本发明涉及空气开关柜设备领域，具体公开一种空气开关柜。
背景技术：
1、空气开关柜是生活中常见的输配电设备之一，主要应用在各种大型变电所及配电室，对电力系统的运行具有一定的控制和保护功能；开关柜内装有隔离开关、断路器及相应的保护装置，在电力系统发生故障时，可以将隔离开关与其他设备断开，保证了电力设备的可靠连接，并保证了电气工人的人身安全，因此，开关柜在电网中占有举足轻重的地位，在制造、配送、安装、运行和检修过程中，空气开关柜不可避免的产生各种绝缘缺陷，比如在制造过程中，由于加工过程的原因，会在金属表面上产生毛刺；在运输过程中，部件之间的安装松动，部件之间的接触性变差，导体和支撑绝缘子的安装气隙以及安装时可能会存在的悬浮金属颗粒，等等；在开关柜的正常工作中，由于这些典型的绝缘缺陷的存在，极易造成局部电场畸变，从而引起开关柜内部的局部放电；如果不能及时发现开关柜的局部放电现象，随着其恶化，将造成断路器的绝缘损坏，从而引起电网的安全事故，造成电网的巨大经济损失和不良社会影响。
2、在设备局部放电过程中，会产生大量的电磁信号、声信号、热信号和光信号，放出能量或发生复杂的化学反应产生气体产物，因此现阶段常见的局部放电检测方法有以下6种：(1)脉冲电流法、(2)特高频法(ultra high frequency,uhf)、(3)暂态地电压法(transient earth voltage,tev)、(4)超声波检测法、(5)光学检测法和(6)气体组分分析法。
3、其中，在高压设备中，常以气体为介质，在局部放电过程中，由于电子的撞击，使气体介质发生了复杂的化学反应，从而形成某些特殊的气体组分；利用气体绝缘材料的分解性能，如气体的浓度、释放电量和产气速率等，可以对装置的pd状态进行判断，由于气体成分分析方法是对气体进行探测，因此没有emi问题；常用的气体成分检测方法有：电化学传感器、紫外、红外光谱、气相色谱等；目前气体组分分析法用于检测在gis(高压气体开关设备)局部放电中的应用较多，极少的用在空气开关柜中，本文从基于气体组分分析法检测sf6分解组分得到启发，选用气体传感器来检测空气开关柜局部放电气体组分，以检测空气开关柜局部放电现象。
技术实现思路
1、鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本申请旨在提供一种空气开关柜，包括空气开关柜和通过螺钉固定安装在空气开关柜内侧的固定板，所述固定板的内部固定套装有气体传感器，所述气体传感器的一侧电连接有固定安装在空气开关柜内侧的在线监测装置。
2、优选的，所述气体传感器包括卡接在固定板内部的转接头，所述转接头侧一侧活动套装有检测元件，所述转接头一端的外侧螺纹套接有位于检测元件外侧的防护罩，且转接头另一端的外侧螺纹套接有位于螺钉一侧的螺帽，所述防护罩外侧的内部设置有环形等距分布的进气孔。
3、优选的，所述转接头的外侧设置有与固定板相适配的缺口，所述转接头的一侧设置有第一电极端口和第二电极端口，所述转接头的另一侧设置有一端与第一电极端口和第二电极端口之间进行电连接且另一端与在线监测装置之间进行电连接的连接线，所述转接头的端面设置有位于第一电极端口和第二电极端口外侧的凹槽。
4、优选的，所述检测元件包括位于防护罩内侧的氧化铝陶瓷基座，所述氧化铝陶瓷基座的内侧分别设置有第一叉指电极和第二叉指电极，所述氧化铝陶瓷基座的上方设置有与第一叉指电极和第二叉指电极之间进行电连接的半导体气敏元件，所述第一叉指电极的一侧设置有活动套接在第一电极端口内部的第一导电柱，所述第二叉指电极的一侧设置有活动套接在第二电极端口内部的第二导电柱。
5、优选的，所述空气开关柜在局部放电的过程中会产生二氧化氮气体，通过调研相关文献和资料，分析了空气开关柜局部放电类型以及分解特性，分析了典型故障下二氧化氮气体气体随局部放电程度的加深，气体浓度的变化规律确定了选择二氧化氮气体作为特征气体监测空气开关柜的局部放电现象，并同时分析了局部放电的影响因素。
6、优选的，所述半导体气敏元件基于氧化锌半导体和氧化钨半导体制备，且对两者合成的材料进行了相关的表征，分析了传感材料的微观形貌、元素组成以及元素的化学价态。
