技术领域
[0001] 本实用新型涉及电气设备检测领域，具体涉及一种开关柜故障检测系统。
背景技术
[0002] 开关柜是电
力系统中不可或缺的重要电气设备之一，是配网与主网连接的枢纽，该设备的
稳定性与可靠性一定程度上影响着用户使用
电能的
质量和满意度。
[0003] 国内外配网开关柜普遍采用手车室空气介质开关柜，此类开关柜内部发生绝缘故障时常伴有声、光及伴生气体特性。因此，对于配网开关柜进行故障检测与分析可以通过检测配网开关柜故障所产生伴生气体浓度检测来实现。
[0004] 配网开关柜部分工作环境较为恶劣，空气湿度及环境
温度不稳定导致开关柜发生故障，故障初期开关柜伴随有机械振动，故障持续短时间会产生伴生气体CO、NO2、O3等气体。这些气体的浓度一定程度上反映开关柜故障状态及故障持续时间。
[0005] 检测方法有超高频检测法，利用开关柜内PD
辐射出的
电磁波信号进行检测这种放电脉冲的持续时间较长，其包含的
频率范围也更低 (通常不超过150MHz)。这种方法具有高灵敏度、优异抗干扰能力、可适用于电
磁场复杂环境等优点，但现有研究大多针对某类人工
缺陷电极进行实验分析，并未给出严谨理论，无法满足工程要求。
[0006] 化学分析法主要针对全封闭式劣化气体气体绝缘开关柜，劣化气体气体分子会在局部放电条件下分解，随即与设备内的微
水、微
氧反应并生成多种分解产物。这些分解物可能
腐蚀设备内部的导体及绝缘材料，
加速绝缘劣化过程。且化学检测法可重复性低、
精度低，不适于应用于工程领域。实用新型内容
[0007] 针对
现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种开关柜故障检测系统，该故障检测系统可以检测开关柜内的故障，而且故障检测精确高，实用性强。
[0008] 为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：
[0009] 一种开关柜故障检测系统，其包括：
[0010] 第一检测器，其用于检测待检测开关柜
电缆的
电压；
[0011] 第二检测器，其用于检测待检测开关柜内气体的浓度；
[0012] 处理器，所述第一检测器和第二检测器均与处理器相连，所述处理器用于接收第一检测器检测的电压和第二检测器检测的浓度，并根据第二检测器检测的浓度与预设浓度的关系预判开关柜是否存在故障，所述处理器还用于当预判出开关柜存在故障时，根据第一检测器检测的电压与预设电压的关系判断该故障是否发生在开关柜内，并输出判断结果。
[0013] 在上述技术方案
基础上，所述第二检测器包括：
[0014] 光声池，所述光声池包括一个壳体，所述壳体内设有一个贯穿该壳体的贯穿通道，所述贯穿通道上沿其轴向设有两个间隔布置的腔室，其中一个所述腔室设有进气口，另一个腔室设有出气口，所述贯穿通道位于两腔室之间的部分形成一个
谐振腔，所述谐振腔
侧壁上设有微声器，所述微声器用于检测谐振腔内气体所产生的压力波并将压力波转换为气体浓度，以及所述微声器将气体浓度传输给处理器；所述贯穿通道的两端均设有一个透光镜；
[0015] 激光
光源，所述激光光源设于其中一个透光镜的一侧，且其照射方向自其所在侧透光镜经谐振腔朝向另一透光镜。
[0016] 在上述技术方案基础上，所述微声器设有三个，其沿所述谐振腔轴向间隔设置，所述处理器还用于接收三个所述微声器检测的气体的浓度，将三个所述浓度两两相除并得到各商值，选取商值最接近1的两个气体的浓度并计算其平均浓度，根据平均浓度与预设浓度的关系判断开关柜是否存在故障。
[0017] 在上述技术方案基础上，所述谐振腔侧壁上设有孔，所述微声器分别设于所述孔内。
[0018] 在上述技术方案基础上，第一检测器包括互相连接的
整流器及降压
变压器，所述
降压变压器用于获取电缆的高交流电压，并对该高交流电压进行降压变换为低交流电压，所述整流器用于将所述低交流电压转换为直流电压。
[0019] 在上述技术方案基础上，所述处理器采用了STM32
单片机。
[0020] 在上述技术方案基础上，所述故障检测系统还包括显示器，其与处理器相连，其用于显示所述处理器输出的判断结果。
[0021] 与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
[0022] 本实用新型采用的一种故障检测系统，此检测系统可以检测开光柜内的故障，而且此检测系统可以多次重复使用，实用性强，不需要维护人员定期更换检测器，减少了故障检测系统的维护次数，节省了维护成本。
附图说明
[0023] 图1为本实用新型
实施例提供的一种开关柜故障检测系统示意图；
[0024] 图2为本实用新型实施例提供的一种开关柜故障检测系统中光声池示意图；
[0025] 图3为本实用新型实施例提供的另一种开关柜故障检测系统示意图。
[0026] 图中：1、壳体；2、贯穿通道；3、腔室；4、进气口；5、出气口；6、谐振腔；7、微声器；8、孔；9、透光镜。
具体实施方式
[0027] 以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明。
