高壓開關櫃熱故障檢測裝置及檢測方法
2023-10-22 03:02:32 1
高壓開關櫃熱故障檢測裝置及檢測方法
【專利摘要】本發明實施例公開了一種高壓開關櫃熱故障檢測裝置及檢測方法，所述檢測裝置包括：電源、真空泵電機、氣體傳感器電路、多路模擬開關、模數轉換器、微處理器、顯示器和選擇按鍵，從而利用真空泵電機從高壓開關櫃中獲取抽樣氣體，並傳輸給傳感器電路，然後利用傳感器電路對所述抽樣氣體進行檢測，並將抽樣氣體中各氣體成分的濃度變化轉換為相應的模擬信號的變化，分時傳輸給模數轉換器轉換為數位訊號，最後傳輸給微處理器進行分析，獲得抽樣氣體中各氣體成分的變化情況，進而獲得高壓開關櫃的發熱狀態，實現對高壓開關櫃發熱狀態的測量和監視，避免重大事故的發生，控制故障的惡化，保證高壓開關櫃的正常運行，提高電力系統運行可靠性和自動化程度。
【專利說明】高壓開關櫃熱故障檢測裝置及檢測方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及高壓開關櫃發熱狀態檢測【技術領域】，尤其涉及一種高壓開關櫃熱故障檢測裝置及檢測方法。
【背景技術】
[0002]高壓開關櫃在電力系統中擔負著關合和斷開電力線路、保護系統安全的雙重功能。隨著電力系統向著高電壓、大機組、大容量的迅速發展，電網的日益擴大以及變電站無人值班管理模式和綜合自動化的普及推廣，高壓開關櫃的安全運行越來越重要。當高壓開關櫃內閘刀觸頭、電力電纜進出線的接頭接觸不良時，高壓開關櫃的接觸電阻就會增大，從而在負載電流流過時會產生發熱現象，進而引起金屬材料的機械強度下降，絕緣材料老化並可能導致擊穿，形成事故。因此，測量和監視高壓開關櫃內的發熱狀態，是避免重大事故發生及控制故障惡化的有力手段，對於保證高壓開關櫃的正常運行，提高電力系統的運行可靠性和自動化程度具有非常重要的意義。
【發明內容】
[0003]為解決上述技術問題，本發明實施例提供了一種高壓開關櫃熱故障檢測裝置及檢測方法，以測量和監視高壓開關櫃內的發熱狀態，避免重大事故發生，控制故障的惡化，保證高壓開關櫃的正常運行，提高電力系統的運行可靠性和自動化程度。
[0004]為解決上述問題，本發明實施例提供了如下技術方案:
[0005]一種高壓開關櫃熱故障檢測裝置，包括:
[0006]電源，為所述高壓開關櫃熱故障檢測裝置提供電壓；
[0007]與電源相連的真空泵電機，對所述高壓開關櫃中的氣體進行抽樣；
[0008]與真空泵電機相連的氣體傳感器電路，所述氣體傳感器電路包括相互並聯的烷烴傳感器支路、硫化氫傳感器支路和煙霧傳感器支路，對所述真空泵電機獲得的抽樣氣體進行檢測，將抽樣氣體中各氣體成分的濃度變化轉換為模擬信號的變化，並進行輸出；
[0009]與所述烷烴傳感器支路、硫化氫傳感器支路和煙霧傳感器支路均相連的多路模擬開關，對所述傳感器電路的輸出信號中與各氣體成分的濃度變化相對應的模擬信號進行分時輸出；
[0010]與所述多路模擬開關相連的模數轉換器，將所述多路模擬開關輸出的模擬信號轉換為數位訊號；
[0011]與所述模數轉換器相連的微處理器，根據所述模數轉換器輸出的數位訊號，獲得抽樣氣體中各氣體成分的變化情況；
[0012]與所述微處理器相連的顯示器，對所述高壓開關櫃中各氣體成分的變化情況進行選擇性顯示；
[0013]與所述微處理器相連的選擇按鍵，控制所述顯示器選擇性顯示所述高壓開關櫃中各氣體成分的變化情況。[0014]優選的，所述真空泵電機上設置有取氣按鈕。
[0015]優選的，還包括與所述電源並聯的電容單元。
[0016]優選的，還包括位於所述多路模擬開關和模數轉換器之間，連接所述多路模擬開關和模數轉換器的低頻濾波器。
[0017]優選的，還包括與所述微處理器相連，將所述微處理器的輸出信號傳輸至監控中心的通訊總線。
