[实用新型]一种使用TEV传感器的开关柜局部放电监测装置

说明书

本实用新型公开了一种使用TEV传感器的开关柜局部放电监测装置，该装置包括主控模块、TEV传感器模块、颗粒物检测模块、进样模块和外壳；进样模块位包括气体腔、进气口、泵和出气口，进气口和出气口分别位于气体腔的两侧并相对放置；颗粒物检测模块包括激光器、光电探测器、聚焦透镜和散射信号处理电路，激光器和光电探测器均位于气体腔内侧并相对放置，使得进样气体穿过激光器和光电探测器之间，聚焦透镜位于光电探测器前方。本实用新型的有益效果是：通过使用颗粒物检测模块和臭氧检测模块对开关柜内部气体进行分析，获取开关柜内部气体变化信息，从整体上对开关柜局部放电进行判断，从而减少了误判。

技术领域

本实用新型涉及电故障的探测装置领域，尤其涉及一种使用TEV传感器的开关柜局部放电监测装置。

背景技术

伴随着经济的发展，城市用电负荷大幅提高，对于电力保障系统的稳定可靠性提出了新的要求，高压开关柜是使用极广且数量最多的开关设备之一，由于在设计、制造、安装和运行维护等方面的问题，事故率较高。高压开关柜的绝缘故障引起了局部放电，并最终可能引起电压击穿并酿成事故，而通过在线监测局部放电来判断绝缘状态是实现开关柜绝缘在线监测和诊断的有效手段。暂态地电压（Transient Earth Voltages, 简称TEV）传感器常用来检测开关柜局部放电，局部放电现象产生的电磁波信号会由金属柜体的内表面转移到外表面，且在金属柜体外表面产生TEV。测量时，TEV传感器紧密接触在开关柜金属柜体上面，裸露的金属柜体可看作平板电容器的一个极板，而TEV传感器则可看作平板电容器的另一个极板，对于由金属柜体、TEV传感器构成的平板电容器来说，金属柜体表面出现的任何电荷变化均会在TEV传感器的金属盘上感应出同样数量的电荷变化，并形成一定的感应电信号。该信号输入到检测设备内部并经检测阻抗转换为与放电强度成正比的高频电压信号。经检测设备处理后，则可得到开关柜局部放电的放电强度、重复率等特征参数。由于其检测原理为电容耦合式，所以检测时，TEV传感器需与柜体紧密接触才能够有效检测局放信号。

中国专利申请号201120028248.0，授权日2011年08月31日，公开了一种高压开关柜局放检测TEV传感器,属检测技术领域,用于采集局部放电在高压开关柜柜体上产生的瞬时对地电压信号。其技术方案是:传感器由外壳、底盖、屏蔽罩、平板式电容耦合器和信号处理电路组成,信号处理电路的电路板安装在屏蔽罩内,屏蔽罩安装在外壳内,平板式电容耦合器安装在外壳的下表面并由底盖覆盖,其信号传输线接信号处理电路的输入端,外壳的底部和/或顶部嵌装有磁铁。本实用新型安装方便、快捷且抗干扰能力强,可大大减少高压开关柜巡检的工作量,提高检测工作效率和检测结果的可靠性。但是，上述专利通过TEV传感器来监测开关柜的局部放电，该装置存在以下不足：1、上述TEV传感器无法获取开关柜内部气体变化信息；2、仅仅通过电容耦合的方式来判定局部放电可靠性较差，可能存在误报。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是如何设计一种使用TEV传感器并同时获取开关柜内部气体变化信息，从而更加准确判定局部放电和内部老化的开关柜局部放电监测装置。

本实用新型为解决上述问题所采用的技术方案是：一种使用TEV传感器的开关柜局部放电监测装置，其中，TEV传感器包括导体层和绝缘电介质层，用于与开关柜柜体表面形成平板电容器，该装置包括主控模块、TEV传感器模块、颗粒物检测模块、进样模块和外壳，TEV传感器模块和颗粒物检测模块均与主控模块电连接；进样模块位包括气体腔、进气口、泵和出气口，用于将开关柜内气体的进样，进气口和出气口分别位于气体腔的两侧并相对放置，泵用于提供进样气体的动力；颗粒物检测模块包括激光器、光电探测器、聚焦透镜和散射信号处理电路，光电探测器用于探测颗粒物的散射信号，激光器和光电探测器均位于气体腔内侧并相对放置，使得进样气体穿过激光器和光电探测器之间，聚焦透镜位于光电探测器前方，用于将粒子散射信号汇聚至光电探测器。开关柜内部线路的老化以及局部放电伴随着开关柜内部气体的变化，在检测TEV信号的同时，通过进样模块将柜内气体导出并通过颗粒物检测模块进行检测，有利于及时发现线路老化和局部放电释放的气体，进而有利于综合判断开关柜的工作状态。