CN103149324A - 高压开关柜气体检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种高压开关柜气体检测方法及装置，该方法包括：利用真空泵抽取高压开关柜中的气体作为样本气体；将所述样本气体输送到气体传感器中，对所述样本气体中特定成分含量进行检测，得到特定成分含量检测值；判断所述样本气体内的特定成分含量的检测值是否超过预设值；当判断结果为是时，确定所述高压开关柜内出现与所述特定成分相关的故障类别。与现有技术相比，该方法，利用高压开关柜出现故障时，其内气体成分会出现相应的变化的原理，进而通过对高压开关柜内的气体成分分析即可检测到高压开关柜的故障。并且由于是通过气体成分来检测故障，只需在高压开关柜上连接有抽气管道即可检测，不受高压开关柜运行状态的影响。

Description

高压开关柜气体检测方法及装置

技术领域

本申请涉及高压设备检测技术领域，特别是涉及一种高压开关柜气体检测方法及装置。

背景技术

高压开关柜在电力系统中担负着关合及断开电力线路、保护系统安全的双重功能,随着电力系统向着高电压、大机组、大容量的迅速发展,电网日益扩大以及变电站无人值班管理模式和综合自动化的普及推广，高压开关柜的安全运行越来越重要。高压开关柜内闸刀触头、电力电缆进出线的接头接触不良时,接触电阻增大，在负载电流流过时会产生发热现象，过热会引起金属材料的机械强度下降，绝缘材料老化并可能导致击穿形成事故。在高压开关柜中，固体绝缘中的空穴、不同特性的绝缘层之间，以及金属(或半导电)电极的尖锐边缘处，由于气体的击穿场强比固体介质低得多，气体中的电场又比固体介质中高,往往在气隙的部位产生局部放电。这些局部放电会造成电介质绝缘强度逐步下降，最终导致绝缘的损坏。此外，高压开关柜中还存在SF6气体的泄漏，同样会造成设备性能的下降。因此,测量和监视高压开关柜内的运行状态，是避免重大事故发生及控制故障恶化的有力手段，对于保证高压开关柜的正常运行，提高电力系统的运行可靠性和自动化程度具有非常重要的意义。

由以上描述可见，高压开关柜的故障存在多样性，诸如触头过热、局部放电、SF6泄漏等异常情况。而通过对现有技术研究，申请人发现：目前现有高压开关柜的测试仪表具有以下问题：

1、在进行检测时受控于高压开关柜的运行状态，如对电量参数（电压、电流、电功率）实时监测，对于长期不执行分断关合动作的开关柜来讲，无法获取相应的测试分量，故不适用于长期不执行分断关合动作的开关柜。

2、检测时易受外界测试条件的影响，导致测量的准确性不够。例如：采用电磁波监测开关柜的局部放电，易受外界的强电磁场干扰；而采用红外成像的方法则受系统密闭结构的影响，无法准确的测量运行温度。

因此，亟需一种快速检测高压开关柜的异常情况的设备。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种高压开关柜气体检测方法及装置，不受高压开关柜的运行状态以及外界测试条件的影响，能够快速完对高压开关柜的多种故障进行检测。

为了实现上述目的，本申请实施例提供的技术方案如下：

一种高压开关柜气体检测方法，包括：

利用真空泵抽取高压开关柜中的气体作为样本气体；

将所述样本气体输送到气体传感器中，对所述样本气体中特定成分含量进行检测，得到特定成分含量检测值，所述特定成分包括：臭氧、六氟化硫、硫化氢、异味或颗粒浓度；

判断所述样本气体内的特定成分含量的检测值是否超过预设值；

当所述样本气体内的特定成分含量的检测值超过预设值时，确定所述高压开关柜内出现与所述特定成分相关的故障类别。

优选地，所述抽取高压开关柜中的气体作为样本气体，包括：

接收启动控制信号；

当所述真空泵位于所述高压开关柜内部，根据所述启动控制信号控制所述真空泵开启，直接抽取所述高压开关柜内的气体作为样本气体；

或者，

当所述真空泵位于所述高压开关柜外面，根据所述启动控制信号控制所述真空泵开启，并且利用一端与所述真空泵相连接、另一端位于所述高压开关柜内部的管道，抽取所述高压开关柜内的气体作为样本气体。

