[发明专利]一种真空断路器的真空度在线监测系统

说明书

技术领域

本发明属于配网自动化技术领域，具体涉及一种真空断路器的真空度在线监测系统。

背景技术

据统计10kV、35kV配电系统中，真空断路器占有率在逐年提高，同时真空断路器正在 往大容量、大电流方向发展，并已取得了较大的进步。当断路器发生故障时，直接的危害是 被其保护的线路、设备受损，电量损失；间接的危害则是造成电网事故或扩大事故，用户大 面积停电，影响正常的生活、生产甚至社会稳定，造成很大的经济损失及社会影响。

在我国的电力行业中，目前断路器等电气设备的维护基本上采用定期检修制度。这种检 修体制既费时间，费用也很高，而且解体和重新装配会引起更多的新的缺陷。随着电力系统 的大容量化、高电压化和结构复杂化及当今科学的发展，对电力系统安全可靠指标的要求也 越来越高，这种传统的检修方法已越来越不适应需要。

随着科技的飞速发展，在线监测越来越符合人们的检测需求。所谓在线监测，是指设备 处于运行的状态，对其特定的参数进行不间断的监测，将采集到的信号量进行加工处理，通 过实时提取故障的特征信号，为故障诊断打下基础。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种真空断路器的真空度在线监测系统，通 过将三个探头的信号做矢量求和，再通过单片机做数字滤波，去除高频谐波，就可以清晰的 发现三相真空灭弧室中一相或两相泄漏，克服仅通过监测局放或监测屏蔽罩的电位变化的方 式在真空灭弧室完全泄漏气压达到大气压时，无法区分真空灭弧室是否泄漏的缺点。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

本发明提供一种真空断路器的真空度在线监测系统，包括三相真空灭弧室(1)、三个电 场探头、位于电场探头内部的感应电路(2)、控制电路(3)和中央处理模块(4)；三个电场 探头位于三相真空灭弧室(1)的内部，且分别与控制电路(3)连接，所述控制电路(3)通 过RS485总线和中央处理模块(4)连接。

所述感应电路(2)包括信号采集单元(21)、信号调理单元(22)和信号转换单元(23)， 所述信号采集单元(21)采集所述真空灭弧室(1)中屏蔽罩上的交流工频电位变化信息和高 频脉冲电位变化信息，经所述信号调理单元(22)进行平衡运算后输入所述信号转换单元(23)。

所述信号采集单元(21)包括相连接的金属基板J1、金属基板J3、电容C1、电阻R5以 及运算放大器U1A，屏蔽罩上的交流工频电位变化信息和高频脉冲电位变化信息引起金属基 板J1和金属基板J3电荷重新分布，通过检测电容C1上的电压则可反映出屏蔽罩上电位的变 化，电阻R5、电容C1、金属基板J1和金属基板J3组成电容分压电路，运算放大器U1A起 到电压跟随器的作用，以便于后续信号处理。

所述信号调理单元(22)包括相连接的电容C2、电容C3、电容C5、电容C6、电容C7、 电阻R2、电阻R3和电阻R6；

所述信号转换单元(23)包括相连接的运算放大器U1B、转换器U2、电容C4、电阻R1、 电阻R4和金属基板J2；运算放大器U1B和电容C4共同调节信号的高频响应，运算放大器 U1B输出的电压改变流过电阻R1和电阻R4的电流，再由电阻R4反馈到运算放大器U1B的 输入端，转换器U2将电压信号转为电流信号以便于传输时抗干扰。

所述控制电路(3)包括依次串联的信号输入单元(31)、运算放大单元(32)、滤波单元 (33)和信号输出单元(34)，所述信号输入单元(31)接收三个电场探头输出的感应信号 SIGA、SIGB和SIGC，并输入所述运算放大单元(32)，通过所述运算放大单元(32)进行 矢量求和后输出至所述滤波单元(33)，所述滤波单元(33)对经所述信号运算单元(32)计 算后的数值进行低通数字滤波和放大后送入信号输出单元(34)。

所述信号输入单元(31)包括三个分别接收电场探头输出的感应信号SIGA、SIGB和SIGC 的第一接收子单元、第二接收子单元和第三接收子单元，三个接收子单元均与所述信号运算 单元(32)并联；

所述第一接收子单元包括电容C408和与其串联的电阻R422A；

所述第二接收子单元包括电容C409和与其串联的电阻R422B；

所述第三接收子单元包括电容C410和与其串联的电阻R422C。