XPE-741断路器真空度在线监测装置

真空断路器在运行过程中真空度会逐步下降，真空泄漏到一定程度，分合闸时开关柜会发生爆炸，严重者波及整个高压柜室连环烧毁。尽管国家执行了定期检修制度，但因现场对真空度无法检测，只能通过破坏性高压试验验证，由于国内真空泡技术水平的限制，两次检修期间发生真空泄露导致开关爆炸时有发生，给用户造成了惨重的损失。事实上，真空断路器复杂的密封结构也不允许用户进行常规手段进行检修。真空度在线监测已经成为一次设备状态检修的重要组成部分，国际国内众多电力专家都在为之努力而没有攻克。

本产品通过非接触式传感器实时捕捉运行状态中的真空断路器（以下简称VCB）在真空度下降时发生的特征变化，在VCB发生真空泄漏初期及时告警，提醒运行人员及时处理，杜绝因真空泄漏导致的开关爆炸。真空度在线监测装置的诞生彻底释放了运行检修人员的精神压力。

当灭弧室真空度正常时，仅需几百伏的电压就可以维持带电触头与中间屏蔽罩之间由场致发射引起的电子电流，屏蔽罩积累的电荷使得屏蔽罩上的电位较高，最高可接近电源电压的峰值，且比较稳定；真空断路器的金属导杆和触头与屏蔽罩之间相当于一个电容器，真空断路器的屏蔽罩对地也相当于一个电容器。当真空度降低时，灭弧室内的气体密度变大，内部气体压力的升高将导致气体分子、金属粒子、各种粒子增多，从而引起绝缘特性下降，预击穿电压降低，发生预击穿的几率增多，产生预放电，导致屏蔽罩电位下降，并使真空断路器周边电场强度发生变化。在内部气体压力开始变化时这种变化不是很明显，但到一定值时电场变化变得十分明显，然后又趋于缓和，其变化曲线类似于低通滤波器。因此利用这一曲线，通过外加特定的微波信号穿透VCB，收集反馈信号的变化，可以较好地判断内部气体压力的变化趋势。

当内部气体压力进一步升高时，金属导杆和触头主要通过导电气体对屏蔽罩充放电，由于屏蔽罩对地的电容很小，少量的电荷堆积即可大幅度减小触头附近的电场强度。因此难以形成稳定的导电性通道。而可能在触头的边缘形成电晕，此刻通过外加特定的微波穿透信号，该电晕使得屏蔽罩上的反馈信号周期性出现，检测这个特定的反馈信号的存在，就可以反映内部气体压力的变化。

由安装在真空断路器现场的天线传感器检测到屏蔽罩周围的反馈信号电场的变化，通过信号输送通道和相应的滤波，放大以及转换器件将相关数据送达中央程序处理器（CPU）进行判断处理。由于真空断路器中的反馈信号和周边的电场与真空断路器现场的干扰噪声信号处于同一数量级的电场环境之中,因此必须从硬件和软件上采取抗干扰措施,保证系统有很强的抗干扰性能,使系统获得有效可靠的故障真实信号。为此，天线传感器发射、采集元件必须尽可能安放在屏蔽罩的附近，在硬件的各个环节上必须采用屏蔽、隔离、滤波、放大，选择合适的频带等措施避开干扰噪声的频谱。

XPE-741断路器真空度在线监测装置能够24小时在线监测，采用全球最新科技非接触式微波传感技术，使用无源传感技术检测微波信号，捕捉真空断路器运行状态下真空度异常时的特殊反馈信号，无须停电维护，真正意义上实现了VCB在线监测功能。通过硬件和软件的有效配合，成功避开了磁场、电场、电弧等各种干扰信号，做到事故预警，解决了真空泄露导致的开关爆炸问题。

真空断路器在线监测

·灵敏度：精度0.01PA；

·特点：小于1W；

·信号检测：非接触式微波传感；

·外部信号输出：

信号输出，接点输出由继电器自保持，通过复归信号打开；

·手动自检功能：

带有手动自检功能，对装置进行完成回路的自检。按下装置正面的“自检”按钮开始自检，自检的实验信号由装置闭环自产，从输入部分叠加，效果和输入检测信号相同；

·实时自检功能：

装置实时对信号发生回路、信号反馈回路、AD采样、开出等重要回路进行自检；

·装置失电告警：

装置电源消失时，装置单独接点输出。

·24小时在线监测功能

本产品通过和德国科学家紧密合作，采用全球最新科技非接触式微波传感技术，使用电极式无线传感器发出检测信号，并捕捉真空断路器正常运行状态下真空度异常时的特殊反馈信号，无需停电维护，真正意义上实现了VCB在线监测功能。

