开关柜触头和母排连接点温升在线监测装置及工作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于输变电设备状态监测技术领域，具体涉及一种新型气体绝缘开关柜触头和母排连接点温升在线监测装置及工作方法。
【背景技术】
[0002]高压开关设备作为发电厂、变电站中的重要设备，起着关合及开断电力线的作用，用来实现输送及倒换电力负荷、以及从电力系统退出故障设备和线段，从而保证电力系统安全运行。在高压开关设备长期运行过程中，开关设备中的触点和母线排连接处等部位因老化和接触电阻过大而发热，而这些发热部位的温度无法监测，由此容易导致火灾事故。近年来，在电厂和变电站已经发生多起开关设备过热事故，造成火灾和大面积的停电。因而对高压开关设备检测和监视高压开关触点、母线排连接处的工作温度，提前发现和排除热故障隐患，对电力系统的安全可靠运行具有非常重要的意义。
[0003]高压开关设备的安全运行监测一直是电力系统安全运行的重大课题之一，但是，目前通常均只测重于对电量参数(电压、电流、电功率)实时监测技术的研宄，其非电量在线测量(例如触头位置偏度、触头负荷、触头温度)由于受到高电压及测点位置以及强电场干扰的限制，至今仍未很好解决。目前普遍使用的是小车式开关柜，由于断路器与开关柜之间采用插头联接，当小车与开关柜因制造、运输及安装不良等将引起触头接触不良，接触电阻增大，出现触头温升过高甚至烧毁、造成停电，这些现象在大电流开关柜如进线柜上尤为突出，且影响极大，高压开关触头和母线排连接处处于高电压、高温度、高磁场以及极强的电磁干扰环境中，传统的测温仪表如热电偶、红外测温仪等易受到这些因素的干扰和影响，因而无法对这些位置进行直接接触测量，从而无法真正得到高压开关柜的真实工作状态，以致设备内部局部过热却仍在“带病”运行。
[0004]并且，在开关柜内，由于触头数量为6个，还有3个母排，由于发热端在高电压端，测量仪表安装在低电压端，若直接将温度传感器直接安装在断路器触头上或母排上，这样会将高电压引到低电压端，引起设备高电压击穿，所以给气体绝缘封闭开关柜触头温升测量带来困难。
[0005]因此，如何解决上述技术问题是本领域的技术难题。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种开关柜触头和母排连接点温升在线监测装置、工作方法及系统，以解决对气体绝缘封闭开关柜触头/或母排连接点温升的测量。
[0007]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种气体绝缘开关柜触头和母排连接点温升在线监测装置，包括:柜外测温传感器，用于检测开关柜的柜体温度；
柜内测温传感器，用于检测开关柜的柜内温度；环境温度传感器，用于检测开关柜所处的环境温度；以及SF6气体压力传感器，用于检测柜内的SF6气体压力；各传感器的输出端分别与处理器模块的各信号采集端相连；所述处理器模块适于建立SF6气体压力与柜体温度的换算模型，并根据所述柜体温度、柜内温度和环境温度判断柜内触头/或母排连接点温升；即当柜内温度升高，且所述环境温度低于柜体温度时，若通过所述换算模型判断SF6气体压力升高，则判断柜内触头和/或母排连接点过热。
[0008]进一步，所述换算模型为P= f (T)，即在不同柜体温度下的SF6气体压力；
式中，P为SF6气体压力，T为柜体温度。
[0009]优选的，所述换算模型适于通过最小二乘法绘制柜体温度变化曲线图 f (T) =K1P(T)2+K2P(T) +K3;
式中，Kp κ2、κ3分别是根据具体柜体体积、触头温度、环境温度确定的常数。
[0010]进一步，所述气体绝缘开关柜触头和母排连接点温升在线监测装置还包括:地址电路、显示电路、键盘电路、存储电路、时钟电路、报警输出电路和通信接口电路；地址电路、键盘电路的输出端分别与处理器模块的I/o 口相连；报警输出电路、显示电路的输入端与处理器模块的I/o 口相连；通信接口电路与处理器模块的通信口相连；以及存储电路、时钟电路的输入端与处理器模块连接。
[0011]进一步，所述报警输出电路包括继电器，以及与该继电器相连的报警模块。
