一种基于TEV原理开关柜在线监测装置的制作方法

一种基于tev原理开关柜在线监测装置
技术领域
1.本实用新型涉及局部放电在线监测技术领域，具体涉及一种基于tev原理开关柜在线监测装置。


背景技术：

2.高压开关柜是一种集测量、控制、保护功能于一体的电力设备，其在电力系统中的发电厂、变电站中大量安装，对于电网的安全发挥着至关重要的作用，是使用极广且数量最多的开关设备。但由于在设计、制造、安装和运行维护等方面存在着不同程度的问题，因而事故率比较高，在诸多性质的开关柜事故中，绝缘事故多发生于10千伏及以上电压等级，造成的后果也很严重。特别是小车式开关柜，绝缘事故率更高，而且往往一台出现事故，殃及邻柜的现象更为突出。因此，迫切需要对开关柜实行状态检修，对设备运行状况进行实时在线监测，根据设备的运行状态和绝缘的劣化程度，确定检修时间和措施，减少停电时间和事故的发生，提高电力系统运行的安全可靠性及自动化程度。
3.高压开关柜的绝缘故障主要表现为外绝缘对地闪络击穿，内绝缘对地闪络击穿，相间绝缘闪络击穿，雷电过电压闪络击穿，瓷瓶套管、电容套管闪络、污闪、击闪、击穿、爆炸，提升杆闪络，ct闪络、击穿、爆炸，瓷瓶断裂等。各类绝缘缺陷发展到最终击穿，酿成事故之前，往往先经过局部放电阶段，局部放电的强弱能够及时反映绝缘状态，因此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。
4.目前对开关柜的监测方法主要是采用传统的人工干预的监测维护办法，需要安排人员去检查未知的不确定存在与否的问题，这种办法不是很可靠而且相关成本也比较高，很难实现广泛的工业应用，对开关柜的局放进行在线监测有着重大的意义和经济价值。


