CN109708748A - 变电站gis组合电器振动及噪声异常故障定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变电站GIS组合电器振动及噪声异常故障定位方法，包括GIS组合电器，振动测试分析仪和噪声测试分析仪，GIS组合电器包括断路器、母线、隔离开关、电压互感器、电流互感器和避雷器，本发明明确了一种变电站GIS组合电器振动及噪声测试的方法，能够实现测试结果的准确、全面，能够为生产、调试、运行、检修人员提供系统性、科学性的测试结果。并结合测试方法提出了振动及噪声故障分析及定位的方法，能够对振动及噪声故障依据测试结果进行分析，找到引发问题关键因素的相干性，并能实现故障的定位。本发明具有较高的创新性，解决目前GIS组合电器振动及噪声相关领域的空白，切实保障110kV变电设备的安全稳定运行、实现高效检修。

Description

变电站GIS组合电器振动及噪声异常故障定位方法

技术领域

本发明涉及故障定位领域，具体为变电站GIS组合电器振动及噪声异常故障定位方法。

背景技术

GIS（Gas Insulated Substation）组合电器是全部或部分采用气体而不采用处于大气压下的空气作为绝缘介质的金属封闭开关设备。一般是由断路器、母线、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、套管7种高压电器组合而成的高压配电装置。随着中国电网建设的不断加速、智能变电站的不断发展，GIS以其结构简单、技术参数较好、可靠性较高等优点安装量不断提升。在基建、运行、检修过程中发现部分110kV变电站配备的GIS存在振动、噪声增大，甚至超过国家标准的情况，因此GIS组合电器振动及噪声异常的定位显得尤为重要。

目前，尚未有明确的的110kV变电站GIS组合电器振动及噪声异常故障定位标准及方法。调试、运行人员多采用手摸、耳闻的手段感受GIS组合电器的振动及噪声大小，具有较大的偏差，对故障无法形成精准定位，影响着变电站设备的运行安全。

发明内容

本发明的目的是在于提供一种变电站GIS组合电器振动及噪声异常故障定位方法，本方法能够实现测试结果的准确、全面，能够为生产、调试、运行、检修人员提供系统性、科学性的测试结果，切实保障110kV变电设备的安全稳定运行、实现高效检修。

为实现上述目的，该变电站GIS组合电器振动及噪声异常故障定位方法包括GIS组合电器，振动测试分析仪和噪声测试分析仪，GIS组合电器包括断路器、母线、隔离开关、电压互感器、电流互感器和避雷器，故障定位方法包括如下步骤：

步骤一：确认现场安全情况，设备处于稳定运行工况；

步骤二：测试GIS组合电器各部件壳体振动幅值及频谱，具体测试位置为所述GIS组合电器的壳体，将数据记录留作对比；

步骤三：测试GIS组合电器各部件壳体附近声压级、声功率级及频谱，具体测试位置为所述GIS组合电器的壳体的位置；

步骤四：测试所述GIS组合电器周边地面振动幅值及频谱，具体测试位置为GIS组合电器周边地面，距离所述GIS组合电器一定距离进行测试，使用振动测试分析仪采用接触式振动传感器测试壳体振动幅值并记录频谱；

步骤五：测试GIS组合电器周边地面附近声压级、声功率级及频谱，具体测试位置为GIS组合电器周边地面，距离所述GIS组合电器一定距离进行测试，此处的距离与步骤四中的距离相同，使用噪声测试分析仪和噪声探头测试声压级、声功率级及频谱，测试数据留作对比；

步骤六：测试评估所述GIS组合电器安装刚度，具体测试点为所述GIS组合电器和支撑件底部紧固螺栓处，具体测试方法为使用振动测试分析仪采用接触式振动传感器测试振动幅值，具体评估方法为：

1.若各测点幅值相差不大于30%，则认为该测点安装刚度较好；

2.若各测点幅值相差大于30%，则认为该测点安装刚度较差；

步骤七：测试评估GIS组合电器各连接处连接刚度，具体测试点为GIS组合电器连接件两侧及紧固螺栓，具体测试方法为使用振动测试分析仪采用接触式振动传感器测试振动幅值，具体评估方法为：