[0018]一種高壓開關櫃熱故障檢測方法，應用於上述任一項所述的高壓開關櫃熱故障檢測裝置，包括:
[0019]打開電源，為所述高壓開關櫃熱故障檢測裝置提供電壓；
[0020]利用真空泵電機，從所述高壓開關櫃中獲取抽樣氣體；
[0021]利用氣體傳感器電路，對所述真空泵電機獲得的抽樣氣體進行檢測，將抽樣氣體中各氣體成分的濃度變化轉換為模擬信號的變化，並進行輸出；
[0022]利用多路模擬開關，對所述傳感器電路的輸出信號中與各氣體成分的濃度變化相對應的模擬信號進行分時輸出；
[0023]利用模數轉換器，將所述多路模擬開關輸出的模擬信號轉換為數位訊號；
[0024]利用微處理器，根據所述模數轉換器輸出的數位訊號，獲得抽樣氣體中各氣體成分的變化情況；
[0025]利用顯示器，對所述高壓開關櫃中各氣體成分的變化情況進行選擇性顯示；
[0026]利用選擇按鍵，控制所述顯示器選擇性顯示所述高壓開關櫃中各氣體成分的變化情況。
[0027]優選的，還包括:根據所述顯示器上的顯示內容，判斷所述高壓開關櫃的發熱狀態。
[0028]優選的，還包括利用與所述電源並聯的電容單元穩定所述電源的輸出電壓。
[0029]優選的，還包括利用位於所述多路模擬開關與模數轉換器之間的低頻濾波器，濾除所述多路模擬開關輸出信號中的工頻信號和環境高頻信號。
[0030]優選的，還包括:利用與所述微處理器相連的通信總線，將所述微處理器的輸出信號傳輸至監控中心。
[0031]與現有技術相比，上述技術方案具有以下優點:
[0032]本發明實施例所提供的技術方案，利用真空泵電機從所述高壓開關櫃中獲取抽樣氣體，並傳輸給傳感器電路，然後利用傳感器電路對所述抽樣氣體進行檢測，並將抽樣氣體中各氣體成分的濃度變化轉換為相應的模擬信號的變化，分時傳輸給模數轉換器轉換為數位訊號，最後傳輸給微處理器進行分析，獲得抽樣氣體中各氣體成分的變化情況，從而獲得高壓開關櫃的發熱狀態，實現對高壓開關櫃發熱狀態的測量和監視，避免重大事故的發生，控制故障的惡化，保證高壓開關櫃的正常運行，提高電力系統運行可靠性和自動化程度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0033]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0034]圖1為本發明實施例所提供的高壓開關櫃熱故障檢測裝置的結構示意圖；
[0035]圖2為本發明實施例所提供的高壓開關櫃熱故障檢測裝置的電路結構示意圖；
[0036]圖3為本發明實施例所提供的高壓開關櫃熱故障檢測方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0037]正如【背景技術】部分所述，測量和監視高壓開關櫃內的發熱狀態，是避免重大事故發生，控制故障惡化的有力手段，對於保證高壓開關櫃的正常運行，提高電力系統的運行可靠性和自動化程度具有非常重要的意義。
[0038]有鑑於此，本發明實施例提供了一種高壓開關櫃熱故障的檢測裝置，包括:
[0039]電源，為所述高壓開關櫃熱故障檢測裝置提供電壓；
[0040]與電源相連的真空泵電機，對所述高壓開關櫃中的氣體進行抽樣；
[0041]與真空泵電機相連的氣體傳感器電路，所述氣體傳感器電路包括相互並聯的烷烴傳感器支路、硫化氫傳感器支路和煙霧傳感器支路，對所述真空泵電機獲得的抽樣氣體進行檢測，將抽樣氣體中各氣體成分的濃度變化轉換為模擬信號的變化，並進行輸出；
[0042]與所述烷烴傳感器支路、硫化氫傳感器支路和煙霧傳感器支路均相連的多路模擬開關，對所述傳感器電路的輸出信號中與各氣體成分的濃度變化相對應的模擬信號進行分時輸出；
[0043]與所述多路模擬開關相連的模數轉換器，將所述多路模擬開關輸出的模擬信號轉換為數位訊號；
