阅读说明：本技术 有载分接开关中真空管真空度监测装置方法和监测方法 (Vacuum tube vacuum-degree monitoring device method and monitoring method in load ratio bridging switch ) 是由 李岩 李锁义 穆全儒 于 2019-10-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种嵌入式有载分接开关中真空管真空度在线监测方法和装置,装置包括依次级联的感应线圈、信号放大器、滤波器、控制器,控制器用于控制电动机构；控制器通过判定电流波形变化对真空管真空度进行判断,发现电流异常后将停止电动机构,终止有载分接开关的动作。方法包括通过电流波形的变化对真空管真空度的监测的步骤。本发明利适用于各种真空管真空度的监测,它将感应线圈以及引出线全部内置于开关绝缘筒壁内部,不影响开关本体结构以及开关内部的电磁场和温度场,同时绝缘筒壁也可以保护感应线圈和引出线。(The invention discloses vacuum tube vacuum-degree on-line monitoring method and device in a kind of implanted on-load tap changer, device includes that successively cascade induction coil, signal amplifier, filter, controller, controller are used to control motor drive mechanism；Controller judges vacuum tube vacuum-degree by the variation of Cutoff current waveform, will stop motor drive mechanism after finding current anomaly, and terminate the movement of load ratio bridging switch.Method includes the steps that the monitoring by the variation of current waveform to vacuum tube vacuum-degree.Benefit of the invention is suitable for the monitoring of various vacuum tube vacuum-degrees; induction coil and lead-out wire are all built in switch insulation wall inner portion by it; electromagnetic field and the temperature field of Switch main body structure and switch internal are not influenced, while the barrel that insulate also can protect induction coil and lead-out wire.)

有载分接开关中真空管真空度监测装置方法和监测方法

技术领域

本发明涉及一种真空度监测装置和监测方法，尤其涉及一种有载分接开关中真空管真空度监测装置和监测方法，属于电力设备故障的在线监测和预警技术领域。

背景技术

有载分接开关是电力系统必须的设备，可实现不切断负荷的条件下调节电压，传统有载分接开关均为机械式触头。而利用真空管的有载分接开关，其电弧的通、断发生在真空管中，由于真空触头具有开断能力强，燃弧时间短，弧压低，触头寿命长，不污染绝缘油等优势。采用真空管的真空有载分接开关逐渐替代传统机械触头开关。

真空管是的真空度是保证其正常工作的前提，当真空度低于1.33×10-5时，需要更换真空管。真空度检测的一般方法是拆下真空管，在触头两端施加电压，通过测量离子电流来判断室内真空度。这种方法需要拆解开关，耗时费力。

目前真空有载分接开关中的真空管外壳有的为非透明的绝缘材料例如陶瓷，因此其无法使用中国专利CN105355506A公布的“一种无损检测真空管真空度的装置”、CN105513888A公布的“一种激光法光程差无损检测真空管真空度的方法”、CN105509959A公布的“一种激光法无损检测真空管真空度的方法”来对其真空度进行检测。

CN107170639A公布的“真空有载分接开关中的真空管真空度在线检测方法和装置”通过检测开关在切换时是否会有弧光来检测真空管的真空度是否正常。该方案需要在开关中静触头附近安装光传感元件以及后续的引出光纤，这些元器件放置在强电磁场的开关内部，将影响开关内部电磁场分布和温度场分布，在实现检测功能的同时可能会给开关运行带来风险，这种开放布置的方式也可能使传感器本身受到环境的影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种有载分接开关中真空管真空度监测装置和监测方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

技术方案一：一种有载分接开关中真空管真空度监测装置，包括依次级联的感应线圈、信号放大器、滤波器、控制器，感应线圈内嵌于绝缘筒内，环绕静触头放置，用于感应流过静触头的电流；控制器通过判定滤波器输出的电流波形变化对真空管真空度进行判断，在电流异常时停止电动机构，终止有载分接开关的动作。

