CN101839959A - Sf6设备电气故障定位方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种定位SF₆设备电气故障的方法及装置，本发明方法通过多路采集装置同时采集SF₆电气设备中的气体组分，通过对各个气体组分的分析确定SF₆电气设备的故障。本发明装置由气体取样部分，气体检测处理部分组成。本发明适合于电力系统中SF₆气体充当绝缘和灭弧介质的电气设备故障监测和诊断。可快速定位故障气室、辅助分析气室故障原因。

Description

SF6设备电气故障定位方法和装置

技术领域

本发明属于一种SF₆设备电气故障定位方法和装置，具体是一种基于多传感器包含专家诊断系统的SF₆设备电气故障定位方法和装置。

背景技术

SF₆因其优越的绝缘、灭弧介质而广泛应用于高压电气设备中。随着国内电力工业的迅速发展，从上个世纪80年代后，SF₆电气设备逐渐取代传统的充油电气设备，为电力系统的安全稳定、经济运行取得很好的效果。但由于设备在设计、制造、安装和运行维护等诸方面存在的一些缺陷，影响了设备的正常运行，甚至酿成事故，因此及时检测出SF₆电气设备内部缺陷，对保证设备和电网的安全运行具有十分重要的意义。及早检测出SF₆电气设备故障，提高发供电可靠性及判断SF₆电气设备是否需要检修是电力部门关注的重要问题。目前，对于如何早期诊断SF₆电气设备故障，传统的电气试验方法有时显得力不从心。通过检测SF₆电气设备中其他气体的含量判断电气设备是否发生故障。以此诊断电气设备故障，是未来一个发展方向，有巨大的市场潜力和应用价值

SF₆电气设备内部故障时的分解产物主要是硫化物和氟化物。硫化物主要有SO₂、H₂S、SF₄、SO2F₂、SOF₂等；氟化物主要有HF、CF₄和金属氟化物。上述的分解物中除SO₂、H₂S和CF4毒性小外，其它都是剧毒物，在设备内部的含量极少，又不稳定，其中SF₄、SOF₂等又会水解产生稳定的SO₂和HF，因此，检测的SO₂浓度是直接分解和水解产物的总量。H₂S是固体绝缘材料分解的特征组分，在故障能量较大时才会产生。HF腐蚀性很强，传感器昂贵、寿命短，现场检测的必要性不很大。CF₄在新气中有约200μl/L含量，若用这么大含量的增加值来评价绝缘材料是否发生分解，其可靠性就大为降低。随着GIS的广泛应用，新的检测方法和检测手段的提高，SF₆气体放电分解组分检测与分析势必将成为SF₆电气设备故障监测和诊断的一种有效手段。作为预防性试验的目的是早期检出内部缺陷，而非进行综合诊断因此在现场没有必要也不可能对各种热解产物都进行分析。

发明内容

本发明目的是针对现有技术存在的缺陷，传统方法主要通过气体取样实验室检测，检测周期长，不能在线测量；或采用不可更换结构，传感器易中毒，装置必须返厂更换传感器；无智能专家系统等缺点而研制的装置。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

本发明SF₆设备电气故障定位方法，SF₆气体通过自封式进气口进入测量管道，通过自动流量调节阀控制测量管道内的SF₆气体的流量，SF₆气体依次通过压力传感器、湿度传感器、标准更换模块、流量传感器后通过自封式出气口排出气体，采用压力传感器、湿度传感器、标准更换模块和流量传感器将采集的信号传到信号处理模块显示、上传。

优选地，标准更换模块的信号采集方法如下：采用SO₂传感器与H₂S传感器检测测量管道内的SF₆气体，将检测信号通过前置放大板调理成统一的信号进入信号处理板，待测气体即SF₆气体通过测量管道进入有害气体过滤腔过滤后输出。

SF₆设备电气故障定位装置，包括气体取样部分和气体检测处理部分，其中气体采样部分包括自封式进气口、测量管道、自动流量控制阀、压力传感器、湿度传感器、标准更换模块、流量传感器、自封式出气口，气体检测处理部分包括供电模块和信号处理板，自封式进气口通过测量管道依次串接压力传感器、湿度传感器、标准更换模块、流量传感器、自封式出气口，自封式进气口与压力传感器之间的测量管道上设置自动流量控制阀，自封式进气口、自动流量控制阀、压力传感器、湿度传感器、标准更换模块、流量传感器和自封式出气口分别通过电缆线与信号处理板14相连，供电模块给信号处理板供电。

