CN106707048B - 一种gis组合电器智能组件性能检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种GIS组合电器智能组件性能检测装置，所述GIS组合电器智能组件包括被测局部放电状态监测IED和被测SF6气体状态监测IED，所述检测装置包括GIS组合电器本体、连接在GIS组合电器本体一端的局部放电检测仪、与GIS组合电器本体另一端对接的电压发生装置、以及垂直固定在GIS组合电器本体外壁上的同轴且轴线垂直于GIS组合电器本体轴线的局部放电状态监测IED检测气室和SF6气体状态监测IED检测气室；被测局部放电状态监测IED和被测SF6气体状态监测IED分别连接在局部放电状态监测IED检测气室和SF6气体状态监测IED检测气室上。本发明提供的技术方案采用可控的状态模拟技术，复现方式简单，自动化水平高，提高了GIS组合电器智能组件的性能检测效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种检测装置，具体讲涉及一种GIS组合电器智能组件性能检测装置。
背景技术
气体绝缘组合电器设备(Gas Insulated Switchgear，GIS)是电网中重要的变电设备之一。随着高压设备智能化水平的不断提升，GIS组合电器设备的状态监测水平快速发展，智能组件的研发能力日趋成熟。按照Q/GDW 410智能高压设备技术导则中的要求，GIS组合电器配置了各类监测IED、测量IED和控制IED。GIS组合电器常用的监测IED包括局部放电状态监测IED和SF6气体状态监测IED。针对GIS组合电器的监测IED开展性能检测，对确保其各项指标满足高压设备的智能化需求和现场运维要求具有重要的意义。
(1)GIS组合电器局部放电状态监测及模拟技术
GIS组合电器局部放电检测方法主要有特高频检测法、超声波检测法和传统脉冲电流检测法。脉冲电流法主要用于实验室内对GIS组合电器视频的局部放电水平进行测试标定。超声波法和特高频法利用GIS组合电器绝缘内部发生局部放电时所产生的声波信号和电磁波信号强度，进而判断局部放电水平。超声波法和特高频法多用于变电站现场的局部放电监测，具有灵敏度高、抗干扰性好的特点。
在实验室内对GIS组合电器局部放电监测IED的性能进行检测，可以通过局部放电模型复现。通过在模型上外施试验电压，产生真实局部放电信号，对局部放电监测IED进行考核。GIS组合电器常用的局部放电物理模型有：尖刺放电模型、自由金属颗粒放电模型、沿面放电模型、气隙放电模型和悬浮电极放电模型等。通过接入不同的放电模型，产生不同的放电信号，利用示波器、局部放电检测仪等设备进行比对试验，从而对局部放电状态监测IED的性能和功能进行检测。通过对比抗干扰性、灵敏度和放电谱图等确定其性能的优劣。
(2)GIS组合电器SF6气体状态监测及模拟技术
SF6气体是GIS组合电器内的主要绝缘介质，SF6气体的状态，反应了GIS组合电器的绝缘状态。常见的SF6气体状态包括：SF6气体压力/密度、SF6气体湿度/含水量等。当SF6气体发生泄漏时，SF6气体压力下降，当SF6气体受潮时，SF6气体湿度增加。以上情况发生时，SF6气体状态发生劣化，直接影响GIS组合电器的绝缘水平，对SF6气体状态进行监测，能够及时发现并排查GIS组合电器的绝缘隐患，具有重要的意义。
随着GIS组合电器智能组件(局部放电监测IED和SF6气体状态监测IED)的推广应用，针对GIS组合电器智能组件的检测技术也在不断发展，检测装置也逐步出现。常见的智能组件检测装置分为采用状态信号发生法的检测装置和采用状态模拟法的检测装置两类。采用状态信号发生法的检测装置，通过信号发生器产生相应传感器的模拟量和开关量输出，对智能组件的性能进行考核；采用状态模拟法的检测装置利用不同的状态复现方式，对智能组件用传感器进行考核。然而，目前的智能组件检测装置多类型单一，一次只能检测一种智能组件的一种性能；无法实现对智能组件的整体性能进行考核。同时，状态复现的方式复杂，操作繁琐，需要反复操作。
发明内容
