基于电磁信号的真空断路器真空度监测方法、装置和系统的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本发明设计涉及电力系统电器领域开关设备的在线监测，具体涉及电磁信号的真空断路器真空度监测方法、装置和系统。
【背景技术】
[0002]真空开关是20世纪初发展起来的一种新型开关电器，从上个世纪60年代初开始在电力系统中得到应用，我国自上个世纪80年代末以来，随着配电系统无油化进程的兴起，真空开关在电力系统中获得了日趋广泛的应用，尤其在中等电压领域里，真空开关产品的占有率已超过85%，而且现在正向高电压等级和低电压等级两个方面发展，且潜力巨大，另外由于真空开关同空气开关、油开关等其他开关设备相比具有分断能力强、电寿命长、维修工作量小、无火灾爆炸危险、结构紧凑等优点，使其在煤矿井下、石油化工等一些特殊场合也得到了日益广泛的应用。
[0003]真空灭弧室制成出厂后，并不能永远保持其内部的真空状态，而是具有一定的真空度寿命，在经过严格电真空工艺处理的真空灭弧室内，影响真空度的主要因素为工作表面的放气与吸气过程，波纹管及其他密封部分密封性、长期的扩散、晶体材料间的腐蚀、吸气剂活性的丧失等因素都会引起灭弧室内真空度的降低。如果真空灭弧室内真空度较低，将对真空电弧的熄灭过程产生影响，严重时会导致真空开关分断失败，在真空度对开断能力的影响方面，尤其是在半真空范围(10_2Pa?IPa)内。并且认为在一般情况下，当灭弧室内真空度低于KT2Pa?KT1Pa之间的某个值时，真空开关将失去其高频电流的开断能力。
[0004]针对真空断路器灭弧室内部真空度的测试和测量，虽然有上述多种停电测试方法，但这些方法自动化程度低，操作复杂，工作量大，且大多精度较差，因此，人们一直在寻找更好的解决办法；另一方面，随着电力系统的不断发展和对供电可靠性要求的日益提高，改善和增强开关装置在控制、测量、自监测、自诊断、故障记录以及其与控制中心联络所需的通信功能的自动化程度，即所谓开关装置的智能化，已成为当前国内外的一项重要课题，对运行设备进行在线监测与故障诊断，不仅能预先发现投运设备的故障隐患，使设备及时得到维修和维护，而且可以免除常规定期维修的大量工作，具有重要的实际意义。真空灭弧室内部的真空度是保证真空开关正常运行的重要参数，实现对其进行在线监测是真空开关智能化的一个重要内容。
[0005]当真空断路器内部真空度发生变化时，真空灭弧室内部的放电状态会发生变化，一方面在不同的真空度下，由于局部放电会产生不同的高频脉冲信号，另一方面由于真空度的不同，灭弧室内部粒子的放电状态也会有所不同，从而导致灭弧室屏蔽罩具有不同的电势。所以通过外置电磁信号传感器检测到的灭弧室发出的电磁信号，并将电磁信号转换为电压信号，从而能够检测出真空断路器内部真空度的变化，实现真空断路器真空度的在线监测。
【发明内容】
[0006]针对上述部分问题，本发明提供了一种基于电磁信号检测的真空度监测方法、装置和系统，所述方法能够用于真空断路器寿命监测，所述装置方便方法的应用，所述系统帮助实现远程实时监测。
[0007]一种基于电磁信号的真空断路器真空度监测方法，所述方法通过将电磁信号与真空度建立对应的关系，所述关系为一种区间对应关系，当检测到电磁信号从一个区间变化到另一个区间时，则认为被测真空断路器的真空度发生变化。
[0008]一种基于所述方法设计的装置，所述装置包括电磁信号模块、信号调理模块、模拟-数字信号转换模块、信号隔离模块，数字信号处理模块，其中:
[0009]所述电磁信号模块包括电磁信号传感器，所述电磁信号模块将电磁信号传感器检测的电磁信号其转化为电压信号，并将所述电压信号输至信号调理模块；
[0010]所述信号调理模块包括运算放大器和阻容元件，所述运算放大器对所述电压信号进行放大，放大倍数根据阻容元件的电阻值选择，所述信号调理模块将所述运算放大器放大后的电压信号输出至模拟-数字信号转换模块；
[0011 ] 所述模拟-数字信号转换模块包括14位精度以上的模数转换器，所述模拟-数字信号转换模块用于将接收到的所述放大后的电压信号转换为数字信号输出至信号隔离模块；
[0012]所述信号隔离模块包括数字隔离器，所述信号隔离模块用于将模拟-数字信号转换模块的输出信号以隔离的形式输出；
[0013]所述数字信号处理模块通过对所述信号隔离模块输出的数字信号进行采集和FFT变换。
[0014]一种采用了所述装置设计的真空断路器真空度监测系统，所述系统用于实时处理数字信号采集和FFT变换，并能根据实际装置情况，选择是否需要添加液晶显示、数字信号的存储以及与上位机的通信中的一个或多个功能。