优选地，所述标准更换模块包括SO₂传感器、前置放大板、H₂S传感器、有害气体过滤腔和标准更换模块信号接口，SO₂传感器通过测量管道与H₂S传感器相连，SO₂传感器通过电缆线与前置放大板相连，H₂S传感器通过测量管道与有害气体过滤腔相连，H₂S传感器通过电缆线与前置放大板相连，前置放大板通过标准更换模块信号接口(19)后通过电缆与信号处理板连接。

优选地，所述供电模块包括锂电池组、电池保护板、充电板和电压整理板，外部电源通过供电接口与充电板相连，充电板通过电缆与电池保护板相连，电池保护板通过电缆与锂电池组相连板，锂电池组通过电缆与电池保护板相连，电池保护板通过电缆与电压整理板相连，电压整理板通过电缆与信号处理板相连。

优选地，所述信号处理板上还设置触摸屏和显示屏，信号处理板分别与触摸屏和显示屏连接。

本发明通过对SO₂和H₂S、湿度的检测，从而诊断出设备内部故障。主要应用：故障定位，例行检测，局放监测，气体净化，过滤监测，故障高压接点检查，SF₆分解产物检测，检查开关内分解产物的产生。

与现有技术相比本发明具有如下优点：

a)SF₆设备电气故障定位装置气体采样部分进气、出气口采用自封式结构，在非测量状态采样部分与外界空气隔绝可保证采样传感器处于最佳状态。

b)SF₆设备电气故障定位装置气体采样部分采用自动流量控制阀，工作状态下可自动调节进气量大小，操作便捷，并可减少测量气体的用量，并可减少污染。

c)SF₆设备电气故障定位装置采样部分采用标准更换模块，该模块电气接口、外部尺寸统一，可在传感器中毒情况下更换，并且该模块中含有气体净化干燥装置。可在工作状态吸收SO₂\H₂S有毒气体，在非工作状态下保持气体管路的干燥。

d)SF6设备电气故障定位装置信号处理板14部分拥有专家诊断系统，可为现场操作人员提供科学的故障点判断。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是标准更换模块示意图；

图3是供电模块示意图。

图中标号：1、自封式进气口  2、测量管道  3、自动流量控制阀  4、压力传感器  5、湿度传感器  6、标准更换模块  7、流量传感器  8、自封式出气口  9、供电模块  10、供电接口  11、触摸屏  12、上传接口  13、显示屏  14、信号处理板  15、SO₂传感器  16、前置放大板  17、H₂S传感器、18、有害气体过滤腔  19、标准更换模块信号接口  20、锂电池组  21、电池保护板块  22、充电板、23电压整理板。

具体实施方式

下面结合附图对发明的技术方案进行详细说明：

如图1所示，SF₆设备电气故障定位装置包括气体取样部分，气体检测处理部分。气体采样部分包括自封式进气口1、测量管道2、自动流量控制阀3、压力传感器4、湿度传感器5、标准更换模块6、流量传感器7、自封式出气口8。自封式进气口1通过测量管道2与自动流量控制阀3相连，自封式进气口1通过电缆线与信号处理板14相连自动流量控制阀3通过电缆线与信号处理板14相连，自动流量控制通过测量管道2与压力传感器4相连，压力传感器4通过电缆线与信号处理板14相连，压力传感器4通过测量管道2与湿度传感器5相连，湿度传感器5通过电缆线与信号处理板14相连，标准更换模块6通过测量管道2与流量传感器7相连，气体标准更换模块6通过电缆线与信号处理板14相连，流量传感器7通过测量管道2与自封式出气口8，流量传感器7通过电缆线与信号处理板14相连，自封式出气口8通过电缆线与信号处理板14相连。气体检测处理部分包括供电模块9、供电接口10、触摸屏11、上传接口12、显示屏13、信号处理板14，供电接口10通过电缆与供电模块9相连，供电模块9通过电缆与信号处理板14，并通过信号处理板14与显示屏13触摸屏11相连，信号处理板14通过电缆线与自封式进气口1、测量管道2、自动流量控制阀3、压力传感器4、湿度传感器5、标准更换模块6、流量传感器7、自封式出气口8、供电模块9、触摸屏11、上传接口12、显示屏13相连。

各传感器信号通过电缆线进入信号处理板14通过放大、模数转换处理、进入专家诊断系统、给出故障描述，对数据进行显示、存贮并可通过上传接口12上传。信号处理模块通过电缆线控制自动流量控制阀3进行进气流量调节，控制自封进气口1、自封式出气口8的通断，保证测量管路2的密封。