技术实现要素：

5.针对现有对高压开关柜监测中存在的问题，本实用新型提供了一种基于tev原理开关柜在线监测装置，能够实时监测开关柜内部的局放信号，确认开关柜设备是否处于正常运行状态，及时发现其绝缘中的薄弱环节，减少不必要的人力物力的浪费，保障电力系统的安全可靠运行，且安装简单、灵敏度可调、能够周期性监测，功耗超低，能够有效解决开关柜局放在线监测的难题。
6.本实用新型技术方案如下：
7.一种基于tev原理开关柜在线监测装置，其特征在于，包括tev传感器、高频模拟电路、处理器、供电电路、lora无线通信电路、功能按键和低功耗指示灯，所述高频模拟电路包括依次连接的信号放大电路、滤波电路和检波电路，所述tev传感器与信号放大电路相连，所述处理器分别与检波电路、供电电路、lora无线通信电路、功能按键和低功耗指示灯相连。
8.优选地，所述处理器集成或内置有a/d转换电路，所述检波电路通过a/d转换电路与处理器相连。
9.优选地，所述tev传感器的检测带宽为1～100mhz，检测范围为0～60db，精度为1db。
10.优选地，所述处理器采用stm32f103芯片。
11.优选地，所述供电电路采用锂电池供电。
12.优选地，所述信号放大电路采用ada4817芯片。
13.优选地，所述滤波电路采用带通滤波器。
14.优选地，所述检波电路采用1n60p检波二极管芯片。
15.优选地，所述低功耗指示灯包括运行灯、电量灯和报警灯，所述运行灯、电量灯和报警灯均与处理器相连。
16.优选地，所述功能按键包括开关按键和升级按键，所述开关按键和升级按键均与处理器相连。
17.本实用新型的技术效果如下：
18.本实用新型所涉及的基于tev原理开关柜在线监测装置，包括tev传感器、高频模拟电路、处理器、供电电路、lora无线通信电路、功能按键和低功耗指示灯，tev传感器接收开关柜内部的局放信号，然后经过高频模拟电路完成前置放大、带通滤波和检波，检波电路将滤波放大后的局放脉冲信号进行降频后传输到采用低功耗芯片的处理器中，且检波输出的脉冲信号与局放信号的强度成正比，处理器通过lora无线通信电路向配电室数据集中器发送局放最大值、平均值、放电次数和电量等信息，其中，局放信号的采集周期一般为30分钟，其余时间处于睡眠状态，睡眠状态下关闭运放的供电电源，以最大程度降低电路的功耗，达到采集时间时，唤醒处理器，并打开模拟电路供电开关，开始采集局放信号。另外，低功耗指示灯能够确认开关柜设备是否处于正常运行状态，及时发现其绝缘中的薄弱环节；功能按键可进行开关机以及程序升级。本实用新型采用了超低功耗设计，保证了电池续航时间大于1年，采用了tev传感器，体积小，安装方便、灵敏度可调，且采用锂电池供电，运行时间长，另外通过lora无线通信方式上传局放采集信息，功耗低且传播距离远，能够周期性实时监测开关柜内部的局放信号，有效解决了开关柜局放在线监测的难题。
附图说明
19.图1为本实用新型基于tev原理开关柜在线监测装置的优选结构框图。
20.图中各标号列示如下：
[0021]1‑
tev传感器，2
‑
信号放大电路，3
‑
滤波电路，4
‑
检波电路，5
‑
处理器，51
‑
a/d转换电路，6
‑
供电电路，7
‑
lora无线通信电路，8
‑
功能按键，9
‑
低功耗指示灯。
具体实施方式
[0022]
下面结合附图对本实用新型进行说明。
[0023]
本实用新型涉及一种基于tev原理开关柜在线监测装置，其结构如图1所示，包括tev传感器1、高频模拟电路、处理器5、供电电路6、lora无线通信电路7、功能按键8和低功耗指示灯9，高频模拟电路包括依次连接的信号放大电路2、滤波电路3和检波电路4，tev传感器1与信号放大电路2相连，处理器5分别与检波电路4、lora无线通信电路7、供电电路6、功能按键8和低功耗指示灯9相连。tev传感器1负责接收开关柜内部的局放信号，然后将接收
到的局放信号经过高频模拟电路完成前置放大、带通滤波和检波，检波电路4将滤波放大后的局放脉冲信号进行降频后传输到采用低功耗芯片的处理器5中，且检波电路4输出的脉冲信号与局放信号的强度成正比，处理器5采用低功耗处理芯片，其利用集成或内置的a/d转换电路51对检波后的局放信号进行采集，并通过lora无线通信电路7向配电室数据集中器发送局放最大值、平均值、放电次数和电量等信息，局放信号的采集周期一般为30分钟，其余时间处于睡眠状态，睡眠状态下关闭运放的供电电源，以最大程度降低系统的功耗，达到采集时间时，唤醒处理器5，并打开模拟电路供电开关，开始采集局放信号。本实用新型采用了超低功耗设计，保证了电池续航时间大于1年，采用tev传感器，体积小，安装方便、灵敏度可调，且采用锂电池供电，运行时间长，另外通过lora无线通信方式上传局放采集信息，功耗低，传播距离远，能够周期性实时监测开关柜内部的局放信号，有效解决了开关柜局放在线监测的难题。
[0024]
进一步地，tev传感器1的检测带宽为1～100mhz，检测范围为0～60db，精度为1db；优选地，供电电路6采用锂电池供电，运行时间长；优选地，处理器5采用低功耗的stm32f103芯片，对检波后的局放信号进行采集，并通过lora无线通信电路7向配电室数据集中器发送局放最大值、平均值、放电次数和电量等信息。
[0025]
优选地，信号放大电路2实质为信号放大器，信号放大器采用ada4817芯片，将接收到的局放信号进行放大并送入到滤波电路3；进一步地，滤波电路3实质为滤波器，其采用带通滤波器，为有源滤波，该有源滤波采用的运放优选为ada4817芯片，将放大后的信号进行滤波处理并送入到检波电路4，进一步优选地，检波电路4实质为检波器，检波器采用高频1n60p检波二极管芯片，将滤波放大后的局放脉冲信号进行降频后传送到处理器5，且输出的脉冲信号与局放信号的强度成正比。
[0026]
优选地，功能按键8包括用于开关机的第一按键(或称为是开关按键)和用于升级的第二按键(或称为是升级按键)，长按第一按键可开关机，长按第二按键可对程序进行升级。优选地，低功耗指示灯9包括运行灯、电量灯和报警灯，在正常运行时运行灯闪烁或常亮绿灯，电量不足时电量灯闪烁，局放超标时报警灯闪烁，能够确认开关柜设备是否处于正常运行状态，及时发现其绝缘中的薄弱环节，有效预防事故，减少不必要的人力物力的浪费，保障电力系统的安全可靠运行。
[0027]
本实用新型提供了安装方便、灵敏度可调、周期性监测、无线传输且超低功耗的基于tev原理开关柜在线监测装置，其为一整体部件在应用时可贴到开关柜内侧门板上，用专用胶带固定，能够周期性实时监测开关柜内部的局放信号，有效解决了开关柜局放在线监测的难题，通过采用tev传感器，体积小，安装方便，通过低功耗指示灯能够显示当前运行状态，及时发现其绝缘中的薄弱环节，有效预防事故，通过lora无线通信方式上传局放采集信息，功耗低，且传播距离更远，通过锂电池供电，运行时间长，使得装置更加精确稳定的工作。
[0028]
应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明创造，但不以任何方式限制本发明创造。因此，尽管本说明书参照附图和实施例对本发明创造已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明创造进行修改或者等同替换，总之，一切不脱离本发明创造的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明创造专利的保护范围当中。