1.若连接处附近及螺栓各测点幅值相差不大于30%，则认为该测点连接刚度较好；

2.若连接处附近及螺栓各测点幅值相差大于30%，则认为该测点连接刚度较差；

步骤八：结合测试结果分析故障并定位。

作为优选的，步骤一中应当明确工作任务，危险点得到有效控制，工作范围在接地保护范围内，现场安全措施布置完善，安全工器具合格，保证工作人员的工作安全。

作为优选的，步骤二中使用振动测试分析仪采用接触式振动传感器测试壳体振动幅值并记录频谱，传感器与壳体间应连接牢固并有效绝缘，防止损坏测试仪器，并且其中各部位振动幅值的峰峰值应小于100μm，可以有效的保护振动测试分析仪。

作为优选的，步骤三中使用噪声测试分析仪采用噪声探头测试声压级、声功率级及频谱，测试数据与相应标准比对，将超标项进行标注，测试所得频谱与所述步骤二中所各测点测频谱进行比对，若在两频谱中各频段分布一致、各频段分量所占比例差别不大于30%，则认为测试结果可以反映各测试点的故障；若两频谱频段分布不一致、各频段分量差距大于30%，则认为测试场所有较大干扰分量，测试结果无法反映各测点故障。

作为优选的，步骤四中在距离所述GIS组合电器1米处测试一周，使用振动测试分析仪采用接触式振动传感器测试壳体振动幅值并记录频谱，传感器与地面间应连接牢固并有效绝缘，防止损坏测试仪器，其中各部位振动幅值的峰峰值应小于100μm。

作为优选的，步骤五中将测试所得频谱与所述步骤四中对应的各测点测得的频谱进行比对，若在两频谱中各频段分布一致、各频段分量所占比例差别不大于30%，则认为测试结果可以反映为GIS组合电器振动故障；若两频谱频段分布不一致、各频段分量差距大于30%，则认为测试场所有较大干扰分量，测试结果无法反映为GIS组合电器产生振动故障。

作为优选的，步骤六和步骤七中所述传感器与所测位置间应连接牢固并有效绝缘，防止损坏测试仪器。

作为优选的，步骤八中具体测试结果分析方法为：

通过比对步骤二、步骤三、步骤四及步骤五中所测幅值及频谱，若在两频谱中各频段分布一致、各频段分量所占比例差别不大于30%，则可确定振动故障由设备本体产生，通过所测振动幅值、声压级、声功率级的最大点可定位GIS组合电器故障位置。通过步骤六和步骤七测试结果可直接完成GIS组合电器安装刚度、各连接处连接刚度相关故障的定位。

综上所述，与现有技术相比，本发明的有益效果是：明确了一种变电站GIS组合电器振动及噪声测试的方法，能够实现测试结果的准确、全面，能够为生产、调试、运行、检修人员提供系统性、科学性的测试结果。并结合测试方法提出了振动及噪声故障分析及定位的方法，能够对振动及噪声故障依据测试结果进行分析，找到引发问题关键因素的相干性，并能实现故障的定位。本发明具有较高的创新性，解决目前GIS组合电器振动及噪声相关领域的空白，切实保障110kV变电设备的安全稳定运行、实现高效检修。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

图1是本发明实施例中GIS组合电器振动及噪声异常故障定位方法流程图；

图2是本发明实施例中GIS组合电器周边地面振动及噪声测试测点布置图；

图3是本发明实施例中GIS组合电器安装刚度测试示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分例，实施而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

参照附图，该变电站GIS组合电器振动及噪声异常故障定位方法包括GIS组合电器，振动测试分析仪和噪声测试分析仪，GIS组合电器1包括断路器、母线、隔离开关、电压互感器、电流互感器和避雷器，故障定位方法包括如下步骤：

步骤一：确认现场安全情况，设备处于稳定运行工况,在本步骤中应当明确工作任务，危险点得到有效控制，工作范围在接地保护范围内，现场安全措施布置完善，安全工器具合格；

步骤二：测试GIS组合电器1各部件壳体振动幅值及频谱，具体测试位置为所述GIS组合电器1的壳体，将数据记录留作对比，本步骤中使用振动测试分析仪采用接触式振动传感器测试壳体振动幅值并记录频谱，传感器与壳体间应连接牢固并有效绝缘，防止损坏测试仪器，并且其中各部位振动幅值的峰峰值应小于100μm；