为了解决现有技术中所存在的上述不足，本发明提供一种GIS组合电器智能组件性能检测装置。该检测装置采用126kV真型GIS组合电器结构，利用真实的状态模拟复现技术，复现了GIS局部放电状态和SF6气体状态，可实现对局部放电状态监测IED和SF6气体状态监测IED的整体性能检测，在把控智能组件的产品质量、保证入网设备的安全可靠和监测数据的真实有效、提高GIS组合电器状态监测技术的发展和应用、支撑“大检修”建设和智能电网建设方面，发挥了重要作用。
本发明提供的技术方案是：一种GIS组合电器智能组件性能检测装置，所述GIS组合电器智能组件包括被测局部放电状态监测IED和被测SF6气体状态监测IED，其改进之处在于：所述检测装置包括GIS组合电器本体、连接在所述GIS组合电器本体一端的局部放电检测仪、与所述GIS组合电器本体另一端对接的电压发生装置、以及垂直固定在所述GIS组合电器本体外壁上的同轴且轴线垂直于所述GIS组合电器本体轴线的局部放电状态监测IED检测气室和SF6气体状态监测IED检测气室；所述被测局部放电状态监测IED和所述被测SF6气体状态监测IED分别连接在所述局部放电状态监测IED检测气室和所述SF6气体状态监测IED检测气室上。
优选的，所述GIS组合电器本体为单相126KV的GIS结构，包括中空圆柱体形的接地外壳和同轴固定在所述接地外壳两端的盆式绝缘子；所述局部放电检测仪与GIS组合电器本体中的检测阻抗电气相连；所述电压发生装置与接地外壳一端的盆式绝缘子对接；所述接地外壳的侧壁上开有用于安装所述局部放电状态监测IED检测气室的开口，所述局部放电状态监测IED检测气室与所述接地外壳垂直连通。
进一步，电压发生装置包括升压装置和调压装置，所述升压装置采用一体化封装方式与所述GIS组合电器本体同轴固定；所述升压装置采用气体绝缘电压互感器结构，其低压侧通过二次端子箱连接所述调压装置；所述调压装置通过调节输出电压来控制所述升压装置高压侧的输出电压。
优选的，所述局部放电状态监测IED检测气室包括中空圆柱体形局部放电模拟气室和对称安装在所述局部放电模拟气室两侧的模型投切装置；所述局部放电模拟气室的另外两侧对称设有外接所述被测局部放电状态监测IED的局部放电状态检测接口；
所述局部放电模拟气室的底端固定在所述GIS组合电器本体外壁上；其顶端安装有盆式绝缘子，并通过所述盆式绝缘子与所述SF6气体状态监测IED检测气室同轴固定。
优选的，所述SF6气体状态监测IED检测气室包括中空圆柱体形SF6气体状态模拟气室；所述SF6气体状态模拟气室的侧壁上设有SF6气体充气口和分别固定被测SF6气体状态监测IED和参考SF6气体传感器的SF6气体状态检测接口；
所述SF6气体状态模拟气室的顶端通过盆式绝缘子密封，其底端通过盆式绝缘子与局部放电状态监测IED检测气室同轴连通。
优选的，所述GIS组合电器本体内同轴固定有弯曲部分同所述局部放电状态监测IED检测气室和SF6气体状态监测IED检测气室同轴的弯曲导杆；所述弯曲导杆的一端与电压发生装置的输出端固定，其另一端与SF6气体状态监测IED检测气室的顶端固定。
进一步，所述弯曲导杆包括第一高压导杆以及一端与所述第一高压导杆的一端垂直连接的第二高压导杆；所述第一高压导杆的另一端沿所述GIS组合电器本体的轴线方向贯穿所述GIS组合电器本体一端的盆式绝缘子中心，并与升压装置的输出端相连；所述第二高压导杆的另一端沿所述局部放电状态监测IED检测气室的轴线方向贯穿所述局部放电状态监测IED检测气室顶部的盆式绝缘子，并与所述SF6气体状态模拟气室顶端的盆式绝缘子固定。
进一步，所述第一高压导杆与所述第二高压导杆的连接部位还连接有耦合电容分压器，所述耦合电容分压器的另一端连接检测阻抗，所述检测阻抗的另一端连接局部放电检测仪和接地外壳。
进一步，所述模型投切装置包括轴线与局部放电状态监测IED检测气室的轴线相垂直的电动伸缩杆、以及与所述电动伸缩杆切换连接的局部放电模型，所述电动伸缩杆的另一端与控制设备相连，用于控制所述伸缩导杆的伸缩以及伸缩导杆与所述局部放电模型的切换连接，使得所述局部放电模型接触或远离第二高压导杆；
当所述局部放电模型接触所述第二高压导杆时，电压发生装置产生试验电压，局部放电模型产生放电信号；所述被测局部放电状态监测IED和所述局部放电检测仪均检测试验电压和局部放电水平，通过对比被测局部放电状态监测IED和局部放电检测仪的检测结果对被测局部放电状态监测IED的性能进行检测。
