本發(fā)明涉及高壓電試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種母線不停電方式下GIS間隔交流耐壓試驗(yàn)絕緣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)方法。
背景技術(shù)：
GIS間隔擴(kuò)建或大修后需要在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施交流耐壓試驗(yàn)，以檢查裝配后是否存在各種導(dǎo)致內(nèi)部故障的隱患，確保其絕緣性能良好，從而保證其安全投入運(yùn)行。
在GIS間隔擴(kuò)建或大修后的交流耐壓試驗(yàn)過(guò)程中，采用傳統(tǒng)的GIS耐壓試驗(yàn)方法可能存在試驗(yàn)電壓與母線運(yùn)行電壓相位相差180°，母線側(cè)隔離開(kāi)關(guān)斷開(kāi)承受電壓為試驗(yàn)電壓和運(yùn)行電壓幅值之和，導(dǎo)致隔離開(kāi)關(guān)斷口絕緣擊穿而危及運(yùn)行設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)。因此，現(xiàn)有GIS耐壓試驗(yàn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)擴(kuò)建或大修GIS間隔進(jìn)行交流耐壓時(shí)，相鄰運(yùn)行設(shè)備必須停電并可靠接地，雙母線GIS變電站則必須全站停電。
目前為了在母線不停電的模式下，對(duì)擴(kuò)建或大修GIS間隔進(jìn)行交流耐壓測(cè)試，往往采用GIS同頻同相交流耐壓試驗(yàn)方法，該方法是利用相鄰設(shè)備運(yùn)行電壓，如母線或相鄰線路電壓互感器二次電壓作為參考電壓，通過(guò)調(diào)節(jié)可調(diào)電感在工頻下串聯(lián)諧振產(chǎn)生試驗(yàn)電壓，并利用鎖相環(huán)技術(shù)對(duì)試驗(yàn)電壓的頻率和相位進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤，使試驗(yàn)電壓與運(yùn)行電壓的頻率和相位始終處于同頻同相狀態(tài)，從而可在相鄰GIS間隔不停電的情況下完成對(duì)擴(kuò)建或大修GIS間隔的交流耐壓試驗(yàn)。
但是同頻同相交流耐壓試驗(yàn)方法存在一個(gè)很大的缺點(diǎn)，那就是耐壓試驗(yàn)部分與帶電運(yùn)行設(shè)備僅通過(guò)母線側(cè)隔離開(kāi)關(guān)分隔，一旦母線側(cè)隔離開(kāi)關(guān)絕緣狀態(tài)不良發(fā)生放電擊穿現(xiàn)場(chǎng)，將導(dǎo)致運(yùn)行母線對(duì)地放電以及運(yùn)行帶電部分對(duì)試驗(yàn)裝置放電，具有極大的安全風(fēng)險(xiǎn)。
因此，有必要設(shè)計(jì)一種功能齊全、安全有效、可靠性高的絕緣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，保證耐壓試驗(yàn)過(guò)程安全可靠。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有同頻同相交流耐壓試驗(yàn)方法下，母線側(cè)隔離開(kāi)關(guān)存在電擊穿隱患，提供一種GIS間隔交流耐壓試驗(yàn)絕緣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)方法，該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)方法能夠解決現(xiàn)有同頻同相交流耐壓試驗(yàn)方法下，母線側(cè)隔離開(kāi)關(guān)存在的電擊隱患的問(wèn)題，適用于110千伏及以上GIS間隔擴(kuò)建或大修后母線不停電方式下交流耐壓試驗(yàn)。
本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
一種GIS間隔交流耐壓試驗(yàn)絕緣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括隔離開(kāi)關(guān)分合閘位置可視化檢測(cè)模塊、隔離開(kāi)關(guān)氣室六氟化硫氣體絕緣狀態(tài)檢測(cè)模塊、隔離開(kāi)關(guān)局部放電檢測(cè)模塊、信號(hào)處理模塊、數(shù)據(jù)分析模塊以及報(bào)警模塊，
所述隔離開(kāi)關(guān)分合閘位置可視化檢測(cè)模塊，用于收集隔離開(kāi)關(guān)分合閘位置的圖像信號(hào)，并輸出至數(shù)據(jù)分析模塊，用于在耐壓試驗(yàn)開(kāi)始前檢測(cè)隔離開(kāi)關(guān)分合閘實(shí)際位置，確保隔離開(kāi)關(guān)分合閘到位；
所述隔離開(kāi)關(guān)氣室六氟化硫氣體絕緣狀態(tài)檢測(cè)模塊，用于收集耐壓試驗(yàn)前后隔離開(kāi)關(guān)氣室的六氟化硫狀態(tài)參數(shù)信號(hào)，并將收集到的六氟化硫狀態(tài)參數(shù)信號(hào)輸出至數(shù)據(jù)分析模塊，用于在耐壓試驗(yàn)前后檢測(cè)氣室六氟化硫絕緣強(qiáng)度，確保隔離開(kāi)關(guān)氣室在耐壓試驗(yàn)前絕緣良好以及耐壓試驗(yàn)后能夠安全投入運(yùn)行；
所述隔離開(kāi)關(guān)局部放電檢測(cè)模塊，用于收集耐壓試驗(yàn)過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)控隔離開(kāi)關(guān)氣室局部放電信號(hào)，并將收集到的隔離開(kāi)關(guān)氣室局部放電信號(hào)輸出至信號(hào)處理模塊，用于在耐壓試驗(yàn)過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)控母線隔離開(kāi)關(guān)氣室局部放電水平，一旦耐壓試驗(yàn)過(guò)程中局部放電信號(hào)超標(biāo)，需停止試驗(yàn)并檢查分析原因；
所述信號(hào)處理模塊，用于將隔離開(kāi)關(guān)局部放電檢測(cè)模塊收集的局部放電信號(hào)進(jìn)行濾波放大處理、A/D轉(zhuǎn)換后輸出至數(shù)據(jù)分析模塊；
所述數(shù)據(jù)分析模塊，用于對(duì)隔離開(kāi)關(guān)分合閘位置的圖像信號(hào)、六氟化硫氣體狀態(tài)信號(hào)以及耐壓試驗(yàn)過(guò)程中局部放電信號(hào)進(jìn)行分析判斷；
所述報(bào)警模塊，用于接收數(shù)據(jù)分析模塊傳遞的判斷信號(hào)，判斷是否發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
所述隔離開(kāi)關(guān)氣室六氟化硫氣體絕緣狀態(tài)檢測(cè)模塊包括壓力參數(shù)信號(hào)檢測(cè)元件、分解產(chǎn)物參數(shù)信號(hào)檢測(cè)元件、微水含量參數(shù)檢測(cè)元件。
所述隔離開(kāi)關(guān)局部放電檢測(cè)模塊包括超聲波局部放電傳感器和特高頻局部放電傳感器。
所述隔離開(kāi)關(guān)分合閘位置可視化檢測(cè)模塊包括X光透視系統(tǒng)。
基于前述的GIS間隔交流耐壓試驗(yàn)絕緣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法，包括以下幾個(gè)步驟：
1)、收集隔離開(kāi)關(guān)分合閘位置的圖像信號(hào)，將圖像信號(hào)進(jìn)行分析判斷；
2)、收集耐壓試驗(yàn)前后隔離開(kāi)關(guān)氣室的六氟化硫狀態(tài)參數(shù)信號(hào)，將六氟化硫狀態(tài)參數(shù)信號(hào)進(jìn)行分析判斷；
3)、收集耐壓試驗(yàn)過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)控隔離開(kāi)關(guān)氣室局部放電信號(hào)，將隔離開(kāi)關(guān)氣室局部放電信號(hào)進(jìn)行處理后進(jìn)行分析判斷；
4)、根據(jù)前三步的分析判斷結(jié)果綜合判定GIS間隔交流隔離開(kāi)關(guān)氣室絕緣狀態(tài)。當(dāng)然，還可以根據(jù)判定的GIS間隔交流隔離開(kāi)關(guān)氣室絕緣狀態(tài)結(jié)果，判定是否報(bào)警。
圖像信號(hào)的分析判斷方法為：開(kāi)關(guān)分合閘到位，則判定隔離開(kāi)關(guān)分合閘位置處于正常絕緣狀態(tài)，否則，則判定處于非正常絕緣狀態(tài)。
六氟化硫狀態(tài)參數(shù)信號(hào)進(jìn)行分析判斷方法為：六氟化硫狀態(tài)參數(shù)處于設(shè)定值范圍內(nèi)，則判斷耐壓試驗(yàn)前后隔離開(kāi)關(guān)氣室處于正常絕緣狀態(tài)，否則，則判斷處于非正常絕緣狀態(tài)。設(shè)定值為已知，人為設(shè)定。
步驟3)中的處理方法是濾波放大和A/D轉(zhuǎn)換。
步驟3)中的分析判斷方法為：隔離開(kāi)關(guān)氣室局部放電信號(hào)未超過(guò)規(guī)定閾值，則隔離開(kāi)關(guān)氣室局部放電情況處于正常狀態(tài)，否則，隔離開(kāi)關(guān)氣室局部放電情況非正常狀態(tài)。閾值為人為設(shè)定。
步驟4)中的綜合判定方法為：只有當(dāng)前三步驟的判斷結(jié)果完全符合正常絕緣狀態(tài)時(shí)，判定GIS間隔交流隔離開(kāi)關(guān)氣室絕緣狀態(tài)良好；只要前三步驟中有一個(gè)判斷結(jié)果不符合正常絕緣狀態(tài)時(shí)，判定GIS間隔交流隔離開(kāi)關(guān)氣室絕緣狀態(tài)不好。
本發(fā)明的思路在于：現(xiàn)有技術(shù)在母線不停電方式下的GIS間隔擴(kuò)建或大修后母線不停電方式下交流耐壓試驗(yàn)僅僅只有同頻同相交流耐壓試驗(yàn)方法，但是同頻同相交流耐壓試驗(yàn)方法存在母線側(cè)隔離開(kāi)關(guān)絕緣狀態(tài)不良發(fā)生放電擊穿現(xiàn)場(chǎng)的安全隱患，安全風(fēng)險(xiǎn)高，目前還沒(méi)有行之有效的辦法解除或降低這樣的安全隱患，人們只有選擇將母線停電或者在這種安全隱患下實(shí)行同頻同相交流耐壓試驗(yàn)方法，顯然這兩種方式都不是人們實(shí)際渴望的解決方案。為了解決這種人們一直想解決的問(wèn)題，發(fā)明人設(shè)計(jì)了這種GIS間隔交流耐壓試驗(yàn)絕緣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)方法，該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和方法通過(guò)將隔離開(kāi)關(guān)分合閘位置可視化檢測(cè)模塊、隔離開(kāi)關(guān)氣室六氟化硫氣體絕緣狀態(tài)檢測(cè)模塊、隔離開(kāi)關(guān)局部放電檢測(cè)模塊、信號(hào)處理模塊以及數(shù)據(jù)分析模塊創(chuàng)新的組合在一起，能實(shí)現(xiàn)對(duì)GIS間隔交流耐壓試驗(yàn)絕緣的實(shí)時(shí)監(jiān)控，在檢測(cè)到絕緣非正常時(shí)，及時(shí)發(fā)出警報(bào)，以停止試驗(yàn)電壓輸出，有效降低母線不停電方式下GIS交流耐壓試驗(yàn)過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：
通過(guò)將隔離開(kāi)關(guān)分合閘位置可視化檢測(cè)模塊、隔離開(kāi)關(guān)氣室六氟化硫氣體絕緣狀態(tài)檢測(cè)模塊、隔離開(kāi)關(guān)局部放電檢測(cè)模塊、信號(hào)處理模塊以及數(shù)據(jù)分析模塊創(chuàng)新的組合在一起，能實(shí)現(xiàn)對(duì)GIS間隔交流耐壓試驗(yàn)絕緣的實(shí)時(shí)監(jiān)控，在檢測(cè)到絕緣非正常時(shí)，及時(shí)發(fā)出警報(bào)，以停止試驗(yàn)電壓輸出，有效降低母線不停電方式下GIS交流耐壓試驗(yàn)過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)。
附圖說(shuō)明
此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的限定。在附圖中：
圖1為本發(fā)明的流程圖。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例和附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的示意性實(shí)施方式及其說(shuō)明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
實(shí)施例中的能用到的硬件設(shè)備均為現(xiàn)有的。
實(shí)施例1
如圖1所示，一種GIS間隔交流耐壓試驗(yàn)絕緣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括隔離開(kāi)關(guān)分合閘位置可視化檢測(cè)模塊、隔離開(kāi)關(guān)氣室六氟化硫氣體絕緣狀態(tài)檢測(cè)模塊、隔離開(kāi)關(guān)局部放電檢測(cè)模塊、信號(hào)處理模塊、數(shù)據(jù)分析模塊以及報(bào)警模塊，
所述隔離開(kāi)關(guān)分合閘位置可視化檢測(cè)模塊，用于收集隔離開(kāi)關(guān)分合閘位置的圖像信號(hào)，并輸出至數(shù)據(jù)分析模塊，用于在耐壓試驗(yàn)開(kāi)始前檢測(cè)隔離開(kāi)關(guān)分合閘實(shí)際位置，確保隔離開(kāi)關(guān)分合閘到位；
所述隔離開(kāi)關(guān)氣室六氟化硫氣體絕緣狀態(tài)檢測(cè)模塊，用于收集耐壓試驗(yàn)前后隔離開(kāi)關(guān)氣室的六氟化硫狀態(tài)參數(shù)信號(hào)，并將收集到的六氟化硫狀態(tài)參數(shù)信號(hào)輸出至數(shù)據(jù)分析模塊，用于在耐壓試驗(yàn)前后檢測(cè)氣室六氟化硫絕緣強(qiáng)度，確保隔離開(kāi)關(guān)氣室在耐壓試驗(yàn)前絕緣良好以及耐壓試驗(yàn)后能夠安全投入運(yùn)行；
所述隔離開(kāi)關(guān)局部放電檢測(cè)模塊，用于收集耐壓試驗(yàn)過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)控隔離開(kāi)關(guān)氣室局部放電信號(hào)，并將收集到的隔離開(kāi)關(guān)氣室局部放電信號(hào)輸出至信號(hào)處理模塊，用于在耐壓試驗(yàn)過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)控母線隔離開(kāi)關(guān)氣室局部放電水平，一旦耐壓試驗(yàn)過(guò)程中局部放電信號(hào)超標(biāo)，需停止試驗(yàn)并檢查分析原因；
所述信號(hào)處理模塊，用于將隔離開(kāi)關(guān)局部放電檢測(cè)模塊收集的局部放電信號(hào)進(jìn)行濾波放大處理、A/D轉(zhuǎn)換后輸出至數(shù)據(jù)分析模塊；信號(hào)放大轉(zhuǎn)換出來(lái)可以使用濾波放大處理器、A/D轉(zhuǎn)換器。
所述數(shù)據(jù)分析模塊，用于對(duì)隔離開(kāi)關(guān)分合閘位置的圖像信號(hào)、六氟化硫氣體狀態(tài)信號(hào)以及耐壓試驗(yàn)過(guò)程中局部放電信號(hào)進(jìn)行分析判斷；
所述報(bào)警模塊，用于接收數(shù)據(jù)分析模塊傳遞的判斷信號(hào)，判斷是否發(fā)出報(bào)警信號(hào)。報(bào)警模塊可以使用蜂鳴報(bào)警器或者其他的報(bào)警器。
所述隔離開(kāi)關(guān)氣室六氟化硫氣體絕緣狀態(tài)檢測(cè)模塊包括壓力參數(shù)信號(hào)檢測(cè)元件、分解產(chǎn)物參數(shù)信號(hào)檢測(cè)元件、微水含量參數(shù)檢測(cè)元件。隔離開(kāi)關(guān)氣室六氟化硫氣體狀態(tài)檢測(cè)可以為電化學(xué)傳感器檢測(cè)儀、便攜式氣相色譜儀或者氣體檢測(cè)，通過(guò)這三種儀器可以將六氟化硫氣體分解產(chǎn)物組分檢測(cè)出來(lái)。微水含量可以通過(guò)電解法、冷凝露點(diǎn)法、電阻電容法、氣體檢測(cè)管法測(cè)出。隔離開(kāi)關(guān)氣室六氟化硫壓力參數(shù)可以由氣體壓力傳感器測(cè)得。
隔離開(kāi)關(guān)局部放電檢測(cè)模塊包括超聲波局部放電傳感器和特高頻局部放電傳感器。
隔離開(kāi)關(guān)分合閘位置可視化檢測(cè)模塊包括X光透視系統(tǒng)，X光透視系統(tǒng)為現(xiàn)有設(shè)備。
實(shí)施例2
基于前述的GIS間隔交流耐壓試驗(yàn)絕緣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法，包括以下幾個(gè)步驟：
1)、收集隔離開(kāi)關(guān)分合閘位置的圖像信號(hào)，將圖像信號(hào)進(jìn)行分析判斷；
2)、收集耐壓試驗(yàn)前后隔離開(kāi)關(guān)氣室的六氟化硫狀態(tài)參數(shù)信號(hào)，將六氟化硫狀態(tài)參數(shù)信號(hào)進(jìn)行分析判斷；
3)、收集耐壓試驗(yàn)過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)控隔離開(kāi)關(guān)氣室局部放電信號(hào)，將隔離開(kāi)關(guān)氣室局部放電信號(hào)進(jìn)行處理后進(jìn)行分析判斷；
4)、根據(jù)前三步的分析判斷結(jié)果綜合判定GIS間隔交流隔離開(kāi)關(guān)氣室絕緣狀態(tài)。當(dāng)然，還可以根據(jù)判定的GIS間隔交流隔離開(kāi)關(guān)氣室絕緣狀態(tài)結(jié)果，判定是否報(bào)警。
圖像信號(hào)的分析判斷方法為：開(kāi)關(guān)分合閘到位，則判定隔離開(kāi)關(guān)分合閘位置處于正常絕緣狀態(tài)，否則，則判定處于非正常絕緣狀態(tài)。
六氟化硫狀態(tài)參數(shù)信號(hào)進(jìn)行分析判斷方法為：六氟化硫狀態(tài)參數(shù)處于設(shè)定值范圍內(nèi)，則判斷耐壓試驗(yàn)前后隔離開(kāi)關(guān)氣室處于正常絕緣狀態(tài)，否則，則判斷處于非正常絕緣狀態(tài)。設(shè)定值為已知，人為設(shè)定。
步驟3)中的處理方法是濾波放大和A/D轉(zhuǎn)換。
步驟3)中的分析判斷方法為：隔離開(kāi)關(guān)氣室局部放電信號(hào)未超過(guò)規(guī)定閾值，則隔離開(kāi)關(guān)氣室局部放電情況處于正常狀態(tài)，否則，隔離開(kāi)關(guān)氣室局部放電情況非正常狀態(tài)。閾值為人為設(shè)定。
步驟4)中的綜合判定方法為：只有當(dāng)前三步驟的判斷結(jié)果完全符合正常絕緣狀態(tài)時(shí)，判定GIS間隔交流隔離開(kāi)關(guān)氣室絕緣狀態(tài)良好；只要前三步驟中有一個(gè)判斷結(jié)果不符合正常絕緣狀態(tài)時(shí)，判定GIS間隔交流隔離開(kāi)關(guān)氣室絕緣狀態(tài)不好。
以上所述的具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。