步骤三：测试GIS组合电器1各部件壳体附近声压级、声功率级及频谱，具体测试位置为所述GIS组合电器1的壳体的位置，在本步骤中使用噪声测试分析仪采用噪声探头测试声压级、声功率级及频谱，测试数据与相应标准比对，将超标项进行标注，测试所得频谱与所述步骤二中所各测点测频谱进行比对，若在两频谱中各频段分布一致、各频段分量所占比例差别不大于30%，则认为测试结果可以反映各测试点的故障；若两频谱频段分布不一致、各频段分量差距大于30%，则认为测试场所有较大干扰分量，测试结果无法反映各测点故障；

步骤四：测试所述GIS组合电器1周边地面振动幅值及频谱，具体测试位置为GIS组合电器1周边地面，使用振动测试分析仪采用接触式振动传感器测试壳体振动幅值并记录频谱，在本步骤中测点2在距离所述GIS组合电器1一米处测试一周，并且相邻的两侧测试点之间间隔距离同样为1米，使用振动测试分析仪采用接触式振动传感器测试壳体振动幅值并记录频谱，传感器与地面间应连接牢固并有效绝缘，防止损坏测试仪器，其中各部位振动幅值的峰峰值应小于100μm；

步骤五：测试GIS组合电器1周边地面附近声压级、声功率级及频谱，具体测试位置为GIS组合电器1周边地面，距离GIS组合电器1一定距离进行测试，此处的距离与步骤四中的距离相同，使用噪声测试分析仪和噪声探头测试声压级、声功率级及频谱，测试数据留作对比，本步骤中将测试所得频谱与所述步骤四中对应的各测点测得的频谱进行比对，若在两频谱中各频段分布一致、各频段分量所占比例差别不大于30%，则认为测试结果可以反映为GIS组合电器1振动故障；若两频谱频段分布不一致、各频段分量差距大于30%，则认为测试场所有较大干扰分量，测试结果无法反映为GIS组合电器产生振动故障；

步骤六：测试评估所述GIS组合电器1的安装刚度，具体测试点4为所述GIS组合电器1和支撑件底部紧固螺栓3处，具体测试方法为使用振动测试分析仪采用接触式振动传感器测试振动幅值，具体评估方法为：

1.若各测点幅值相差不大于30%，则认为该测点安装刚度较好；

2.若各测点幅值相差大于30%，则认为该测点安装刚度较差；

步骤七：测试评估GIS组合电器1各连接处连接刚度，具体测试点4为GIS组合电器1连接件两侧及紧固螺栓3，具体测试方法为使用振动测试分析仪采用接触式振动传感器测试振动幅值，具体评估方法为：

1.若连接处附近及螺栓各测点幅值相差不大于30%，则认为该测点连接刚度较好；

2.若连接处附近及螺栓各测点幅值相差大于30%，则认为该测点连接刚度较差；

步骤六和步骤七中所述传感器与所测位置间应连接牢固并有效绝缘，防止损坏测试仪器。

步骤八：结合测试结果分析故障并定位，本步骤中具体测试结果分析方法为：

通过比对步骤二、步骤三、步骤四及步骤五中所测幅值及频谱，若在两频谱中各频段分布一致、各频段分量所占比例差别不大于30%，则可确定振动故障由设备本体产生，通过所测振动幅值、声压级、声功率级的最大点可定位GIS组合电器1故障位置。通过步骤六和步骤七测试结果可直接完成GIS组合电器1安装刚度、各连接处连接刚度相关故障的定位。

综上，本发明不限于上述具体实施方式。本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可做若干的更改和修饰。本发明的保护范围应以本发明的权利要求为准。

Claims (8)

1.一种变电站GIS组合电器振动及噪声异常故障定位方法，其特征是包括GIS组合电器（1），振动测试分析仪和噪声测试分析仪，GIS组合电器（1）包括断路器、母线、隔离开关、电压互感器、电流互感器和避雷器，故障定位方法包括如下步骤：

步骤一：确认现场安全情况，设备处于稳定运行工况；

步骤二：测试GIS组合电器（1）各部件壳体振动幅值及频谱，具体测试位置为所述GIS组合电器（1）的壳体，将数据记录留作对比；

步骤三：测试GIS组合电器（1）各部件壳体附近声压级、声功率级及频谱，具体测试位置为所述GIS组合电器（1）的壳体的位置；

步骤四：测试所述GIS组合电器（1）周边地面振动幅值及频谱，具体测点（2）为GIS组合电器（1）周边地面，距离所述GIS组合电器（1）一定距离进行测试，使用振动测试分析仪采用接触式振动传感器测试壳体振动幅值并记录频谱；

