CN108692767A - 一种gis设备安装环境监控系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种GIS设备安装环境监控系统及其工作方法，其中所述GIS设备安装环境监控系统，包括：云服务器、环境监控装置和监控终端；其中所述环境监控装置位于安装GIS设备的GIS室内，且包括：控制模块，与该控制模块相连的温湿度检测模块、空气洁净度检测模块、含氧量检测模块和视频监控模块；所述环境监控装置适于将采集到的监控信息发送至云服务器；以及所述云服务器适于将监控信息发送至监控终端；本发明的GIS设备安装环境监控系统通过在安装GIS设备的GIS室内设置环境监控装置，实现对GIS设备的安装环境进行监控，避免GIS设备在交接试验出现放电、闪络等故障。

Description

一种GIS设备安装环境监控系统及其工作方法

技术领域

本发明属于电气设备领域，尤其涉及一种GIS设备安装环境监控系统及其工作方法。

背景技术

当前我国GIS（Gas Insulated Substation）制造行业仍处于高速发展阶段，长期掩盖在高速增长下的制造水平不高、现场管理粗放、潜在质量缺陷频发等问题逐渐浮现，具体体现为打磨及清洁不彻底，介质表面粗糙不平，有划痕、毛刺；抽真空时间不足降低了绝缘性能，导致电场分布畸变；减少老练时间缩短了杂质上浮的过程，对洁净度要求不利；气密性积累的时间达不到24小时等都会影响气密性检查的效果等。在安装导致的问题中，因现场环境清洁度控制不当引起的问题较为突出，因此GIS设备在安装过程中对现场的环境要求越来越高。而且目前电力行业对GIS设备现场安装环境监测、控制主要是在设备安装前对场地进行清洁清扫、门窗封闭，然后使用手持式监测装置检测，在GIS设备安装过程没有实现实时在线监测，设备在安装过程环境是否合格没有进行有效的监测，GIS设备在现场安装环节经常发生环境监测、控制不到位，导致GIS设备在交接试验出现放电、闪络故障。

发明内容

本发明提出一种GIS设备安装环境监控系统及其工作方法，以实现对GIS设备的安装环境进行监控。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种GIS设备安装环境监控系统，包括：云服务器、环境监控装置和监控终端；其中所述环境监控装置位于安装GIS设备的GIS室内，且包括：控制模块，与该控制模块相连的温湿度检测模块、空气洁净度检测模块、含氧量检测模块和视频监控模块；所述环境监控装置适于将采集到的监控信息发送至云服务器；以及所述云服务器适于将监控信息发送至监控终端。

进一步，所述GIS设备安装环境监控系统还包括用于检测GIS设备局部放电信号的UHF局部放电检测装置；所述UHF局部放电检测装置包括：金属屏蔽环、检测窗口和金属壳体；其中所述金属壳体为杯状的开口腔体，其开口一端具有与金属屏蔽环的表面共形的圆周面。

进一步，在所述金属壳体的内部包括一个圆形金属片，圆形金属片通过两个探针与所述金属壳体外部的同轴连接器的内导体相连。

进一步，所述检测窗口为正交的十字缝隙。

进一步，所述检测窗口为十字缝隙或矩形缝隙或正方形缝隙。

进一步，在安装时，所述金属壳体与所述检测窗口的几何中心对准，局部放电信号通过所述检测窗口耦合到所述圆形金属片。

进一步，所述金属壳体与所述金属屏蔽环可以采用焊接或粘贴或机械固定的方式连接在一起。

进一步，所述金属壳体内填充高介电常数的介质。

又一方面，本发明还提供了一种GIS设备安装环境监控系统的工作方法，包括：云服务器、环境监控装置和监控终端；其中所述环境监控装置位于安装GIS设备的GIS室内，且包括：控制模块，与该控制模块相连的温湿度检测模块、空气洁净度检测模块、含氧量检测模块和视频监控模块；所述环境监控装置适于将采集到的监控信息发送至云服务器；以及所述云服务器适于将监控信息发送至监控终端。

本发明的有益效果是，本发明的GIS设备安装环境监控系统通过在安装GIS设备的GIS室内设置环境监控装置，实现对GIS设备的安装环境进行监控，避免GIS设备在交接试验出现放电、闪络等故障。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明GIS设备安装环境监控系统的原理框图；

