高压开关柜热故障检测装置及检测方法
【专利摘要】本发明实施例公开了一种高压开关柜热故障检测装置及检测方法，所述检测装置包括：电源、真空泵电机、气体传感器电路、多路模拟开关、模数转换器、微处理器、显示器和选择按键，从而利用真空泵电机从高压开关柜中获取抽样气体，并传输给传感器电路，然后利用传感器电路对所述抽样气体进行检测，并将抽样气体中各气体成分的浓度变化转换为相应的模拟信号的变化，分时传输给模数转换器转换为数字信号，最后传输给微处理器进行分析，获得抽样气体中各气体成分的变化情况，进而获得高压开关柜的发热状态，实现对高压开关柜发热状态的测量和监视，避免重大事故的发生，控制故障的恶化，保证高压开关柜的正常运行，提高电力系统运行可靠性和自动化程度。
【专利说明】高压开关柜热故障检测装置及检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及高压开关柜发热状态检测【技术领域】，尤其涉及一种高压开关柜热故障检测装置及检测方法。
【背景技术】
[0002]高压开关柜在电力系统中担负着关合和断开电力线路、保护系统安全的双重功能。随着电力系统向着高电压、大机组、大容量的迅速发展，电网的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。当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，高压开关柜的接触电阻就会增大，从而在负载电流流过时会产生发热现象，进而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。因此，测量和监视高压开关柜内的发热状态，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，提高电力系统的运行可靠性和自动化程度具有非常重要的意义。
【发明内容】
[0003]为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种高压开关柜热故障检测装置及检测方法，以测量和监视高压开关柜内的发热状态，避免重大事故发生，控制故障的恶化，保证高压开关柜的正常运行，提高电力系统的运行可靠性和自动化程度。
[0004]为解决上述问题，本发明实施例提供了如下技术方案:
[0005]一种高压开关柜热故障检测装置，包括:
[0006]电源，为所述高压开关柜热故障检测装置提供电压；
[0007]与电源相连的真空泵电机，对所述高压开关柜中的气体进行抽样；
[0008]与真空泵电机相连的气体传感器电路，所述气体传感器电路包括相互并联的烷烃传感器支路、硫化氢传感器支路和烟雾传感器支路，对所述真空泵电机获得的抽样气体进行检测，将抽样气体中各气体成分的浓度变化转换为模拟信号的变化，并进行输出；
[0009]与所述烷烃传感器支路、硫化氢传感器支路和烟雾传感器支路均相连的多路模拟开关，对所述传感器电路的输出信号中与各气体成分的浓度变化相对应的模拟信号进行分时输出；
[0010]与所述多路模拟开关相连的模数转换器，将所述多路模拟开关输出的模拟信号转换为数字信号；
[0011]与所述模数转换器相连的微处理器，根据所述模数转换器输出的数字信号，获得抽样气体中各气体成分的变化情况；
[0012]与所述微处理器相连的显示器，对所述高压开关柜中各气体成分的变化情况进行选择性显示；
[0013]与所述微处理器相连的选择按键，控制所述显示器选择性显示所述高压开关柜中各气体成分的变化情况。[0014]优选的，所述真空泵电机上设置有取气按钮。
[0015]优选的，还包括与所述电源并联的电容单元。
[0016]优选的，还包括位于所述多路模拟开关和模数转换器之间，连接所述多路模拟开关和模数转换器的低频滤波器。
