CN107037330B - 一种绝缘故障点定位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种绝缘故障点定位方法，应用于GIS现场交流耐压试验中，所述方法包括：步骤1：在变电站对GIS进行交流耐压试验时，在GIS上安装多个罗氏线圈；步骤2：耐压试验工程中，通过罗氏线圈采集GIS的电流信号，并将各个罗氏线圈采集的电流信号同时接入示波器记录波形；步骤3：耐压试验加压过程中，当被试GIS发生绝缘击穿时，通过分析击穿瞬间罗氏线圈所采集的电流波形特征对击穿点进行定位，实现了降低实验现场调试风险，提高工作效率，并且能准确判定被试GIS的击穿点气室，减少被试GIS重复耐压次数，延长被试GIS使用寿命的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及变电站调试领域，具体地，涉及一种绝缘故障点定位方法。
背景技术
GIS(Gas Insulated Switchgear,以下简称GIS)，由于GIS是封闭的，在未解体情况下无法直接观察到其内部的情况，所以在耐压试验发生绝缘击穿时如何行之有效地对击穿点进行定位成了工程实践中的技术难点。目前国内在实际工程现场最常用的方法是试验人员根据经验通过放电声音判断绝缘故障点。这种方法虽然能找出故障点，但需要试验人员具有一定的经验，并且需要反复对被试GIS施加试验电压以使其故障点击穿。耐压试验是破坏性试验，多次对被试品施加试验电压势必加速其绝缘的老化，影响其使用寿命。
综上所述，本申请发明人在实现本申请发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：
在现有技术中，GIS在进行耐压试验时，存在需要依靠试验人员的经验，多次破坏性试验容易加速绝缘的老化，影响使用寿命的技术问题。
发明内容
本发明提供了一种绝缘故障点定位方法，解决了GIS在进行耐压试验时，存在需要依靠试验人员的经验，多次破坏性试验容易加速绝缘的老化，影响使用寿命的技术问题，实现了降低实验现场调试风险，提高工作效率，并且能准确判定被试GIS的击穿点气室，减少被试GIS重复耐压次数，延长被试GIS使用寿命的技术效果。
GIS(气体绝缘金属封闭开关设备)，在GIS耐压试验中使用的升压原理是串联谐振，试验过程中被试GIS可看作若干个电容并联在一起，升压时，电容中储存的电场能随着电压升高而升高。当被试GIS的某个部分被击穿时，这些能量在极短的时间内在击穿点消耗，即被试GIS内部分散储存的能量在极短的时间内汇聚到击穿处释放。此时被试GIS内部会产生一个冲击电流流向击穿点，越接近击穿点，电流越大。因此只需要在试验时监测被试GIS各部分的电流的大小和方向就可以对击穿点进行定位。其等效电路如图1所示，假设C点被击穿，A、B两点电流应与D点电流方向相反，并且B点电流大于A点电流，由此可判断出击穿点在B、D两点之间。
采用柔性罗氏线圈监测击穿时的电流，柔性罗氏线圈可以测量频率1赫兹到1M赫兹，从几安培到几百千安培，具有极佳的瞬态跟踪能力，可以用于测量尺寸很大或形状不规则的导体电流，电流传感器安装在盆式绝缘子处，如图2所示。
为解决上述技术问题，本申请提供了一种绝缘故障点定位方法，应用于GIS现场交流耐压试验中，所述方法包括：
步骤1：在变电站对GIS进行交流耐压试验时，在GIS上安装多个罗氏线圈；
步骤2：耐压试验工程中，通过罗氏线圈采集GIS的电流信号，并将各个罗氏线圈采集的电流信号同时接入示波器记录波形；
步骤3：耐压试验加压过程中，当被试GIS发生绝缘击穿时，通过分析击穿瞬间罗氏线圈所采集的电流波形特征对击穿点进行定位。
