的故障类别进行存储。

显示装置80，与故障类别判断模块相连接，用于将所述数字化含量值和/或所述确定的故障类别进行显示。并且显示装置可以包括：液晶屏、触摸屏或投影设备。

通信总线90，与故障类别确定模块50相连接、用于将所述数字化含量值和/或所述确定的故障类别发送到外界。

由以上本申请实施例提供的技术方案可见，本申请实施例提供的该高压开关柜，利用真空泵抽取柜体内的气体作为样本气体，并且将样本气体输送到气体检测传感器中，利用气体检测传感器对样本气体内特定成分的含量进行检测，再将检测值与预设值进行比较，当检测到的气体中特定成分的含量超过预设值时，确定柜体内出现与该特定成分相关的故障类别。

与现有技术相比，该高压开关柜，利用高压开关柜出现故障时，其内气体成分会出现相应的变化的原理，进而通过对柜体内的气体成分进行分析即可检测到高压开关柜的故障。所以，在出现故障时可以自我检测，并且在检测时不受高压开关柜的运行状态影响，且检测故障类型较多。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种具有气体分析功能的高压开关柜，其特征在于，包括：柜体和设置在柜体内的故障检测装置，其中：

所述故障检测装置包括：

与柜体相连通，用于抽取柜体中的气体作为样本气体的气体获取装置；

与所述气体获取装置相连接的气体通道；

位于所述气体通道内，用于对所述样本气体中特定成分含量进行检测的气体传感器，所述特定成分包括：臭氧、六氟化硫、硫化氢、异味或颗粒浓度；

用于判断所述样本气体内的特定成分含量的检测值是否超过预设值的判断模块；

用于当所述样本气体内的特定成分含量的检测值超过预设值时，确定所述柜体内出现与所述特定成分相关故障类别的故障类别确定模块。

2.根据权利要求1所述高压开关柜，其特征在于，所述气体获取装置包括：用于接收启动控制信号的信号接收器；

与所述信号接收器电连接，位于与所述柜体内，受所述启动控制信号控制启动，用于抽取所述柜体内部的气体的真空泵。

3.根据权利要求2所述高压开关柜，其特征在于，所述气体传感器为多个，并且每个气体传感器位于不同的气体通道内；

所述气体获取装置还包括：用于将所述样本气体分成至少了两份，且分别将至少两份所述样本气体输送到不同的气体通道内气体分隔装置。

4.根据权利要求3所述高压开关柜，其特征在于，进一步包括：

设置在所述气体传感器与判断模块之间，用于对所述样本气体的特定成分含量的检测值进行模数转换，得到数字化含量值的模数转换器。

5.根据权利要求4所述高压开关柜，其特征在于，所述判断模块包括：

用于在已知数据表中查找与所述特定成分相对应的预设值的查询模块；

用于将所述数字化含量值与所查找到的预设值进行比较，确定所述数字化含量值与所查找到的预设值的大小关系的比较器。

6.根据权利要求4所述高压开关柜，其特征在于，进一步包括：用于将所述数字化含量值和/或所述确定的故障类别进行存储的存储器。

7.根据权利要求1所述高压开关柜，其特征在于，进一步包括：用于将所述数字化含量值和/或所述确定的故障类别进行显示的显示装置。

8.根据权利要求7所述高压开关柜，其特征在于，所述显示装置包括：液晶屏、触摸屏或投影设备。

9.根据权利要求1-8所述高压开关柜，其特征在于，所述判断模块和故障类别确定模块为微处理器。

10.根据权利要求9所述高压开关柜，其特征在于，进一步包括：与所述微处理器相连接、用于将所述数字化含量值和/或所述确定的故障类别发送出去的通信总线。

Images