[0017]优选的，还包括与所述微处理器相连，将所述微处理器的输出信号传输至监控中心的通讯总线。
[0018]一种高压开关柜热故障检测方法，应用于上述任一项所述的高压开关柜热故障检测装置，包括:
[0019]打开电源，为所述高压开关柜热故障检测装置提供电压；
[0020]利用真空泵电机，从所述高压开关柜中获取抽样气体；
[0021]利用气体传感器电路，对所述真空泵电机获得的抽样气体进行检测，将抽样气体中各气体成分的浓度变化转换为模拟信号的变化，并进行输出；
[0022]利用多路模拟开关，对所述传感器电路的输出信号中与各气体成分的浓度变化相对应的模拟信号进行分时输出；
[0023]利用模数转换器，将所述多路模拟开关输出的模拟信号转换为数字信号；
[0024]利用微处理器，根据所述模数转换器输出的数字信号，获得抽样气体中各气体成分的变化情况；
[0025]利用显示器，对所述高压开关柜中各气体成分的变化情况进行选择性显示；
[0026]利用选择按键，控制所述显示器选择性显示所述高压开关柜中各气体成分的变化情况。
[0027]优选的，还包括:根据所述显示器上的显示内容，判断所述高压开关柜的发热状态。
[0028]优选的，还包括利用与所述电源并联的电容单元稳定所述电源的输出电压。
[0029]优选的，还包括利用位于所述多路模拟开关与模数转换器之间的低频滤波器，滤除所述多路模拟开关输出信号中的工频信号和环境高频信号。
[0030]优选的，还包括:利用与所述微处理器相连的通信总线，将所述微处理器的输出信号传输至监控中心。
[0031]与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点:
[0032]本发明实施例所提供的技术方案，利用真空泵电机从所述高压开关柜中获取抽样气体，并传输给传感器电路，然后利用传感器电路对所述抽样气体进行检测，并将抽样气体中各气体成分的浓度变化转换为相应的模拟信号的变化，分时传输给模数转换器转换为数字信号，最后传输给微处理器进行分析，获得抽样气体中各气体成分的变化情况，从而获得高压开关柜的发热状态，实现对高压开关柜发热状态的测量和监视，避免重大事故的发生，控制故障的恶化，保证高压开关柜的正常运行，提高电力系统运行可靠性和自动化程度。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]为了更清楚地说明本发明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，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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。
[0034]图1为本发明实施例所提供的高压开关柜热故障检测装置的结构示意图；
[0035]图2为本发明实施例所提供的高压开关柜热故障检测装置的电路结构示意图；
[0036]图3为本发明实施例所提供的高压开关柜热故障检测方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0037]正如【背景技术】部分所述，测量和监视高压开关柜内的发热状态，是避免重大事故发生，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，提高电力系统的运行可靠性和自动化程度具有非常重要的意义。
[0038]有鉴于此，本发明实施例提供了一种高压开关柜热故障的检测装置，包括:
[0039]电源，为所述高压开关柜热故障检测装置提供电压；
[0040]与电源相连的真空泵电机，对所述高压开关柜中的气体进行抽样；
