CN106771665A - 一种气体绝缘母线接头接触状态检测装置及方法 - Google Patents

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关向雨
沈泉宇
舒迺秋
彭辉
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Abstract

本发明公开了一种气体绝缘母线接头接触状态检测装置及方法，包括用于待测气体绝缘母线设备、布置在设备接头和壳体周边检测断面上的磁场传感器阵列，磁场测量数据通过信号线穿过气体绝缘母线壳体端子板与接触状态分析模块连接。本发明还提供了气体绝缘母线接头接触状态检测装置方法。本发明可实现气体绝缘开关设备母线接头各触点接触状态的快速准确检测，同时，借助本发明可对气体绝缘母线设置多个监测断面，实现对整个回路接头的接触状态进行全面监测。

Description

一种气体绝缘母线接头接触状态检测装置及方法
技术领域
本发明属于电气设备电接触状态检测技术领域，涉及一种气体绝缘母线接头接触状态检测装置及方法，具体地说，涉及一种基于磁传感器阵列的气体绝缘母线接头接触状态检测装置及方法。
背景技术
气体绝缘母线(Gas Insulated Bus,GIB)采用绝缘性能优良的SF6气体代替空气，并通过一系列相互连接的封闭金属母线间隔来实现高电压，大电流电能的输送，因其占地面积小、无功损耗低、运行可靠性高以及良好的景观协调性等优点在电力系统得到了日益广泛的应用。气体绝缘母线大量采用插接式接头用以补偿装配公差和运行过程中产生热应力作用，但由于接头接触退化失效引起的过热和放电事故时有发生严重危及设备和电力系统的安全稳定运行。
目前，针对气体绝缘母线接头接触状态的检测方法主要分为基于回路电阻和局放的电测法，以及基于温升和振动的非电测法。然而在实际使用过程中存在作为检测信号的温度、振动与接头的接触状态函数关系不明确，失效阈值选择困难的不足。回路电阻测试必须在停电条件下进行且较易掩盖电气回路中单个接头的接触隐患。局放信号产生于接头过热熔化后，此时接头的接触故障已经发生因而没有足够的预警时间。由于气体绝缘母线的密封设计和绝缘要求，难以直接将温度传感器置于内部接头表面，通过壳体的间接测量存在较大的滞后性。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术存在的缺陷，提供一种气体绝缘母线接头接触状态检测装置及方法。
其具体技术方案为：
一种气体绝缘母线接头接触状态检测装置，包括用于待测气体绝缘母线设备1、布置在设备接头2和壳体3周边检测断面上的磁场传感器阵列4，磁场测量数据通过信号线5穿过气体绝缘母线壳体端子板6与接触状态分析模块7连接。
在现场测试中，根据气体绝缘母线接头空间位置，在气体绝缘母线接头周边以及壳体内壁设置磁场传感器阵列；获得气体绝缘母线接头周边的空间磁场数据，根据检测断面的磁场空间分布与接头电接触状态之间的对应关系，通过对磁场分布特性对比分析获取气体绝缘母线接头的实时接触状况。
进一步，所述磁场传感器阵列的空间布局，根据气体绝缘母线接头空间位置将活动端触头与导体接触截面作为检测断面，将检测断面上距离接头10mm以及壳体内壁的周向路径作为检测路径；将磁场传感器沿检测路径等角度布置，且磁场传感器的数目与触点数目保持一致。
一种气体绝缘母线接头接触状态检测方法，包括以下步骤：
1)根据所述气体绝缘母线接头位置确定监测断面及磁传感器阵列布置；
2)测量获取气体绝缘母线接头不同接触状态下检测断面上磁场空间分布；
3)通过物理模拟试验和数值仿真，建立监测断面磁场分布特性与接头电接触状态之间的对应关系；
4)根据所建立的监测断面磁场分布特性与接头电接触状态之间的对应关系，通过磁场测量实现对所述对象的电接触状态检测。
进一步，通过在气体绝缘母线壳体开设密封端子排搭建物理试样，通过电流源对试样提供测试电流，通过布设在接头断面磁场传感器阵列测取不同接触失效模式下的气体绝缘母线接头周边空间磁场分布。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明可实现气体绝缘开关设备母线接头各触点接触状态的快速准确检测，同时，借助本发明可对气体绝缘母线设置多个监测断面，实现对整个回路接头的接触状态进行全面监测。
附图说明
图1为本发明气体绝缘母线接头接触状态检测装置的结构示意图；
