一种用于开关柜的局放及温升在线监测系统的制作方法

1.本发明涉及在线监测技术领域，具体为一种用于开关柜的局放及温升在线监测系统。


背景技术：

2.随着国民经济发展，电网容量增加，电网电压升高，电网运行稳定性和供电稳定性也面临着更高的要求，电气主设备的运行状态直接影响到电力系统能否安全可靠运行，在电力系统中高压开关柜被用于控制、保护和隔离电气设备，其在接地金属外壳内集成安装了包括高压断路器、隔离开关、熔断器在内的数量众多的电气元件，开关柜的主要作用是在电力系统进行发电、输电、配电和电能转换的过程中，进行开合、控制和保护用电设备；但是在现有技术中，开关柜的局放和温升无法准确监测，不能够将局放类型进行精准确定，且不能够为对应局放类型的局放合理匹配检测方式；同时，不能够对温升进行不同预警，不能够在确保运行效率的同时增强温升预警的及时性；针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。


技术实现要素：

3.本发明的目的就在于为了解决的问题，而提出一种用于开关柜的局放及温升在线监测系统，对开关柜的运行进行分析监测，通过开关柜的运行分析判断开关柜是否存在局放或者温升现象，从而提高了开关柜稳定运行的效率，同时也能够降低开关柜运行故障率，减少故障事故的风险；判断开关柜内是否存在局部放电，从而对开关柜的运行进行监测，预防因局部放电出现的故障，提高开关柜的运行效率，减少开关柜设备因局放产生的损耗，提高用电安全的同时保证了开关柜设备的使用寿命；对存在局放现象的开关柜的实时检测方式进行确定，从而确保检测人员的安全性，准确选取合适的检测方式，降低了检测过程中出现事故的风险，从而提高局放检测的效率以及及时性，减少局放对开关柜的效率影响。
4.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种用于开关柜的局放及温升在线监测系统，包括在线监测平台，在线监测平台内设置有服务器，服务器通讯连接有运行分析监测单元、局部放电管理单元以及温升管理单元；其中，局部放电管理单元通讯连接有放电类型分析单元和检测方式分析单元；温升管理单元通讯连接有历史温度分析单元和实时温度监测单元；在线监测平台用于对开关柜的局放和温升进行在线监测，服务器生成运行分析监测信号并将运行分析监测信号发送至运行分析监测单元，通过运行分析监测单元用于对开关柜的运行进行分析监测，通过分析生成监测异常信号并将监测异常信号发送至服务器，服务器接收到监测异常信号后，生成局部放电管理信号和温升管理信号并将局部放电管理信号和温升管理信号分别发送至局部放电管理单元和温升管理单元；局部放电管理单元接收到局部放电管理信号后，生成放电类型分析信号并将放电类型分析信号发送至放电类型分析单元，通过放电类型分析单元对开关柜内的局部放电进
行分析；通过检测方式分析单元对存在局放现象的开关柜的实时检测方式进行确定；温升管理单元接收到温升管理信号后，生成历史温度分析信号并将历史温度分析信号发送至历史温度分析单元，通过历史温度分析单元对开关柜的历史运行温度进行分析监测；通过实时温度监测单元对开关柜的实时温度进行分析监测。
5.作为本发明的一种优选实施方式，运行分析监测单元的运行分析监测过程如下：将开关柜标记为分析对象，采集到分析对象在配电过程中产生的电量损耗以及单次运行周期的缩短量，并将分析对象在配电过程中产生的电量损耗以及单次运行周期的缩短量分别与电量损耗阈值和周期缩短量阈值进行比较：若分析对象在配电过程中产生的电量损耗超过电量损耗阈值，且分析对象在配电过程中单次运行周期的缩短量超过周期缩短量阈值，则判定对应分析对象分析监测异常，生成监测异常信号并将监测异常信号发送至服务器；若分析对象在配电过程中产生的电量损耗未超过电量损耗阈值，且分析对象在配电过程中单次运行周期的缩短量未超过周期缩短量阈值，则判定对应分析对象分析监测正常，生成监测正常信号并将监测正常信号发送至服务器。