7、有益效果：
8、1、该空气开关柜，通过气体传感器和在线监测装置能够对空气开关柜内部的局部放电产生的气体样本分别进行采集和分析，可以实时监测设备的运行状态，及时发现并预警故障，有效避免设备故障对电力系统的影响，同时通过对气体成分及其浓度的分析，可以判断局部放电的类型和程度，为维修或更换方案的制定提供可靠的依据，提高维修的准确性和效率，且此结构不仅适用于空气开关柜的局部放电监测和诊断，还可以广泛应用于其他电力设备的监测和诊断，具有广泛的应用前景。
9、2、该空气开关柜，通过对空气开关柜进行实时监测和准确的诊断，可以减少不必要的维修或更换操作，降低维护成本，提高设备的整体经济性，同时通过监测和诊断电力设备的运行状态，可以增强电力系统的稳定性和可靠性，提高电力系统的供电质量和效率。
技术特征：1.一种空气开关柜，包括空气开关柜(1)和通过螺钉(2)固定安装在空气开关柜(1)内侧的固定板(3)，其特征在于：所述固定板(3)的内部套装有气体传感器(4)，所述气体传感器(4)的一侧电连接有安装在空气开关柜(1)内侧的在线监测装置(5)。
2.根据权利要求1所述的一种空气开关柜，其特征在于：所述气体传感器(4)包括卡接在固定板(3)内部的转接头(41)，所述转接头(41)侧一侧套装有检测元件(42)，所述转接头(41)一端的外侧螺纹套接有位于检测元件(42)外侧的防护罩(43)，且转接头(41)另一端的外侧螺纹套接有位于螺钉(2)一侧的螺帽(44)，所述防护罩(43)外侧的内部设置有环形等距分布的进气孔(45)。
3.根据权利要求2所述的一种空气开关柜，其特征在于：所述转接头(41)的外侧设置有与固定板(3)相适配的缺口(411)，所述转接头(41)的一侧设置有第一电极端口(412)和第二电极端口(413)，所述转接头(41)的另一侧设置有一端与第一电极端口(412)和第二电极端口(413)之间进行电连接且另一端与在线监测装置(5)之间进行电连接的连接线(414)，所述转接头(41)的端面设置有位于第一电极端口(412)和第二电极端口(413)外侧的凹槽(415)。
4.根据权利要求2所述的一种空气开关柜，其特征在于：所述检测元件(42)包括位于防护罩(43)内侧的氧化铝陶瓷基座(421)，所述氧化铝陶瓷基座(421)的内侧分别设置有第一叉指电极(422)和第二叉指电极(423)，所述氧化铝陶瓷基座(421)的上方设置有与第一叉指电极(422)和第二叉指电极(423)之间进行电连接的半导体气敏元件(424)，所述第一叉指电极(422)的一侧设置有套接在第一电极端口(412)内部的第一导电柱(425)，所述第二叉指电极(423)的一侧设置有套接在第二电极端口(413)内部的第二导电柱(426)。
5.根据权利要求1所述的一种空气开关柜，其特征在于：所述空气开关柜(1)在局部放电的过程中会产生二氧化氮气体，通过调研相关文献和资料，分析了空气开关柜(1)局部放电类型以及分解特性，分析了典型故障下二氧化氮气体气体随局部放电程度的加深，气体浓度的变化规律确定了选择二氧化氮气体作为特征气体监测空气开关柜的局部放电现象，并同时分析了局部放电的影响因素。
6.根据权利要求1所述的一种空气开关柜，其特征在于：所述半导体气敏元件(424)基于氧化锌半导体和氧化钨半导体制备，且对两者合成的材料进行了相关的表征，分析了传感材料的微观形貌、元素组成以及元素的化学价态。
技术总结本发明提供有一种空气开关柜，包括空气开关柜和通过螺钉固定安装在空气开关柜内侧的固定板。该空气开关柜，通过气体传感器和在线监测装置能够对空气开关柜内部的局部放电产生的气体样本分别进行采集和分析，可以实时监测设备的运行状态，及时发现并预警故障，有效避免设备故障对电力系统的影响，同时通过对气体成分及其浓度的分析，可以判断局部放电的类型和程度，为维修或更换方案的制定提供可靠的依据，提高维修的准确性和效率，且此结构不仅适用于空气开关柜的局部放电监测和诊断，还可以广泛应用于其他电力设备的监测和诊断，具有广泛的应用前景。
技术研发人员：刘观洪
受保护的技术使用者：安徽科瑞新电气自动化有限公司
技术研发日：技术公布日：2024/6/30