一種氣體絕緣開關設備母線接頭的溫度檢測方法技術

本發明專利技術提供了一種氣體絕緣開關設備母線接頭的溫度檢測方法，包括步驟：確定觸頭與絕緣盆子間距以及氣體絕緣開關設備母線的外殼表面與母線接頭相對應的溫升最敏感點；獲取設備母線的負荷電流、環境溫度和溫升最敏感點的溫度、觸頭與絕緣盆子間距；得出設備母線的接頭溫度與設備母線的負荷電流、環境溫度和溫升最敏感點的溫度、觸頭與絕緣盆子間距之間的函數關系；然后對設備三相母線接頭溫度進行檢測。本發明專利技術能夠實現氣體絕緣開關設備母線接頭溫度的在線檢測，無需對GIS進行斷電檢測，檢測結果不受外界環境因素的影響，無需對設備結構進行任何更改，安全性與可行性高，并可對變電站不同電壓等級的母線接頭同時進行檢測，便于實現檢測自動化。

【技術實現步驟摘要】
一種氣體絕緣開關設備母線接頭的溫度檢測方法
本專利技術涉及電氣設備母線接頭的溫度檢測
，尤其是涉及一種直流及低頻磁場信號檢測設備。
技術介紹
氣體絕緣開關設備相對傳統敞開式變電站而言，其具有占地少、可靠性高、無污染、維護方便、使用周期長等優勢，因而成為國內外輸配電行業開關設備中最尖端和最有競爭力的設備，目前已在國內外輸配電系統中取得了廣泛應用。然而，氣體絕緣開關設備母線因接頭接觸電阻過大而造成的母線過熱甚至燒毀等故障卻嚴重影響了電網供電的可靠性和穩定性。針對氣體絕緣開關設備母線接頭過熱而產生故障的問題，目前主要采用的一般測量手段包括定期回路電阻檢測、局部放電檢測、定期紅外檢測等方法。測量回路電阻的方法不能進行帶電檢測，并且這種測量主回路如套管與接地開關之間電阻的方法，若不進行分解測量則存在較大的不確定性，即存在不能確定故障接頭數量以及故障接頭位置的問題。局部放電檢測方法難以制定出行之有效的故障判據，而且過熱與局部放電之間的關系有待深入研究，就現場運行情況看，母線接頭過熱未能監測出局放信號的現象存在。定期采用手持式紅外熱像儀進行巡檢的方法，由于母線觸頭與外殼之間存在SF6氣體，可能無法檢測到觸頭溫升變化，因此測溫精度與靈敏度較低，該方法測溫結果容易受到環境因素與檢測距離的影響因此很難捕獲故障特征，并且該方法難以實現在線監測系統的一體化集成，即使出現接觸劣化的缺陷，需要運行人員具備豐富的經驗才能做出正確判斷。
技術實現思路
本專利技術主要是解決現有技術所存在的技術問題；提供了一種能夠實現氣體絕緣開關設備母線接頭溫度的在線準確檢測，無需對GIS進行斷電檢測，檢測結果不受外界環境因素的影響；同時，無需對設備結構進行任何更改，安全性與可行性高；可對變電站所有的母線接頭同時進行檢測，便于實現檢測自動化的一種氣體絕緣開關設備母線接頭的溫度檢測方法。本專利技術的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：一種氣體絕緣開關設備母線接頭的溫度檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟1，采用有限元數值計算方法，確定氣體絕緣開關設備母線的外殼表面與母線接頭相對應的GIS截面溫升最敏感點分部；采用有限元數值方法，確定觸頭和絕緣盆子的軸向間距與溫升敏感點和絕緣盆子的軸向間距之間的函數關系，從而得到外殼溫度敏感點監測位置分布。步驟2，獲取所述氣體絕緣開關設備母線的負荷電流、環境溫度和所述溫升最敏感點的三相溫度；其中，根據溫升最敏感點的截面和軸向位置，在所述溫升最敏感點處安裝溫度傳感器，獲取溫升最敏感點的三相溫度；在距離所述氣體絕緣開關設備母線的外殼1米至2米范圍內安裝溫度傳感器，獲取所述氣體絕緣開關設備母線的環境溫度；通過負荷監測系統獲取所述氣體絕緣開關設備母線的負荷電流。