6.作为本发明的一种优选实施方式，放电类型分析单元的放电类型分析过程如下：对实时运行的分析对象进行监测，采集到实时运行分析对象表面电场强度与分析对象内部空间电场强度差值以及对应分析对象距最近灰尘清理时刻的间隔时长，并将实时运行分析对象表面电场强度与分析对象内部空间电场强度差值以及对应分析对象距最近灰尘清理时刻的间隔时长分别与电场强度差值阈值和间隔时长阈值进行比较：若实时运行分析对象表面电场强度与分析对象内部空间电场强度差值超过电场强度差值阈值，且对应分析对象距最近灰尘清理时刻的间隔时长超过间隔时长阈值，则判定对应分析对象表面放电，生成表面放电信号并将表面放电信号发送至局部放电管理单元；若实时运行分析对象表面电场强度与分析对象内部空间电场强度差值未超过电场强度差值阈值，且对应分析对象距最近灰尘清理时刻的间隔时长未超过间隔时长阈值，则判定对应分析对象表面未放电，生成表面未放电信号并将表面未放电信号发送至局部放电管理单元；采集到实时运行分析对象内电气零部件出现老化的时长以及分析对象内相邻电气零部件最短空间距离，并将实时运行分析对象内电气零部件出现老化的时长以及分析对象内相邻电气零部件最短空间距离分别与老化时长阈值和最短空间距离阈值进行比较：若实时运行分析对象内电气零部件出现老化的时长超过老化时长阈值，且分析对象内相邻电气零部件最短空间距离超过最短空间距离阈值，则判定对应分析对象内部放电，生成内部放电信号并将内部放电信号发送至服务器；若实时运行分析对象内电气零部件出现老化的时长未超过老化时长阈值，且分析对象内相邻电气零部件最短空间距离未超过最短空间距离阈值，则判定对应分析对象内部未放电，生成内部未放电信号并将内部未放电信号发送至服务器；采集到分析对象内接线端子周边电场强度增长速度以及分析对象内零部件表面金属的光滑度，并将分析对象内接线端子周边电场强度增长速度以及分析对象内零部件表面金属的光滑度分别强度增长速度阈值和表面金属光滑度阈值进行比较：若分析对象内接线端子周边电场强度增长速度超过强度增长速度阈值，且分析对
象内零部件表面金属的光滑度未超过表面金属光滑度阈值，则判定对应分析对象电晕放电，生成电晕放电信号并将电晕放电信号发送至服务器；若分析对象内接线端子周边电场强度增长速度未超过强度增长速度阈值，且分析对象内零部件表面金属的光滑度超过表面金属光滑度阈值，则判定对应分析对象不存在电晕放电，生成未电晕放电信号并将未电晕放电信号发送至服务器。
7.作为本发明的一种优选实施方式，局部放电管理单元若同时接收到表面未放电信号、内部未放电信号以及未电晕放电信号后，则判定对应分析对象未存在局放现象，生成未局放信号并将未局放信号发送至服务器；局部放电管理单元接收到表面放电信号或者内部放电信号或者电晕放电信号后生成检测方式分析信号并将检测方式分析信号发送至检测方式分析单元；检测方式分析的检测方式分析过程如下：将表面未放电信号、内部未放电信号以及未电晕放电信号统称为局放信号，将局放信号对应的开关柜标记为局放开关柜，采集到局放开关柜存在局放信号的时长以及局放开关柜平均运行电量，并将局放开关柜存在局放信号的时长以及局放开关柜平均运行电量分别与信号生成时长阈值和平均运行电力阈值进行比较：若局放开关柜存在局放信号的时长超过信号生成时长阈值，且局放开关柜平均运行电量超过平均运行电力阈值，则判定对应局放开关柜的局放检测为高风险检测，将高风险检测对象的局放开关柜匹配非电检测方式，并将非电检测方式和对应局放开关柜发送至局部放电管理单元；局放开关柜存在局放信号的时长未超过信号生成时长阈值，且局放开关柜平均运行电量未超过平均运行电力阈值，则判定对应局放开关柜的局放检测为低风险检测，将高风险检测对象的局放开关柜匹配电检测方式，并将电检测方式和对应局放开关柜发送至局部放电管理单元。
8.作为本发明的一种优选实施方式，历史温度分析单元的历史温度分析过程如下：设置历史分析时间段，且历史分析时间段不存在局放现象，并对历史分析时间段内开关柜运行温度进行分析，采集到历史分析时间段内开关柜出现故障时的运行温度，并将历史分析时间段内开关柜出现故障时运行温度中最低运行温度标记为运行上限温度值；采集到历史分析时间段内开关柜出现运行效率降低的时运行温度，并将历史分析时间段内开关柜出现运行效率降低时运行温中最高运行温度标记为运行下限温度值；通过运行上限温度值和运行下限温度值获取到对应开关柜的运行温度区间，并将运行温度区间发送至温升管理单元。
9.作为本发明的一种优选实施方式，实时温度监测单元的实时温度监测过程如下：对实时运行开关柜进行温度监测，采集到实时运行开关柜内部温度和外部环境温度，通过相邻时刻的开关柜内部温度和外部环境温度获取到开关柜内部温度上升速度和外部环境温度上升速度；当实时运行开关柜内温度处于运行温度区间时，若实时运行开关柜内部温度大于外部环境温度，且开关柜内部温度上升速度大于外部环境温度上升速度，则生成温升报警信号并将温升报警信号发送至温升管理单元；若实时运行开关柜内部温度大于外部环境温度，且开关柜内部温度上升速度未大于外部环境温度上升速度，或者实时运行开关柜内部温度未大于外部环境温度，且开关柜内部温度上升速度大于外部环境温度上升速度，则生
成温升预警信号并将温升预警信号发送至温升管理单元；若实时运行开关柜内部温度未大于外部环境温度，且开关柜内部温度上升速度未大于外部环境温度上升速度，则生成温升正常信号并将温升正常信号发送至温升管理单元；当实时运行开关柜内温度未处于运行温度区间，则直接生成温度故障信号并将温度故障信号发送至温升管理单元；温升管理单元接收到温度故障信号后，则立即暂停开关柜的运行并对开关柜进行散热维护；接收到温升报警信号后，则立即降低开关柜的工作量并对开关柜进行散热；接收到温升预警信号后，则立即对开关柜进行散热处理。
10.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明中，对开关柜的运行进行分析监测，通过开关柜的运行分析判断开关柜是否存在局放或者温升现象，从而提高了开关柜稳定运行的效率，同时也能够降低开关柜运行故障率，减少故障事故的风险；判断开关柜内是否存在局部放电，从而对开关柜的运行进行监测，预防因局部放电出现的故障，提高开关柜的运行效率，减少开关柜设备因局放产生的损耗，提高用电安全的同时保证了开关柜设备的使用寿命；对存在局放现象的开关柜的实时检测方式进行确定，从而确保检测人员的安全性，准确选取合适的检测方式，降低了检测过程中出现事故的风险，从而提高局放检测的效率以及及时性，减少局放对开关柜的效率影响；2、本发明中，对开关柜的历史运行温度进行分析监测，通过分析获取开关柜的温度区域，从而有效预防开关柜出现故障和降低效率的现象；对开关柜的实时温度进行分析监测，对开关柜实时运行进行温升监测，降低了开关柜的故障率，减少因温升过快导致电力事故的发生。
附图说明
11.为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
12.图1为本发明的原理框图。
具体实施方式
13.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
14.请参阅图1所示，一种用于开关柜的局放及温升在线监测系统，包括在线监测平台，在线监测平台内设置有服务器，服务器通讯连接有运行分析监测单元、局部放电管理单元以及温升管理单元；其中，局部放电管理单元通讯连接有放电类型分析单元和检测方式分析单元；温升管理单元通讯连接有历史温度分析单元和实时温度监测单元；在线监测平台用于对开关柜的局放和温升进行在线监测，服务器生成运行分析监测信号并将运行分析监测信号发送至运行分析监测单元，运行分析监测单元用于对开关柜的运行进行分析监测，通过开关柜的运行分析判断开关柜是否存在局放或者温升现象，从而提高了开关柜稳定运行的效率，同时也能够降低开关柜运行故障率，减少故障事故的风险，具体运行分析监测过程如下：
将开关柜标记为分析对象，采集到分析对象在配电过程中产生的电量损耗以及单次运行周期的缩短量，并将分析对象在配电过程中产生的电量损耗以及单次运行周期的缩短量分别与电量损耗阈值和周期缩短量阈值进行比较：若分析对象在配电过程中产生的电量损耗超过电量损耗阈值，且分析对象在配电过程中单次运行周期的缩短量超过周期缩短量阈值，则判定对应分析对象分析监测异常，生成监测异常信号并将监测异常信号发送至服务器；若分析对象在配电过程中产生的电量损耗未超过电量损耗阈值，且分析对象在配电过程中单次运行周期的缩短量未超过周期缩短量阈值，则判定对应分析对象分析监测正常，生成监测正常信号并将监测正常信号发送至服务器；服务器接收到监测异常信号后，生成局部放电管理信号和温升管理信号并将局部放电管理信号和温升管理信号分别发送至局部放电管理单元和温升管理单元；局部放电管理单元接收到局部放电管理信号后，生