基于AVR真空断路器灭弧室真空度在线监测装置-论文.pdf

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1、第33卷第2期电工电能新技术Vo1．33．NO．22014年2月AdvancedTechnologyofElectricalEngineeringandEnergyFeb．2014基于AVR真空断路器灭弧室真空度在线监测装置孙熠，张阔，仇英辉(华北电力大学电气工程学院，北京102206)摘要：真空开关内部气体压强是决定其电气性能的主要因素，真空灭弧室压强减小将降低真空开关耐受系统电压的能力。本文提出了一种基于AVR单片机在线监测真空灭弧室真空度的设计和实现方案，处理器NVR芯片利用片内资源简化了设计的复杂性，增强了整个系统的电磁兼容性。采用高阶数字滤波器分离传感器信号中的工频信号和

2、高频信号，通过三相不对称算法、趋势判断法、高次谐波法综合诊断真空灭弧室内的真空度，提高了在线监测的灵敏度和可靠性。RS485接口可方便与计算机连接，通信距离较长，抗干扰能力强，具有很强的实用性。关键词：真空度；真空灭弧室；在线监测；数字信号处理；数字滤波器中图分类号：TM561．5文献标识码：A文章编号：1003．3076(2014)02-0076．05从零点升至某一值时，带电触头和屏蔽罩之间的等1引言值电容发生放电，该局部放电信号可通过位于屏蔽真空断路器在电力系统中具有保护和控制双重罩与接地箱之间的两个局部放电探头进行在线监功能，是电力系统一次设备中维护工作量最大的设测。这种监测

3、方法的主要问题是其测量的灵备之一。据相关资料证实，开关的维修费用占用变敏度有待于进一步验证。电站总维修费用的50％以上，而且大部分用于断路结合国内外对真空度在线监测的研究成果，文器的定期检修上。真空断路器的主要性能参数献[8]研究了真空断路器屏蔽罩的电位与灭弧室内是真空度，真空度的优劣直接影响到真空开关的寿真空度关系，本文通过测量屏蔽罩的电位相对正常命，使用期间的耐压水平和开断能力。目前，真空开值和其他两相电位的变化，从而抵消了由于环境变关在我国中低压领域得到了广泛的应用，灭弧室的化带来的测量误差，利用高阶数字滤波器提取工频真空度在线监测已成为工程领域的一个热门话题。信号和高次谐波

4、。采用Atmel公司集成AD采集模真空断路器真空度的测试方法从大的方面说，块AVR单片机，实现了数据采集、数据分析、报警和包括离线检测和在线检测两大类。离线检测的方法通信等功能，实现了真空度的在线监测低成本、高灵较多，而且发展相对成熟，磁控放电法是其中一种重敏度。复性较好、灵敏度高的定量测量方法一。除了磁2真空度在线监测原理控放电法，还包括工频耐压法、吸气挤膜法、德斯拉线圈法等。在线检测由于要在不改动开关主体结构灭弧室内真空度正常时，仅需几百伏的电压就及运行状态的前提下，随时监测真空度的变化，目前可维持带电触头与中间屏蔽罩之间由场致发射引起国内外还无法实现真空度的直接测量。用于真空

5、度的电子电流。屏蔽罩积累的负电荷使其负电压电位的间接测量方法有耦合电容方法和电光变化方几乎能达到电极电压峰值；真空断路器灭弧室真空法。耦合电容法是根据局部放电测量原理提出度劣化时，灭弧室内气体密度变大，场致发射电子被来的，若被测真空灭弧室的带电触头至中间屏蔽罩气体分子吸附后成为负离子。由于负离子质量大，的耐压强度由于真空度降低而下降，则当工频电压漂移速度慢，使得上述电子电流减小，屏蔽罩电位降收稿日期：2012-05—16作者简介：孙熠(1988-)，女，山东籍，硕士研究生，研究方向：电力通信及电力设备状态检测；仇英辉(1976-)，男，河北籍，副教授，博士，研究方向：电力通信。第2

6、期孙熠，等：基于AVR真空断路器灭弧室真空度在线监测装置77低。灭弧室真空度持续劣化时，金属导杆和触头看门狗定时器，极大地简化了硬件结构，提高了整个与屏蔽罩之间产生了局部放电，最后发展成电晕现系统的可靠性。监测系统能够同时监测多套开关象。此时屏蔽罩上的电位增加，同时伴有高次谐波柜，最高达到256套。计算机可实时观察到各个检信号。检测方法就是通过监测屏蔽罩上交流电测节点的动作情况，一旦有节点丢失可马上报警，保位来判断真空度的变化情况，只是受现场工频干扰证了系统的可靠性。的影响较大，本文通过数字滤波器提取工频信号和3．1监测系统的基本组成高频信号，消除周围噪声干扰。监测系统包括智能监测

7、单元、485网络通信单搭建一套模拟真空断路器运行环境和控制真空元、计算机等设备。每个开关柜需配备一个智能监度实验系统，设计一个简单实用的电场传感器，传感测单元、三个传感器监测A、B、C三相真空开关。其器外壳是由绝缘材料制成并且呈柱状接口，不会改中智能监测单元实现传感器数据采集、处理、故障识变屏蔽罩和接地网之间的电场分布，其整体电气隔别诊断等功能，通过485总线方式上传数据到计算离特性和良好的绝缘性能满足在线监测系统可靠性机。与安全性，并且对真空断路器的工作性能无任何影