[0015]本发明具有以下优点:
[0016](I)所述方法和装置只要真空断路器灭弧室内部真空度发生变化，就可以通过传感器检测出来，达到实时监测的目的，为真空断路器的检修方式升级提供指导；
[0017](2)所述装置和系统具有丰富的扩展性，在数字信号处理模块中能够根据外部需要方便地扩展出各种通信接口；
[0018](3)所述装置和系统中的采用信号隔离模块进行隔离，保证各模块具有较强的抗干扰性能；
[0019](4)所述系统能够实现远程实时监控。
【附图说明】
[0020]图1本发明中一个实施例中的装置结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]在一个基础的实施例中，提供了一种基于电磁信号的真空断路器真空度监测方法，所述方法通过将电磁信号与真空度建立对应的关系，所述关系为一种区间对应关系，当检测到电磁信号从一个区间变化到另一个区间时，则认为被测真空断路器的真空度发生变化。
[0022]在这个实施例中，介绍了一种检测真空断路器真空度发生变化的方法。在这个方法中，需要在应用所述方法前，通过实验的手段获得电磁信号与真空度对应的关系，这种对应关系通常是一种区间对应关系。比如:实验时使用电磁传感器检测真空断路器的电磁信号，所述电磁信号的检测值会受电磁传感器和真空断路器之间的距离影响，因此需要将所述电磁传感器和真空断路器的相对位置固定，当真空度在IX 10_5Pa?IX 10_4Pa之间时，所述电磁传感器输出一个检测范围。当真空度发生变化不在lX10_5Pa?lX10_4Pa时，则电磁传感器检测的电磁信号的范围也会发生相应变化。通过监测这种变化，即可监测到被测真空断路器的真空度发生了变化。
[0023]基于这个基础实施例，可以根据需要将所检测到的电磁信号转换成方便观察的其它信号对真空断路器的真空度进行监测。
[0024]在一个实施例中，将接收的电磁信号转换成电压信号来进行监测，相应的，通过判断所述电压信号从一个区间变化到另一个区间时，则认为被测真空断路器的真空度发生变化。
[0025]在一个实施例中提供了一种基于所述方法设计的装置，所述装置包括电磁信号模块、信号调理模块、模拟-数字信号转换模块、信号隔离模块，数字信号处理模块，其中:
[0026]所述电磁信号模块包括电磁信号传感器，所述电磁信号模块将电磁信号传感器检测的电磁信号其转化为电压信号，并将所述电压信号输至信号调理模块；
[0027]所述信号调理模块包括运算放大器和阻容元件，所述运算放大器的放大倍数根据阻容元件的电阻选择，所述信号调理模块将所述运算放大器放大的电压信号输出至模拟-数字信号转换模块；
[0028]所述模拟-数字信号转换模块包括14位精度以上的模数转换器，所述模拟-数字信号转换模块用于将模拟信号转换为数字信号输出至信号隔离模块；
[0029]所述信号隔离模块包括数字隔离器，所述信号隔离模块用于将模拟-数字信号转换模块的输出信号以隔离的形式输出；
[0030]所述数字信号处理模块通过对所述信号隔离模块输出的数字信号进行采集和FFT变换。
[0031]在所述装置中，所述电磁信号模块中通常包括一个电磁传感器，所述电磁传感器能够接收灭弧室外部的电磁信号，然后将其转化为电压信号，输出至信号调理模块。
[0032]优选的，为了能够检测出真空度的微小变化，提高检测精度，所述电磁信号模块能够检测的电磁信号范围为10Hz?600MHz。
[0033]优选的，所述电磁信号模块放置在尽可能靠近真空断路器灭弧室处，但是要保证大于该真空断路器电压等级的绝缘距离，以免在真空断路器与电磁信号模块之间发生放电现象，同时还有保证能检测出不同真空度下的电磁信号的变化。比如，1kV电压的监测最佳距离为125_。在其它实施例中，所述真空断路器的真空度监测中，所述电磁信号模块的放置距离因为电压等级不同而不同。
[0034]所述信号调理模块包括运算放大器和阻容元件，所述运算放大器用于信号的放大，进一步的所述运算放大器的倍数需要根据配置的阻容元件的电阻选择放大倍数。
[0035]所述模拟-数字信号转换模块使用14位精度以上的模数转换器将模拟信号转换为数字信号，能够检测出真空度的微小变化，保证了检测的精确度。在一个实施例中，述模拟-数字信号转换模块包括24位精度的模数转换器。
[0036]为了使所述数字信号传输过程减少噪音干扰，所述装置设计了信号隔离模块，所述信号隔离模块采用数字隔离器将信号以隔