成放电类型分析信号并将放电类型分析信号发送至放电类型分析单元，放电类型分析单元用于对开关柜内的局部放电进行分析，判断开关柜内是否存在局部放电，从而对开关柜的运行进行监测，预防因局部放电出现的故障，提高开关柜的运行效率，减少开关柜设备因局放产生的损耗，提高用电安全的同时保证了开关柜设备的使用寿命，具体放电类型分析过程如下：对实时运行的分析对象进行监测，采集到实时运行分析对象表面电场强度与分析对象内部空间电场强度差值以及对应分析对象距最近灰尘清理时刻的间隔时长，并将实时运行分析对象表面电场强度与分析对象内部空间电场强度差值以及对应分析对象距最近灰尘清理时刻的间隔时长分别与电场强度差值阈值和间隔时长阈值进行比较：若实时运行分析对象表面电场强度与分析对象内部空间电场强度差值超过电场强度差值阈值，且对应分析对象距最近灰尘清理时刻的间隔时长超过间隔时长阈值，则判定对应分析对象表面放电，生成表面放电信号并将表面放电信号发送至局部放电管理单元；若实时运行分析对象表面电场强度与分析对象内部空间电场强度差值未超过电场强度差值阈值，且对应分析对象距最近灰尘清理时刻的间隔时长未超过间隔时长阈值，则判定对应分析对象表面未放电，生成表面未放电信号并将表面未放电信号发送至局部放电管理单元；在现有技术中由于绝缘介质表面因灰尘、污垢和水分等导致的在局部沿绝缘表面形成的高于绝缘介质内部电场的高电场，随着电荷的累积发生沿绝缘介质表面的放电故本技术通过电场强度差值和灰尘清理间隔时长来分析是否存在表面放电；采集到实时运行分析对象内电气零部件出现老化的时长以及分析对象内相邻电气零部件最短空间距离，并将实时运行分析对象内电气零部件出现老化的时长以及分析对象内相邻电气零部件最短空间距离分别与老化时长阈值和最短空间距离阈值进行比较：若实时运行分析对象内电气零部件出现老化的时长超过老化时长阈值，且分析对象内相邻电气零部件最短空间距离超过最短空间距离阈值，则判定对应分析对象内部放电，生成内部放电信号并将内部放电信号发送至服务器；若实时运行分析对象内电气零部件出现老化的时长未超过老化时长阈值，且分析对象内相邻电气零部件最短空间距离未超过最短空间距离阈值，则判定对应分析对象内部未放电，生成内部未放电信号并将内部未放电信号发送至服务器；采集到分析对象内接线端子周边电场强度增长速度以及分析对象内零部件表面
金属的光滑度，并将分析对象内接线端子周边电场强度增长速度以及分析对象内零部件表面金属的光滑度分别强度增长速度阈值和表面金属光滑度阈值进行比较：若分析对象内接线端子周边电场强度增长速度超过强度增长速度阈值，且分析对象内零部件表面金属的光滑度未超过表面金属光滑度阈值，则判定对应分析对象电晕放电，生成电晕放电信号并将电晕放电信号发送至服务器；若分析对象内接线端子周边电场强度增长速度未超过强度增长速度阈值，且分析对象内零部件表面金属的光滑度超过表面金属光滑度阈值，则判定对应分析对象不存在电晕放电，生成未电晕放电信号并将未电晕放电信号发送至服务器；电晕放电指带电导体表面在气体介质中发生的局部放电，为公开的现有技术；局部放电管理单元若同时接收到表面未放电信号、内部未放电信号以及未电晕放电信号后，则判定对应分析对象未存在局放现象，生成未局放信号并将未局放信号发送至服务器；局部放电管理单元接收到表面放电信号或者内部放电信号或者电晕放电信号后生成检测方式分析信号并将检测方式分析信号发送至检测方式分析单元；检测方式分析单元用于对存在局放现象的开关柜的实时检测方式进行确定，从而确保检测人员的安全性，准确选取合适的检测方式，降低了检测过程中出现事故的风险，从而提高局放检测的效率以及及时性，减少局放对开关柜的效率影响，具体检测方式分析过程如下：将表面未放电信号、内部未放电信号以及未电晕放电信号统称为局放信号，将局放信号对应的开关柜标记为局放开关柜，采集到局放开关柜存在局放信号的时长以及局放开关柜平均运行电量，并将局放开关柜存在局放信号的时长以及局放开关柜平均运行电量分别与信号生成时长阈值和平均运行电力阈值进行比较：若局放开关柜存在局放信号的时长超过信号生成时长阈值，且局放开关柜平均运行电量超过平均运行电力阈值，则判定对应局放开关柜的局放检测为高风险检测，将高风险检测对象的局放开关柜匹配非电检测方式，并将非电检测方式和对应局放