[发明专利]配电柜内部气体检测系统

说明书

本发明公开了一种配电柜内部气体检测系统，包括气体采集装置、定额循环装置和分层光谱仪，气体采集装置将来自于配电柜内部气体抽取并注入定额循环装置和分层光谱仪内，分层光谱仪包括迂回的气流通道，在各气流通道的一端安装有红外点阵激光发射器，另一端安装有红外点阵激光接收器，处理器通过对红外光谱分析鉴别位于分层光谱仪内气体中是否含有目标气体，定额循环装置用以驱动位于分层光谱仪内的样气进行有限次的往复运动。该系统通过检测配电柜内目标气体用以获取内部器件老化绝缘材料材质变化等因素，更换安全隐患较大的配电柜，并针对一些存在相应问题但安全隐患不大的配电柜进行定期监测，具有非常重要的意义。

技术领域

本发明属于配电柜内部气体检测技术领域，具体涉及一种针对配电柜内部目标气体进行定额循环检测的系统。

背景技术

配电柜是向各类型企事业单位及大型办公场所用户供电的最直接的设备，使用量巨大，其运行可靠性直接关系到供电质量和供电可靠程度。配电柜（箱）分动力配电柜和照明配电柜、计量柜，是配电系统的末级设备，主要是把上一级配电设备某一电路的电能分配给就近的负荷，同时对本级设备负荷提供保护、监视和控制。随着电力系统向着高电压、大机组、大容量的迅速发展,智能一体化配电柜模式和综合自动化的普及推广，对配电柜的安全运行要求越来越重要。

配电柜内包括电流回路、电压回路、操作回路、电流互感器和电压互感器等，端子排数量庞大，安装接线数量繁多，配电柜内端子触头、电力电缆进出线的接头接触不良时,接触电阻增大，在负载电流流过时会产生发热现象，过热会引起金属材料的机械强度下降、绝缘材料老化并可能导致击穿形成事故。通常，在配电柜内固体绝缘中的空穴、不同特性的绝缘层之间，以及金属(或半导电)电极的尖锐边缘处，由于气体的击穿场强比固体介质低得多，气体中的电场又比固体介质中高,往往会在气隙的部位产生局部放电，这些局部放电会造成电介质绝缘强度逐步下降，最终导致绝缘失效。另一种原因是在有机绝缘材料表面爬电但未形成碳化通道缺陷，这种缺陷一旦形成，会在长期的电力运行及材料老化过程中继续恶化，使得绝缘材料表面贯穿造成严重的配电柜事故。尤其是一级配电柜，设备紧靠降压变压器，故电气参数要求较高，输出电路容量也较大。伴随着柜体内绝缘材料的老化，柜中往往还存在CO和SF₆等有害气体的泄漏，同样会造成设备性能的下降，存在窒息性的CO₂气体时，其对操作使用人员的安全存在较大的隐患。

目前对配电柜绝缘材料的监测方法大都基于温度监控，另外一些通过在线监测的方式，在进行检测时受控于配电柜的运行状态，如对电量参数（电压、电流、电功率）实时监测，这种检测方式不适用于长期不执行分断关合动作的配电柜，且该方式在检测时易受外界测试条件的影响，导致测量的准确性不够。例如：采用电磁波监测配电柜的局部放电，易受外界的强电磁场干扰；而采用红外成像的方法则受系统密闭结构的影响，无法准确的测量运行温度。

并且，由于配电柜内绝缘件颇多，单独监控一个温度难以及时反应柜内绝缘件的绝缘性能的劣化情况。同时，温度的监控也不能对配电柜绝缘件的缺陷作出早期预警，这是温度监控的最大弊端。因此亟需研究柜内其他在线监测方法，以期及时发现异常，排除隐患。

发明内容

针对现有配电柜内部气体检测存在的精度差，尤其是针对开放式配电柜很难检测出目标气体导致配电柜绝缘材料的监测存在遗漏问题，本发明提供一种配电柜内部气体检测系统，通过定额循环装置对分层光谱仪内额定样气以额定频率和特定周期进行运行检测，提高检测精度。

本发明解决其技术问题所采用的方案是：