进一步，所述局部放电检测模型包括模拟尖端放电模型、悬浮电极放电模型、沿面放电模型、气隙放电模型和自由金属颗粒放电模型；所述局部放电模型在控制设备的控制下与所述电动伸缩杆切换连接。
与最接近的现有技术相比，本发明具有如下显著进步：
(1)本发明采用真型单相126KV的GIS结构对智能组件进行性能检测，最大限度地模拟了智能组件的安装和运行环境，提高了对GIS组合电器智能组件性能检测的准确性和可靠性。
(2)本发明的升压装置采用气体绝缘电压互感器结构，互感器与GIS组合电器本体采用一体化封装设计，简化了外部接线，操作简便，避免了外部接线引入升压装置所带来的干扰和影响，并减小了检测装置的体积，提高了检测装置局部放电的可测灵敏度水平。
(3)本发明采用基于可控状态模拟技术的模型投切装置实现GIS组合电器局部放电状态的可控模拟，可控制2组局部放电模型的投切，可在不同的局部放电状态下，对被测局部放电状态监测IED(6)的性能进行检测。通过模型投切装置(9)控制局部放电信号的产生，模型投切装置(9)由外部信号电动控制，实现了多组局部放电模型(8)的可控投切，具有检测方式灵活，复现方式简单，自动化程度高，操作简便的特点。
(4)本发明的局部放电状态监测IED检测气室和SF6气体状态监测IED检测气室同轴设置，且垂直安装在GIS组合电器本体的外壁上，可实现局部放电状态监测IED和SF6气体状态监测IED的同步测试，提高了检测效率。
(5)本发明的局部放电状态监测IED检测气室两侧对称设有局部放电状态检测接口，分别连接两个不同的被测局部放电状态监测IED；可实现不同被测局部放电状态监测IED之间的横向对比。
附图说明
图1为本发明提供的GIS组合电器智能组件性能检测装置的整体结构示意图；
图2为图1中局部放电状态监测IED检测气室的俯视图；
其中：1-GIS组合电器本体；2-升压装置；3-局部放电状态监测IED检测气室；4-SF6气体状态监测IED检测气室；5-局部放电检测仪；6-被测局部放电状态监测IED；7-被测SF6气体状态监测IED；8-局部放电模型；9-模型投切装置；10-局部放电状态检测接口；11-SF6气体充气口；12-SF6气体状态检测接口；13-二次端子箱；14-调压装置；15-第一高压导杆；16-耦合电容分压器；17-检测阻抗；18-电动伸缩杆；19-参考SF6气体传感器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
为了彻底了解本发明实施例，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本发明实施例的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
参照图1，图1为本发明提供的GIS组合电器智能组件性能检测装置的整体结构图。所述GIS组合电器智能组件包括被测局部放电状态监测IED 6和被测SF6气体状态监测IED7，所述检测装置包括GIS组合电器本体1、连接在所述GIS组合电器本体1一端的局部放电检测仪5、与所述GIS组合电器本体1另一端对接的电压发生装置、以及垂直固定在所述GIS组合电器本体1外壁上的同轴且轴线垂直于所述GIS组合电器本体1轴线的局部放电状态监测IED检测气室3和SF6气体状态监测IED检测气室4；所述被测局部放电状态监测IED 6和所述被测SF6气体状态监测IED 7分别连接在所述局部放电状态监测IED检测气室3和所述SF6气体状态监测IED检测气室4上。
所述GIS组合电器本体1为单相126KV的GIS结构，包括中空圆柱体形的接地外壳和同轴固定在所述接地外壳两端的盆式绝缘子；所述局部放电检测仪5连接到GIS组合电器本体1内的检测阻抗17上；所述电压发生装置与接地外壳一端的盆式绝缘子对接；所述接地外壳的侧壁上开有用于安装所述局部放电状态监测IED检测气室3的开口，所述局部放电状态监测IED检测气室3与所述接地外壳垂直连通。
所述GIS组合电器本体1内同轴固定有弯曲部分同所述局部放电状态监测IED检测气室3和SF6气体状态监测IED检测气室4同轴的弯曲导杆；所述弯曲导杆的一端与电压发生装置的输出端固定，其另一端与SF6气体状态监测IED检测气室4的顶端固定。
