本發(fā)明屬于斷路器性能檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于特高頻檢測原理的真空斷路器真空度在線監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

真空斷路器以其體積小、開斷壽命長、裝配工藝簡單、滅弧室免維護(hù)等優(yōu)點，近年來在中低壓配網(wǎng)領(lǐng)域逐步占據(jù)了主導(dǎo)地位，在地鐵、輕軌等城市基礎(chǔ)建設(shè)領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛。由于真空滅弧室由銅(動、靜導(dǎo)電桿)、銅鉻合金(觸頭)、無氧銅或不銹鋼(波紋管、屏蔽罩)、陶瓷或玻璃(殼體)、聚四氟乙烯或石墨尼龍(導(dǎo)向套)等不同材質(zhì)的部件組成，焊接和裝配工藝也比較特殊，因此在工作過程中會存在緩慢的漏氣現(xiàn)象，其主要原因可總結(jié)為(1)焊縫慢性漏氣；(2)內(nèi)部零件釋放氣體；(3)絕緣外殼等密封零件滲漏。當(dāng)真空度劣化到一定程度時再進(jìn)行分合閘操作，就可能會引發(fā)事故，因此需要對真空斷路器的真空度進(jìn)行實時監(jiān)測。

目前，常用的真空斷路器真空度在線監(jiān)測方法有：電光變換法、耦合電容法、放電超聲波法、脈沖電流法、電弧電壓法等，這些方法都是采用相應(yīng)的傳感器檢測真空斷路器真空度下降時所產(chǎn)生的信號，然后對信號做相應(yīng)的處理得到真空斷路器的真空度信息。但這些方法在檢測斷路器時所采用的都是接觸式的傳感器，需要將傳感器設(shè)置在真空斷路器的真空腔內(nèi)，這樣不僅改變了真空斷路器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而且在安裝用于檢測真空度的裝置時施工也比較困難。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種基于特高頻檢測原理的真空斷路器真空度在線監(jiān)測系統(tǒng)，用于解決真空斷路器真空度檢測裝置安裝困難的問題。

一種基于特高頻檢測原理的真空斷路器真空度在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括信號采集部分、信號處理部分和信號處理終端部分；所述信號采集部分包括高頻傳感器，用于采集真空斷路器真空度下降時所產(chǎn)生的高頻信號；所述信號處理部分用于對高頻信號進(jìn)行處理，所述信號處理終端部分用于根據(jù)所述高頻信號判斷真空斷路器的真空度是否低于設(shè)定值。

本發(fā)明提供的一種基于特高頻檢測原理的真空斷路器真空度在線監(jiān)測系統(tǒng)，通過檢測真空斷路器真空度下降時所產(chǎn)生的高頻信號，然后根據(jù)該高頻信號判斷真空斷路器的真空度是否存在異常，由于檢測高頻信號時采用的是非接觸式的高頻傳感器，安裝時不需要改變真空斷路器的結(jié)構(gòu)，所以比較方便簡單。

進(jìn)一步的，所述信號采集部分還包括前置處理電路，用于對接收到的高頻信號進(jìn)行放大和調(diào)制處理，并發(fā)送給信號處理部分。

由于真空斷路器真空度下降時所產(chǎn)生的高頻信號極易衰減，所以采集后需要對其進(jìn)行調(diào)制和放大處理，避免高頻信號傳輸失真。

進(jìn)一步的，所述信號處理部分包括濾波處理模塊、高速AD轉(zhuǎn)換模塊、同步處理模塊和高速算法處理模塊；

所述濾波處理模塊用于對高頻信號進(jìn)行濾處理，所述高速AD轉(zhuǎn)換模塊用于對濾波處理后的高頻信號進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，所述同步處理模塊用于對高頻信號進(jìn)行相位同步處理，所述高速算法處理模塊用于AD轉(zhuǎn)換后的高頻信號進(jìn)行時域和頻域的轉(zhuǎn)換處理。