其中，所述罗氏线圈安装在被试GIS相邻两金属外壳的连接处。
其中，所述罗氏线圈安装在被试GIS相邻两金属外壳的连接处，GIS相邻两金属外壳之间是盆式绝缘子，即所述罗氏线圈安装在被试GIS相邻两金属外壳之间是盆式绝缘子表面，此处为非金属，被试GIS的电磁场信号在此处可被罗氏线圈接收。
其中，所述通过分析击穿瞬间罗氏线圈所采集的电流波形特征对击穿点进行定位，具体包括：
首先，通过电流波形特征获得各个罗氏线圈采集击穿时电流的相位、幅值；
然后，基于获得的电流的相位、幅值对绝缘故障点位置进行判断。
其中，所述基于获得的电流的相位、幅值对绝缘故障点位置进行判断，具体包括：
首先，通过电流的相位获得电流的方向，通过各个电流方向获得电流的汇聚方向或汇聚点；
然后，通过电流的幅值判断该罗氏线圈与故障点位置之间的距离信息，其中，安装在故障点左右同侧不同位置的罗氏线圈所采集到的电流幅值大小与其离故障点的距离有关，离故障点越近，其电流幅值应越大；
最后，通过获得的电流的汇聚方向或汇聚点，以及获得的罗氏线圈与故障点位置之间的距离信息，判断获得绝缘故障点位置。
其中，所述i1表示罗氏线圈处GIS内部导体流过的电流，i2表示罗氏线圈处GIS气室间外壳连接螺栓流过的电流，i3表示罗氏线圈以外GIS固定支撑等金属导体流过的电流，i1的大小等于i2、i3之和，i1的方向与i2、i3相反，罗氏线圈所测得的电流为i1-i2，其电流方向与i1相同。
本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明通过采用柔性罗氏线圈监测GIS击穿时的电流传递特征，能准确判定被试GIS的击穿点气室，与目前试验人员根据经验通过放电声音判断绝缘故障点相比，降低现场调试风险，提高工作效率。
本发明通过分析GIS击穿时的电流传递特征，能准确判定被试GIS的击穿点气室，减少被试GIS重复耐压次数，延长被试GIS使用寿命。
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；
图1是本申请中GIS耐压击穿等效电路示意图；
图2是本申请中罗氏线圈安装位置示意图；
图3是本申请中两气室之间等效电路示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种绝缘故障点定位方法，解决了GIS在进行耐压试验时，存在需要依靠试验人员的经验，多次破坏性试验容易加速绝缘的老化，影响使用寿命的技术问题，实现了降低实验现场调试风险，提高工作效率，并且能准确判定被试GIS的击穿点气室，减少被试GIS重复耐压次数，延长被试GIS使用寿命的技术效果。
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
一种绝缘故障点定位方法，应用于GIS现场交流耐压试验中，所述方法包括：
步骤1：在变电站对GIS进行交流耐压试验时，在GIS上安装多个罗氏线圈；
步骤2：耐压试验工程中，通过罗氏线圈采集GIS的电流信号，并将各个罗氏线圈采集的电流信号同时接入示波器记录波形；
步骤3：耐压试验加压过程中，当被试GIS发生绝缘击穿时，通过分析击穿瞬间罗氏线圈所采集的电流波形特征对击穿点进行定位。
其中，所述罗氏线圈安装在被试GIS相邻两金属外壳的连接处。
其中，所述罗氏线圈安装在被试GIS相邻两金属外壳的连接处，GIS相邻两金属外壳之间是盆式绝缘子，即所述罗氏线圈安装在被试GIS相邻两金属外壳之间是盆式绝缘子表面，此处为非金属，被试GIS的电磁场信号在此处可被罗氏线圈接收。
其中，所述通过分析击穿瞬间罗氏线圈所采集的电流波形特征对击穿点进行定位，具体包括：
首先，通过电流波形特征获得各个罗氏线圈采集击穿时电流的相位、幅值；