开关柜发送至局部放电管理单元；局放开关柜存在局放信号的时长未超过信号生成时长阈值，且局放开关柜平均运行电量未超过平均运行电力阈值，则判定对应局放开关柜的局放检测为低风险检测，将高风险检测对象的局放开关柜匹配电检测方式，并将电检测方式和对应局放开关柜发送至局部放电管理单元；非电检测方式在电量大且局放时间长的情况下使用，保证检测人员的安全性同时能够精准检测出局放数据，电检测方式在电量小且局放时间短的情况下使用，能够避免电量小导致检测准确性降低的问题，同时也能够降低检测时长，非电检测方式包括超声检测法和化学检测法等检测方式，为公开已知的现有技术，电检测方式包括脉冲电流法和特高频检测法等检测方式，为公开已知的现有技术；本技术中非电检测方式和电检测方式对应具体检测方法以实际检测成本以及便捷性为标准比较选择；温升管理单元接收到温升管理信号后，生成历史温度分析信号并将历史温度分析信号发送至历史温度分析单元，历史温度分析单元用于对开关柜的历史运行温度进行分析监测，通过分析获取开关柜的温度区域，从而有效预防开关柜出现故障和降低效率的现象，具体历史温度分析过程如下：设置历史分析时间段，且历史分析时间段不存在局放现象，并对历史分析时间段内开关柜运行温度进行分析，采集到历史分析时间段内开关柜出现故障时的运行温度，并
将历史分析时间段内开关柜出现故障时运行温度中最低运行温度标记为运行上限温度值；采集到历史分析时间段内开关柜出现运行效率降低的时运行温度，并将历史分析时间段内开关柜出现运行效率降低时运行温中最高运行温度标记为运行下限温度值；运行效率降低表现为单一指令运行反应时长增加或者配电量误差值增加等现象；通过运行上限温度值和运行下限温度值获取到对应开关柜的运行温度区间，并将运行温度区间发送至温升管理单元；温升管理单元接收到运行温度区间活，生成实时温度监测信号并将实时温度监测信号发送至实时温度监测单元，实时温度监测单元用于对开关柜的实时温度进行分析监测，对开关柜实时运行进行温升监测，降低了开关柜的故障率，减少因温升过快导致电力事故的发生，具体实时温度监测过程如下：对实时运行开关柜进行温度监测，采集到实时运行开关柜内部温度和外部环境温度，通过相邻时刻的开关柜内部温度和外部环境温度获取到开关柜内部温度上升速度和外部环境温度上升速度；当实时运行开关柜内温度处于运行温度区间时，若实时运行开关柜内部温度大于外部环境温度，且开关柜内部温度上升速度大于外部环境温度上升速度，则生成温升报警信号并将温升报警信号发送至温升管理单元；若实时运行开关柜内部温度大于外部环境温度，且开关柜内部温度上升速度未大于外部环境温度上升速度，或者实时运行开关柜内部温度未大于外部环境温度，且开关柜内部温度上升速度大于外部环境温度上升速度，则生成温升预警信号并将温升预警信号发送至温升管理单元；若实时运行开关柜内部温度未大于外部环境温度，且开关柜内部温度上升速度未大于外部环境温度上升速度，则生成温升正常信号并将温升正常信号发送至温升管理单元；当实时运行开关柜内温度未处于运行温度区间，则直接生成温度故障信号并将温度故障信号发送至温升管理单元；温升管理单元接收到温度故障信号后，则立即暂停开关柜的运行并对开关柜进行散热维护；接收到温升报警信号后，则立即降低开关柜的工作量并对开关柜进行散热；接收到温升预警信号后，则立即对开关柜进行散热处理。
15.本发明在使用时，在线监测平台用于对开关柜的局放和温升进行在线监测，通过运行分析监测单元用于对开关柜的运行进行分析监测，通过分析生成监测异常信号并将监测异常信号发送至服务器，服务器接收到监测异常信号后，生成局部放电管理信号和温升管理信号并将局部放电管理信号和温升管理信号分别发送至局部放电管理单元和温升管理单元；通过放电类型分析单元对开关柜内的局部放电进行分析；通过检测方式分析单元对存在局放现象的开关柜的实时检测方式进行确定；温升管理单元接收到温升管理信号后，生成历史温度分析信号并将历史温度分析信号发送至历史温度分析单元，通过历史温度分析单元对开关柜的历史运行温度进行分析监测；通过实时温度监测单元对开关柜的实时温度进行分析监测。
16.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权
利要求书及其全部范围和等效物的限制。