[0044]與所述模數轉換器相連的微處理器，根據所述模數轉換器輸出的數位訊號，獲得抽樣氣體中各氣體成分的變化情況；
[0045]與所述微處理器相連的顯示器，對所述高壓開關櫃中各氣體成分的變化情況進行選擇性顯示；
[0046]與所述微處理器相連的選擇按鍵，控制所述顯示器選擇性顯示所述高壓開關櫃中各氣體成分的變化情況。
[0047]相應的，本發明實施例還提供了一種利用上述檢測裝置對高壓開關櫃熱故障進行檢測的方法，包括:
[0048]打開電源，為所述高壓開關櫃熱故障檢測裝置提供電壓；
[0049]利用真空泵電機，從所述高壓開關櫃中獲取抽樣氣體；
[0050]利用氣體傳感器電路，對所述真空泵電機獲得的抽樣氣體進行檢測，將抽樣氣體中各氣體成分的濃度變化轉換為模擬信號的變化，並進行輸出；
[0051]利用多路模擬開關，對所述傳感器電路的輸出信號中與各氣體成分的濃度變化相對應的模擬信號進行分時輸出；
[0052]利用模數轉換器，將所述多路模擬開關輸出的模擬信號轉換為數位訊號；
[0053]利用微處理器，根據所述模數轉換器輸出的數位訊號，獲得抽樣氣體中各氣體成分的變化情況；
[0054]利用顯示器，對所述高壓開關櫃中各氣體成分的變化情況進行選擇性顯示；
[0055]利用選擇按鍵，控制所述顯示器選擇性顯示所述高壓開關櫃中各氣體成分的變化情況。
[0056]本發明實施例所提供的高壓開關櫃熱故障的檢測裝置及檢測方法，利用真空泵電機從所述高壓開關櫃中獲取抽樣氣體，並傳輸給氣體傳感器電路，然後利用傳感器電路對所述抽樣氣體進行檢測，並將抽樣氣體中各氣體成分的濃度變化轉換為模擬信號的變化，分時傳輸給模數轉換器轉換為數位訊號，最後傳輸給微處理器進行分析，獲得抽樣氣體中各氣體成分的變化情況，從而獲得高壓開關櫃的發熱狀態，實現對高壓開關櫃發熱狀態的測量和監視，避免重大事故的發生及控制故障的惡化，保證高壓開關櫃的正常運行，提高電力系統運行可靠性和自動化程度。
[0057]為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更為明顯易懂，下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】做詳細的說明。
[0058]在以下描述中闡述了具體細節以便於充分理解本發明。但是本發明能夠以多種不同於在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下做類似推廣。因此本發明不受下面公開的具體實施的限制。
[0059]如圖1所示，本發明實施例所提供的高壓開關櫃熱故障檢測裝置，包括:
[0060]電源1，為所述高壓開關櫃熱故障檢測裝置提供電壓。優選的，所述電源I採用AC-DC模塊。在本發明的一個實施例中，所述高壓開關櫃熱故障檢測裝置還包括與所述電源I並聯的電容單兀，用於穩定直流電源I的輸出電壓。
[0061 ] 與電源I相連的真空泵電機2，對所述高壓開關櫃中的氣體進行抽樣。在本發明的一個實施例中，所述真空泵電機2上設置有取氣按鈕，當按下所述取氣按鈕時，所述真空泵電機2開始從所述高開開關櫃中進行取氣，當按回取氣按鈕時，所述真空泵電機2停止從所述高壓開關櫃中取氣。
[0062]與真空泵電機2相連的氣體傳感器電路3，所述氣體傳感器電路3包括相互並聯的烷烴傳感器支路31、硫化氫傳感器支路32和煙霧傳感器支路33，用於對所述真空泵電機2獲得的抽樣氣體進行檢測，將抽樣氣體中各氣體成分的濃度變化轉換為相應的模擬信號的變化，並進行輸出。
[0063]如圖2所示，在本發明的一個實施例中，所述烷烴傳感器支路31包括:烷烴傳感器，所述烷烴傳感器包括相互並聯的加熱絲和烷烴電阻；與所述烷烴電阻相串聯的第一電阻R1，其中，所述加熱絲與烷烴電阻的公共端與電源I負極相連，所述加熱絲與所述第一電阻Rl的公共端與電源I正極相連。
[0064]所述硫化氫傳感器支路32包括:硫化氫傳感器，所述硫化氫傳感器包括相互並聯的第一加熱電阻和硫化氫電阻；與所述第一加熱電阻相串聯的第三電阻R3 ;與所述硫化氫電阻相串聯的恆流二極體D1，其中，所述第一加熱電阻與硫化氫電阻的公共端與電源I的負極相連，所述第三電阻R3與恆流二極體Dl的公共端與電源I的正極相連。
[0065]所述煙霧傳感器支路33包括:煙霧傳感器，所述煙霧傳感器包括相互並聯的第二加熱電阻與煙霧電阻；與所述第二加熱電阻相串聯的第四電阻R4 ;與所述煙霧電阻相串聯的第二電阻R2，其中，所述第二加熱電阻與所述煙霧電阻的公共端與電源I的負極相連，所述第二電阻R2與所述第四電阻R4的公共端與電源I的正極相連。
[0066]需要說明的是，在本實施例中，所述第一電阻Rl為所述烷烴傳感器的限流電阻，以避免當所述烷烴傳感器的輸出電阻較小時，流過所述烷烴傳感器的電流過大，燒毀所述烷烴傳感器；所述第二電阻R2為所述煙霧傳感器的限流電阻，以避免所述煙霧傳感器的輸出電阻較小時，流過所述煙霧傳感器的電流過大，燒毀所述煙霧傳感器；所述恆流二極體Dl為所述硫化氫傳感器的恆流二極體，以保證流過所述硫化氫的電流為恆定值，避免所述硫化氫的輸出電阻較小時，流過所述硫化氫傳感器的電流過大，燒毀所述硫化氫傳感器。所述第三電阻R3為硫化氫傳感器的輔助電源電阻，用於為硫化氫傳感器內部的電解質或輔助電源提供穩定的直流電流；所述第四電阻R4為煙霧傳感器的輔助電源電阻，用於為煙霧傳感器內部的電解質或輔助電源提供穩定的直流電流。
[0067]與所述烷烴傳感器支路31、硫化氫傳感器支路32和煙霧傳感器支路33均相連的多路模擬開關4,對所述氣體傳感器電路3的輸出信號中與各氣體成分的濃度變化相對應的模擬信號進行分時輸出。在本實施例中，所述多路模擬開關4具有三個輸入端，其中，第一輸入端與所述烷烴傳感器支路31中烷烴傳感器與第一電阻Rl的公共端相連，第二輸入端與所述硫化氫傳感器支路32中，硫化氫傳感器與恆流二極體Dl的公共端相連，第三輸入端與所述煙霧傳感器支路33中，所述煙霧傳感器與第二電阻R2的公共端相連。
[0068]與所述多路模擬開關4相連的模數轉換器5，將所述多路模擬開關4輸出的模擬信號轉換為數位訊號。由於所述模數轉換器5中接收到的信號是一種緩變信號，故在本發明的一個實施例中，優選採用串口模式的AD7894進行模數轉換，然後將轉換後的信號輸送給微處理器6。
[0069]在本發明的另一個實施例中，所述高壓開關櫃熱故障檢測裝置還包括位於所述多路模擬開關4和模數轉換器5之間，連接所述多路模擬開關4和模數轉換器5的低頻濾波器9，以防止所述多路模擬開關4輸出的測量信號受工頻信號和環境高頻信號的幹擾，優選的，所述低頻濾波器9為MAX7410低通濾波器，以濾除IOHz以上的交流信號，達到抗幹擾的目的。
[0070]與所述模數轉換器5相連的微處理器6，根據所述模數轉換器5輸出的數位訊號，獲得抽樣氣體中各氣體成分的變化情況。在本實施例中，所述微處理器6對所述模數轉換器5輸出的數位訊號進行歸類、統計和分析，根據所述模數轉換器5輸出的數位訊號，獲得抽樣氣體中各氣體成分的變化情況，並以此判斷所述高壓開關櫃的發熱狀態。
[0071]與所述微處理器6相連的顯示器7，對所述高壓開關櫃中各氣體成分的變化情況進行選擇性顯示，即根據具體實際需求分時顯示所述高壓開關櫃中不同氣體含量的變化情況。
[0072]與所述微處理器6相連的選擇按鍵8，控制所述顯示器7選擇性顯示所述高壓開關櫃中各氣體成分的變化情況。在本實施例中，由於所述高壓開關櫃熱故障檢測裝置中包括烷烴傳感器、硫化氫傳感器和煙霧傳感器，因此，可以通過選擇按鍵8控制所述顯示器7選擇性的顯示所述高壓開關櫃的抽樣氣體中，烷烴、硫化氫或煙霧等不同氣體的變化情況。
