CN106324461B - 一种gis间隔交流耐压试验绝缘监测系统和监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种GIS间隔交流耐压试验绝缘监测系统，包括隔离开关分合闸位置可视化检测模块、隔离开关气室六氟化硫气体绝缘状态检测模块、隔离开关局部放电检测模块、信号处理模块、数据分析模块以及报警模块，还公开了一种监测方法，1)收集隔离开关分合闸位置的图像信号，将图像信号进行分析判断；2)、收集耐压试验前后隔离开关气室的六氟化硫状态参数信号，将六氟化硫状态参数信号进行分析判断；3)、收集耐压试验过程中实时监控隔离开关气室局部放电信号，将隔离开关气室局部放电信号进行处理后进行分析判断；4)、综合判定GIS间隔交流隔离开关气室绝缘状态。本发明能有效降低母线不停电方式下GIS交流耐压试验过程中的风险。
Description
技术领域
本发明涉及高压电试验技术领域，具体涉及一种母线不停电方式下GIS间隔交流耐压试验绝缘监测系统和监测方法。
背景技术
GIS间隔扩建或大修后需要在现场实施交流耐压试验，以检查装配后是否存在各种导致内部故障的隐患，确保其绝缘性能良好，从而保证其安全投入运行。
在GIS间隔扩建或大修后的交流耐压试验过程中，采用传统的GIS耐压试验方法可能存在试验电压与母线运行电压相位相差180°，母线侧隔离开关断开承受电压为试验电压和运行电压幅值之和，导致隔离开关断口绝缘击穿而危及运行设备的风险。因此，现有GIS耐压试验技术标准要求对扩建或大修GIS间隔进行交流耐压时，相邻运行设备必须停电并可靠接地，双母线GIS变电站则必须全站停电。
目前为了在母线不停电的模式下，对扩建或大修GIS间隔进行交流耐压测试，往往采用GIS同频同相交流耐压试验方法，该方法是利用相邻设备运行电压，如母线或相邻线路电压互感器二次电压作为参考电压，通过调节可调电感在工频下串联谐振产生试验电压，并利用锁相环技术对试验电压的频率和相位进行动态跟踪，使试验电压与运行电压的频率和相位始终处于同频同相状态，从而可在相邻GIS间隔不停电的情况下完成对扩建或大修GIS间隔的交流耐压试验。
但是同频同相交流耐压试验方法存在一个很大的缺点，那就是耐压试验部分与带电运行设备仅通过母线侧隔离开关分隔，一旦母线侧隔离开关绝缘状态不良发生放电击穿现场，将导致运行母线对地放电以及运行带电部分对试验装置放电，具有极大的安全风险。
因此，有必要设计一种功能齐全、安全有效、可靠性高的绝缘监测系统，保证耐压试验过程安全可靠。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有同频同相交流耐压试验方法下，母线侧隔离开关存在电击穿隐患，提供一种GIS间隔交流耐压试验绝缘监测系统和监测方法，该监测系统和监测方法能够解决现有同频同相交流耐压试验方法下，母线侧隔离开关存在的电击隐患的问题，适用于110千伏及以上GIS间隔扩建或大修后母线不停电方式下交流耐压试验。
本发明通过下述技术方案实现：
一种GIS间隔交流耐压试验绝缘监测系统，包括隔离开关分合闸位置可视化检测模块、隔离开关气室六氟化硫气体绝缘状态检测模块、隔离开关局部放电检测模块、信号处理模块、数据分析模块以及报警模块，
所述隔离开关分合闸位置可视化检测模块，用于收集隔离开关分合闸位置的图像信号，并输出至数据分析模块，用于在耐压试验开始前检测隔离开关分合闸实际位置，确保隔离开关分合闸到位；
所述隔离开关气室六氟化硫气体绝缘状态检测模块，用于收集耐压试验前后隔离开关气室的六氟化硫状态参数信号，并将收集到的六氟化硫状态参数信号输出至数据分析模块，用于在耐压试验前后检测气室六氟化硫绝缘强度，确保隔离开关气室在耐压试验前绝缘良好以及耐压试验后能够安全投入运行；