所述弯曲导杆包括第一高压导杆15以及一端与所述第一高压导杆15的一端垂直连接的第二高压导杆；所述第一高压导杆15与所述第二高压导杆为一体成型设计；所述第一高压导杆15的另一端沿所述GIS组合电器本体1的轴线方向贯穿所述GIS组合电器本体1一端的盆式绝缘子中心，并与升压装置2的输出端相连；所述第二高压导杆的另一端沿所述局部放电状态监测IED检测气室3的轴线方向贯穿所述局部放电状态监测IED检测气室3顶部的盆式绝缘子，并与所述SF6气体状态监测IED检测气室4顶端的盆式绝缘子固定。
所述第一高压导杆15与所述第二高压导杆的连接部位还连接有耦合电容分压器16，所述耦合电容分压器16的另一端连接检测阻抗17，所述检测阻抗17的另一端连接局部放电检测仪5和接地外壳，所述局部放电检测仪5用于检测局部放电水平和升压装置2的输出电压。
所述电压发生装置包括升压装置2和调压装置14，所述升压装置2采用一体化封装方式与所述GIS组合电器本体1同轴固定；所述升压装置2采用220KV气体绝缘电压互感器结构，利用互感器高压侧作为电源原边对弯曲导杆进行升压，其低压侧通过二次端子箱13连接所述调压装置14；所述调压装置14通过调节输出电压来控制所述升压装置2高压侧的输出电压，所述调压装置14的调节范围为0-380V。
所述局部放电状态监测IED检测气室3包括中空圆柱体形局部放电模拟气室和对称安装在所述局部放电模拟气室两侧的模型投切装置9；所述局部放电模拟气室的另外两侧对称设有外接所述被测局部放电状态监测IED 6的局部放电状态检测接口10；
所述模型投切装置9包括轴线与局部放电状态监测IED检测气室3的轴线相垂直的电动伸缩杆18、以及与所述电动伸缩杆18切换连接的局部放电模型8，所述电动伸缩杆18的另一端与控制设备相连，用于控制所述伸缩导杆的伸缩以及伸缩导杆与所述局部放电模型8的切换连接，使得所述局部放电模型8接触或远离第二高压导杆；
当所述局部放电模型8接触所述第二高压导杆时，电压发生装置产生试验电压，局部放电模型8产生放电信号；当局部放电模型8远离到第二高压导杆时，该局部放电模型8不会产生局部放电信号。所述被测局部放电状态监测IED 6和所述局部放电检测仪5均检测试验电压和局部放电水平，通过对比被测局部放电状态监测IED 6和局部放电检测仪5的检测结果对被测局部放电状态监测IED 6的性能进行检测。
所述局部放电检测模型包括模拟尖端放电模型、悬浮电极放电模型、沿面放电模型、气隙放电模型、自由金属颗粒放电模型等多种局部放电缺陷模型；所述局部放电模型8在控制设备的控制下与所述电动伸缩杆18切换连接。
所述局部放电模拟气室的底端固定在所述GIS组合电器本体1外壁上；其顶端安装有盆式绝缘子，并通过所述盆式绝缘子与所述SF6气体状态监测IED检测气室4同轴固定。
所述SF6气体状态监测IED检测气室4包括中空圆柱体形SF6气体状态模拟气室；所述SF6气体状态模拟气室的侧壁上设有SF6气体充气口11和分别固定被测SF6气体状态监测IED 7和参考SF6气体传感器19的SF6气体状态检测接口12；
通过外部经SF6气体充气口11向装置内部注入不同压力、湿度的SF6气体，并打开SF6气体状态检测接口12的阀门，模拟SF6气体不同状态的检测环境。通过对比被测SF6气体状态监测IED 7(7)和参考SF6气体传感器19(19)的检测结果，对比被测SF6气体状态监测IED 7(7)的性能和功能进行检测。
所述SF6气体状态模拟气室的顶端通过盆式绝缘子密封，其底端通过盆式绝缘子与局部放电状态监测IED检测气室3同轴连通。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。
Claims (7)
1.一种GIS组合电器智能组件性能检测装置，所述GIS组合电器智能组件包括被测局部放电状态监测IED和被测SF6气体状态监测IED，其特征在于：
所述检测装置包括GIS组合电器本体、连接在所述GIS组合电器本体一端的局部放电检测仪、与所述GIS组合电器本体另一端对接的电压发生装置、以及垂直固定在所述GIS组合电器本体外壁上的同轴且轴线垂直于所述GIS组合电器本体轴线的局部放电状态监测IED检测气室和SF6气体状态监测IED检测气室；所述被测局部放电状态监测IED和所述被测SF6气体状态监测IED分别连接在所述局部放电状态监测IED检测气室和所述SF6气体状态监测IED检测气室上；