[0028] 参见图1和图2所示，本实用新型实施例提供一种开关柜故障检测系统，其包括第一检测器、第二检测器和处理器，第一检测器用于检测开关柜电缆电压，第二检测器用于检测开关柜内气体浓度，处理器均与第一检测器和第二检测器相连，并接收第一检测器检测的电压和第二检测器检测的气体浓度，处理器根据第二检测器检测的浓度与预设浓度的关系初步判断或者预判开关柜是否存在故障，当处理器初步判断或者预判出开关柜存在故障时，根据第一检测器检测的电压与预设电压的关系判断故障是否发生在开关柜内，当开关柜内存在故障时，输出判断结果。通过第一检测器和第二检测器的双重确定，确保了开关柜故障的检测精度，且实用性强。
[0029] 在本实施例中，第一检测器采用整流降压器检测开关柜内的电压，当开关柜存在故障时，会造成短时过电压，这种过电压大于开关柜内的额定电压，通过整流降压器检测这种过电压，并将这种过电压传输给处理器；第二检测器采用光声池和激光光源，通过光声池的光声
光谱法检测开关柜内因故障产生的伴生气体的气体浓度，光声池和激光光源在检测过程中，气体不会发生发生化学反应，可以避免气体产生化学反应生成的化学物质腐蚀开关柜内设备，保证了开关柜内设备的安全，同时采用光声光谱法，其检测精度高可以检测故障产生的微量伴生气体。
[0030] 参见图2所示，第二检测器包括光声池和激光光源，光声池包括一个壳体1，壳体1内设有一个贯穿该壳体1的贯穿通道2，贯穿通道2上沿其轴向设有两个间隔布置的腔室3，其中一个腔室3设有进气口4，
采样的气体从进气口4进入到腔室3中，并从另一个腔室3 的出气口5排出，贯穿通道2位于两腔室3之间的部分形成一个谐振腔6，气体进入腔室3和谐振腔6并保持稳定的状态，谐振腔6侧壁上设有微声器7，微声器7用于检测谐振腔6内气体所产生的压力波并将压力波转换为气体浓度，并将气体浓度传输给处理器；贯穿通道 2的两端均设有一个透光镜9；激光光源，其设于其中一个透光镜9 的一侧，且其照射方向自其所在侧透光镜9经谐振腔6朝向另一透光镜9。
[0031] 在本实施例中，开光柜内故障产生的气体从进气口4进入到腔室 3和谐振腔6中，待气体在腔室3和谐振腔6中保持稳定后，从出气口5排出，激光光源发出激光，激光通过贯通通道2一侧的透光镜9 照进谐振腔6中并从另一侧的透光镜9射出，此时谐振腔6中的气体经过激光照射后，气体吸收激光的
能量并产生压力波，压力波通过微声器7检测后转换为气体浓度传输给处理器。通过光声光谱法检测开关柜故障产生的气体浓度，其采样的气体少且不会发生化学反应，不会腐蚀开关柜内设备，且检测精度高。
[0032] 在光声池中设置三个微声器7，将其沿谐振腔6轴向间隔设置，三个微声器7可以同时检测到三个气体浓度，将三个浓度两两相除并得到各商值，选取商值最接近1的两个气体的浓度并计算其平均浓度，根据平均浓度与预设浓度的关系判断开关柜是否存在故障。当计算的平均浓度大于预设浓度时，则说明开关柜内发生了故障，通过检测的三个气体浓度两两相除计算得到的两个商值最接近1的浓度，排除了区别较大的浓度，保持了检测气体浓度的准确性。
[0033] 参见图2所示，在本实用新型中，谐振腔6侧壁上设有三个孔8，三个所述微声器7分别设于三个所述孔8内，不用将微声器7直接在谐振腔6的侧壁上，避免激光光源被微声器7遮住。
[0034] 第一检测器包括整流器和降压变压器，降压变压器可以检测到开关柜电缆的高交流电压，并对该高交流电压进行降压变换将其转换为低交流电压，整流器可以将变换后的低交流电压转换为可以被处理器接收的直流电压。在本实施例中，第一检测器采用常用的整流器和降压变压器检测电压，其使用范围广可以适用于不同型号的开关柜，实用性强。
[0035] 如图3所示，处理器包括
信号处理器和
微处理器，信号处理器包括依次相互连接的
滤波器、阶跃保持
放大器和A/D转换器，滤波器可以接收第一检测器检测的电压和第二检测器检测的气体浓度，并过滤外界的干扰；阶跃保持放大器可以对第一检测器检测的电压进行保持，对第二检测器检测的气体浓度进行放大；A/D转换器可以将第一检测器检测的电压和第二检测器检测的气体浓度转变为处理器可以分析及计算的数据；
[0036] 微处理器与信号处理器相连，可以接收从信号处理器传输的电压和气体浓度，根据第二检测器检测的气体浓度与预设浓度的关系初步判断或者预判开关柜是否存在故障，当初步判断或者预判开关柜存在故障时，根据第一检测器检测的电压与预设电压的关系判断故障存在开关柜内并输出判断结果。
[0037] 在本实施例中，当开关柜存在故障时，第一检测检测到的电压为开关柜内的短时过电压，其大于额定电压即预设电压，但是由于检测的短时过电压时间很短，则需要信号处理器中的阶跃保持放大器将检测的电压保持在过电压时的状态；而第二检测器检测的气体浓度较小，需要通过信号处理器中的阶跃保持放大器将气体浓度进行放大。通过信号处理器处理过的第一检测器和第二检测器的检测结果，可以使微处理器更好的进行计算和判断同时保证得到的结果的准确性。
[0038] 在本实用新型中，处理器中的微处理器采用常用的STM32单片机，其STM32单片机使用广泛不受环境影响，实用性好。
[0039] 在本实用新型中，还设有与微处理器相连的显示器，显示器可以显示出微处理器计算和判断结果，在本实施例中，显示器可以采用
液晶显示屏，其可以显示出第一检测器检测的电压、第二检测器检测的气体浓度、预设电压和预设浓度。
[0040] 本实用新型不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围之内。本
说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