所述隔离开关局部放电检测模块，用于收集耐压试验过程中实时监控隔离开关气室局部放电信号，并将收集到的隔离开关气室局部放电信号输出至信号处理模块，用于在耐压试验过程中实时监控母线隔离开关气室局部放电水平，一旦耐压试验过程中局部放电信号超标，需停止试验并检查分析原因；
所述信号处理模块，用于将隔离开关局部放电检测模块收集的局部放电信号进行滤波放大处理、A/D转换后输出至数据分析模块；
所述数据分析模块，用于对隔离开关分合闸位置的图像信号、六氟化硫气体状态信号以及耐压试验过程中局部放电信号进行分析判断；
所述报警模块，用于接收数据分析模块传递的判断信号，判断是否发出报警信号。
所述隔离开关气室六氟化硫气体绝缘状态检测模块包括压力参数信号检测元件、分解产物参数信号检测元件、微水含量参数检测元件。
所述隔离开关局部放电检测模块包括超声波局部放电传感器和特高频局部放电传感器。
所述隔离开关分合闸位置可视化检测模块包括X光透视系统。
基于前述的GIS间隔交流耐压试验绝缘监测系统的监测方法，包括以下几个步骤：
1)、收集隔离开关分合闸位置的图像信号，将图像信号进行分析判断；
2)、收集耐压试验前后隔离开关气室的六氟化硫状态参数信号，将六氟化硫状态参数信号进行分析判断；
3)、收集耐压试验过程中实时监控隔离开关气室局部放电信号，将隔离开关气室局部放电信号进行处理后进行分析判断；
4)、根据前三步的分析判断结果综合判定GIS间隔交流隔离开关气室绝缘状态。当然，还可以根据判定的GIS间隔交流隔离开关气室绝缘状态结果，判定是否报警。
图像信号的分析判断方法为：开关分合闸到位，则判定隔离开关分合闸位置处于正常绝缘状态，否则，则判定处于非正常绝缘状态。
六氟化硫状态参数信号进行分析判断方法为：六氟化硫状态参数处于设定值范围内，则判断耐压试验前后隔离开关气室处于正常绝缘状态，否则，则判断处于非正常绝缘状态。设定值为已知，人为设定。
步骤3)中的处理方法是滤波放大和A/D转换。
步骤3)中的分析判断方法为：隔离开关气室局部放电信号未超过规定阈值，则隔离开关气室局部放电情况处于正常状态，否则，隔离开关气室局部放电情况非正常状态。阈值为人为设定。
步骤4)中的综合判定方法为：只有当前三步骤的判断结果完全符合正常绝缘状态时，判定GIS间隔交流隔离开关气室绝缘状态良好；只要前三步骤中有一个判断结果不符合正常绝缘状态时，判定GIS间隔交流隔离开关气室绝缘状态不好。
本发明的思路在于：现有技术在母线不停电方式下的GIS间隔扩建或大修后母线不停电方式下交流耐压试验仅仅只有同频同相交流耐压试验方法，但是同频同相交流耐压试验方法存在母线侧隔离开关绝缘状态不良发生放电击穿现场的安全隐患，安全风险高，目前还没有行之有效的办法解除或降低这样的安全隐患，人们只有选择将母线停电或者在这种安全隐患下实行同频同相交流耐压试验方法，显然这两种方式都不是人们实际渴望的解决方案。为了解决这种人们一直想解决的问题，发明人设计了这种GIS间隔交流耐压试验绝缘监测系统和监测方法，该监测系统和方法通过将隔离开关分合闸位置可视化检测模块、隔离开关气室六氟化硫气体绝缘状态检测模块、隔离开关局部放电检测模块、信号处理模块以及数据分析模块创新的组合在一起，能实现对GIS间隔交流耐压试验绝缘的实时监控，在检测到绝缘非正常时，及时发出警报，以停止试验电压输出，有效降低母线不停电方式下GIS交流耐压试验过程中的风险。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