步骤五：测试GIS组合电器（1）周边地面附近声压级、声功率级及频谱，具体测试位置为GIS组合电器（1）周边地面，距离所述GIS组合电器（1）一定距离进行测试，此处的距离与步骤四中的距离相同，使用噪声测试分析仪和噪声探头测试声压级、声功率级及频谱，测试数据留作对比；

步骤六：测试评估所述GIS组合电器（1）安装刚度，具体测试点（4）为所述GIS组合电器（1）和支撑件底部紧固螺栓（3）处，具体测试方法为使用振动测试分析仪采用接触式振动传感器测试振动幅值，具体评估方法为：

a.若各测点幅值相差不大于30%，则认为该测点安装刚度较好；

b.若各测点幅值相差大于30%，则认为该测点安装刚度较差；

步骤七：测试评估GIS组合电器（1）各连接处连接刚度，具体测试点（4）为GIS组合电器（1）连接件两侧及紧固螺栓（3），具体测试方法为使用振动测试分析仪采用接触式振动传感器测试振动幅值，具体评估方法为：

a．若连接处附近及螺栓各测点幅值相差不大于30%，则认为该测点连接刚度较好；

b．若连接处附近及螺栓各测点幅值相差大于30%，则认为该测点连接刚度较差；

步骤八：结合测试结果分析故障并定位。

2.如权利要求1所述的变电站GIS组合电器振动及噪声异常故障定位方法，其特征是：步骤一中应当明确工作任务，危险点得到有效控制，工作范围在接地保护范围内，现场安全措施布置完善，安全工器具合格。

3.如权利要求1所述的变电站GIS组合电器振动及噪声异常故障定位方法，其特征是：步骤二中使用振动测试分析仪采用接触式振动传感器测试壳体振动幅值并记录频谱，传感器与壳体间应连接牢固并有效绝缘，防止损坏测试仪器，并且其中各部位振动幅值的峰峰值应小于100μm。

4.如权利要求1所述的变电站GIS组合电器振动及噪声异常故障定位方法，其特征是：步骤三中使用噪声测试分析仪采用噪声探头测试声压级、声功率级及频谱，测试数据与相应标准比对，将超标项进行标注，测试所得频谱与所述步骤二中所各测点测频谱进行比对，若在两频谱中各频段分布一致、各频段分量所占比例差别不大于30%，则认为测试结果可以反映各测试点的故障；若两频谱频段分布不一致、各频段分量差距大于30%，则认为测试场所有较大干扰分量，测试结果无法反映各测点故障。

5.如权利要求1所述的变电站GIS组合电器振动及噪声异常故障定位方法，其特征是：步骤四中测点（2）在距离所述GIS组合电器（1）一米处测试一周，使用振动测试分析仪采用接触式振动传感器测试壳体振动幅值并记录频谱，传感器与地面间应连接牢固并有效绝缘，防止损坏测试仪器，其中各部位振动幅值的峰峰值应小于100μm。

6.如权利要求1所述的变电站GIS组合电器振动及噪声异常故障定位方法，其特征是：步骤五中将测试所得频谱与所述步骤四中对应的各测点测得的频谱进行比对，若在两频谱中各频段分布一致、各频段分量所占比例差别不大于30%，则认为测试结果可以反映为GIS组合电器（1）振动故障；若两频谱频段分布不一致、各频段分量差距大于30%，则认为测试场所有较大干扰分量，测试结果无法反映为GIS组合电器（1）产生振动故障。

7.如权利要求1所述的变电站GIS组合电器振动及噪声异常故障定位方法，其特征是：步骤六和步骤七中所述传感器与所测位置间应连接牢固并有效绝缘，防止损坏测试仪器。

8.如权利要求1所述的变电站GIS组合电器振动及噪声异常故障定位方法，其特征是：步骤八中具体测试结果分析方法为：

通过比对步骤二、步骤三、步骤四及步骤五中所测幅值及频谱，若在两频谱中各频段分布一致、各频段分量所占比例差别不大于30%，则可确定振动故障由设备本体产生，通过所测振动幅值、声压级、声功率级的最大点可定位GIS组合电器（1）故障位置，通过步骤六和步骤七测试结果可直接完成GIS组合电器（1）安装刚度、各连接处连接刚度相关故障的定位。