优选地，所述将所述样本气体输送到气体传感器中，对所述样本气体中特定成分含量进行检测，包括：

将所述样本气体分成至少两份；

分别将至少两份所述样本气体单独输送到不同的气体传感器中；

利用不同的气体传感器对所述样本气体中至少两种特定成分的含量进行检测。

优选地，所述判断所述样本气体内的特定成分含量的检测值是否超过预设值之前，进一步包括：

对所述样本气体的特定成分含量的检测值进行模数转换，得到数字化含量值。

优选地，所述判断所述样本气体内的特定成分含量的检测值是否超过预设值，包括：

在已知数据表中查找与所述特定成分相对应的预设值；

将所述数字化含量值与所查找到的预设值进行比较，确定所述数字化含量值与所查找到的预设值的大小关系。

一种高压开关柜气体检测装置，用于对高压开关柜故障进行诊断，包括：气体获取单元、气体通道、气体传感器、判断单元和故障类别确定单元，其中：

所述气体获取单元与高压开关柜内的空间相连通，用于抽取高压开关柜中的气体作为样本气体，并将所述样本气体输送到气体通道内；

所述气体传感器位于所述气体通道内，用于对所述样本气体中特定成分含量进行检测，所述特定成分包括：臭氧、六氟化硫、硫化氢、异味或颗粒浓度；

所述判断单元用于判断所述样本气体内的特定成分含量的检测值是否超过预设值；

所述故障类别确定单元用于当所述样本气体内的特定成分含量的检测值超过预设值时，确定所述高压开关柜内出现与所述特定成分相关的故障类别。

优选地，所述气体获取单元包括：信号接收单元、真空泵和抽气管道，其中：

所述信号接收单元，用于接收启动控制信号，并将所述启动控制信号发送给真空泵；

所述真空泵位于所述高压开关柜的外面，并且通过抽气管道与高压开关柜的内部空间相连通，所述真空泵用于根据所述启动控制信号开启抽取所述高压开关柜内部的气体。

优选地，所述气体传感器为多个，并且每个气体传感器位于不同的气体通道内；

所述气体获取单元还包括：气体分隔装置，用于将所述样本气体分成至少了两份，且分别将至少两份所述样本气体输送到不同的气体通道内。

优选地，进一步包括：模数转换器，设置在所述气体传感器与判断单元之间，用于对所述样本气体的特定成分含量的检测值进行模数转换，得到数字化含量值。

优选地，所述判断单元包括：查询单元和比较单元，其中：

所述查询单元用于在已知数据表中查找与所述特定成分相对应的预设值；

所述比较单元用于将所述数字化含量值与所查找到的预设值进行比较，确定所述数字化含量值与所查找到的预设值的大小关系。

由以上本申请实施例提供的技术方案可见，本申请实施例提供的该高压开关柜气体检测方法及装置，利用真空泵抽取高压开关柜内的气体作为样本气体，并且将样本气体输送到气体检测传感器中，利用气体检测传感器对样本气体内特定成分的含量进行检测，再将检测值与预设值进行比较，当检测到的气体中特定成分的含量超过预设值时，确定高压开关柜内出现与该特定成分相关的故障类别。

与现有技术相比，该高压开关柜气体检测方法，利用高压开关柜出现故障时，其内气体成分会出现相应的变化的原理，进而通过对高压开关柜内的气体成分进行分析即可检测到高压开关柜的故障。所以，在检测时只要出现故障，就可以快速检测到，并且由于是通过气体成分来检测故障，只需在高压开关柜上连接有抽气管道即可检测，不受高压开关柜运行状态的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的该高压开关柜气体检测方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的抽取气体的流程示意图；

图3为本申请实施例提供的多特定成分检测的流程示意图；

图4为本申请实施例提供的判断特定成分含量的流程示意图；

图5为本申请实施例提供的一种高压开关柜气体检测装置的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的另一种高压开关柜气体检测装置的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的判断单元的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

实施例一：

图1为本申请实施例提供的该高压开关柜气体检测方法的流程示意图。

如图1所示，该方法包括：

S100：利用真空泵抽取高压开关柜中的气体作为样本气体。

当高压开关柜内出现故障时，这里故障包括：触头过热、局部放电、SF6泄漏等，高压开关柜内的气体成分将会出现变化，例如：当局部放电后，将会导致气体中的臭氧量增多；而当触头过热时，空气中的颗粒物浓度将会升高。

