[电缆]控制柜中绝缘降解气体检测方法的探讨

　　气动配电柜是智能配电网必不可少的设备，其安全稳定的运行是配电网稳定的重要保证。了进一步提高配电柜绝缘故障的检测和分析能力，提出了一种基于配电柜内部绝缘故障特征的气体成分检测方法。柜设备缺乏绝缘的研究方法通过监测设备局部放电产生的成分和气体含量，通过分析设备的内部放电并发现设备的绝缘状态，为检测提供了新思路。气设备缺乏绝缘。配电设备的安全性和可靠性对于确保整个电气系统的正常运行至关重要。动控制柜由隔离开关，断路器，保护装置等组成。系统出现故障时，可以通过断开开关断开断开的设备，以保护设备和操作员的安全。
　　此，开关设备在电力系统中起着非常重要的作用[1-2]。制造，运输，安装和使用过程中，由于各种不可避免的因素，设备中可能会发生各种绝缘故障。如，在制造过程中，导体本身可能会形成金属毛刺，零件可能会在运输过程中松动或接触性能可能下降，并且维护过程可能会导致形成金属颗粒腔中的残留物。种绝缘故障很可能在配电盘的操作中引起电场畸变并引起局部放电（PD）[3]。果不能及时发现开关设备内部的绝缘故障，则可能损坏绝缘并导致安全事故，从而造成巨大的经济损失和负面的社会影响。设备发生局部放电时，通常会产生电磁，声，热和光信号；当能量导致绝缘气体或固体材料分解时，会发生某些化学反应而产生气体或气体。体产品。
　　冲电流方法易于使用，并允许低频定量检测PD信号。是一种国际认可的方法，但不适用于在线监视。UHF方法是通过在外壳内外安装高频传感器来检测由PD电流脉冲激发的电磁波信号，该传感器具有高灵敏度和高抗干扰能力。但功率校准问题尚未解决。地瞬态电压法通过检测瞬态电压来监视PD信号，但是抗干扰能力差，因为瞬态地对地电压是唯一标准，传感结构的可靠性是所以不是很高。
　　声检测方法通过提取传播时间差来计算PD源的位置。应用是灵活的，但是超声信号的扭转反射会导致波形信号明显失真，电缆并对实际操作人员提出了很高的要求。高压设备具有部分放电时，电子的碰撞会引起介电介质的化学反应，从而产生某些特定的气态成分。缘介质分解产生的气体成分，浓度和流量的特性与局部条件有关，气体的分解特性可能反映机柜的绝缘状态。气分配柜中的空气是21％O2、78％N2和少量CO2的混合物。电或过热会导致混合气体发生化学反应，形成含氮和诸如CO和CO2之类气体的化合物[4]。同类型的绝缘缺陷会导致PD特性和气体在其作用下的分解特性发生显着差异，从而可以捕获气体的分解成分的特性以及放电量的变化，以及表明阵列内部绝缘缺陷类型的性质和特征。
　　本文中，通过监视设备局部放电产生的气体成分，根据放电组件的特性分析了设备的内部放电，并反转了设备的绝缘状态。[5-6]。于混合气体的不同成分在高频电磁场的作用下具有不同的电离度，因此测得的电离可反映气体含量，目前，通常使用压力来表征电离度。是，该技术受测试环境温度的强烈影响，硬件制造水平很高，不适合现场监控。于不同的气体对红外线的能量吸收特性不同，因此可以使用红外成分分析气态成分。
　　是，有必要根据特定的气体开发相应的红外传感器，并设置标准的气室，材料成本高，电缆现场应用的可行性低。化学传感器可以通过与被测气体反应并产生与气体浓度成正比的电信号来检测气体，对二氧化硫，硫化氢，臭氧，等等在本文中，电化学检测技术用于测量。化学气体传感器利用电解池的原理，通过氧化或还原反应将空气中的某些化学气体转化为相应的电信号，通过检测其大小可以得到相应的气体浓度。信号。电极和电解液之间的界面保持恒定电位时，流过外部电路的电流通过氧化或直接还原气体而用作传感器的输出信号。态物质（溶解在电解液中的离子）被施加到离子电极，并且所产生的电动势被用作传感器的输出信号。气体与电解质溶液反应产生的电解电流用作传感器的输出信号。
　　替电解质溶液，诸如有机电解质，有机凝胶电解质，固体电解质和固体聚合物电解质的其他材料被用作传感器材料。本文中，使用了恒电位电解气体传感器，特定气体的特定氧化还原电位决定了调节电位，该电位与电极材料和电解质类型有关。式表明，电解电流与所测气体浓度成正比，并且所测气体的体积分数和质量浓度可以根据气体电解过程中产生的电流来计算。置绝缘降解气体检测系统主要由探针模块，接线模块，数据采集模块，处理模块组成数据，外围电路和主机[8]，如图1所示。针模块用于测量气态成分的浓度，并通过电势变化来测量反应气体成分的浓度。从而实现对电量的测量。线模块用于将电信号从测量模块发送到下一个电路进行处理。指示布线是否与电势紧密相关（瞬时变化的电信号覆盖了所需信号），并且还影响了数据收集点。系统应具有很高的可靠性。据采集​​模块采用基于CPLD的用户可编程逻辑门阵列，能够对多个开关柜进行实时气体浓度分析，并且响应速度比其他采集和单片机处理模块。据处理模块使用数据采集板完成信号的采集和处理：处理速度快，内存大，存储容量大，功耗低，接收和响应的计算机控制命令优越。位机用于分析和显示工作台内部的气体成分，以执行人机交互。查系统的特定工作流程：在自动加电时进行测试，以确保正常运行后组件能够启动。主机控制的区域选择要进行测量的区域，探头模块开始工作，通过氧化还原反应将气体浓度转换为微弱的电信号。滤，分析和单芯片处理用于计算各种气体浓度和其他相关信息。传输到主机。位机分析不同绝缘模型下的气体扩散模型和气体浓度，并显示局部放电和特定局部放电的结果。程序流程图如图2所示。主要包括：系统初始化，数据采集，数据处理，数据显示，数据接收和发送以及数据传输。

　　警模块。程序执行过程如下：系统上电或复位后，初始设置内部CPU和每个CPU的设备操作，完成系统时钟配置，以及I / O端口和A / D转换接口适当的事件处理程序的初始配置，定时器中断配置，串行通信配置以及各个变量的初始值。旦系统初始化，就开始AD转换，然后芯片微型计算机的ADC模数转换器单元开始分析和处理由信号处理单元测量的电压信号（处理信号）。量探头收集到的信号）以获得诸如CO，CO2，NO2等气体一旦显示浓度值并将其发送到主机，MCU还将从串行端口获取CO2浓度值，并在处理后显示该值并将其发送到主机。到主机发送的警报命令后，MCU将发出相应的警报。时，微控制器必须复位或重新启动才能继续运行。
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