然后，基于获得的电流的相位、幅值对绝缘故障点位置进行判断。
其中，所述基于获得的电流的相位、幅值对绝缘故障点位置进行判断，具体包括：
首先，通过电流的相位获得电流的方向，通过各个电流方向获得电流的汇聚方向或汇聚点；
然后，通过电流的幅值判断该罗氏线圈与故障点位置之间的距离信息，其中，安装在故障点左右同侧不同位置的罗氏线圈所采集到的电流幅值大小与其离故障点的距离有关，离故障点越近，其电流幅值应越大；
最后，通过获得的电流的汇聚方向或汇聚点，以及获得的罗氏线圈与故障点位置之间的距离信息，判断获得绝缘故障点位置。
其中，由于气室之间采用螺栓连接，传感器测得的电流值中还包含螺栓中流过的反向电流，等效电路如图3所示。图中电流传感器右侧气室被击穿，所述i1表示罗氏线圈处GIS内部导体流过的电流，i2表示罗氏线圈处GIS气室间外壳连接螺栓流过的电流，i3表示罗氏线圈以外GIS固定支撑等金属导体流过的电流，i1的大小等于i2、i3之和，i1的方向与i2、i3相反，罗氏线圈所测得的电流为i1-i2，其电流方向与i1相同。
本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明通过采用柔性罗氏线圈监测GIS击穿时的电流传递特征，能准确判定被试GIS的击穿点气室，与目前试验人员根据经验通过放电声音判断绝缘故障点相比，降低现场调试风险，提高工作效率。
本发明通过分析GIS击穿时的电流传递特征，能准确判定被试GIS的击穿点气室，减少被试GIS重复耐压次数，延长被试GIS使用寿命。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (5)
1.一种绝缘故障点定位方法，应用于GIS现场交流耐压试验中，其特征在于，所述方法包括：
步骤1：在变电站对GIS进行交流耐压试验时，在GIS上安装多个罗氏线圈；
步骤2：耐压试验工程中，通过罗氏线圈采集GIS的电流信号，并将各个罗氏线圈采集的电流信号同时接入示波器记录波形；
步骤3：耐压试验加压过程中，当被试GIS发生绝缘击穿时，通过分析击穿瞬间罗氏线圈所采集的电流波形特征对击穿点进行定位；
i1表示罗氏线圈处GIS内部导体流过的电流，i2表示罗氏线圈处GIS气室间外壳连接螺栓流过的电流，i3表示罗氏线圈以外GIS固定支撑等金属导体流过的电流，i1的大小等于i2、i3之和，i1的方向与i2、i3相反，罗氏线圈所测得的电流为i1 -i2，其电流方向与i1相同。
2.根据权利要求1所述的绝缘故障点定位方法，其特征在于，所述罗氏线圈安装在被试GIS相邻两金属外壳的连接处。
3.根据权利要求2所述的绝缘故障点定位方法，其特征在于，被试GIS相邻两金属外壳之间为盆式绝缘子，被试GIS的电磁场信号被罗氏线圈接收。
4.根据权利要求1所述的绝缘故障点定位方法，其特征在于，所述通过分析击穿瞬间罗氏线圈所采集的电流波形特征对击穿点进行定位，具体包括：
首先，通过电流波形特征获得各个罗氏线圈采集击穿时电流的相位、幅值；
然后，基于获得的电流的相位、幅值对绝缘故障点位置进行判断。
5.根据权利要求4所述的绝缘故障点定位方法，其特征在于，所述基于获得的电流的相位、幅值对绝缘故障点位置进行判断，具体包括：
首先，通过电流的相位获得电流的方向，通过各个电流方向获得电流的汇聚方向或汇聚点；
然后，通过电流的幅值判断该罗氏线圈与故障点位置之间的距离信息；
最后，通过获得的电流的汇聚方向或汇聚点，以及获得的罗氏线圈与故障点位置之间的距离信息，判断获得绝缘故障点位置。
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