屏蔽罩静电荷灭弧室真空度检测方法及其装置制造方法及图纸

屏蔽罩静电荷灭弧室真空度检测方法及其装置属于检测领域。方法是利用屏蔽罩上积聚的静电荷数量，来判断灭弧室的真空度优劣，用本发明专利技术装置将屏蔽罩上的静电荷产生的直流电场从工频交流电场中提取出来，通过测量直流电场的大小得出屏蔽罩上的静电荷数值。装置由一个旋转式电场探头及配套电路组成，电场探头设置于开关柜的接地机壳上，配套电路设置于开关柜外，电场探头与配套电路通过电缆连接。本发明专利技术方法通过检测屏蔽罩上的静电荷间接获取真空灭弧室的真空度，装置结构简单、使用方便、测量灵敏度高、不影响灭弧室和断路器的绝缘性能，配合计算机采集系统，可方便地应用于真空灭弧室的真空度在线检测。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种真空度检测方法及其装置，特别是一种屏蔽罩静电荷灭弧室真空度检测方法及其装置，属于检测领域。
技术介绍
在国内，运行中的真空开关由于其灭弧室真空度劣化而引起的事故时有发生，目前国内外急需一种有效的真空开关灭弧室真空度检测方法及其装置。经对现有技术的检索，发现专利申请号为01109050.2，名称为放电型真空灭弧室真空度在线检测方法。该专利申请自述该专利技术涉及真空断路器在线检测和故障诊断
，其主要特征是在真空灭弧室内，在具有一定电场强度的位置处，设置由浮电位体构成的放电间隙，当真空灭弧室处在正常范围的运行电压和真空度时，放电间隙不放电；而当真空灭弧室的真空度降低，导致绝缘强度降低时，放电间隙放电；通过探测放电间隙的放电情况，在线检测真空灭弧室的真空度。本专利技术其结构和实现简单，能够进行在线检测。又发现专利申请号为00128175.5，名称为真空断路器真空度超声检测方法及其装置。该专利申请自述该专利技术公开了一种真空断路器真空度超声检测方法及其装置，利用真空断路器发生放电时所产生的声波现象，通过检测声波强度而间接获取其真空度的大小。本检测装置由压电传感器和检测仪器组成并相互电连接，而压电传感器与真空断路器的外壳保持紧接触。由于不改变真空断路器结构，与真空断路器无电接触，所以检测安全可靠、实用性和通用性好，有着广阔的应用前景。但现有技术中放电型在线检测的方法，其缺陷在于改变真空灭弧室的结构；现有技术中超声检测的方法，其缺陷在于压电传感器与真空断路器的外壳保持紧接触，这会影响到真空灭弧室的外绝缘性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种屏蔽罩静电荷灭弧室真空度检测方法及其装置，使其不改变真空灭弧室的结构，判断灭弧室的真空度优劣，本专利技术装置结构简单，使用安全方便，测量灵敏度高，不影响灭弧室和断路器的绝缘性能。本专利技术是通过以下技术方案来实现的，本专利技术的方法具体如下利用屏蔽罩上积聚的静电荷数量，来判断灭弧室的真空度优劣。当真空灭弧室处在正常范围的运行电压和真空度时，灭弧室的屏蔽罩上静电荷很小；而当真空灭弧室的真空度降低，导致绝缘强度降低时，触头与屏蔽罩间会发生局部放电，使灭弧室的屏蔽罩上带有一定量的静电荷，将屏蔽罩上的静电荷产生的直流电场从工频交流电场中提取出来，这样就可以通过测量直流电场的大小得出屏蔽罩上的静电荷数值。从工频交流电场中提取直流电场的方法将一金属片置于外电场E中，其上会感应电荷，再利用一接地的屏蔽电极周期性地覆盖在金属片上，使金属片上暴露于电场中的面积S做周期性地变化，金属片上的感应电荷ε0ES也会呈周期性地变化。