通过将隔离开关分合闸位置可视化检测模块、隔离开关气室六氟化硫气体绝缘状态检测模块、隔离开关局部放电检测模块、信号处理模块以及数据分析模块创新的组合在一起，能实现对GIS间隔交流耐压试验绝缘的实时监控，在检测到绝缘非正常时，及时发出警报，以停止试验电压输出，有效降低母线不停电方式下GIS交流耐压试验过程中的风险。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例中的能用到的硬件设备均为现有的。
实施例1
如图1所示，一种GIS间隔交流耐压试验绝缘监测系统，包括隔离开关分合闸位置可视化检测模块、隔离开关气室六氟化硫气体绝缘状态检测模块、隔离开关局部放电检测模块、信号处理模块、数据分析模块以及报警模块，
所述隔离开关分合闸位置可视化检测模块，用于收集隔离开关分合闸位置的图像信号，并输出至数据分析模块，用于在耐压试验开始前检测隔离开关分合闸实际位置，确保隔离开关分合闸到位；
所述隔离开关气室六氟化硫气体绝缘状态检测模块，用于收集耐压试验前后隔离开关气室的六氟化硫状态参数信号，并将收集到的六氟化硫状态参数信号输出至数据分析模块，用于在耐压试验前后检测气室六氟化硫绝缘强度，确保隔离开关气室在耐压试验前绝缘良好以及耐压试验后能够安全投入运行；
所述隔离开关局部放电检测模块，用于收集耐压试验过程中实时监控隔离开关气室局部放电信号，并将收集到的隔离开关气室局部放电信号输出至信号处理模块，用于在耐压试验过程中实时监控母线隔离开关气室局部放电水平，一旦耐压试验过程中局部放电信号超标，需停止试验并检查分析原因；
所述信号处理模块，用于将隔离开关局部放电检测模块收集的局部放电信号进行滤波放大处理、A/D转换后输出至数据分析模块；信号放大转换出来可以使用滤波放大处理器、A/D转换器。
所述数据分析模块，用于对隔离开关分合闸位置的图像信号、六氟化硫气体状态信号以及耐压试验过程中局部放电信号进行分析判断；
所述报警模块，用于接收数据分析模块传递的判断信号，判断是否发出报警信号。报警模块可以使用蜂鸣报警器或者其他的报警器。
所述隔离开关气室六氟化硫气体绝缘状态检测模块包括压力参数信号检测元件、分解产物参数信号检测元件、微水含量参数检测元件。隔离开关气室六氟化硫气体状态检测可以为电化学传感器检测仪、便携式气相色谱仪或者气体检测，通过这三种仪器可以将六氟化硫气体分解产物组分检测出来。微水含量可以通过电解法、冷凝露点法、电阻电容法、气体检测管法测出。隔离开关气室六氟化硫压力参数可以由气体压力传感器测得。
隔离开关局部放电检测模块包括超声波局部放电传感器和特高频局部放电传感器。
隔离开关分合闸位置可视化检测模块包括X光透视系统，X光透视系统为现有设备。
实施例2
基于前述的GIS间隔交流耐压试验绝缘监测系统的监测方法，包括以下几个步骤：
1)、收集隔离开关分合闸位置的图像信号，将图像信号进行分析判断；
2)、收集耐压试验前后隔离开关气室的六氟化硫状态参数信号，将六氟化硫状态参数信号进行分析判断；
3)、收集耐压试验过程中实时监控隔离开关气室局部放电信号，将隔离开关气室局部放电信号进行处理后进行分析判断；
4)、根据前三步的分析判断结果综合判定GIS间隔交流隔离开关气室绝缘状态。当然，还可以根据判定的GIS间隔交流隔离开关气室绝缘状态结果，判定是否报警。
图像信号的分析判断方法为：开关分合闸到位，则判定隔离开关分合闸位置处于正常绝缘状态，否则，则判定处于非正常绝缘状态。
六氟化硫状态参数信号进行分析判断方法为：六氟化硫状态参数处于设定值范围内，则判断耐压试验前后隔离开关气室处于正常绝缘状态，否则，则判断处于非正常绝缘状态。设定值为已知，人为设定。
步骤3)中的处理方法是滤波放大和A/D转换。
步骤3)中的分析判断方法为：隔离开关气室局部放电信号未超过规定阈值，则隔离开关气室局部放电情况处于正常状态，否则，隔离开关气室局部放电情况非正常状态。阈值为人为设定。
