CN110426611A - 三相分箱gis内部导体过热故障模拟试验装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电气设备技术领域，公开了一种三相分箱GIS内部导体过热故障模拟试验装置及方法，通过将4段母线筒依次连接，以使得在电流源施加电流时，4段所述母线筒的内部导体和4段所述母线筒的外壳形成电流回路，并通过在第二母线筒内设置过热模拟缺陷触头，由于过热模拟缺陷触头的模拟部的横截面面积小于内部导体的横截面面积，因此增大了过热模拟缺陷触头的电阻，使得过热模拟缺陷触头在电流作用下发热，从而模拟实际中三相分箱GIS设备内部导体接触不良时由于接触电阻变大引起的发热现象，同时通过4段所述母线筒的内部导体和4段所述母线筒的外壳形成电流回路，模拟了三相分箱GIS设备在实际运行时在外壳产生环流，因此模拟效果较好。
Description
技术领域
本发明涉及电气设备技术领域，特别是涉及一种三相分箱GIS内部导体过热故障模拟试验装置及方法。
背景技术
GIS设备因其占地面积小，运行可靠，检修维护周期长等优点，在电力系统中得到了越来越广泛的应用。然而，当GIS设备内部导体接触不良时，由于接触电阻变大，因此在负荷电流流过时会产生过热现象，而内部导体过热会引起绝缘老化或者直接熔融破坏GIS设备内部绝缘，从而引发短路，形成重大事故，这种过热缺陷引发的短路故障定义为载流故障。因此，加强GIS设备内部过热缺陷的检测和分析、研究评估其内部热缺陷严重程度的方法，对避免GIS设备发生过热故障以及保证电网的安全稳定运行具有重要的意义。
三相分箱GIS设备是GIS设备的其中一种类型，现有的三相分箱GIS设备内部导体过热模拟装置一般通过增加部分导体的接触电阻，并施加电流来引起三相分箱GIS设备的内部导体发热，但是，发明人在实施本发明的过程中，发现三相分箱GIS设备在实际运行时会在外壳产生环流，而现有的三相分箱GIS设备内部导体过热模拟装置并未考虑外壳环流是否会影响内部导体发热，即未模拟外壳环流的情形，因此模拟效果不好。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种三相分箱GIS内部导体过热故障模拟试验装置及方法，其能够模拟实际中三相分箱GIS设备内部导体接触不良时由于接触电阻变大引起的发热现象。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种三相分箱GIS内部导体过热故障模拟试验装置，包括电流源、4段母线筒、多个第一热敏温度传感器、计算机、温度处理分析仪以及用于检测所述母线筒的外壳温度的红外成像仪，4段所述母线筒的外壳内均设有内部导体；
4段所述母线筒分别为所述第一母线筒、第二母线筒、第三母线筒和第四母线筒，所述第一母线筒、所述第二母线筒、所述第三母线筒和所述第四母线筒依次连接，且所述电流源的第一端口与所述第一母线筒的内部导体电连接，所述第四母线筒的内部导体与所述第四母线筒的外壳电连接，所述电流源的第二端口与所述第一母线筒的外壳电连接，以使4段所述母线筒的内部导体和4段所述母线筒的外壳形成电流回路；
其中，所述第二母线筒的内部导体靠近所述第一母线筒的一端上设有过热模拟缺陷触头，所述过热模拟缺陷触头包括模拟部，所述模拟部的横截面面积小于所述内部导体的横截面面积，所述第二母线筒的内部导体通过所述模拟部与所述第一母线筒的内部导体电连接；
多个所述第一热敏温度传感器设于所述过热模拟缺陷触头和所述内部导体上，所述第一热敏温度传感器与所述温度处理分析仪电连接，所述温度处理分析仪和所述红外成像仪分别与所述计算机电连接。
作为优选方案，所述多个所述第一热敏温度传感器设于所述过热模拟缺陷触头和所述内部导体上，具体为：
每两个所述第一热敏温度传感器分别相对设置在所述过热模拟缺陷触头的上下表面和所述内部导体的上下表面。
作为优选方案，所述第二母线筒的外壳的外表面上设有多个第二热敏温度传感器，多个所述第二热敏温度传感器与所述过热模拟缺陷触头相对设置，多个所述第二热敏温度传感器分别与所述温度处理分析仪电连接。
作为优选方案，所述三相分箱GIS内部导体过热故障模拟试验装置还包括用于检测环境温度的第三热敏温度传感器，所述第三热敏温度传感器与所述温度处理分析仪电连接。
为了解决相同的技术问题，本发明实施例还提供一种三相分箱GIS内部导体过热故障模拟试验方法，使用所述三相分箱GIS内部导体过热故障模拟试验装置进行试验，所述三相分箱GIS内部导体过热故障模拟试验方法包括：
通过所述电流源施加电流，以使所述过热模拟缺陷触头在电流作用下发热；
当所述过热模拟缺陷触头发热稳定时，通过所述温度处理分析仪获取多个所述第一热敏温度传感器的温度值并传输至所述计算机；
所述计算机根据多个所述第一热敏温度传感器的温度值，记录并显示所述母线筒的内部导体对应位置上的温度值；
通过所述红外成像仪获取所述母线筒的外壳温度值并传输至所述计算机；
通过所述计算机记录并显示所述母线筒的外壳温度值。
作为优选方案，在所述过热模拟缺陷触头发热稳定时，通过所述温度处理分析仪获取多个所述第一热敏温度传感器的温度值并传输至所述计算机之前，还包括：
通过所述温度处理分析仪每隔预设时间间隔获取所述过热模拟缺陷触头上的第一热敏温度传感器的温度值，得到用于判定发热稳定的温度值；