在感应电荷ε0ES中，变化的面积S就相当载波，外电场E就相当于调制。因为S为已知信号，通过解调就可以将E从ε0ES中分离出来。最后，通过对E进行直流滤波提取其直流信号。本专利技术装置由一个旋转式电场探头及其配套电路组成，电场探头设置于开关柜的接地机壳上，配套电路设置于开关柜外，电场探头与配套电路之间通过一8芯的电缆连接，电场探头的位置与灭弧室屏蔽罩的中部位置等高，正面面对屏蔽罩，距离灭弧室外壁约125mm，这样，在不改变灭弧室和断路器绝缘结构以及在带电的前提下，无论断路器处在关合或分断状态，都可以探测到屏蔽罩上的静电荷数值，从而灵敏地监测出真空度的劣化。电场探头包括发光管、光电池、无刷直流微电机、前置放大电路、动片、定片、绝缘架、接地引线、信号线、探头外壳、探头后端盖、接线板、绝缘环、电机架，其连接方式为动片与无刷直流微电机的轴相连，并通过微电机的轴及上下端盖和探头外壳良好接触，定片由绝缘架支持，固定在电机架上，从定片上引出的信号线接到接线板上，接线板上有前置放大电路，它由绝缘环支持，由探头后端盖压紧固定，发光管、光电池、接地引线连接在接线板上，所有连接线再通过电缆连接到配套电路上。前置放大电路由前置放大器和取样电阻组成，取样电阻跨接与放大器的输入端与输出端之间。电场探头由两层铂镆合金屏蔽，由内穿电缆的螺拴设置于真空开关的接地外壳上。动片和定片的表面均匀分布着12个孔洞，每个孔洞的形状和大小都一样。配套电路包括1.8kHz带通滤波器、放大移相器、相敏检波器、50Hz带通滤波器、直流滤波器，其连接方式为1.8kHz带通滤波器连接相敏检波器的输入端，放大移相器连接到相敏检波器的输入端，相敏检波器的输出端连接到50Hz带通滤波器滤波器和直流滤波器。旋转式电场探头动片与微电机的轴相连，以9000rpm的高速旋转。当动片的孔洞和定片的孔洞完全重合时，对于定片来说，外电场E被完全屏蔽，其感应电荷为0；当动片再旋转过15°时，定片上会有最大的面积暴露于外电场E中，其感应电荷量为Qmax；当动片旋转过的角度介于0～15°之间时，动片和定片的孔洞不完全重合，定片上会有部分面积S暴露于外电场E中，其感应电荷量ε0ES的数值介于0和Qmax之间。当动片持续旋转时，定片上的感应电荷量为ε0ES，它是E对载波信号S的调制。将该感应电荷ε0ES经前置放大电路放大、1.8kHz带通滤波器滤波后输入相敏检波器，同时，从发光管-光电池获取1.8kHz的参考信号，经过放大移相器后也输入相敏检波器，这样，经过相敏检波后，就可以将电场信号E从ε0ES中还原出来。再将还原后的电场信号E使用50Hz带通滤波器滤波，可获得工频交流电场信号，使用直流滤波器滤波，可获得直流电场信号。本专利技术具有实质性特点和显著进步，本专利技术方法通过检测屏蔽罩上的静电荷间接获取真空灭弧室的真空度，本专利技术电场测量装置在不改变灭弧室和断路器绝缘结构以及在带电的前提下，无论断路器处在关合或分断状态，都可以探测到屏蔽罩上的静电荷数值，从而灵敏地监测出真空度的劣化。它的结构简单、使用方便、测量灵敏度高、不影响灭弧室和断路器的绝缘性能，配合计算机采集系统，可方便地应用于真空灭弧室的真空度在线检测。附图说明图1本专利技术方法的原理示意2本专利技术装置的结构示意3旋转式电场仪探头定片与动片结构示意4旋转式电场仪探头结构示意图具体实施方式如图1、图2、图3和图4所示，本专利技术装置由一个旋转式电场探头1及其配套电路2组成，电场探头设置于开关柜的接地机壳3上，配套电路设置于开关柜外，电场探头与配套电路之间通过一8芯的电缆连接，电场探头的位置与灭弧室4屏蔽罩5的中部位置等高，正面面对屏蔽罩，距离灭弧室外壁125mm，该装置与计算机数据采集系统6配合，可方便地应用于真空灭弧室的真空度在线检测。电场探头1包括发光管7、光电池8、无刷直流微电机9、前置放大电路10、动片11、定片12、绝缘架18、接地引线19、信号线20、探头外壳22、探头后端盖26、接线板27、绝缘环29、电机架30，其连接方式为动片11与无刷直流微电机9的轴相连，并通过微电机9的轴及上下端盖和探头外壳22良好接触，定片12由绝缘架18支持，固定在电机架30上，从定片12上引出的信号线20接到接线板27上，接线板27上有前置放大电路10，它由绝缘环29支持，由探头后端盖26压紧固定，发光管7、光电池8、接地引线19连接在接线板27上，所有连接线再通过电缆25连接到配套电路2上。电场探头1由两层铂镆合金21屏蔽，由内穿电缆25的螺拴24设置于真空开关的接地外壳上。前置放大电路10由前本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种屏蔽罩静电荷灭弧室真空度检测方法，其特征在于：利用屏蔽罩上积聚的静电荷数量来判断灭弧室的真空度优劣，当真空灭弧室处在正常范围的运行电压和真空度时，灭弧室的屏蔽罩上静电荷很小，而当真空灭弧室的真空度降低，绝缘强度随之降低时，触头与屏蔽罩间发生局部放电，灭弧室的屏蔽罩上则带有静电荷，将屏蔽罩上的静电荷产生的直流电场从工频交流电场中提取出来，通过测量直流电场的大小得出屏蔽罩上的静电荷数值。

【技术特征摘要】
1.一种屏蔽罩静电荷灭弧室真空度检测方法，其特征在于利用屏蔽罩上积聚的静电荷数量来判断灭弧室的真空度优劣，当真空灭弧室处在正常范围的运行电压和真空度时，灭弧室的屏蔽罩上静电荷很小，而当真空灭弧室的真空度降低，绝缘强度随之降低时，触头与屏蔽罩间发生局部放电，灭弧室的屏蔽罩上则带有静电荷，将屏蔽罩上的静电荷产生的直流电场从工频交流电场中提取出来，通过测量直流电场的大小得出屏蔽罩上的静电荷数值。2.根据权利要求1所述的这种屏蔽罩静电荷灭弧室真空度检测方法，其特征是从工频交流电场中提取直流电场方法将一金属片置于外电场E中，其上感应电荷，再利用一接地的屏蔽电极周期性地覆盖在金属片上，金属片上暴露于电场中的面积S做周期性地变化，金属片上的感应电荷ε0ES也呈周期性地变化，在感应电荷ε0ES中，变化的面积S相当载波，外电场E相当调制，S为已知信号，通过解调将E从ε0ES中分离出来，最后，通过对E进行直流滤波提取其直流信号。3.一种屏蔽罩静电荷灭弧室真空度检测装置，其特征在于由一个旋转式电场探头(1)及其配套电路(2)组成，电场探头设置于开关柜的接地机壳上，距离灭弧室外壁125mm。4.根据权利要求3所述的这种屏蔽罩静电荷灭弧室真空度检测装置，其特征是电场探头(1)包括发光管(7)、光电池(8)、无刷直流微电机(9)、前置放大电路(10)、动片(11)、定片(12)、绝缘架(18)、接地引线(19)、信号线(20)、探头外壳(22)、探头后端盖(26)...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵子玉，江秀臣，韩振东，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]