因此对高压开关柜内的气体进行分析可以作为故障检测的一种手段。

另外，在本申请实施例中，当真空泵位于高压开关柜的内部时，如图2所示，该步骤包括：

S101：接收启动信号。

启动信号可以为用户输入的开始信号，也可以为系统内设定检测周期触发信号。

S102：根据所述启动控制信号控制所述真空泵开启，直接抽取所述高压开关柜内的气体作为样本气体。

由于真空泵位于高压开关柜内，所以，直接启动真空泵即可抽取高压开关柜内的气体作为样本气体。

在本申请其他实施例中，考虑到高压开关柜的密闭结构，还可以将真空泵设置在高压开关柜的外面，并且将真空泵通过管道与高压开关柜内的空间相连通。

这样当真空泵抽取气体时，可以利用一端与所述真空泵相连接、另一端位于所述高压开关柜内部的管道，抽取所述高压开关柜内的气体作为样本气体

S200：将所述样本气体输送到气体传感器中，对所述样本气体中特定成分含量进行检测，得到特定成分含量检测值。

在本申请实施例中，特定成分是指：臭氧、六氟化硫、硫化氢、异味或颗粒浓度。这里臭氧可以反映出是否出现局部放电现象；而六氟化硫则可以检测是否出现六氟化硫泄露，另外，由于在触头上通常设置有电力脂，所以当触头出现过热时，电力脂会分解产生烷烃等具有异味的气体，进而硫化氢、异味以及颗粒则可以用来检测是否出现触头过热的故障。

此外，在本申请其他实施例中，还可以同时对多种特定成分进行测量，如图3所示，该步骤可以包括：

S201：将所述样本气体分成至少两份；

S202：分别将至少两份所述样本气体单独输送到不同的气体传感器中；

S203：利用不同的气体传感器对所述样本气体中至少两种特定成分的含量进行检测。

上述步骤通过设置气体传感器的种类，可以一次抽取样本气体就可以对多种特定成分进行检测，即可以一次抽取样本气体，可以完成多种故障检测。

S300：判断所述样本气体内的特定成分含量的检测值是否超过预设值。

由于传感器检测到的值通常都是模拟信号，所以在本申请实施例中，该步骤之前还可以包括：对所述样本气体的特定成分含量的检测值进行模数转换，得到数字化含量值。

并且，如图4所示，步骤S300还可以包括：

S301：在已知数据表中查找与所述特定成分相对应的预设值。

这里已知数据表中的预设值，通常为高压开关柜没有发生故障时的检测值。

S302：将所述数字化含量值与所查找到的预设值进行比较，确定所述数字化含量值与所查找到的预设值的大小关系。

S400：确定所述高压开关柜内出现与所述特定成分相关的故障类别。

由于上面已经描述，当气体传感器为臭氧传感器时，并且臭氧传感器的检测值超过预设值，则确定高压开关柜内出现局部放电故障；同样，当气体传感器为六氟化硫传感器时，并且六氟化硫传感器的检测值超过预设值，则确定高压开关柜内出现六氟化硫泄露故障；另外，当气体传感器为硫化氢、异味以及颗粒传感器的组合时，且检测值异常时则确定高压开关柜出现触头过热的故障。因此，当判断某种高压开关柜内空气中某种特定气体成分的含量超过预设值时，即出现异常，根据特定成分所对应的故障类别，就可以快速确定高压开关柜内出现的故障以及故障类别。

此外，在本申请其它实施例中，当检测到特定成分的含量值或确定出故障类别后，还可以将这些数据进行后续处理，例如：显示、存储或者远程发送等等。

由以上本申请实施例提供的技术方案可见，本申请实施例提供的该高压开关柜气体检测方法，利用真空泵抽取高压开关柜内的气体作为样本气体，并且将样本气体输送到气体检测传感器中，利用气体检测传感器对样本气体内特定成分的含量进行检测，再将检测值与预设值进行比较，当检测到的气体中特定成分的含量超过预设值时，确定高压开关柜内出现与该特定成分相关的故障类别。