[0041]与真空泵电机相连的气体传感器电路，所述气体传感器电路包括相互并联的烷烃传感器支路、硫化氢传感器支路和烟雾传感器支路，对所述真空泵电机获得的抽样气体进行检测，将抽样气体中各气体成分的浓度变化转换为模拟信号的变化，并进行输出；
[0042]与所述烷烃传感器支路、硫化氢传感器支路和烟雾传感器支路均相连的多路模拟开关，对所述传感器电路的输出信号中与各气体成分的浓度变化相对应的模拟信号进行分时输出；
[0043]与所述多路模拟开关相连的模数转换器，将所述多路模拟开关输出的模拟信号转换为数字信号；
[0044]与所述模数转换器相连的微处理器，根据所述模数转换器输出的数字信号，获得抽样气体中各气体成分的变化情况；
[0045]与所述微处理器相连的显示器，对所述高压开关柜中各气体成分的变化情况进行选择性显示；
[0046]与所述微处理器相连的选择按键，控制所述显示器选择性显示所述高压开关柜中各气体成分的变化情况。
[0047]相应的，本发明实施例还提供了一种利用上述检测装置对高压开关柜热故障进行检测的方法，包括:
[0048]打开电源，为所述高压开关柜热故障检测装置提供电压；
[0049]利用真空泵电机，从所述高压开关柜中获取抽样气体；
[0050]利用气体传感器电路，对所述真空泵电机获得的抽样气体进行检测，将抽样气体中各气体成分的浓度变化转换为模拟信号的变化，并进行输出；
[0051]利用多路模拟开关，对所述传感器电路的输出信号中与各气体成分的浓度变化相对应的模拟信号进行分时输出；
[0052]利用模数转换器，将所述多路模拟开关输出的模拟信号转换为数字信号；
[0053]利用微处理器，根据所述模数转换器输出的数字信号，获得抽样气体中各气体成分的变化情况；
[0054]利用显示器，对所述高压开关柜中各气体成分的变化情况进行选择性显示；
[0055]利用选择按键，控制所述显示器选择性显示所述高压开关柜中各气体成分的变化情况。
[0056]本发明实施例所提供的高压开关柜热故障的检测装置及检测方法，利用真空泵电机从所述高压开关柜中获取抽样气体，并传输给气体传感器电路，然后利用传感器电路对所述抽样气体进行检测，并将抽样气体中各气体成分的浓度变化转换为模拟信号的变化，分时传输给模数转换器转换为数字信号，最后传输给微处理器进行分析，获得抽样气体中各气体成分的变化情况，从而获得高压开关柜的发热状态，实现对高压开关柜发热状态的测量和监视，避免重大事故的发生及控制故障的恶化，保证高压开关柜的正常运行，提高电力系统运行可靠性和自动化程度。
[0057]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。
[0058]在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
[0059]如图1所示，本发明实施例所提供的高压开关柜热故障检测装置，包括:
[0060]电源1，为所述高压开关柜热故障检测装置提供电压。优选的，所述电源I采用AC-DC模块。在本发明的一个实施例中，所述高压开关柜热故障检测装置还包括与所述电源I并联的电容单兀，用于稳定直流电源I的输出电压。
[0061 ] 与电源I相连的真空泵电机2，对所述高压开关柜中的气体进行抽样。在本发明的一个实施例中，所述真空泵电机2上设置有取气按钮，当按下所述取气按钮时，所述真空泵电机2开始从所述高开开关柜中进行取气，当按回取气按钮时，所述真空泵电机2停止从所述高压开关柜中取气。
[0062]与真空泵电机2相连的气体传感器电路3，所述气体传感器电路3包括相互并联的烷烃传感器支路31、硫化氢传感器支路32和烟雾传感器支路33，用于对所述真空泵电机2获得的抽样气体进行检测，将抽样气体中各气体成分的浓度变化转换为相应的模拟信号的变化，并进行输出。