[0073]需要說明的是，本發明實施例所提供的高壓開關櫃熱故障檢測裝置能夠實現多個高壓開關櫃的同時監測，並通過選擇按鍵8選擇各高壓開關櫃所對應的高壓開關櫃編號，顯示相應高壓開關櫃的監測數據。還需要說明的是，本發明實施例所提供的高壓開關櫃熱故障檢測裝置還可以實現對待監測高壓開關櫃I年監測數據的保存，並以一個月為一個數據文件，從而通過選擇按鍵8實現對已保存數據文件的顯示。
[0074]在本發明的另一個實施例中，所述高壓開關櫃熱故障檢測裝置還包括與所述微處理器6相連，將所述微處理器6的輸出信號傳輸至監控中心進行分析的通訊總線10。
[0075]由於各種氣體傳感器(包括烷烴傳感器、硫化氫傳感器和煙霧傳感器)的輸出電阻均與其特徵氣體濃度成反比，即隨著其特徵氣體濃度的增加，所述氣體傳感器的輸出電阻降低，相應的，所述氣體傳感器(烷烴傳感器、硫化氫傳感器或煙霧傳感器)兩端的電壓也隨之下降，又因為氣體濃度的變化不是很快，因此，可以通過所述多路模擬開關4採用分時採樣測量的方法，將由三種氣體濃度變化所引起的電壓信號的變化傳輸給模數轉換器5轉換成數位訊號，並輸送給微處理器6，從而通過微處理器6對該數位訊號的統計、分析，獲得抽樣氣體中三種氣體的濃度變化情況，進而推斷出高壓開關櫃的發熱狀態，實現對高壓開關櫃發熱狀態的測量和監視，避免重大事故的發生，控制故障的惡化，保證高壓開關櫃的正常運行，提高電力系統運行可靠性和自動化程度。
[0076]實施例二:
[0077]本發明實施例提供了一種高壓開關櫃熱故障檢測方法，應用於實施例一中所述高壓開關櫃熱故障檢測裝置，如圖3所示，包括:
[0078]步驟S1:打開電源，為所述高壓開關櫃熱故障檢測裝置提供電壓。優選的，在本發明的一個實施例中，所述高壓開關櫃熱故障檢測方法還包括利用與所述電源並聯的電容單元穩定所述電源的輸出電壓。
[0079]步驟S2:利用真空泵電機，從所述高壓開關櫃中獲取抽樣氣體。在本發明的一個實施例中，所述真空泵電機上設置有取氣按鈕，按下所述取氣按鈕，所述真空泵電機開始從所述高開開關櫃中取氣，按回取氣按鈕，所述真空泵電機停止從所述高壓開關櫃中取氣。
[0080]步驟S3:利用氣體傳感器電路，對所述真空泵電機獲得的抽樣氣體進行檢測，將抽樣氣體中各氣體成分的濃度變化轉換為模擬信號的變化，並進行輸出。在本發明實施例中，所述氣體傳感器電路包括相互並聯的烷烴傳感器支路、硫化氫傳感器支路和煙霧傳感器支路。
[0081]在本發明的一個實施例中，所述烷烴傳感器支路包括:烷烴傳感器，所述烷烴傳感器包括相互並聯的加熱絲和烷烴電阻；與所述烷烴電阻相串聯的第一電阻R1，其中，所述加熱絲與烷烴電阻的公共端與電源負極相連，所述加熱絲與所述第一電阻Rl的公共端與電源正極相連，從而可以將所述真空泵電機獲得的抽樣氣體傳輸給烷烴傳感器，而烷烴傳感器內的烷烴電阻隨著所述抽樣氣體中烷烴的濃度變化而發生變化，進而將所述抽樣氣體中烷烴的濃度變化轉換為所述烷烴電阻兩端的電壓變化。
[0082]所述硫化氫傳感器支路包括:硫化氫傳感器，所述硫化氫傳感器包括相互並聯的第一加熱電阻和硫化氫電阻；與所述第一加熱電阻相串聯的第三電阻R3 ;與所述硫化氫電阻相串聯的恆流二極體D1，其中，所述第一加熱電阻與硫化氫電阻的公共端與電源的負極相連，所述第三電阻R3與恆流二極體Dl的公共端與電源的正極相連，從而可以將所述真空泵電機獲得的抽樣氣體傳輸給硫化氫傳感器，而硫化氫傳感器中的硫化氫電阻隨著所述抽樣氣體中硫化氫濃度的變化而發生變化，進而將所述抽樣氣體中硫化氫濃度的變化轉換為所述硫化氫電阻兩端的電壓變化。