与现有技术相比，该高压开关柜气体检测方法，利用高压开关柜出现故障时，其内气体成分会出现相应的变化的原理，进而通过对高压开关柜内的气体成分进行分析即可检测到高压开关柜的故障。所以，在检测时只要出现故障，就可以快速检测到，而不受高压开关柜运行状态的影响，并且由于是通过气体成分来检测故障，只需在高压开关柜上连接有抽气管道即可检测。

实施例二：

图5为本申请实施例提供的一种高压开关柜气体检测装置的结构示意图。

如图5所示，图中A为高压开关柜，该气体检测装置包括：气体获取单元10、气体通道20、气体传感器30、判断单元40和故障类别确定单元50，其中：

所述气体获取单元10与高压开关柜内的空间相连通，用于抽取高压开关柜中的气体作为样本气体，并将所述样本气体输送到气体通道20内。

在本申请实施例中，如图5所示，气体获取单元10可以包括：信号接收单元11、真空泵12和抽气管道13，其中：

信号接收单元11，用于接收启动控制信号，并将所述启动控制信号发送给真空泵；

真空泵12位于所述高压开关柜的外面，并且通过抽气管道13与高压开关柜的内部空间相连通，所述真空泵12用于根据所述启动控制信号开启抽取所述高压开关柜内部的气体。

气体通道20与真空泵20相连通，并且气体传感器30位于所述气体通道20内，气体传感器30用于对所述样本气体中特定成分含量进行检测，所述特定成分包括：臭氧、六氟化硫、硫化氢、异味或颗粒浓度。

在本申请其他实施例中，如图6所示，气体传感器30还可以有多个，即在本申请中，气体传感器30可以同时包括：臭氧传感器、六氟化硫传感器、硫化氢传感器、异味传感器、颗粒浓度传感器中的一种或多种的组合。这样每个气体传感器位于不同的气体通道20内。这样气体获取单元还可以包括：气体分隔装置14，并且气体分隔装置14设置在真空泵12与气体通道20之间，其作用是将所述样本气体分成至少了两份，且分别将至少两份所述样本气体输送到不同的气体通道内，在具体实施时，气体分隔装置可以为分叉玻璃管或塑料管。

由于传感器检测到的值通常都是模拟信号，所以在本申请实施例中，如图5和图6所示，在传感器30和判断单元40之间还设置有模数转换器60，模数转换器60用于对所述样本气体的特定成分含量的检测值进行模数转换，得到数字化含量值。

判断单元40与气体传感器30相连接，用于判断所述样本气体内的特定成分含量的检测值是否超过预设值。

在本申请实施例中，如图7所示，判断单元40包括：查询单元41和比较单元42，其中：

查询单元41用于在已知数据表中查找与所述特定成分相对应的预设值。

这里已知数据表中的预设值，通常为高压开关柜没有发生故障时的检测值。

比较单元42用于将所述数字化含量值与所查找到的预设值进行比较，确定所述数字化含量值与所查找到的预设值的大小关系

故障类别确定单元50用于当所述样本气体内的特定成分含量的检测值超过预设值时，确定所述高压开关柜内出现与所述特定成分相关的故障类别。

当气体传感器为臭氧传感器时，并且臭氧传感器的检测值超过预设值，则确定高压开关柜内出现局部放电故障；同样，当气体传感器为六氟化硫传感器时，并且六氟化硫传感器的检测值超过预设值，则确定高压开关柜内出现六氟化硫泄露故障；另外，当气体传感器为硫化氢、异味以及颗粒传感器的组合时，且检测值异常时则确定高压开关柜出现触头过热的故障。

在本申请实施例中，判断单元和故障类别确定单元可以集成在同一微处理器中。

此外，为了方便故障确定模块确定出故障类别后，能够及时通知控制中心或操作人员，如图6所示，该气体检测装置还可以包括：通讯模块70，

所述通讯模块70与所述故障确定单元50相连接，用于当所述故障确定单元50确定出故障类别后，将所述故障类别发送出去。

在本申请实施例中，通讯模块可以为无线通信模块，这样当确定出故障类别后，可以通过无线方式远程发送给控制中心或操作人员，使得高压开关柜具有在线监测功能。

由以上本申请实施例提供的技术方案可见，本申请实施例提供的该高压开关柜气体检测装置，利用真空泵抽取高压开关柜内的气体作为样本气体，并且将样本气体输送到气体检测传感器中，利用气体检测传感器对样本气体内特定成分的含量进行检测，再将检测值与预设值进行比较，当检测到的气体中特定成分的含量超过预设值时，确定高压开关柜内出现与该特定成分相关的故障类别。