进一步，信号放大器、滤波器和控制器放置在集成箱内，集成箱置于开关顶部。

技术方案二：一种有载分接开关中真空管真空度监测方法，包括通过检测电流波形的变化来对真空管真空度的监测的步骤，判断电流波形异常的步骤如下：

步骤1：记录开关动作过程的电流波形x，记录时长固定；

步骤2：记录与电流波形x同样时长的开关动作过程的电流波形y；

步骤3：计算电流波形x和电流波形y的归一化互相关系数，式中N为波形点数：

步骤4：电流波形x和电流波形y的归一化互相关系数大于预设的判定阈值，真空管正常，否则真空管异常。

采用上述技术方案所取得的技术效果在于：

1、本发明利用绕制在静触头周围的感应线圈对开关切换时的电流进行测量，通过电流波形的变化实现对真空管真空度的在线监测，适用于各种真空管真空度的监测。

2、本发明将感应线圈以及引出线全部内置于开关绝缘筒壁内部，不影响开关本体结构以及开关内部的电磁场和温度场，同时绝缘筒壁也可以保护感应线圈和引出线。

附图说明

下面结合附图和

具体实施方式

对本发明作进一步详细的说明。

图1是有载分接开关的电路原理图；

图2是本发明实施例1的感应线圈连接示意图；

图3是本发明实施例1的原理框图；

图4是本发明实施例1的电路原理图。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示，一种有载分接开关中真空管真空度监测装置，包括依次级联的感应线圈、信号放大器、滤波器、控制器，感应线圈内嵌于绝缘筒内，环绕静触头放置，用于感应流过静触头的电流；控制器通过判定滤波器输出的电流波形变化对真空管真空度进行判断，在电流异常时停止电动机构，终止有载分接开关的动作。

进一步，信号放大器、滤波器和控制器放置在集成箱内，集成箱置于开关顶部。

如图1所示，有载分接开关包括绝缘筒、静触头、主真空管MSV、主触头MTS、辅真空管TTV、辅触头TTS、过渡电阻R，静触头设置在绝缘筒侧壁上；感应线圈内嵌于绝缘筒内，绕置于静触头周围，感应流过静触头的电流。开关动作时序图如图4所示，图中展示的是开关从高档位(n+1档)向低档位(n)变化一次的全过程。MSV代表主真空管，MTS代表主触头，TTV代表辅真空管，TTS代表辅触头，R为过渡电阻。主真空管MSV和辅真空管TTV负责灭弧，主触头MTS和辅触头TTS则保证电流一直流通。图4中箭头方向表示电流流向，在整个过程中负荷不切断。需要说明的是，当主、辅回路都连通的时候，电流主要流过主回路，如过程1、5、9。在过程5中，由于级电压的存在，主辅回路之间有环流。

如上所述，如果真空管真空度下降，则真空管在切断电弧时流过的电流波形将产生变化，测量的各次开关动作过程的电流波形相关系数降低，例如当MSV真空度降低，则在图4中过程2和过程5电流将与正常情况下不同，这种变化可以通过感应线圈检测出来。进而实现对真空管真空度的监测。

本发明将利用绕制在静触头周围的感应线圈对开关切换时的电流进行测量，通过电流波形的变化实现对真空管真空度的在线监测，本发明的优势在于将感应线圈以及引出线全部内置于开关绝缘筒壁内部，由于绝缘筒壁主要起到支撑和绝缘作用且其设计余量很大，这种放置方式一方面不影响开关本体结构以及开关内部的电磁场和温度场，另一方面绝缘筒壁也可以保护感应线圈和引出线。

实施例2：

一种用于实施例1所述的有载分接开关中真空管真空度监测装置的监测方法，包括通过检测电流波形的变化来对真空管真空度的监测的步骤。

判断电流波形异常的步骤如下：

步骤1：记录开关动作过程的电流波形x，记录时长固定；本实施例为1s；

步骤2：记录与电流波形x同样时长的开关动作过程的电流波形y；

步骤3：计算电流波形x和电流波形y的归一化互相关系数，式中N为波形点数：

步骤4：电流波形x和电流波形y的归一化互相关系数大于预设的判定阈值，真空管正常，否则真空管异常。

本实施例预设的判定阈值为0.5。