濾波處理模塊能夠消除干擾信號對高頻信號的影響，提高真空斷路器真空度在線監(jiān)測的可靠性，AD轉(zhuǎn)換模塊將高頻信號由模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，同步處理模塊保證高頻信號與高壓波形之間在相位上的時序關(guān)系，都是為了使真空斷路器真空度判斷結(jié)果更加準(zhǔn)確。

進(jìn)一步的，所述信號處理終端部分包括處理器和顯示裝置，處理器用于根據(jù)所述高頻信號判斷真空斷路器的真空度是否低于設(shè)定值，顯示裝置顯示真空斷路器的真空度信息。

設(shè)置顯示裝置能夠更加方便的查看真空斷路器的真空度信息。

進(jìn)一步的，所述信號處理終端部分還包括通訊模塊，處理器通過IEC61850規(guī)約控制通訊模塊與上層設(shè)備通訊連接。

處理器通過IEC61850規(guī)約控制通訊模塊與上層設(shè)備通訊連接，便于本系統(tǒng)接入智能變電站的信息化一體平臺。

進(jìn)一步的，所述信號采集部分還包括用于采集特高頻傳感器周圍噪聲信號的噪聲傳感器，所述信號處理部分和信號處理終端部分根據(jù)噪聲信號傳感器采集到的噪聲信號對高頻信號進(jìn)行降噪處理。

附圖說明

圖1為實施例所提供的基于特高頻檢測原理的真空斷路器真空度在線監(jiān)測系統(tǒng)的系統(tǒng)原理圖。

具體實施方式

本發(fā)明提供一種基于特高頻檢測原理的真空斷路器真空度在線監(jiān)測系統(tǒng)，用于解決真空斷路器真空度檢測裝置安裝困難的問題。

一種基于特高頻檢測原理的真空斷路器真空度在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括信號采集部分、信號處理部分和信號處理終端部分；所述信號采集部分包括高頻傳感器，用于采集真空斷路器真空度下降時所產(chǎn)生的高頻信號；所述信號處理部分用于對高頻信號進(jìn)行處理，所述信號處理終端部分用于根據(jù)所述高頻信號判斷真空斷路器的真空度是否低于設(shè)定值。

本發(fā)明提供的一種基于特高頻檢測原理的真空斷路器真空度在線監(jiān)測系統(tǒng)，通過檢測真空斷路器真空度下降時所產(chǎn)生的高頻信號，然后根據(jù)該高頻信號判斷真空斷路器的真空度是否存在異常，由于檢測高頻信號時采用的是非接觸式的高頻傳感器，安裝時不需要改變真空斷路器的結(jié)構(gòu)，所以比較方便簡單。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

本實施例提供的一種基于特高頻檢測原理的真空斷路器真空度在線監(jiān)測系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，包括信號采集部分、信號處理部分和信號處理終端部分。由于真空斷路器真空度下降時，會發(fā)射出高頻電磁波信號，即高頻信號，通過檢測此高頻信號即可判斷真空斷路器的真空度是否下降。

信號采集部分包括高頻傳感器、噪聲傳感器和前置處理電路，高頻傳感器用于檢測真空斷路器真空度下降時所產(chǎn)生的高頻信號，并將其發(fā)送給前置處理電路；噪聲傳感器用于檢測高頻傳感器周圍的噪聲信號，并將其發(fā)送給前置處理電路。由于高頻傳感器采集到的高頻信號極易衰減，因此需要前置處理電路對其進(jìn)行放大和調(diào)制處理，前置處理電路將處理后的高頻信號和噪聲信號發(fā)送給信號處理部分。