[0063]如图2所示，在本发明的一个实施例中，所述烷烃传感器支路31包括:烷烃传感器，所述烷烃传感器包括相互并联的加热丝和烷烃电阻；与所述烷烃电阻相串联的第一电阻R1，其中，所述加热丝与烷烃电阻的公共端与电源I负极相连，所述加热丝与所述第一电阻Rl的公共端与电源I正极相连。
[0064]所述硫化氢传感器支路32包括:硫化氢传感器，所述硫化氢传感器包括相互并联的第一加热电阻和硫化氢电阻；与所述第一加热电阻相串联的第三电阻R3 ;与所述硫化氢电阻相串联的恒流二极管D1，其中，所述第一加热电阻与硫化氢电阻的公共端与电源I的负极相连，所述第三电阻R3与恒流二极管Dl的公共端与电源I的正极相连。
[0065]所述烟雾传感器支路33包括:烟雾传感器，所述烟雾传感器包括相互并联的第二加热电阻与烟雾电阻；与所述第二加热电阻相串联的第四电阻R4 ;与所述烟雾电阻相串联的第二电阻R2，其中，所述第二加热电阻与所述烟雾电阻的公共端与电源I的负极相连，所述第二电阻R2与所述第四电阻R4的公共端与电源I的正极相连。
[0066]需要说明的是，在本实施例中，所述第一电阻Rl为所述烷烃传感器的限流电阻，以避免当所述烷烃传感器的输出电阻较小时，流过所述烷烃传感器的电流过大，烧毁所述烷烃传感器；所述第二电阻R2为所述烟雾传感器的限流电阻，以避免所述烟雾传感器的输出电阻较小时，流过所述烟雾传感器的电流过大，烧毁所述烟雾传感器；所述恒流二极管Dl为所述硫化氢传感器的恒流二极管，以保证流过所述硫化氢的电流为恒定值，避免所述硫化氢的输出电阻较小时，流过所述硫化氢传感器的电流过大，烧毁所述硫化氢传感器。所述第三电阻R3为硫化氢传感器的辅助电源电阻，用于为硫化氢传感器内部的电解质或辅助电源提供稳定的直流电流；所述第四电阻R4为烟雾传感器的辅助电源电阻，用于为烟雾传感器内部的电解质或辅助电源提供稳定的直流电流。
[0067]与所述烷烃传感器支路31、硫化氢传感器支路32和烟雾传感器支路33均相连的多路模拟开关4,对所述气体传感器电路3的输出信号中与各气体成分的浓度变化相对应的模拟信号进行分时输出。在本实施例中，所述多路模拟开关4具有三个输入端，其中，第一输入端与所述烷烃传感器支路31中烷烃传感器与第一电阻Rl的公共端相连，第二输入端与所述硫化氢传感器支路32中，硫化氢传感器与恒流二极管Dl的公共端相连，第三输入端与所述烟雾传感器支路33中，所述烟雾传感器与第二电阻R2的公共端相连。
[0068]与所述多路模拟开关4相连的模数转换器5，将所述多路模拟开关4输出的模拟信号转换为数字信号。由于所述模数转换器5中接收到的信号是一种缓变信号，故在本发明的一个实施例中，优选采用串口模式的AD7894进行模数转换，然后将转换后的信号输送给微处理器6。
[0069]在本发明的另一个实施例中，所述高压开关柜热故障检测装置还包括位于所述多路模拟开关4和模数转换器5之间，连接所述多路模拟开关4和模数转换器5的低频滤波器9，以防止所述多路模拟开关4输出的测量信号受工频信号和环境高频信号的干扰，优选的，所述低频滤波器9为MAX7410低通滤波器，以滤除IOHz以上的交流信号，达到抗干扰的目的。
[0070]与所述模数转换器5相连的微处理器6，根据所述模数转换器5输出的数字信号，获得抽样气体中各气体成分的变化情况。在本实施例中，所述微处理器6对所述模数转换器5输出的数字信号进行归类、统计和分析，根据所述模数转换器5输出的数字信号，获得抽样气体中各气体成分的变化情况，并以此判断所述高压开关柜的发热状态。
[0071]与所述微处理器6相连的显示器7，对所述高压开关柜中各气体成分的变化情况进行选择性显示，即根据具体实际需求分时显示所述高压开关柜中不同气体含量的变化情况。
[0072]与所述微处理器6相连的选择按键8，控制所述显示器7选择性显示所述高压开关柜中各气体成分的变化情况。在本实施例中，由于所述高压开关柜热故障检测装置中包括烷烃传感器、硫化氢传感器和烟雾传感器，因此，可以通过选择按键8控制所述显示器7选择性的显示所述高压开关柜的抽样气体中，烷烃、硫化氢或烟雾等不同气体的变化情况。