图2为本发明气体绝缘母线接头接触状态检测方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
一种气体绝缘母线接头接触状态检测装置，如图1所示，该气体绝缘母线接头接触状态检测装置包括用于待测气体绝缘母线设备1、布置在设备接头2和壳体3周边检测断面上的磁场传感器阵列4，磁场测量数据通过信号线5穿过气体绝缘母线壳体端子板6与接触状态分析模块7连接。
在现场测试中，根据气体绝缘母线接头空间位置，在气体绝缘母线接头周边以及壳体内壁设置磁场传感器阵列；获得气体绝缘母线接头周边的空间磁场数据，根据检测断面的磁场空间分布与接头电接触状态之间的对应关系，通过对磁场分布特性对比分析获取气体绝缘母线接头的实时接触状况。
根据电磁场理论，导体通过电流时将在周边产生感应磁场，气体绝缘母线接头为多触点并联的导体系统，当触点电接触状态发生变化时，电流分配关系的变化将引起周边空间磁场畸变，利用接头空间磁场的分布特征可判断气体绝缘母线接头的电接触状态；本发明在实施过程中，通过在气体绝缘母线接头周边以及壳体内壁设置磁场传感器阵列；获得气体绝缘母线接头周边的空间磁场数据，根据检测断面的磁场空间分布与接头电接触状态之间的对应关系，通过对磁场分布特性对比分析获取气体绝缘母线接头的实时接触状况。
实施例
一种气体绝缘母线接头接触状态检测方法，包括以下步骤：
S101，根据所述气体绝缘母线接头位置确定监测断面及磁传感器阵列布置，具体为：根据气体绝缘母线接头空间位置将活动端触头与导体接触截面作为检测断面，将检测断面上距离接头10mm以及壳体内壁的周向路径作为检测路径；将磁场传感器沿检测路径等角度布置，且磁场传感器的数目与触点数目保持一致；
S102，测量获取气体绝缘母线接头不同接触状态下检测断面上的磁场空间分布，其主要实现过程为：通过在气体绝缘母线壳体开设密封端子排搭建物理试样，通过电流源对试样提供测试电流，通过布设在接头断面磁场传感器阵列测取不同接触失效模式下的气体绝缘母线接头周边空间磁场分布；
S103，通过物理模拟试验和数值仿真，建立监测断面磁场分布特性与接头电接触状态之间的对应关系；对不同母线接头接触状态下的气体绝缘建立电磁场数值仿真模型，计算获得检测断面的磁场空间分布与接头电接触状态之间的对应关系；
S104，根据所建立的监测断面磁场分布特性与接头电接触状态之间的对应关系，通过磁场测量实现对所述对象的电接触状态检测。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种气体绝缘母线接头接触状态检测装置，其特征在于，包括用于待测气体绝缘母线设备、布置在设备接头和壳体周边检测断面上的磁场传感器阵列，磁场测量数据通过信号线穿过气体绝缘母线壳体端子板与接触状态分析模块连接；
在现场测试中，根据气体绝缘母线接头空间位置，在气体绝缘母线接头周边以及壳体内壁设置磁场传感器阵列；获得气体绝缘母线接头周边的空间磁场数据，根据检测断面的磁场空间分布与接头电接触状态之间的对应关系，通过对磁场分布特性对比分析获取气体绝缘母线接头的实时接触状况。
2.根据权利要求1所述的气体绝缘母线接头接触状态检测装置，其特征在于，所述磁场传感器阵列的空间布局，根据气体绝缘母线接头空间位置将活动端触头与导体接触截面作为检测断面，将检测断面上距离接头10mm以及壳体内壁的周向路径作为检测路径；将磁场传感器沿检测路径等角度布置，且磁场传感器的数目与触点数目保持一致。
3.一种气体绝缘母线接头接触状态检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)根据所述气体绝缘母线接头位置确定监测断面及磁传感器阵列布置；
2)测量获取气体绝缘母线接头不同接触状态下检测断面上磁场空间分布；
3)通过物理模拟试验和数值仿真，建立监测断面磁场分布特性与接头电接触状态之间的对应关系；
4)根据所建立的监测断面磁场分布特性与接头电接触状态之间的对应关系，通过磁场测量实现对所述对象的电接触状态检测。
4.根据权利要求3所述的气体绝缘母线接头接触状态检测方法，其特征在于，通过在气体绝缘母线壳体开设密封端子排搭建物理试样，通过电流源对试样提供测试电流，通过布设在接头断面磁场传感器阵列测取不同接触失效模式下的气体绝缘母线接头周边空间磁场分布。
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