一種真空斷路器的真空度在線監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于配網自動化技術領域，具體涉及一種真空斷路器的真空度在線監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]據(jù)統(tǒng)計10kV、35kV配電系統(tǒng)中，真空斷路器占有率在逐年提高，同時真空斷路器正在往大容量、大電流方向發(fā)展，并已取得了較大的進步。當斷路器發(fā)生故障時，直接的危害是被其保護的線路、設備受損，電量損失；間接的危害則是造成電網事故或擴大事故，用戶大面積停電，影響正常的生活、生產甚至社會穩(wěn)定，造成很大的經濟損失及社會影響。
[0003]在我國的電力行業(yè)中，目前斷路器等電氣設備的維護基本上采用定期檢修制度。這種檢修體制既費時間，費用也很高，而且解體和重新裝配會引起更多的新的缺陷。隨著電力系統(tǒng)的大容量化、高電壓化和結構復雜化及當今科學的發(fā)展，對電力系統(tǒng)安全可靠指標的要求也越來越高，這種傳統(tǒng)的檢修方法已越來越不適應需要。
[0004]隨著科技的飛速發(fā)展，在線監(jiān)測越來越符合人們的檢測需求。所謂在線監(jiān)測，是指設備處于運行的狀態(tài)，對其特定的參數(shù)進行不間斷的監(jiān)測，將采集到的信號量進行加工處理，通過實時提取故障的特征信號，為故障診斷打下基礎。

【發(fā)明內容】

[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種真空斷路器的真空度在線監(jiān)測系統(tǒng)，通過將三個探頭的信號做矢量求和，再通過單片機做數(shù)字濾波，去除高頻諧波，就可以清晰的發(fā)現(xiàn)三相真空滅弧室中一相或兩相泄漏，克服僅通過監(jiān)測局放或監(jiān)測屏蔽罩的電位變化的方式在真空滅弧室完全泄漏氣壓達到大氣壓時，無法區(qū)分真空滅弧室是否泄漏的缺點。
[0006]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術方案:
[0007]本發(fā)明提供一種真空斷路器的真空度在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括三相真空滅弧室(I)、三個電場探頭、位于電場探頭內部的感應電路⑵、控制電路⑶和中央處理模塊⑷；三個電場探頭位于三相真空滅弧室(I)的內部，且分別與控制電路(3)連接，所述控制電路(3)通過RS485總線和中央處理模塊(4)連接。
[0008]所述感應電路(2)包括信號采集單元(21)、信號調理單元(22)和信號轉換單元(23)，所述信號采集單元(21)采集所述真空滅弧室(I)中屏蔽罩上的交流工頻電位變化信息和高頻脈沖電位變化信息，經所述信號調理單元(22)進行平衡運算后輸入所述信號轉換單元(23)。
[0009]所述信號采集單元(21)包括相連接的金屬基板J1、金屬基板J3、電容Cl、電阻R5以及運算放大器UlA,屏蔽罩上的交流工頻電位變化信息和高頻脈沖電位變化信息引起金屬基板Jl和金屬基板J3電荷重新分布，通過檢測電容Cl上的電壓則可反映出屏蔽罩上電位的變化，電阻R5、電容Cl、金屬基板Jl和金屬基板J3組成電容分壓電路，運算放大器UlA起到電壓跟隨器的作用，以便于后續(xù)信號處理。
[0010]所述信號調理單元(22)包括相連接的電容C2、電容C3、電容C5、電容C6、電容C7、電阻R2、電阻R3和電阻R6 ；
[0011]所述信號轉換單元(23)包括相連接的運算放大器U1B、轉換器U2、電容C4、電阻R1、電阻R4和金屬基板J2 ;運算放大器UlB和電容C4共同調節(jié)信號的高頻響應，運算放大器UlB輸出的電壓改變流過電阻Rl和電阻R4的電流，再由電阻R4反饋到運算放大器UlB的輸入端，轉換器U2將電壓信號轉為電流信號以便于傳輸時抗干擾。
[0012]所述控制電路(3)包括依次串聯(lián)的信號輸入單元(31)、運算放大單元(32)、濾波單元(33)和信號輸出單元(34)，所述信號輸入單元(31)接收三個電場探頭輸出的感應信號SIGA、SIGB和SIGC，并輸入所述運算放大單元(32)，通過所述運算放大單元(32)進行矢量求和后輸出至所述濾波單元(33)，所述濾波單元(33)對經所述信號運算單元(32)計算后的數(shù)值進行低通數(shù)字濾波和放大后送入信號輸出單元(34)。
[0013]所述信號輸入單元(31)包括三個分別接收電場探頭輸出的感應信號SIGA、SIGB和SIGC的第一接收子單元、第二接收子單元和第三接收子單元，三個接收子單元均與所述信號運算單元(32)并聯(lián)；