；最后根據具體的GIS安裝結構，確定觸頭與絕緣盆子的位置。步驟3，得出所述設備母線的接頭溫度與所述氣體絕緣開關設備母線的負荷電流、環境溫度和所述溫升最敏感點的溫度、觸頭與絕緣盆子軸向間距之間的函數關系；步驟4，根據得出的所述函數關系以及獲取的所述氣體絕緣開關設備母線的負荷電流、環境溫度和所述溫升最敏感點的溫度、觸頭與絕緣盆子軸向間距，對所述母線接頭的接頭溫度進行檢測。在上述的氣體絕緣開關設備母線接頭的溫度檢測方法，所述步驟2的具體方法是根據設備母線的接頭溫度與設備母線的負荷電流、環境溫度和溫升最敏感點的溫度、觸頭與絕緣盆子軸向間距之間的函數關系以及獲取的所述氣體絕緣開關設備母線的負荷電流、環境溫度和所述溫升最敏感點的溫度、觸頭與絕緣盆子軸向間距，對所述母線接頭的接頭溫度進行檢測。因此，本專利技術具有如下優點：能夠實現氣體絕緣開關設備母線接頭溫度的在線準確檢測，無需對GIS進行斷電檢測，檢測結果不受外界環境因素的影響；同時，無需對設備結構進行任何更改，安全性與可行性高；可對變電站所有的母線接頭同時進行檢測，便于實現檢測自動化。附圖說明圖1是本專利技術氣體絕緣開關設備母線接頭的溫度檢測方法的流程示意圖；圖2a是本專利技術氣體絕緣開關設備母線接頭的溫度檢測方法的測溫原理圖(三相GIS母線軸向截面圖)。圖2b是本專利技術氣體絕緣開關設備母線接頭的溫度檢測方法的測溫原理圖(三相GIS母線軸向截面圖)。圖2c是本專利技術氣體絕緣開關設備母線接頭的溫度檢測方法的測溫原理圖(單相GIS母線橫向截面圖)。具體實施方式下面通過實施例，并結合附圖，對本專利技術的技術方案作進一步具體的說明。實施例：請參閱圖1，為本專利技術氣體絕緣開關設備母線接頭的溫度檢測方法的流程示意圖。本專利技術氣體絕緣開關設備母線接頭的溫度檢測方法包括以下步驟：S101確定氣體絕緣開關設備母線的外殼表面與母線接頭相對應的溫升最敏感點；作為其中一個實施例，采用有限元數值計算方法，確定氣體絕緣開關設備母線的外殼表面與母線接頭相對應的溫升最敏感點。由于不同位置接頭發熱反映在外殼表面的最熱點位置不同，通過有限元數值計算方法，計算母線溫度場分布，根據溫度場分布確定母線外殼表面與接頭相對應的GIS截面溫升最敏感點。確定觸頭和絕緣盆子的軸向間距與溫升敏感點和絕緣盆子的軸向間距之間的函數關系，從而得到外殼溫度敏感點監測位置分布。S102獲取所述氣體絕緣開關設備母線的負荷電流、環境溫度和所述溫升最敏感點的溫度以及觸頭與絕緣盆子的軸向間距；作為其中一個實施例，在所述溫升最敏感點處安裝溫度傳感器，獲取所述溫升最敏感點的溫度。在距離所述氣體絕緣開關設備母線的外殼1米至2米范圍內安裝溫度傳感器，獲取所述氣體絕緣開關設備母線的環境溫度。通過負荷監測系統獲取所述氣體絕緣開關設備母線的負荷電流。假設氣體絕緣開關設備母線負荷電流為I，環境溫度為Te，母線接頭溫度為T1，母線外殼表面三相溫度為T2，觸頭與絕緣盆子的軸向間距D1，溫升敏感點和絕緣盆子的軸向間距為D2。S103采用有限元數值計算方法，分別得出所述設備母線接頭溫度與所述氣體絕緣開關設備母線的負荷電流、環境溫度和所述溫升最敏感點的溫度以及觸頭與絕緣盆子的軸向間距之間的函數關系；在GIS母線接頭過熱性故障過程中，GIS母線接頭溫度受到母線的負荷電流、環境溫度和所述溫升最敏感點的溫度以及觸頭與絕緣盆子的軸向間距的綜合影響。為此本專利技術中結合典型運行條件下GIS母線接頭的傳熱特性，計算母線的負荷電流、環境溫度和所述溫升最敏感點的溫度以及觸頭與絕緣盆子的軸向間距綜合作用下GIS母線接頭溫度，建立GIS母線接頭溫度T1與母線的負荷電流I、環境溫度Te和所述溫升最敏感點溫度T2以及觸頭與絕緣盆子的軸向間距D1的函數關系為：T1＝f(Te,I,T2,D1)，利用該函數關系可以反推巡檢時的GIS母線接頭溫度。