[0073]需要说明的是，本发明实施例所提供的高压开关柜热故障检测装置能够实现多个高压开关柜的同时监测，并通过选择按键8选择各高压开关柜所对应的高压开关柜编号，显示相应高压开关柜的监测数据。还需要说明的是，本发明实施例所提供的高压开关柜热故障检测装置还可以实现对待监测高压开关柜I年监测数据的保存，并以一个月为一个数据文件，从而通过选择按键8实现对已保存数据文件的显示。
[0074]在本发明的另一个实施例中，所述高压开关柜热故障检测装置还包括与所述微处理器6相连，将所述微处理器6的输出信号传输至监控中心进行分析的通讯总线10。
[0075]由于各种气体传感器(包括烷烃传感器、硫化氢传感器和烟雾传感器)的输出电阻均与其特征气体浓度成反比，即随着其特征气体浓度的增加，所述气体传感器的输出电阻降低，相应的，所述气体传感器(烷烃传感器、硫化氢传感器或烟雾传感器)两端的电压也随之下降，又因为气体浓度的变化不是很快，因此，可以通过所述多路模拟开关4采用分时采样测量的方法，将由三种气体浓度变化所引起的电压信号的变化传输给模数转换器5转换成数字信号，并输送给微处理器6，从而通过微处理器6对该数字信号的统计、分析，获得抽样气体中三种气体的浓度变化情况，进而推断出高压开关柜的发热状态，实现对高压开关柜发热状态的测量和监视，避免重大事故的发生，控制故障的恶化，保证高压开关柜的正常运行，提高电力系统运行可靠性和自动化程度。
[0076]实施例二:
[0077]本发明实施例提供了一种高压开关柜热故障检测方法，应用于实施例一中所述高压开关柜热故障检测装置，如图3所示，包括:
[0078]步骤S1:打开电源，为所述高压开关柜热故障检测装置提供电压。优选的，在本发明的一个实施例中，所述高压开关柜热故障检测方法还包括利用与所述电源并联的电容单元稳定所述电源的输出电压。
[0079]步骤S2:利用真空泵电机，从所述高压开关柜中获取抽样气体。在本发明的一个实施例中，所述真空泵电机上设置有取气按钮，按下所述取气按钮，所述真空泵电机开始从所述高开开关柜中取气，按回取气按钮，所述真空泵电机停止从所述高压开关柜中取气。
[0080]步骤S3:利用气体传感器电路，对所述真空泵电机获得的抽样气体进行检测，将抽样气体中各气体成分的浓度变化转换为模拟信号的变化，并进行输出。在本发明实施例中，所述气体传感器电路包括相互并联的烷烃传感器支路、硫化氢传感器支路和烟雾传感器支路。
[0081]在本发明的一个实施例中，所述烷烃传感器支路包括:烷烃传感器，所述烷烃传感器包括相互并联的加热丝和烷烃电阻；与所述烷烃电阻相串联的第一电阻R1，其中，所述加热丝与烷烃电阻的公共端与电源负极相连，所述加热丝与所述第一电阻Rl的公共端与电源正极相连，从而可以将所述真空泵电机获得的抽样气体传输给烷烃传感器，而烷烃传感器内的烷烃电阻随着所述抽样气体中烷烃的浓度变化而发生变化，进而将所述抽样气体中烷烃的浓度变化转换为所述烷烃电阻两端的电压变化。
[0082]所述硫化氢传感器支路包括:硫化氢传感器，所述硫化氢传感器包括相互并联的第一加热电阻和硫化氢电阻；与所述第一加热电阻相串联的第三电阻R3 ;与所述硫化氢电阻相串联的恒流二极管D1，其中，所述第一加热电阻与硫化氢电阻的公共端与电源的负极相连，所述第三电阻R3与恒流二极管Dl的公共端与电源的正极相连，从而可以将所述真空泵电机获得的抽样气体传输给硫化氢传感器，而硫化氢传感器中的硫化氢电阻随着所述抽样气体中硫化氢浓度的变化而发生变化，进而将所述抽样气体中硫化氢浓度的变化转换为所述硫化氢电阻两端的电压变化。