[0014]所述第一接收子單元包括電容C408和與其串聯(lián)的電阻R422A ；
[0015]所述第二接收子單元包括電容C409和與其串聯(lián)的電阻R422B ；
[0016]所述第三接收子單元包括電容C410和與其串聯(lián)的電阻R422C。
[0017]所述運算放大單元(32)包括運算放大器U400A以及與所述運算放大器U400A相連接的電阻R410、電阻R423、電阻R407、電容C411和電容C406 ;所述運算放大器U400A對三個接收子單元接收的感應信號SIGA、SIGB和SIGC進行矢量求和，同時進行放大后輸入至所述濾波單元(33)。
[0018]所述濾波單元(33)包括相連接的運算放大器U401A、運算放大器U401B、電容C407、電阻R420、電阻R424和電阻R425 ;所述運算放大器U40IA和運算放大器U40IB對所述運算放大單元(32)輸出的信號進行兩次低通濾波后輸入至信號輸出單元(34);電容C408、電容C409和電容C410作為隔直電容濾除直流分量，運算放大器U400A、電阻R423和R410組成了同相輸入的求和電路，電阻R423和電阻R407確定放大倍數(shù)，電容C406和電容C411用于消除頻率及相位失真，運算放大器U401A和運算放大器U401B組成雙運放的低通濾波器，截止頻率設定為500Hz。
[0019]運算放大器U401A進行低通濾波后的信號通過所述信號輸出單元(34)送入中央處理模塊(4)做AD采樣分析。
[0020]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0021]1.本發(fā)明通過將三個探頭的信號做矢量求和，再通過單片機做數(shù)字濾波，去除高頻諧波，就可以清晰的發(fā)現(xiàn)三相真空滅弧室中一相或兩相泄漏，克服僅通過監(jiān)測局放或監(jiān)測屏蔽罩的電位變化的方式在真空滅弧室完全泄漏氣壓達到大氣壓時，無法區(qū)分真空滅弧室是否泄漏的缺點；
[0022]2.本發(fā)明排除了系統(tǒng)電壓幅值變化以及平衡度變化對電場監(jiān)測的干擾，實現(xiàn)了滅弧室真空度處于0.1Pa到環(huán)境大氣壓范圍內的真空狀態(tài)估計；
[0023]3.利用滅弧室周邊電場信號中諧波分量評估其真空度是否處于0.1?200Pa的范圍的監(jiān)測方法，該方法降低了數(shù)模轉換采樣頻率，降低了數(shù)據(jù)的處理量，避免了采用數(shù)學工具提取信號特征，從而大幅度降低了監(jiān)測裝置的造價。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明實施例中真空斷路器的真空度在線監(jiān)測系統(tǒng)整體結構示意圖；
[0025]圖2是本發(fā)明實施例中感應電路拓撲結構圖；
[0026]圖3是本發(fā)明實施例中控制電路拓撲結構圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0028]本發(fā)明提供一種真空斷路器的真空度在線監(jiān)測系統(tǒng)，(如圖1)包括三相真空滅弧室(I)、三個電場探頭、位于電場探頭內部的感應電路(2)、控制電路(3)和中央處理模塊(4);三個電場探頭位于三相真空滅弧室(I)的內部，且分別與控制電路(3)連接，所述控制電路(3)通過RS485總線和中央處理模塊(4)連接。
[0029]如圖2，所述感應電路⑵包括信號采集單元(21)、信號調理單元(22)和信號轉換單元(23)，所述信號采集單元(21)采集所述真空滅弧室(I)中屏蔽罩上的交流工頻電位變化信息和高頻脈沖電位變化信息，經所述信號調理單元(22)進行平衡運算后輸入所述信號轉換單元(23)。
[0030]所述信號采集單元(21)包括相連接的金屬基板J1、金屬基板J3、電容Cl、電阻R5以及運算放大器UlA,屏蔽罩上的交流工頻電位變化信息和高頻脈沖電位變化信息引起金屬基板Jl和金屬基板J3電荷重新分布，通過檢測電容Cl上的電壓則可反映出屏蔽罩上電位的變化，電阻R5、電容Cl、金屬基板Jl和金屬基板J3組成電容分壓電路，運算放大器UlA起到電壓跟隨器的作用，以便于后續(xù)信號處理。
[0031]所述信號調理單元(22)包括相連接的電容C2、電容C3、電容C5、電容C6、電容C7、電阻R2、電阻R3和電阻R6 ；
[0032]所述信號轉換單元(23)包括相連接的運算放大器U1B、轉換器U2、電容C4、電阻R1、電阻R4和金屬基板J2 ;運算放大器UlB和電容C4共同調節(jié)信號的高頻響應，運算放大器UlB輸出的電壓改變流過電阻Rl和電阻R4的電流，再由電阻R4反饋到運算放大器UlB的輸入端，轉換器U2將電壓信號轉為電流信號以便于傳輸時抗干擾。