[0083]所述煙霧傳感器支路包括:煙霧傳感器，所述煙霧傳感器包括相互並聯的第二加熱電阻與煙霧電阻；與所述第二加熱電阻相串聯的第四電阻R4;與所述煙霧電阻相串聯的第二電阻R2，其中，所述第二加熱電阻與所述煙霧電阻的公共端與電源的負極相連，所述第二電阻R2與所述第四電阻R4的公共端與電源的正極相連，從而可以將所述真空泵電機獲得的抽樣氣體傳輸給煙霧傳感器，而煙霧傳感器中的煙霧電阻隨著所述抽樣氣體中煙霧的濃度變化而發生變化，進而將所述抽樣氣體中煙霧的濃度變化轉換為煙霧電阻兩端的電壓變化。
[0084]需要說明的是，在本實施例中，所述第一電阻Rl為所述烷烴傳感器的限流電阻，以避免當所述烷烴傳感器的輸出電阻較小時，流過所述烷烴傳感器的電流過大，燒毀所述烷烴傳感器；所述第二電阻R2為所述煙霧傳感器的限流電阻，以避免所述煙霧傳感器的輸出電阻較小時，流過所述煙霧傳感器的電流過大，燒毀所述煙霧傳感器；所述恆流二極體Dl為所述硫化氫傳感器的恆流二極體，以保證流過所述硫化氫的電流為恆定值，避免所述硫化氫的輸出電阻較小時，流過所述硫化氫傳感器的電流過大，燒毀所述硫化氫傳感器。所述第三電阻R3為硫化氫傳感器的輔助電源電阻，用於為硫化氫傳感器內部的電解質或輔助電源提供穩定的直流電流；所述第四電阻R4為煙霧傳感器的輔助電源電阻，用於為煙霧傳感器內部的電解質或輔助電源提供穩定的直流電流。
[0085]步驟S4:利用多路模擬開關，對所述傳感器電路的輸出信號中與各氣體成分的濃度變化相對應的模擬信號進行分時輸出。在本實施例中，所述多路模擬開關具有三個輸入端，其中，第一輸入端與所述烷烴傳感器支路中烷烴傳感器與第一電阻Rl的公共端相連，第二輸入端與所述硫化氫傳感器支路中，硫化氫傳感器與恆流二極體Dl的公共端相連，第三輸入端與所述煙霧傳感器支路中，所述煙霧傳感器與第二電阻R2的公共端相連，從而可以將所述烷烴電阻兩端的電壓變化、硫化氫電阻兩端的電壓變化、煙霧電阻兩端的電壓變化分時通過所述多路模擬開關進行輸出。
[0086]步驟S5:利用模數轉換器，將所述多路模擬開關輸出的模擬信號轉換為數位訊號。需要說明的是，由於所述模數轉換器中接收到的信號是一種緩變信號，故在本發明的一個實施例中，優選採用串口模式的AD7894進行模數轉換，然後將轉換後的信號進行輸出。
[0087]在本發明的另一個實施例中，所述高壓開關櫃熱故障檢測裝置還包括位於所述多路模擬開關和模數轉換器之間，連接所述多路模擬開關和模數轉換器的低頻濾波器，以防止所述多路模擬開關輸出的測量信號受工頻信號和環境高頻信號的幹擾，優選的，所述低頻濾波器為MAX7410低通濾波器，以濾除IOHz以上的交流信號，達到抗幹擾的目的。
[0088]步驟S6:利用微處理器，根據所述模數轉換器輸出的數位訊號，獲得抽樣氣體中各氣體成分的變化情況。在本實施例中，所述微處理器對所述模數轉換器輸出的數位訊號進行歸類、統計和分析，根據所述模數轉換器輸出的數位訊號，獲得抽樣氣體中各氣體成分的變化情況，並以此判斷所述高壓開關櫃的發熱狀態。
[0089]步驟S7:利用顯示器，對所述高壓開關櫃中各氣體成分的變化情況進行選擇性顯示，即根據具體實際需求，分時顯示所述高壓開關櫃中不同氣體含量的變化情況。
[0090]步驟S8:利用選擇按鍵，控制所述顯示器選擇性顯示所述高壓開關櫃中各氣體成分的變化情況。在本實施例中，由於所述高壓開關櫃熱故障檢測裝置中包括烷烴傳感器、硫化氫傳感器和煙霧傳感器，因此，可以通過選擇按鍵控制所述顯示器選擇性的顯示所述高壓開關櫃的抽樣氣體中，烷烴、硫化氫或煙霧等不同氣體的變化情況。
[0091]在本發明的一個實施例中，所述高壓開關櫃熱故障的檢測方法還包括:
[0092]步驟S9:根據所述顯示器上的顯示內容，判斷所述高壓開關櫃的發熱狀態。[0093]需要說明的是，儘管本發明實施例所提供的檢測方法在將採集的電壓信號傳輸給模數轉換器之前，對採集的電壓信號進行了濾波，濾除了工頻幹擾和高頻幹擾，但是，在採集過程中仍可能存在瞬變的幹擾信號，影響後續高壓開關櫃運行狀態的判斷，因此，在本發明的一個實施例中，所述檢測方法包括將採集到的數據與前面的數據進行比較，如出現較大的變化，則將數據存入異常數據區域，然後繼續對數據進行採集，如果後續的數據又回到原來的狀態，則說明異常的數據為幹擾數據，對其進行濾除，如果後續的數據仍然出現較大的變化，則說明高壓開關櫃處於故障狀態，進入故障分析，從而避免由於異常數據導致對高壓開關櫃運行狀態做出誤判的現象。
[0094]而且，在本發明實施例中，還可以通過對抽樣氣體中各氣體濃度的等間隔測量，並結合高壓開關櫃的體積，即將抽樣氣體的濃度與高壓開關櫃的體積進行相乘，得到相應氣體的含量，然後將相應氣體的含量與採樣時間進行相除，從而得到故障氣體的產生速率，為對高壓開關櫃的運行狀態做出可靠判斷提供又一有效數據。
[0095]具體的，在本發明的一個實施例中，對所述高壓開關櫃的運行狀態做出判斷包括:將抽樣氣體中各氣體濃度的採樣值和預先設置的報警值進行比較，如果採樣值大於報警值時，則說明高壓開關櫃內的故障氣體含量已經很高，可能存在發熱故障，產生報警信息，反之，則說明高壓開關櫃處於正常運行狀態。需要說明的是，在該實施例中，對採樣值的判斷，只能在故障氣體含量很高的情況下實現報警，但是，由於所述高壓開光櫃中氣體濃度的測量值隨著故障氣體的產生而上升，在產生故障初期，高壓開關櫃內的故障氣體濃度很低，儘管高壓開關櫃已處於發熱狀態，大量的故障氣體在產生，但其含量的增加很緩慢，導致上述採樣值判斷的方法無法對高壓開關櫃的運行狀態迅速作出判斷，因此，在本發明的有一個實施例中，採用產氣速率的判斷方法，即通過測量產氣速率和預設產氣速率的報警值進行比較，如果大於預設產氣速率的報警值，則說明高壓開關櫃處於發熱狀態，發出報警信息，從而避免高壓開關櫃發生發熱故障而引起電力事故的發生，反之，則說明高壓開關櫃處於正常運行狀態。
[0096]還需要說明的是，本發明實施例所提供的高壓開關櫃熱故障檢測方法中，三種不同的氣體對應了不同的故障原因，如當烷烴和硫化氫的產氣速率大於預設產氣速率的報警值時，說明所述高壓開關櫃的發熱故障是由觸頭髮熱引起的，當煙霧的產氣速率大於預設產氣速率的報警值時，說明所述高壓開關櫃的發熱故障是由金屬連接處發熱引起的。
[0097]另外，本發明實施例提供的高壓開關櫃熱故障檢測方法還可以通過更改微處理器中採樣速度的設置，更改採樣周期，從而方便的對所需區間的可靠性進行檢測，如在發現有故障趨勢時，將採樣周期縮短，便於故障的及時發現，而且，還可以通過根據運行人員的經驗對報警值的更改，以實現對高壓開關櫃的可靠診斷。
[0098]此外，本發明實施例提供的高壓開關櫃熱故障檢測方法，還包括:利用與所述微處理器相連的通信總線，將所述微處理器的輸出信號傳輸至監控中心進行分析。
[0099]綜上所述，本發明實施例所提供的高壓開關櫃熱故障檢測方法，利用真空泵電機從所述高壓開關櫃中獲取抽樣氣體，並傳輸給氣體傳感器電路，然後利用氣體傳感器電路對所述抽樣氣體進行檢測，並將抽樣氣體中各氣體成分的濃度變化轉換為模擬信號的變化，分時傳輸給模數轉換器轉換為數位訊號，最後傳輸給微處理器進行分析，獲得抽樣氣體中各氣體成分的變化情況，從而獲得高壓開關櫃的發熱狀態，實現對高壓開關櫃發熱狀態的測量和監視，避免重大事故的發生，控制故障的惡化，保證高壓開關櫃的正常運行，提高電力系統運行可靠性和自動化程度。
[0100]本說明書中各個部分採用遞進的方式描述，每個部分重點說明的都是與其他部分的不同之處，各個部分之間相同相似部分互相參見即可。