信號處理部分包括濾波處理模塊、高速AD轉(zhuǎn)換模塊、同步處理模塊和FPGA高速算法處理模塊。濾波處理模塊是為了屏蔽高壓開關(guān)安裝場所的磁場、電場、電弧等干擾信號，提高斷路器真空度在線監(jiān)測的可靠性。該模塊采用一級陷波器和二階帶通濾波器提取高頻信號，根據(jù)噪聲傳感器采集到的噪聲信號對高頻信號進(jìn)行濾波處理，隔離外界信號對高頻信號的干擾，并將濾波及幅值調(diào)整后的高頻信號送入高速AD轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。同步處理模塊采用相位同步模塊，負(fù)責(zé)同步采集、接收高保真的高壓波形，以確定高頻信號與高壓波形在相位上的時序關(guān)系。FPGA模塊用于對高速AD轉(zhuǎn)換模塊處理過的數(shù)字信號進(jìn)行時域、頻域等參數(shù)、圖譜的算法處理，進(jìn)行時域和頻域的轉(zhuǎn)換，然后將處理結(jié)果發(fā)送給信號處理終端部分。

信號處理終端部分采用ARM作為處理器，還設(shè)有液晶顯示屏和USB通信接口，同時為了能夠?qū)⒈鞠到y(tǒng)接入智能變電站的信息一體化平臺，還通過IEC61850規(guī)約轉(zhuǎn)換單元連接3G通信模塊、TCP/IP通信模塊和WIFI通信模塊。處理器根據(jù)噪聲傳感器采集到的噪聲信號對從信號處理部分接收到的高頻信號進(jìn)行降噪處理，并判斷真空斷路器的真空度是否小于設(shè)定值，如果小于，則發(fā)出報警。處理器通過顯示屏實時繪制顯示滅弧室氣體壓力變化曲線，對其時域信號的峰值、有效值、相位、放電次數(shù)等參數(shù)進(jìn)行，并顯示歷史數(shù)據(jù)及未來趨勢等多種圖譜。信號處理終端部分還通過各通訊模塊，將真空斷路器的狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送給上層設(shè)備單元，上層設(shè)備單元能夠遠(yuǎn)程實時查看真空斷路器的為真空度信息。

為了保證系統(tǒng)運行的可靠性，本實施例還增加自檢功能，包括手動自檢功能和實時自檢功能。手動自檢功能則系統(tǒng)的自身裝置產(chǎn)生一組特定頻率段的掃頻信號，該掃頻信號通過多路復(fù)用器施加至信號提取電路，用于模擬局部放電產(chǎn)生的高頻脈沖信號，從而檢驗信號提取電路有無故障；實時自檢功能在運行過程中對信號發(fā)生回路、信號調(diào)理回路、AD采用回路等進(jìn)行實時自檢，以此來保證裝置的可靠性。

在本實施例中，所述信號處理終端部分設(shè)有顯示裝置，用于查看真空斷路器的真空度信息；作為其他實施方式，可以不設(shè)置顯示裝置，而通過通訊裝置遠(yuǎn)程查看真空斷路器的真空度信息。

在本實施例中，所述信號處理終端設(shè)有基于IEC61850規(guī)約的通訊模塊；作為其他實施方式，在不需要接入智能變電站的信息一體化平臺時，可以設(shè)置其他歸于的通訊模塊，或者不設(shè)置通訊模塊。

在本實施例中，設(shè)有檢測高頻傳感器背景噪聲信號的噪聲傳感器；作為其他實施方式，在高頻傳感器的背景噪聲較小，不會引起較大的誤差時，可以不設(shè)置噪聲傳感器。

以上給出了本發(fā)明涉及的具體實施方式，但本發(fā)明不局限于所描述的實施方式。在本發(fā)明給出的思路下，采用對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言容易想到的方式對上述實施例中的技術(shù)手段進(jìn)行變換、替換、修改，并且起到的作用與本發(fā)明中的相應(yīng)技術(shù)手段基本相同、實現(xiàn)的發(fā)明目的也基本相同，這樣形成的技術(shù)方案是對上述實施例進(jìn)行微調(diào)形成的，這種技術(shù)方案仍落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。