图2为本发明GIS设备安装环境监控系统中UHF局部放电检测装置的金属屏蔽环的结构示意图；

图3为本发明GIS设备安装环境监控系统中UHF局部放电检测装置的金属壳体的侧视图；

图4为本发明GIS设备安装环境监控系统中UHF局部放电检测装置的金属壳体安装在金属屏蔽环上时的透视图；

图5为本发明GIS设备安装环境监控系统中UHF局部放电检测装置的输出信号的电路框图。

其中：

金属屏蔽环1、检测窗口2、圆形金属片3、金属壳体4、同轴连接器5。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

实施例1

图1为本发明GIS设备安装环境监控系统的原理框图。

如图1所示，本实施例1提供了一种GIS设备安装环境监控系统，包括：云服务器、环境监控装置和监控终端；其中所述环境监控装置位于安装GIS设备的GIS室内，且包括：控制模块，与该控制模块相连的温湿度检测模块、空气洁净度检测模块、含氧量检测模块和视频监控模块；所述环境监控装置适于将采集到的监控信息发送至云服务器；以及所述云服务器适于将监控信息发送至监控终端。

具体的，所述环境监控装置还包括与控制模块相连的通讯模块；所述控制模块例如但不限于采用PLC控制模块；所述通讯模块例如但不限于采用以太网接口模块或WiFi模块。

本GIS设备安装环境监控系统通过在安装GIS设备的GIS室内设置环境监控装置，实现对GIS设备的安装环境进行监控，避免GIS设备在交接试验出现放电、闪络等故障。

为了进一步监控GIS设备的放电情况，所述GIS设备安装环境监控系统还包括用于检测GIS设备局部放电信号的UHF局部放电检测装置。

图2为本发明GIS设备安装环境监控系统中UHF局部放电检测装置的金属屏蔽环的结构示意图。

如图2所示，所述UHF局部放电检测装置包括：设置在GIS绝缘子环外的金属屏蔽环1，金属屏蔽环1上设有检测窗口2。该检测窗口2可以为十字缝隙、矩形缝隙、正方形缝隙或者多边形缝隙，本实施例以正交的十字缝隙为例。所述检测窗口2的数量可以不止一个，且多个检测窗口可以组成阵列。

图3为本发明GIS设备安装环境监控系统中UHF局部放电检测装置的金属壳体的侧视图。

图4为本发明GIS设备安装环境监控系统中UHF局部放电检测装置的金属壳体安装在金属屏蔽环上时的透视图。

如图3、图4所示，本实施例1的UHF局部放电检测装置还包括一端开口一端封闭的杯状金属壳体4，金属壳体4的横截面为圆形，金属壳体4内部腔体的几何尺寸构成一个圆柱形波导谐振器。金属壳体4与金属屏蔽环1接触的一端为开口端，其开口端的周缘与金属屏蔽环1的表面共形。与开口端相对的封闭端设置有两个同轴连接器5。在金属壳体4的内部包括一个圆形金属片3，圆形金属片3通过两个探针与金属壳体4外部的同轴连接器5的内导体相连。在金属壳体4上设置有两个小孔使得探针能够穿透金属壳体4的封闭端。如图4所示，在安装时，金属壳体4与检测窗口2的几何中心对准。局部放电信号通过检测窗口2耦合到圆形金属片3。

两个同轴连接器5的内导体与两个探针连接并在圆形金属片3上形成两个馈电点。两个同轴连接器5的端口构成两个射频输出端口。两个馈电点分别对两条正交的十字缝隙馈电。十字缝隙具有较宽的频段，可覆盖局部放电信号的频率范围。具体地，十字缝隙的宽度为2~10mm，十字缝隙每条正交缝隙的长度为工作波长的二分之一，具体地可以为10~30mm，优选地，为18mm。

金属壳体4与金属屏蔽环1可以采用焊接或粘贴或机械固定等方式连接在一起。为了缩减体积，金属壳体4内可以填充高介电常数的介质。

图5为本发明GIS设备安装环境监控系统中UHF局部放电检测装置的输出信号的电路框图。

如图5所示，本UHF局部放电检测装置中的信号处理电路包括依次相连的定时选通SPDT开关、放大器、滤波器和输出电路。定时选通SPDT开关的两个端口用于采集十字缝隙两个方向上的。局部放电信号经放大器放大传送到滤波器，经滤波器滤除干扰信号后传输到输出电路进行处理，输出电路再连接计算机将处理后的数据进行显示。所述的输出电路可以是高速数字采集器。