所述GIS组合电器本体内同轴固定有弯曲部分同所述局部放电状态监测IED检测气室和SF6气体状态监测IED检测气室同轴的弯曲导杆；所述弯曲导杆的一端与电压发生装置的输出端固定，其另一端与SF6气体状态监测IED检测气室的顶端固定；
所述弯曲导杆包括第一高压导杆以及一端与所述第一高压导杆的一端垂直连接的第二高压导杆；所述第一高压导杆的另一端沿所述GIS组合电器本体的轴线方向贯穿所述GIS组合电器本体一端的盆式绝缘子中心，并与升压装置的输出端相连；所述第二高压导杆的另一端沿所述局部放电状态监测IED检测气室的轴线方向贯穿所述局部放电状态监测IED检测气室顶部的盆式绝缘子，并与所述SF6气体状态监测IED检测气室顶端的盆式绝缘子固定；
所述第一高压导杆与所述第二高压导杆的连接部位还连接有耦合电容分压器，所述耦合电容分压器的另一端连接检测阻抗，所述检测阻抗的另一端连接局部放电检测仪和接地外壳。
2.根据权利要求1所述的一种GIS组合电器智能组件性能检测装置，其特征在于：
所述GIS组合电器本体为单相126KV的GIS结构，包括中空圆柱体形的接地外壳和同轴固定在所述接地外壳两端的盆式绝缘子；所述局部放电检测仪与GIS组合电器本体中的检测阻抗电气相连；所述电压发生装置与接地外壳一端的盆式绝缘子对接；所述接地外壳的侧壁上开有用于安装所述局部放电状态监测IED检测气室的开口，所述局部放电状态监测IED检测气室与所述接地外壳垂直连通。
3.根据权利要求1或2所述的一种GIS组合电器智能组件性能检测装置，其特征在于：
电压发生装置包括升压装置和调压装置，所述升压装置采用一体化封装方式与所述GIS组合电器本体同轴固定；所述升压装置采用气体绝缘电压互感器结构，其低压侧通过二次端子箱连接所述调压装置；所述调压装置通过调节输出电压来控制所述升压装置高压侧的输出电压。
4.根据权利要求1所述的一种GIS组合电器智能组件性能检测装置，其特征在于：
所述局部放电状态监测IED检测气室包括中空圆柱体形局部放电模拟气室和对称安装在所述局部放电模拟气室两侧的模型投切装置；所述局部放电模拟气室的另外两侧对称设有外接所述被测局部放电状态监测IED的局部放电状态检测接口；
所述局部放电模拟气室的底端固定在所述GIS组合电器本体外壁上；其顶端安装有盆式绝缘子，并通过所述盆式绝缘子与所述SF6气体状态监测IED检测气室同轴固定。
5.根据权利要求1所述的一种GIS组合电器智能组件性能检测装置，其特征在于：
所述SF6气体状态监测IED检测气室包括中空圆柱体形SF6气体状态模拟气室；所述SF6气体状态模拟气室的侧壁上设有SF6气体充气口和分别固定被测SF6气体状态监测IED和参考SF6气体传感器的SF6气体状态检测接口；
所述SF6气体状态模拟气室的顶端通过盆式绝缘子密封，其底端通过盆式绝缘子与局部放电状态监测IED检测气室同轴连通。
6.根据权利要求4所述的一种GIS组合电器智能组件性能检测装置，其特征在于：
所述模型投切装置包括轴线与局部放电状态监测IED检测气室的轴线相垂直的电动伸缩杆、以及与所述电动伸缩杆切换连接的局部放电模型，所述电动伸缩杆的另一端与控制设备相连，用于控制所述电动伸缩杆的伸缩以及电动伸缩杆与所述局部放电模型的切换连接，使得所述局部放电模型接触或远离第二高压导杆；
当所述局部放电模型接触所述第二高压导杆时，电压发生装置产生试验电压，局部放电模型产生放电信号；所述被测局部放电状态监测IED和所述局部放电检测仪均检测试验电压和局部放电水平，通过对比被测局部放电状态监测IED和局部放电检测仪的检测结果对被测局部放电状态监测IED的性能进行检测。
7.根据权利要求6所述的一种GIS组合电器智能组件性能检测装置，其特征在于：
所述局部放电模型包括模拟尖端放电模型、悬浮电极放电模型、沿面放电模型、气隙放电模型和自由金属颗粒放电模型；所述局部放电模型在控制设备的控制下与所述电动伸缩杆切换连接。
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