如图2所示标准更换模块包括SO₂传感器15、前置放大板16、H₂S传感器17、有害气体过滤腔18、标准更换模块信号接口19，SO₂传感器15通过测量管道2与H₂S传感器17相连，SO₂传感器15通过电缆线与前置放大板16相连。H₂S传感器17通过测量管道2与有害气体过滤腔18相连，H₂S传感器17通过电缆线与前置放大板16相连，前置放大板16通过标准更换模块信号接口19后通过电缆与信号处理板连接14。SO₂传感器15与H₂S传感器17信号通过前置放大板16上的电路调理成统一的信号进入信号处理板14处理，待测气体通过测量管道2进入有害气体过滤腔18，可测量的同时对SO₂、H₂S气体进行一定量的吸收处理，减少对环境的污染。

图3所示供电模块包括锂电池组20，充电板22、电压整理板23、电池保护板21。供电接口10通过电缆与充电板22相连，充电板22通过电缆与电池保护板21相连，电池保护板21通过电缆与锂电池组20相连板。锂电池组20通过电缆与电池保护板21相连，电池保护板21通过电缆与电压整理板23相连，电压整理板23通过电缆与信号处理板14相连。充电期间电流通过供电接口10进入充电板22，经过整流降压进入电池保护21给锂电池组20充电，供电期间电流由锂电池组20经过电池保护板21进入电压整理板23，通过对处理给信号处理板14供电。

Claims (6)

1.一种SF₆设备电气故障定位方法，其特征在于：SF₆气体通过自封式进气口(1)进入测量管道(2)，通过自动流量调节阀(3)控制测量管道(2)内的SF₆气体的流量，SF₆气体依次通过压力传感器(4)、湿度传感器(5)、标准更换模块(6)、流量传感器(7)后通过自封式出气口(8)排出气体，采用压力传感器、湿度传感器、标准更换模块和流量传感器将采集的信号传到信号处理模块显示、上传。

2.根据权利要求1所述的SF₆设备电气故障定位方法，其特征在于：标准更换模块的信号采集方法如下：采用SO₂传感器(15)与H₂S传感器(17)检测测量管道(2)内的SF₆气体，将检测信号通过前置放大板(16)调理成统一的信号进入信号处理板(14)，待测气体即SF₆气体通过测量管道(2)进入有害气体过滤腔(18)过滤后输出。

3.一种SF₆设备电气故障定位装置，其特征在于：包括气体取样部分和气体检测处理部分，其中气体采样部分包括自封式进气口(1)、测量管道(2)、自动流量控制阀(3)、压力传感器(4)、湿度传感器(5)、标准更换模块(6)、流量传感器(7)、自封式出气口(8)，气体检测处理部分包括供电模块(9)和信号处理板(14)，自封式进气口(1)通过测量管道(2)依次串接压力传感器(4)、湿度传感器(5)、标准更换模块(6)、流量传感器(7)、自封式出气口(8)，自封式进气口(1)与压力传感器(4)之间的测量管道(2)上设置自动流量控制阀(3)，自封式进气口(1)、自动流量控制阀(3)、压力传感器(4)、湿度传感器(5)、标准更换模块(6)、流量传感器(7)和自封式出气口(8)分别通过电缆线与信号处理板14相连，供电模块(9)给信号处理板(14)供电。

4.根据权利要求3所述的SF₆设备电气故障定位装置，其特征在于：所述标准更换模块(6)包括SO₂传感器(15)、前置放大板(16)、H₂S传感器(17)、有害气体过滤腔(18)和标准更换模块信号接口(19)，SO₂传感器(15)通过测量管道(2)与H₂S传感器(17)相连，SO₂传感器(15)通过电缆线与前置放大板(16)相连，H₂S传感器(17)通过测量管道(2)与有害气体过滤腔(18)相连，H₂S传感器(17)通过电缆线与前置放大板(16)相连，前置放大板(16)通过标准更换模块信号接口(19)后通过电缆与信号处理板(14)连接。

5.根据权利要求3所述的SF₆设备电气故障定位装置，其特征在于：所述供电模块(9)包括锂电池组(20)、电池保护板(21)、充电板(22)和电压整理板(23)，外部电源通过供电接口(10)与充电板(22)相连，充电板(22)通过电缆与电池保护板(21)相连，电池保护板(21)通过电缆与锂电池组(20)相连板，锂电池组(20)通过电缆与电池保护板(21)相连，电池保护板(21)通过电缆与电压整理板(23)相连，电压整理板(23)通过电缆与信号处理板(14)相连。

6.根据权利要求3至5所述的SF₆设备电气故障定位装置，其特征在于：所述信号处理板(14)上还设置触摸屏(11)和显示屏(13)，信号处理板(14)分别与触摸屏(11)和显示屏(13)连接。

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