具体的，采用UHF局部放电检测装置检测GIS设备局部放电的方法包括以下步骤：S1：定时采集局部放电信号：采集时间到时，计算机首先通过总线控制SPDT开关轮流选通两个射频端口，同时启动高速数字采集器的一个通道，依次将各个射频端口的信号转换为数字信号，再通过总线传送至计算机内进行数据处理；S2：局部放电判断：根据滤波器输出的信号幅值，以预先测定的检测现场的无局部放电的噪声信号幅值为判断依据，判断是否发生局部放电，当有局部放电发生时，进行下一步信号幅值比较，否则回到步骤S1等待下一次定时采集局部放电信号；S3：信号幅值比较：当有局部放电存在时，由于UHF电磁波在传播过程中有衰减，测量中比较不同端口检测到的放电信号的幅值大小，选取放电信号幅值最大的传感器；S4：显示：当发生局部放电时，将判断结果显示在计算机屏幕；当没有发生局部放电时，回到S1等待下一次定时采集局部放电信号。

本发明利用外置式UHF局部放电检测装置检测从盆式绝缘子辐射出来的UHF信号实现局部放电检测，通过双端口从不同方向上检测信号，且具有较高的灵敏度。检测窗口远小于天线的口径面，由此保证了金属屏蔽环的机械强度。金属屏蔽环保护了盆式绝缘子，提高了原本暴露在外的盆式绝缘子的环境适应能力。

本发明的UHF局部放电检测装置安装方便、快捷、稳定且抗干扰能力强，可大大减少GIS设备巡检的工作量，提高检测工作效率和检测结果的可靠性，可以为电力单位减少大量的物力、财力和人力，提高经济效益，保障电力设备的运行安全。长远角度看，外置式UHF局部放电传感器可以与局部放电检测系统配合使用，可拓宽适用范围至GIS设备、变压器、高压电缆等的局部放电信号的检测。

实施例2

在实施例1的基础上，本实施例2提供了一种GIS设备安装环境监控系统的工作方法，包括：云服务器、环境监控装置和监控终端；其中所述环境监控装置位于安装GIS设备的GIS室内，且包括：控制模块，与该控制模块相连的温湿度检测模块、空气洁净度检测模块、含氧量检测模块和视频监控模块；所述环境监控装置适于将采集到的监控信息发送至云服务器；以及所述云服务器适于将监控信息发送至监控终端。

具体的，本实施例所述的GIS设备安装环境监控系统的工作原理、工作方法以及工作过程与实施例1中的GIS设备安装环境监控系统相同，此处不再赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种GIS设备安装环境监控系统，其特征在于，包括：

云服务器、环境监控装置和监控终端；其中

所述环境监控装置位于安装GIS设备的GIS室内，且包括：控制模块，与该控制模块相连的温湿度检测模块、空气洁净度检测模块、含氧量检测模块和视频监控模块；

所述环境监控装置适于将采集到的监控信息发送至云服务器；以及

所述云服务器适于将监控信息发送至监控终端。

2.根据权利要求1所述的GIS设备安装环境监控系统，其特征在于，

所述GIS设备安装环境监控系统还包括用于检测GIS设备局部放电信号的UHF局部放电检测装置；

所述UHF局部放电检测装置包括：

金属屏蔽环、检测窗口和金属壳体；其中

所述金属壳体为杯状的开口腔体，其开口一端具有与金属屏蔽环的表面共形的圆周面。

3.根据权利要求2所述的GIS设备安装环境监控系统，其特征在于，

在所述金属壳体的内部包括一个圆形金属片，圆形金属片通过两个探针与所述金属壳体外部的同轴连接器的内导体相连。

4.根据权利要求2所述的GIS设备安装环境监控系统，其特征在于，

所述检测窗口为正交的十字缝隙。

5.根据权利要求2所述的GIS设备安装环境监控系统，其特征在于，

所述检测窗口为十字缝隙或矩形缝隙或正方形缝隙。

6.根据权利要求3所述的GIS设备安装环境监控系统，其特征在于，

在安装时，所述金属壳体与所述检测窗口的几何中心对准，局部放电信号通过所述检测窗口耦合到所述圆形金属片。

7.根据权利要求2所述的GIS设备安装环境监控系统，其特征在于，

所述金属壳体与所述金属屏蔽环可以采用焊接或粘贴或机械固定的方式连接在一起。

8.根据权利要求2所述的GIS设备安装环境监控系统，其特征在于，

所述金属壳体内填充高介电常数的介质。

9.一种GIS设备安装环境监控系统的工作方法，包括：

云服务器、环境监控装置和监控终端；其中

所述环境监控装置位于安装GIS设备的GIS室内，且包括：控制模块，与该控制模块相连的温湿度检测模块、空气洁净度检测模块、含氧量检测模块和视频监控模块；

所述环境监控装置适于将采集到的监控信息发送至云服务器；以及

所述云服务器适于将监控信息发送至监控终端。