·技术先进,性能稳定

本产品从硬件上采用精密电阻,NPO级电容及高带宽、高速的运行放大器来构成隔离、带通滤波放大回路，有效滤除各种杂波；采用极小功率的微波定向发射芯片，发射功率远低于普通手机，辐射距离小于30cm，对人身及其他设备不会产生任何影响；采用高速24位AD实现高分辨率采样；采用高速大规模浮点DSP芯片保证运算的快速性和稳定性。软件采用VC 语言编程，借助高速神经元网络技术和小波变换技术，从大量纷繁复杂的数据中精确提取有效数据。通过硬件和软件的有效配合，成功避开了磁场、电场、电弧等各种干扰信号。

·简单可靠，维护方便

不需维护，具有运行中实时自检和随机的手动自检功能。装置自身集成了多种抗快速瞬变、抗雷击等抗干扰器件，自身可靠性极高，寿命15年。

·价格低廉，性价比高

装置采用了世界最新高集成度芯片，有效降低了造价，设备得以大范围普及。由定期检修变为状态检修，将大大减少VCB停电检修的时间和次数，带来可观的直接经济效益。

·体积小巧，安装简便

本产品体积小巧，便于安装于开关柜中。不受电压等级及安装环境的影响。微波天线传感器和VCB采用非接触式安装,无需改变运行VCB已有状况，既适用于运行中VCB加装在线监测功能，也适用和真空断路器或开关柜生产厂家配合，自带在线监测功能一体出售。

电力系统的运行环境是一种异常复杂的电磁环境，尤其是在高压开关柜中表现的更为严酷。它包括了磁场、电场、电弧干扰及电火花干扰。在硬件上，我们要设计合适频谱范围的带通滤波回路滤除噪声干扰，在软件上也必须采取相应的抗干扰回避措施。

由于运行中断路器发生真空泄露时通常是一个较缓慢的过程，其反馈产生的特殊信号和其它干扰信号相比有次数频繁，持续时间长的特点，在软件上，我们以模糊数学理论和小波变换理论为基础，结合以下两点特征来判断是否为真正的真空泄露时的特殊反馈信号：

1.判断是否在外加信号的一个时间周期产生了反馈信号。根据随机抽样理论，设备自身随机控制产生外加信号的时间点和频谱脉宽，使反馈信号变成随时检测又可以控制抽取的判断依据，完全排除了现场干扰可能导致的信号重叠。

2.此特定频谱上的反馈信号是否可以在一定时限内不间断出现。

通过基于此的硬件和软件上的结合处理，YJ-VM-100型真空断路器在线监测装置有效地解决了在复杂环境下对灭弧室内真空度的正确判断。

24小时在线监测功能

国内VCB在线监测技术多停留在概念研究阶段，市场少见成熟产品出现。本产品通过和德国科学家紧密合作，采用全球最新科技非接触式微波传感技术，使用电极式天线传感器发出检测信号，并捕捉真空断路器正常运行状态下真空度异常时的特殊反馈信号，无须停电维护，真正意义上实现了VCB在线监测功能

技术先进，性能稳定

本产品从硬件上采用精密电阻，NPO级电容及高带宽、高速的运算放大器来构成隔离、带通滤波、放大回路，有效滤除各种杂波；采用极小功率的微波发射芯片，实现高可靠的微波信号发射；采用高速24位AD实现高分辨率采样；采用高速大规模浮点DSP芯片保证运算的快速性和稳定性。软件采用VC 语言编程，借助高速神经元网络技术和小波变换技术，从大量纷繁复杂的数据中精确提取有效数据。通过硬件和软件的有效配合，成功避开了磁场、电场、电弧等各种干扰信号。

简单可靠，维护方便

不需维护，具有运行中自检和随机的手动自检功能。

装置自身集成了多种抗件，自身可靠性极高，寿命长达十年以上。

价格低廉，性价比高

置采用了世界最新高集成度芯片，有效降低了造价，设备得以大范围普及。由定期检修变为状态检修，将大大减少VCB停电检修的时间和次数，带来直接的经济效益。和目前市场上普遍采用的真空断路器停电离线检测设备相比，成本低廉，成为真空断路器的保护神。

体积小巧，安装简便

本产品尺寸为长150mm宽205mm高46mm，体积小巧，既可以嵌入式安装在开关柜面板上，也可以挂壁式安装在开关柜内。装置不受电压等级及安装环境的影响。

微波天线传感器和VCB采用非接触式安装，无须改变运行VCB已有状况，既适用于运行中VCB加装在线监测功能,也适用和真空断路器或开关柜生产厂家配合，自带在线监测功能一体出售。2100433B

主要用于继电保护装置的整组试验，以及在备用电源自投装置试验等项目中，替代真实的高压断路器（根据需要，可灵活的模拟三相断路器或一组断路器的三相）。在整组试验时，模拟高压断路器的跳闸及合闸，以避免重复的整组传动试验造成高压断路器反复分合带来的不良影响，本模拟装置可以和各种继电保护试验仪配套使用。