[0101]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制於本文所示的實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。
【權利要求】
1.ー種高壓開關櫃熱故障檢測裝置，其特徵在於，包括： 電源，為所述高壓開關櫃熱故障檢測裝置提供電壓； 與所述電源相連的真空泵電機，對所述高壓開關櫃中的氣體進行抽樣； 與所述真空泵電機相連的氣體傳感器電路，所述氣體傳感器電路包括相互並聯的烷烴傳感器支路、硫化氫傳感器支路和煙霧傳感器支路，對所述真空泵電機獲得的抽樣氣體進行檢測，將抽樣氣體中各氣體成分的濃度變化轉換為模擬信號的變化，並進行輸出； 與所述烷烴傳感器支路、硫化氫傳感器支路和煙霧傳感器支路均相連的多路模擬開關，對所述傳感器電路的輸出信號中與各氣體成分的濃度變化相對應的模擬信號進行分時輸出； 與所述多路模擬開關相連的模數轉換器，將所述多路模擬開關輸出的模擬信號轉換為數位訊號； 與所述模數轉換器相連的微處理器，根據所述模數轉換器輸出的數位訊號，獲得抽樣氣體中各氣體成分的變化情況； 與所述微處理器相連的顯示器，對所述高壓開關櫃中各氣體成分的變化情況進行選擇性顯示； 與所述微處理器相連的選擇按鍵，控制所述顯示器選擇性顯示所述高壓開關櫃中各氣體成分的變化情況。
2.根據權利要求1所述的熱故障檢測裝置，其特徵在於，所述真空泵電機上設置有取氣按鈕。
3.根據權利要求1所述的熱故障檢測裝置，其特徵在於，還包括：與所述電源並聯的電容單元。
4.根據權利要求1所述的熱故障檢測裝置，其特徵在於，還包括：位於所述多路模擬開關和模數轉換器之間，連接所述多路模擬開關和模數轉換器的低頻濾波器。
5.根據權利要求1所述的熱故障檢測裝置，其特徵在於，還包括：與所述微處理器相連，將所述微處理器的輸出信號傳輸至監控中心的通訊總線。
6.ー種高壓開關櫃熱故障檢測方法，應用於權利要求1-5任一項所述的高壓開關櫃熱故障檢測裝置，其特徵在於，包括： 打開電源，為所述高壓開關櫃熱故障檢測裝置提供電壓； 利用真空泵電機，從所述高壓開關櫃中獲取抽樣氣體； 利用氣體傳感器電路，對所述真空泵電機獲得的抽樣氣體進行檢測，將抽樣氣體中各氣體成分的濃度變化轉換為模擬信號的變化，並進行輸出； 利用多路模擬開關，對所述傳感器電路的輸出信號中與各氣體成分的濃度變化相對應的模擬信號進行分時輸出； 利用模數轉換器，將所述多路模擬開關輸出的模擬信號轉換為數位訊號； 利用微處理器，根據所述模數轉換器輸出的數位訊號，獲得抽樣氣體中各氣體成分的變化情況； 利用顯示器，對所述高壓開關櫃中各氣體成分的變化情況進行選擇性顯示； 利 用選擇按鍵，控制所述顯示器選擇性顯示所述高壓開關櫃中各氣體成分的變化情況。
7.根據權利要求6所述的熱故障檢測方法，其特徵在於，還包括：根據所述顯示器上的顯示內容，判斷所述高壓開關櫃的發熱狀態。
8.根據權利要求6所述的熱故障檢測方法，其特徵在於，還包括：利用與所述電源並聯的電容單元穩定所述電源的輸出電壓。
9.根據權利要求6所述的熱故障檢測方法，其特徵在於，還包括：利用位於所述多路模擬開關與模數轉換器之間的低頻濾波器，濾除所述多路模擬開關輸出信號中的エ頻信號和環境高頻信號。
10.根據權利要求6所述的熱故障檢測方法，其特徵在於，還包括：利用與所述微處理器相連的通信總線，將所述微處理器的輸出信號傳輸至監控中心。
【文檔編號】G01N33/00GK103529333SQ201310513984
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月25日 優先權日:2013年10月25日
【發明者】應笑冬, 張仕勇, 李永騰, 阮浩潔, 段曉雷, 張曉波 申請人:國家電網公司, 國網浙江省電力公司寧波供電公司, 上海電力學院