步骤4)中的综合判定方法为：只有当前三步骤的判断结果完全符合正常绝缘状态时，判定GIS间隔交流隔离开关气室绝缘状态良好；只要前三步骤中有一个判断结果不符合正常绝缘状态时，判定GIS间隔交流隔离开关气室绝缘状态不好。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种GIS间隔交流耐压试验绝缘监测系统，其特征在于，包括隔离开关分合闸位置可视化检测模块、隔离开关气室六氟化硫气体绝缘状态检测模块、隔离开关局部放电检测模块、信号处理模块、数据分析模块以及报警模块，
所述隔离开关分合闸位置可视化检测模块，用于收集隔离开关分合闸位置的图像信号，并输出至数据分析模块；
所述隔离开关气室六氟化硫气体绝缘状态检测模块，用于收集耐压试验前后隔离开关气室的六氟化硫状态参数信号，并将收集到的六氟化硫状态参数信号输出至数据分析模块；
所述隔离开关局部放电检测模块，用于收集耐压试验过程中实时监控隔离开关气室局部放电信号，并将收集到的隔离开关气室局部放电信号输出至信号处理模块；
所述信号处理模块，用于将隔离开关局部放电检测模块收集的局部放电信号进行滤波放大处理、A/D转换后输出至数据分析模块；
所述数据分析模块，用于对隔离开关分合闸位置的图像信号、六氟化硫气体状态信号以及耐压试验过程中局部放电信号进行分析判断；
所述报警模块，用于接收数据分析模块传递的判断信号，判断是否发出报警信号。
2.根据权利要求1所述的GIS间隔交流耐压试验绝缘监测系统，其特征在于，所述隔离开关气室六氟化硫气体绝缘状态检测模块包括压力参数信号检测元件、分解产物参数信号检测元件或微水含量参数检测元件。
3.根据权利要求1所述的GIS间隔交流耐压试验绝缘监测系统，其特征在于，所述隔离开关局部放电检测模块包括超声波局部放电传感器和特高频局部放电传感器。
4.根据权利要求1所述的GIS间隔交流耐压试验绝缘监测系统，其特征在于，所述隔离开关分合闸位置可视化检测模块包括X光透视系统。
5.基于如权利要求1-4任一项所述的GIS间隔交流耐压试验绝缘监测系统的监测方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
1)、收集隔离开关分合闸位置的图像信号，将图像信号进行分析判断；
2)、收集耐压试验前后隔离开关气室的六氟化硫状态参数信号，将六氟化硫状态参数信号进行分析判断；
3)、收集耐压试验过程中实时监控隔离开关气室局部放电信号，将隔离开关气室局部放电信号进行处理后进行分析判断；
4)、根据前三步的分析判断结果综合判定GIS间隔交流隔离开关气室绝缘状态。
6.根据权利要求5所述的监测方法，其特征在于，图像信号的分析判断方法为：开关分合闸到位，则判定隔离开关分合闸位置处于正常绝缘状态，否则，则判定处于非正常绝缘状态。
7.根据权利要求5所述的监测方法，其特征在于，六氟化硫状态参数信号进行分析判断方法为：六氟化硫状态参数处于设定值范围内，则判断耐压试验前后隔离开关气室处于正常绝缘状态，否则，则判断处于非正常绝缘状态。
8.根据权利要求5所述的监测方法，其特征在于，步骤3)中的处理方法是滤波放大和A/D转换。
9.根据权利要求5所述的监测方法，其特征在于，步骤3)中的分析判断方法为：隔离开关气室局部放电信号未超过规定阈值，则隔离开关气室局部放电情况处于正常状态，否则，隔离开关气室局部放电情况非正常状态。
10.根据权利要求5所述的监测方法，其特征在于，步骤4)中的综合判定方法为：只有当前三步骤的判断结果完全符合正常绝缘状态时，判定GIS间隔交流隔离开关气室绝缘状态良好；只要前三步骤中有一个判断结果不符合正常绝缘状态时，判定GIS间隔交流隔离开关气室绝缘状态不好。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |