一种开关柜的重症带电检测系统论文和设计-梁建锋

全文摘要

本实用新型公开了一种开关柜的重症带电检测系统，该系统包括：设置在开关柜上的人机交互装置和控制器以及设置在开关柜内部的检测装置，人机交互装置与控制器电性连接，检测装置包括电压电流信号采集装置、局部放电信号采集装置、红外热成像图像采集装置、振动信号采集装置和温湿度信号采集装置，电压电流信号采集装置、局部放电信号采集装置、红外热成像图像采集装置、振动信号采集装置和温湿度信号采集装置分别与控制器的输入端电性连接。本实用新型提供的开关柜的重症带电检测系统，能够在线实时监测开关柜带电运行时的多种特性参数，并且实现人机互换操作，具有检测内容多样、多种故障诊断、故障判断准确的特点。

主设计要求

1.一种开关柜的重症带电检测系统，其特征在于，包括：设置在开关柜上的人机交互装置和控制器以及设置在开关柜内部的检测装置，所述人机交互装置与控制器电性连接，所述检测装置包括电压电流信号采集装置、局部放电信号采集装置、红外热成像图像采集装置、振动信号采集装置和温湿度信号采集装置，所述电压电流信号采集装置、局部放电信号采集装置、红外热成像图像采集装置、振动信号采集装置和温湿度信号采集装置分别与所述控制器的输入端电性连接，所述电压电流信号采集装置设置在所述开关柜的电源输入端，所述局部放电信号采集装置包括多个超声波传感器，所述超声波传感器设置在所述开关柜内部的不同方位，所述超声波传感器用于检测所述开关柜内部局部放电产生的超声波，所述振动信号采集装置包括多个振动传感器，所述振动传感器设置在所述开关柜的断路器附近，所述振动传感器用于检测所述开关柜因断路器动作而产生的振动信号。

设计方案

2.根据权利要求1所述的开关柜的重症带电检测系统，其特征在于，所述电压电流信号采集装置包括电压传感器和电流传感器。

3.根据权利要求1所述的开关柜的重症带电检测系统，其特征在于，所述超声波传感器设置为4个，4个所述超声波传感器设置在所述开关柜内部的四个侧壁上。

4.根据权利要求1所述的开关柜的重症带电检测系统，其特征在于，所述红外热成像图像采集装置为红外热像仪，所述红外热像仪设置在所述开关柜的顶端，用于检测所述开关柜内部的红外热成像图像。

5.根据权利要求1所述的开关柜的重症带电检测系统，其特征在于，所述温湿度信号采集装置为温湿度传感器。

6.根据权利要求1所述的开关柜的重症带电检测系统，其特征在于，所述控制器为PLC控制器。

7.根据权利要求1所述的开关柜的重症带电检测系统，其特征在于，所述人机交互装置为LCD触摸屏。

8.根据权利要求1所述的开关柜的重症带电检测系统，其特征在于，所述开关柜的电源输入端设置有电磁继电器，所述电磁继电器与所述控制器电性连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及电力设备检测技术领域，特别是涉及一种开关柜的重症带电检测系统。

背景技术

高压开关柜是电力系统中最重要也是最复杂的设备之一，在电力系统的供配电系统中，高压开关设备主要是用于关合及开断电力线路，从而输送及倒换电力负荷，以及从电力系统中退出故障设备和线段，以保证系统安全运行的重要设备。此外，高压开关柜具有架空进出线、电缆进出线、母线联络等功能，一旦其发生故障，后果也是非常严重的。最直接的危害是开关柜的保护控制线路算、设备损失、电量损失。间接的危害则是整个电力系统很有可能发生供配电障碍，造成大面积非计划性停电事故的发生，影响正常的生产生活。

目前，国内对于开关柜状态监测系统的研究，开发的这些监测系统只针对开关柜的某个单项性能进行故障诊断，不能同时从绝缘、机械温升等多个角度去考虑开关柜的状态，存在着监测内容单一、数据处理能力欠佳等问题，而对高压开关柜本体综合运行特性及重症监护诊断在线监测研究及成果较少。因此，利用先进的技术手段，研究设计功能齐全、性能优良、高压开关柜智能化综合重症在线检测装置是十分必要的。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种开关柜的重症带电检测系统，能够在线实时监测开关柜带电运行时的多种特性参数，并且实现人机互换操作，具有检测内容多样、多种故障诊断、故障判断准确的特点。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种开关柜的重症带电检测系统，该系统包括：设置在开关柜上的人机交互装置和控制器以及设置在开关柜内部的检测装置，所述人机交互装置与控制器电性连接，所述检测装置包括电压电流信号采集装置、局部放电信号采集装置、红外热成像图像采集装置、振动信号采集装置和温湿度信号采集装置，所述电压电流信号采集装置、局部放电信号采集装置、红外热成像图像采集装置、振动信号采集装置和温湿度信号采集装置分别与所述控制器的输入端电性连接，所述电压电流信号采集装置设置在所述开关柜的电源输入端，所述局部放电信号采集装置包括多个超声波传感器，所述超声波传感器设置在所述开关柜内部的不同方位，所述超声波传感器用于检测所述开关柜内部局部放电产生的超声波，所述振动信号采集装置包括多个振动传感器，所述振动传感器设置在所述开关柜的断路器附近，所述振动传感器用于检测所述开关柜因断路器动作而产生的振动信号。

可选的，所述电压电流信号采集装置包括电压传感器和电流传感器。

可选的，所述超声波传感器设置为4个，4个所述超声波传感器设置在所述开关柜内部的四个侧壁上。

可选的，所述红外热成像图像采集装置为红外热像仪，所述红外热像仪设置在所述开关柜的顶端，用于检测所述开关柜内部的红外热成像图像。

可选的，所述温湿度信号采集装置为温湿度传感器。

可选的，所述控制器为PLC控制器。

可选的，所述人机交互装置为LCD触摸屏。

可选的，所述开关柜的电源输入端设置有电磁继电器，所述电磁继电器与所述控制器电性连接。

根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：本实用新型提供的开关柜的重症带电检测系统，在开关柜内部设置了电压电流信号采集装置、局部放电信号采集装置、红外热成像图像采集装置、振动信号采集装置和温湿度信号采集装置等多种检测装置，能够对开关柜带电运行时的电流、电压、局部放电、红外热成像图像、振动以及温湿度等特性参数进行实时在线采集，无需开关柜停电就可以实现对其绝缘性能、温度状态、机械性能的评估和故障的判断，检测内容多样化，检测装置将各类数据传给控制器进行分析，控制器可以根据设定的各项阈值进行故障诊断，准确判断故障类型；同时，可以通过人机交换装置实现各类故障信息的显示，以及各种阈值的设定；其中，红外热成像图像采集装置和温湿度信号采集装置能够综合反映开关柜内部的受热问题，提高了检测的准确性，该系统发现故障及时且节省了人工巡检人力资源和时间成本，实现了开关柜重症带电检测，确保了开关柜的安全可靠运行。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例开关柜的重症带电检测系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例开关柜的重症带电检测系统的控制方法流程示意图；

附图标记说明：1、高压开关柜；2、电压电流采集装置；3、局部放电信号采集装置；4、红外热成像图像采集装置；5、振动信号采集装置；6、温湿度信号采集装置；7、控制器；8、人机交换装置。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型实施例开关柜的重症带电检测系统的结构示意图，如图1所示，本实用新型实施例提供的开关柜的重症带电检测系统，包括：设置在开关柜上的人机交互装置8和控制器7以及设置在开关柜内部的检测装置，所述人机交互装置8与控制器7电性连接，所述检测装置包括电压电流信号采集装置2、局部放电信号采集装置3、红外热成像图像采集装置4、振动信号采集装置5和温湿度信号采集装置6，所述电压电流信号采集装置2、局部放电信号采集装置3、红外热成像图像采集装置4、振动信号采集装置5和温湿度信号采集装置6分别与所述控制器7的输入端电性连接，所述电压电流信号采集装置2设置在所述开关柜1的电源输入端，所述局部放电信号采集装置3包括多个超声波传感器，所述超声波传感器设置在所述开关柜1内部的不同方位，所述超声波传感器用于检测所述开关柜1内部局部放电产生的超声波，所述振动信号采集装置5包括多个振动传感器，所述振动传感器设置在所述开关柜1的断路器附近，所述振动传感器用于检测所述开关柜1因断路器动作而产生的振动信号；所述电压电流信号采集装置2包括电压传感器和电流传感器；所述超声波传感器设置为4个，4个所述超声波传感器设置在所述开关柜内部的四个侧壁上；所述红外热成像图像采集装置4为红外热像仪，所述红外热像仪设置在所述开关柜1的顶端，用于检测所述开关柜1内部的红外热成像图像；所述温湿度信号采集装置6为温湿度传感器；所述控制器7为PLC控制器；所述人机交互装置为LCD触摸屏；所述开关柜1的电源输入端设置有电磁继电器，所述电磁继电器与所述控制器1电性连接，在发生故障后，所述控制器7可以控制所述电磁继电器自动切断开关柜1的电源；所述开关柜的重症带电检测系统还包括报警装置，所述报警装置设置在所述开关柜1的外部，所述报警装置与所述控制器7电性连接，所述报警装置为声光报警器；所述人机交互装置8能够显示开关柜1正常状态时的开关柜实时运行状态和故障状态时开关柜1的故障信息，所述报警装置用于在开关柜1发生故障时发送报警信号。

图2为本实用新型实施例开关柜的重症带电检测系统的控制方法流程示意图，如图2所示，所述开关柜的重症带电检测系统的工作原理为：控制器将接收到的电压电流信号、局部放电信号、红外热成像图像、振动信号和温湿度信号分别进行数据处理，将处理得到的每个参数值分别与预定的对应阈值相比较，其中任意一个参数值大于其预定阈值，判断为开关柜发生故障，将其报警信号发送给所述人机交互装置，进行故障显示，同时所述控制器控制所述报警装置发出报警信号；当所述控制器处理每个信号得到的参数值与预定的阈值相比较，都不大于其预定阈值时，判断为开关柜正常运行，将开关柜运行状态信号发送给所述人机交互装置，使其显示开关柜正常运行状态信息。

本实用新型提供的开关柜的重症带电检测系统，在开关柜内部设置了电压电流信号采集装置、局部放电信号采集装置、红外热成像图像采集装置、振动信号采集装置和温湿度信号采集装置等多种检测装置，能够对开关柜带电运行时的电流、电压、局部放电、红外热成像图像、振动以及温湿度等特性参数进行实时在线采集，无需开关柜停电就可以实现对其绝缘性能、温度状态、机械性能的评估和故障的判断，检测内容多样化，检测装置将各类数据传给控制器进行分析，控制器可以根据设定的各项阈值进行故障诊断，准确判断故障类型；同时，可以通过人机交换装置实现各类故障信息的显示，以及各种阈值的设定；其中，红外热成像图像采集装置和温湿度信号采集装置能够综合反映开关柜内部的受热问题，提高了检测的准确性，该系统发现故障及时且节省了人工巡检人力资源和时间成本，实现了开关柜重症带电检测，确保了开关柜的安全可靠运行。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

设计图

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主设计要求

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