与现有技术相比，该高压开关柜气体检测装置，利用高压开关柜出现故障时，其内气体成分会出现相应的变化的原理，进而通过对高压开关柜内的气体成分进行分析即可检测到高压开关柜的故障。所以，在检测时只要出现故障，就可以快速检测到，而不受高压开关柜运行状态的影响，并且由于是通过气体成分来检测故障，只需在高压开关柜上连接有抽气管道即可检测。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种高压开关柜气体检测方法，其特征在于，包括：

利用真空泵抽取高压开关柜中的气体作为样本气体；

将所述样本气体输送到气体传感器中，对所述样本气体中特定成分含量进行检测，得到特定成分含量检测值，所述特定成分包括：臭氧、六氟化硫、硫化氢、异味或颗粒浓度；

判断所述样本气体内的特定成分含量的检测值是否超过预设值；

当所述样本气体内的特定成分含量的检测值超过预设值时，确定所述高压开关柜内出现与所述特定成分相关的故障类别。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述抽取高压开关柜中的气体作为样本气体，包括：

接收启动控制信号；

当所述真空泵位于所述高压开关柜内部，根据所述启动控制信号控制所述真空泵开启，直接抽取所述高压开关柜内的气体作为样本气体；

或者，

当所述真空泵位于所述高压开关柜外面，根据所述启动控制信号控制所述真空泵开启，并且利用一端与所述真空泵相连接、另一端位于所述高压开关柜内部的管道，抽取所述高压开关柜内的气体作为样本气体。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述样本气体输送到气体传感器中，对所述样本气体中特定成分含量进行检测，包括：

将所述样本气体分成至少两份；

分别将至少两份所述样本气体单独输送到不同的气体传感器中；

利用不同的气体传感器对所述样本气体中至少两种特定成分的含量进行检测。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述判断所述样本气体内的特定成分含量的检测值是否超过预设值之前，进一步包括：

对所述样本气体的特定成分含量的检测值进行模数转换，得到数字化含量值。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述判断所述样本气体内的特定成分含量的检测值是否超过预设值，包括：

在已知数据表中查找与所述特定成分相对应的预设值；

将所述数字化含量值与所查找到的预设值进行比较，确定所述数字化含量值与所查找到的预设值的大小关系。

6.一种高压开关柜气体检测装置，用于对高压开关柜故障进行诊断，其特征在于，包括：气体获取单元、气体通道、气体传感器、判断单元和故障类别确定单元，其中：

所述气体获取单元与高压开关柜内的空间相连通，用于抽取高压开关柜中的气体作为样本气体，并将所述样本气体输送到气体通道内；

所述气体传感器位于所述气体通道内，用于对所述样本气体中特定成分含量进行检测，所述特定成分包括：臭氧、六氟化硫、硫化氢、异味或颗粒浓度；

所述判断单元用于判断所述样本气体内的特定成分含量的检测值是否超过预设值；

所述故障类别确定单元用于当所述样本气体内的特定成分含量的检测值超过预设值时，确定所述高压开关柜内出现与所述特定成分相关的故障类别。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述气体获取单元包括：信号接收单元、真空泵和抽气管道，其中：

所述信号接收单元，用于接收启动控制信号，并将所述启动控制信号发送给真空泵；

所述真空泵位于所述高压开关柜的外面，并且通过抽气管道与高压开关柜的内部空间相连通，所述真空泵用于根据所述启动控制信号开启抽取所述高压开关柜内部的气体。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述气体传感器为多个，并且每个气体传感器位于不同的气体通道内；

所述气体获取单元还包括：气体分隔装置，用于将所述样本气体分成至少了两份，且分别将至少两份所述样本气体输送到不同的气体通道内。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，进一步包括：模数转换器，设置在所述气体传感器与判断单元之间，用于对所述样本气体的特定成分含量的检测值进行模数转换，得到数字化含量值。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述判断单元包括：查询单元和比较单元，其中：

所述查询单元用于在已知数据表中查找与所述特定成分相对应的预设值；

所述比较单元用于将所述数字化含量值与所查找到的预设值进行比较，确定所述数字化含量值与所查找到的预设值的大小关系。

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