[0012]进一步，所述气体绝缘开关柜触头和母排连接点温升在线监测装置适于通过通信接口电路与云服务监控中心数据通信，以通过该云服务监控中心实现分析、存储、统计，绘制温升曲线，并形成相应各类统计报表。
[0013]又一方面，本发明还提供了一种气体绝缘开关柜触头和母排连接点温升在线监测装置的工作方法，包括:
检测开关柜的柜体温度、柜内温度及开关柜所处的环境温度；建立SF6气体压力与柜体温度的换算模型，并根据所述柜体温度、柜内温度和环境温度判断柜内触头/或母排连接点温升；即当柜内温度升高，且所述环境温度低于柜体温度时，若通过所述换算模型判断SF6气体压力升高，则判断柜内触头和/或母排连接点过热。
[0014]进一步，所述换算模型为P= f (T)，即在不同柜体温度下的SF6气体压力；
式中，P为SF6气体压力，T为柜体温度。
[0015]进一步，所述换算模型适于通过最小二乘法绘制柜体温度变化曲线图 f (T) =K1P(T)2+K2P(T) +K3;
式中，Kp κ2、κ3分别是根据具体柜体体积、触头温度、环境温度确定的常数。
[0016]第三方面，本发明还提供了一种气体绝缘开关柜触头和母排连接点温升在线检测系统，包括:所述气体绝缘开关柜触头和母排连接点温升在线监测装置，以及与该在线监测装置相连的云服务监控中心数据；所述云服务监控中心数据适于根据气体绝缘开关柜触头和母排连接点温升在线监测装置传送的柜内触头和/或母排连接点温升数据绘制温升曲线，并形成相应各类统计报表。
[0017]本发明的有益效果是，本发明的气体绝缘开关柜触头和母排连接点温升在线监测装置采用气体压力传感器，并结合柜外测温传感器、柜内测温传感器和环境温度传感器，以及通过建立SF6气体压力与柜体温度的换算模型，实现开关柜温升的在线监测，以保证开关柜健康安全运行，具有判断准确性高，误判少的优点。
【附图说明】
[0018]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0019]图1是本发明的气体绝缘开关柜触头和母排连接点温升在线监测装置的原理框图。
【具体实施方式】
[0020]现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0021]实施例1
图1示出了本发明的气体绝缘开关柜触头和母排连接点温升在线监测装置的原理框图。
[0022]如图1所示，本发明的气体绝缘开关柜触头和母排连接点温升在线监测装置，包括:
柜外测温传感器，用于检测开关柜的柜体温度；柜内测温传感器，用于检测开关柜的柜内温度；环境温度传感器，用于检测开关柜所处的环境温度；以及SF6气体压力传感器，用于检测柜内的SF6气体压力；各传感器的输出端分别与处理器模块的各信号米集端相连；所述处理器模块适于建立SF6气体压力与柜体温度的换算模型，并根据所述柜体温度、柜内温度和环境温度判断柜内触头/或母排连接点温升；即当柜内温度升高，且所述环境温度低于柜体温度时，若通过所述换算模型判断SF6气体压力升高，则判断柜内触头和/或母排连接点过热。
[0023]可选的，柜外测温传感器可以检测开关柜的外体至少一个测试点的温度。
[0024]进一步，所述换算模型为P= f (T)，即在不同柜体温度下的SF6气体压力；
式中，P为SF6气体压力，T为柜体温度。
[0025]优选的，所述换算模型适于通过最小二乘法绘制柜体温度变化曲线图 f (T) =K1P(T)2+K2P(T) +K3;
式中，Kp κ2、κ3分别是根据具体柜体体积、触头温度、环境温度确定的常数。
[0026]其中，SF6气体压力的正常范围为0.35-0.65Mpa，则说明柜内触头和/或母排连接点温升正常。
[0027]本发明的工作原理是，当断路器触头或母排连接处温升升高时会导致柜内温升升高，柜内温度升高会导致柜体温度升高，这样通过测量柜体温度在与环境温度进行比较，若环境温度较低，而柜体外部几点温度均较高，在同时参考SF6气体压力与柜体温度的关系，若此时气体压力又较高，则判断柜内温升确实较高，从而可以间接判断柜内触头和/或母排连接点已经发热；若环境温度较高，而柜体外部几点温度也较高(基本与环境温度相同)，在同时参考SF6气体压力与柜体温度的关系，若此时气体压力在正常范围(0.35-0.65MPa)，说明柜内触头和/或母排连接点温升正常。
[0028]进一步，所