S104根據得出的所述對應關系以及獲取的所述氣體絕緣開關設備母線的負荷電流、環境溫度和所述溫升最敏感點的溫度、觸頭與絕緣盆子的軸向間距對所述三相母線接頭的接頭溫度進行檢測。處理器實時采集測點溫度與電流數據，根據GIS母線接頭溫度與母線的負荷電流、環境溫度和所述溫升最敏感點的溫度以及觸頭與絕緣盆子的軸向間距的函數關系計算母線接頭溫度，實現間接測量。作為一個優選的實施例，圖2展示了本專利技術的測溫原理圖。圖2a所示為三相GIS母線軸向截面圖，在圖2中，1為A相接頭；2為B相接頭；3為C相接頭；4為外殼；5為A相接頭溫度傳感器；6為B相接本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種氣體絕緣開關設備母線接頭的溫度檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟1，采用有限元數值計算方法，確定氣體絕緣開關設備母線的外殼表面與母線接頭相對應的GIS截面溫升最敏感點分部；采用有限元數值方法，確定觸頭和絕緣盆子的軸向間距與溫升敏感點和絕緣盆子的軸向間距之間的函數關系，從而得到外殼溫度敏感點監測位置分布；步驟2，獲取所述氣體絕緣開關設備母線的負荷電流、環境溫度和所述溫升最敏感點的三相溫度；其中，根據溫升最敏感點的截面和軸向位置，在所述溫升最敏感點處安裝溫度傳感器，獲取溫升最敏感點的三相溫度；在距離所述氣體絕緣開關設備母線的外殼1米至2米范圍內安裝溫度傳感器，獲取所述氣體絕緣開關設備母線的環境溫度；通過負荷監測系統獲取所述氣體絕緣開關設備母線的負荷電流；最后根據具體的GIS安裝結構，確定觸頭與絕緣盆子的位置；步驟3，得出所述設備母線的接頭溫度與所述氣體絕緣開關設備母線的負荷電流、環境溫度和所述溫升最敏感點的溫度、觸頭與絕緣盆子軸向間距之間的函數關系；步驟4，根據得出的所述函數關系以及獲取的所述氣體絕緣開關設備母線的負荷電流、環境溫度和所述溫升最敏感點的溫度、觸頭與絕緣盆子軸向間距，對所述母線接頭的接頭溫度進行檢測。...

【技術特征摘要】
1.一種氣體絕緣開關設備母線接頭的溫度檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟1，采用有限元數值計算方法，確定氣體絕緣開關設備母線的外殼表面與母線接頭相對應的GIS截面溫升最敏感點分部；采用有限元數值方法，確定觸頭和絕緣盆子的軸向間距與溫升敏感點和絕緣盆子的軸向間距之間的函數關系，從而得到外殼溫度敏感點監測位置分布；由于不同位置接頭發熱反映在外殼表面的最熱點位置不同，通過有限元數值計算方法，計算母線溫度場分布，根據溫度場分布確定母線外殼表面與接頭相對應的GIS截面溫升最敏感點；步驟2，獲取所述氣體絕緣開關設備母線的負荷電流、環境溫度和所述溫升最敏感點的三相溫度；其中，根據溫升最敏感點的截面和軸向位置，在所述溫升最敏感點處安裝溫度傳感器，獲取溫升最敏感點的三相溫度；在距離所述氣體絕緣開關設備母線的外殼1米至2米范圍內安裝溫度傳感器，獲取所述氣體絕緣開關設備母線的環境溫度；通過負荷監測系統獲取所述氣體絕緣開關設備母線的負荷電流；；最后根據具體的GIS安裝結構，確定觸頭與絕緣盆子的位置；步驟3，得出所述設備母線的接頭溫度與所述氣體絕緣開關設備母線的負荷電流、環境溫度和所述溫升最敏感點的溫度、觸頭與絕緣盆子軸向...

【專利技術屬性】
技術研發人員：金向朝，謝志楊，關向雨，黃松波，舒乃秋，梁家盛，溫可明，
申請(專利權)人：廣東電網公司佛山供電局，武漢大學，
類型：發明
國別省市：廣東;44