[0083]所述烟雾传感器支路包括:烟雾传感器，所述烟雾传感器包括相互并联的第二加热电阻与烟雾电阻；与所述第二加热电阻相串联的第四电阻R4;与所述烟雾电阻相串联的第二电阻R2，其中，所述第二加热电阻与所述烟雾电阻的公共端与电源的负极相连，所述第二电阻R2与所述第四电阻R4的公共端与电源的正极相连，从而可以将所述真空泵电机获得的抽样气体传输给烟雾传感器，而烟雾传感器中的烟雾电阻随着所述抽样气体中烟雾的浓度变化而发生变化，进而将所述抽样气体中烟雾的浓度变化转换为烟雾电阻两端的电压变化。
[0084]需要说明的是，在本实施例中，所述第一电阻Rl为所述烷烃传感器的限流电阻，以避免当所述烷烃传感器的输出电阻较小时，流过所述烷烃传感器的电流过大，烧毁所述烷烃传感器；所述第二电阻R2为所述烟雾传感器的限流电阻，以避免所述烟雾传感器的输出电阻较小时，流过所述烟雾传感器的电流过大，烧毁所述烟雾传感器；所述恒流二极管Dl为所述硫化氢传感器的恒流二极管，以保证流过所述硫化氢的电流为恒定值，避免所述硫化氢的输出电阻较小时，流过所述硫化氢传感器的电流过大，烧毁所述硫化氢传感器。所述第三电阻R3为硫化氢传感器的辅助电源电阻，用于为硫化氢传感器内部的电解质或辅助电源提供稳定的直流电流；所述第四电阻R4为烟雾传感器的辅助电源电阻，用于为烟雾传感器内部的电解质或辅助电源提供稳定的直流电流。
[0085]步骤S4:利用多路模拟开关，对所述传感器电路的输出信号中与各气体成分的浓度变化相对应的模拟信号进行分时输出。在本实施例中，所述多路模拟开关具有三个输入端，其中，第一输入端与所述烷烃传感器支路中烷烃传感器与第一电阻Rl的公共端相连，第二输入端与所述硫化氢传感器支路中，硫化氢传感器与恒流二极管Dl的公共端相连，第三输入端与所述烟雾传感器支路中，所述烟雾传感器与第二电阻R2的公共端相连，从而可以将所述烷烃电阻两端的电压变化、硫化氢电阻两端的电压变化、烟雾电阻两端的电压变化分时通过所述多路模拟开关进行输出。
[0086]步骤S5:利用模数转换器，将所述多路模拟开关输出的模拟信号转换为数字信号。需要说明的是，由于所述模数转换器中接收到的信号是一种缓变信号，故在本发明的一个实施例中，优选采用串口模式的AD7894进行模数转换，然后将转换后的信号进行输出。
[0087]在本发明的另一个实施例中，所述高压开关柜热故障检测装置还包括位于所述多路模拟开关和模数转换器之间，连接所述多路模拟开关和模数转换器的低频滤波器，以防止所述多路模拟开关输出的测量信号受工频信号和环境高频信号的干扰，优选的，所述低频滤波器为MAX7410低通滤波器，以滤除IOHz以上的交流信号，达到抗干扰的目的。
[0088]步骤S6:利用微处理器，根据所述模数转换器输出的数字信号，获得抽样气体中各气体成分的变化情况。在本实施例中，所述微处理器对所述模数转换器输出的数字信号进行归类、统计和分析，根据所述模数转换器输出的数字信号，获得抽样气体中各气体成分的变化情况，并以此判断所述高压开关柜的发热状态。
[0089]步骤S7:利用显示器，对所述高压开关柜中各气体成分的变化情况进行选择性显示，即根据具体实际需求，分时显示所述高压开关柜中不同气体含量的变化情况。
[0090]步骤S8:利用选择按键，控制所述显示器选择性显示所述高压开关柜中各气体成分的变化情况。在本实施例中，由于所述高压开关柜热故障检测装置中包括烷烃传感器、硫化氢传感器和烟雾传感器，因此，可以通过选择按键控制所述显示器选择性的显示所述高压开关柜的抽样气体中，烷烃、硫化氢或烟雾等不同气体的变化情况。
[0091]在本发明的一个实施例中，所述高压开关柜热故障的检测方法还包括:
[0092]步骤S9:根据所述显示器上的显示内容，判断所述高压开关柜的发热状态。[0093]需要说明的是，尽管本发明实施例所提供的检测方法在将采集的电压信号传输给模数转换器之前，对采集的电压信号进行了滤波，滤除了工频干扰和高频干扰，但是，在采集过程中仍可能存在瞬变的干扰信号，影响后续高压开关柜运行状态的判断，因此，在本发明的一个实施例中，所述检测方法包括将采集到的数据与前面的数据进行比较，如出现较大的变化，则将数据存入异常数据区域，然后继续对数据进行采集，如果后续的数据又回到原来的状态，则说明异常的数据为干扰数据，对其进行滤除，如果后续的数据仍然出现较大的变化，则说明高压开关柜处于故障状态，进入故障分析，从而避免由于异常数据导致对高压开关柜运行状态做出误判的现象。
[0094]而且，在本发明实施例中，还可以通过对抽样气体中各气体浓度的等间隔测量，并结合高压开关柜的体积，即将抽样气体的浓度与高压开关柜的体积进行相乘，得到相应气体的含量，然后将相应气体的含量与采样时间进行相除，从而得到故障气体的产生速率，为对高压开关柜的运行状态做出可靠判断提供又一有效数据。
[0095]具体的，在本发明的一个实施例中，对所述高压开关柜的运行状态做出判断包括:将抽样气体中各气体浓度的采样值和预先设置的报警值进行比较，如果采样值大于报警值时，则说明高压开关柜内的故障气体含量已经很高，可能存在发热故障，产生报警信息，反之，则说明高压开关柜处于正常运行状态。需要说明的是，在该实施例中，对采样值的判断，只能在故障气体含量很高的情况下实现报警，但是，由于所述高压开光柜中气体浓度的测量值随着故障气体的产生而上升，在产生故障初期，高压开关柜内的故障气体浓度很低，尽管高压开关柜已处于发热状态，大量的故障气体在产生，但其含量的增加很缓慢，导致上述采样值判断的方法无法对高压开关柜的运行状态迅速作出判断，因此，在本发明的有一个实施例中，采用产气速率的判断方法，即通过测量产气速率和预设产气速率的报警值进行比较，如果大于预设产气速率的报警值，则说明高压开关柜处于发热状态，发出报警信息，从而避免高压开关柜发生发热故障而引起电力事故的发生，反之，则说明高压开关柜处于正常运行状态。
[0096]还需要说明的是，本发明实施例所提供的高压开关柜热故障检测方法中，三种不同的气体对应了不同的故障原因，如当烷烃和硫化氢的产气速率大于预设产气速率的报警值时，说明所述高压开关柜的发热故障是由触头发热引起的，当烟雾的产气速率大于预设产气速率的报警值时，说明所述高压开关柜的发热故障是由金属连接处发热引起的。
[0097]另外，本发明实施例提供的高压开关柜热故障检测方法还可以通过更改微处理器中采样速度的设置，更改采样周期，从而方便的对所需区间的可靠性进行检测，如在发现有故障趋势时，将采样周期缩短，便于故障的及时发现，而且，还可以通过根据运行人员的经验对报警值的更改，以实现对高压开关柜的可靠诊断。
[0098]此外，本发明实施例提供的高压开关柜热故障检测方法，还包括:利用与所述微处理器相连的通信总线，将所述微处理器的输出信号传输至监控中心进行分析。
[0099]综上所述，本发明实施例所提供的高压开关柜热故障检测方法，利用真空泵电机从所述高压开关柜中获取抽样气体，并传输给气体传感器电路，然后利用气体传感器电路对所述抽样气体进行检测，并将抽样气体中各气体成分的浓度变化转换为模拟信号的变化，分时传输给模数转换器转换为数字信号，最后传输给微处理器进行分析，获得抽样气体中各气体成分的变化情况，从而获得高压开关柜的发热状态，实现对高压开关柜发热状态的测量和监视，避免重大事故的发生，控制故障的恶化，保证高压开关柜的正常运行，提高电力系统运行可靠性和自动化程度。
[0100]本说明书中各个部分采用递进的方式描述，每个部分重点说明的都是与其他部分的不同之处，各个部分之间相同相似部分互相参见即可。
[0101]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业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发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，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。
【权利要求】
1.ー种高压开关柜热故障检测装置，其特征在于，包括： 电源，为所述高压开关柜热故障检测装置提供电压； 与所述电源相连的真空泵电机，对所述高压开关柜中的气体进行抽样； 与所述真空泵电机相连的气体传感器电路，所述气体传感器电路包括相互并联的烷烃传感器支路、硫化氢传感器支路和烟雾传感器支路，对所述真空泵电机获得的抽样气体进行检测，将抽样气体中各气体成分的浓度变化转换为模拟信号的变化，并进行输出； 与所述烷烃传感器支路、硫化氢传感器支路和烟雾传感器支路均相连的多路模拟开关，对所述传感器电路的输出信号中与各气体成分的浓度变化相对应的模拟信号进行分时输出； 与所述多路模拟开关相连的模数转换器，将所述多路模拟开关输出的模拟信号转换为数字信号； 与所述模数转换器相连的微处理器，根据所述模数转换器输出的数字信号，获得抽样气体中各气体成分的变化情况； 与所述微处理器相连的显示器，对所述高压开关柜中各气体成分的变化情况进行选择性显示； 与所述微处理器相连的选择按键，控制所述显示器选择性显示所述高压开关柜中各气体成分的变化情况。
2.根据权利要求1所述的热故障检测装置，其特征在于，所述真空泵电机上设置有取气按钮。
3.根据权利要求1所述的热故障检测装置，其特征在于，还包括：与所述电源并联的电容单元。
4.根据权利要求1所述的热故障检测装置，其特征在于，还包括：位于所述多路模拟开关和模数转换器之间，连接所述多路模拟开关和模数转换器的低频滤波器。
5.根据权利要求1所述的热故障检测装置，其特征在于，还包括：与所述微处理器相连，将所述微处理器的输出信号传输至监控中心的通讯总线。
6.ー种高压开关柜热故障检测方法，应用于权利要求1-5任一项所述的高压开关柜热故障检测装置，其特征在于，包括： 打开电源，为所述高压开关柜热故障检测装置提供电压； 利用真空泵电机，从所述高压开关柜中获取抽样气体； 利用气体传感器电路，对所述真空泵电机获得的抽样气体进行检测，将抽样气体中各气体成分的浓度变化转换为模拟信号的变化，并进行输出； 利用多路模拟开关，对所述传感器电路的输出信号中与各气体成分的浓度变化相对应的模拟信号进行分时输出； 利用模数转换器，将所述多路模拟开关输出的模拟信号转换为数字信号； 利用微处理器，根据所述模数转换器输出的数字信号，获得抽样气体中各气体成分的变化情况； 利用显示器，对所述高压开关柜中各气体成分的变化情况进行选择性显示； 利 用选择按键，控制所述显示器选择性显示所述高压开关柜中各气体成分的变化情况。
7.根据权利要求6所述的热故障检测方法，其特征在于，还包括：根据所述显示器上的显示内容，判断所述高压开关柜的发热状态。
8.根据权利要求6所述的热故障检测方法，其特征在于，还包括：利用与所述电源并联的电容单元稳定所述电源的输出电压。
9.根据权利要求6所述的热故障检测方法，其特征在于，还包括：利用位于所述多路模拟开关与模数转换器之间的低频滤波器，滤除所述多路模拟开关输出信号中的エ频信号和环境高频信号。
10.根据权利要求6所述的热故障检测方法，其特征在于，还包括：利用与所述微处理器相连的通信总线，将所述微处理器的输出信号传输至监控中心。
【文档编号】G01N33/00GK103529333SQ201310513984
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月25日 优先权日:2013年10月25日
【发明者】应笑冬, 张仕勇, 李永腾, 阮浩洁, 段晓雷, 张晓波 申请人:国家电网公司, 国网浙江省电力公司宁波供电公司, 上海电力学院