在当前时刻获取的用于判定发热稳定的温度值与上一时刻获取的用于判定发热稳定的温度值之间的差值小于或等于预设温差阈值时，判定所述过热模拟缺陷触头发热稳定。
作为优选方案，所述多个所述第一热敏温度传感器设于所述过热模拟缺陷触头和所述内部导体上，具体为：每两个所述第一热敏温度传感器分别相对设置在所述过热模拟缺陷触头的上下表面和所述内部导体的上下表面，则所述计算机根据多个所述第一热敏温度传感器的温度值，记录所述母线筒的内部导体对应位置上的温度值，具体包括：
通过所述计算机计算相对设置的两个所述第一热敏温度传感器的温度值的平均值，并将计算得到的所述相对设置的两个所述第一热敏温度传感器的温度值的平均值作为所述母线筒的内部导体对应位置上的温度值；
通过所述计算机记录并显示所述母线筒的内部导体对应位置上的温度值。
作为优选方案，所述第二母线筒的外壳的外表面上设有多个第二热敏温度传感器，多个所述第二热敏温度传感器与所述过热模拟缺陷触头相对设置，多个所述第二热敏温度传感器分别与所述温度处理分析仪电连接，则在所述计算机记录并显示所述母线筒的外壳温度值之后，还包括：
通过所述温度处理分析仪获取多个所述第二热敏温度传感器的温度值并传输至所述计算机；
通过所述计算机计算多个所述第二热敏温度传感器的温度值的平均值，获得第一校验平均值；
根据所述红外成像仪获取的所述母线筒的外壳温度值，查找与多个所述第二热敏温度传感器对应位置的所述第二母线筒的外壳温度值；
通过所述计算机计算与多个所述第二热敏温度传感器对应位置的所述第二母线筒的外壳温度值的平均值，获得第二校验平均值；
通过计算机计算所述第二校验平均值与所述第一校验平均值之间的差值，获得校验差值；
通过计算机将每一通过所述红外成像仪获取的所述母线筒的外壳温度值分别减去所述校验差值，获得校验后的母线筒外壳温度值。
作为优选方案，所述三相分箱GIS内部导体过热故障模拟试验装置还包括用于检测环境温度的第三热敏温度传感器，所述第三热敏温度传感器与所述温度处理分析仪电连接，则在所述通过计算机将每一通过所述红外成像仪获取的所述母线筒的外壳温度值分别减去所述校验差值，获得校验后的母线筒外壳温度值之后，还包括：
通过所述温度处理分析仪获取所述第三热敏温度传感器的温度值，并将所述第三热敏温度传感器的温度值作为环境温度值传输至所述计算机；
通过所述计算机计算所述校验后的母线筒外壳温度值与所述环境温度值之间的差值，获得外壳温升值；
通过所述计算机计算所述母线筒的内部导体对应位置上的温度值与所述环境温度值之间的差值，获得内部导体温升值；
通过所述计算机记录并显示所述外壳温升值和所述内部导体温升值。
本发明实施例提供一种三相分箱GIS内部导体过热故障模拟试验装置及方法，通过将4段母线筒依次连接，以使得在电流源施加电流时，4段所述母线筒的内部导体和4段所述母线筒的外壳形成电流回路，并通过在第二母线筒内设置过热模拟缺陷触头，由于过热模拟缺陷触头的模拟部的横截面面积小于内部导体的横截面面积，因此增大了过热模拟缺陷触头的电阻，使得过热模拟缺陷触头在电流作用下发热，从而模拟实际中三相分箱GIS设备内部导体接触不良时由于接触电阻变大引起的发热现象，同时通过4段所述母线筒的内部导体和4段所述母线筒的外壳形成电流回路，模拟了三相分箱GIS设备在实际运行时在外壳产生环流，因此模拟效果较好；另外，通过多个第一热敏温度传感器检测过热模拟缺陷触头和内部导体的温度，并通过温度处理分析仪将检测到的过热模拟缺陷触头和内部导体的温度传输至计算机，还通过红外成像仪检测母线筒的外壳温度并传输至计算机，从而便于对内部导体过热的研究。
附图说明
图1是现有技术中三相分箱GIS内部导体触头的结构示意图；
图2是本发明实施例中的过热模拟缺陷触头与盆式绝缘子和内部导体的装配示意图；
图3是本发明实施例中的电流源与母线筒的连接示意图；
图4是本发明实施例中的内部导体测温位置在母线筒中的分布示意图；
图5是本发明实施例中的第一热敏温度传感器、第二热敏温度传感器、第三热敏温度传感器、温度处理分析仪、红外成像仪和计算机的连接关系图；
图6是本发明实施例中的三相分箱GIS内部导体过热故障模拟试验方法的流程图；
图7是本发明实施例中的红外成像仪的测温整体示意图；
图8是本发明实施例中的红外成像仪的局部测温示意图；
图9是本发明实施例中的内部导体温升分布图；
图10是本发明实施例中的外壳温升分布图；
其中，10、第一母线筒；20、第二母线筒；30、第三母线筒；40、第四母线筒；50、电流源；60、过热模拟缺陷触头；601、模拟部；602、第一安装部；603、第二安装部；1、第一热敏温度传感器；2、第二热敏温度传感器；3、第三热敏温度传感器；4、温度处理分析仪；5、红外成像仪；6、计算机；7、盆式绝缘子；8、法兰；9、内部导体测温位置；11、内部导体；12、外壳；13、现有技术的触头。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的说明中，上、下、左、右、前和后等方位以及顶部和底部的描述都是针对图3进行限定的，当母线筒的放置方式发生改变时，其相应的方位以及顶部和底部的描述也将根据放置方式的改变而改变，本发明在此不做赘述。
结合图2至图5所示，本发明优选实施例的一种三相分箱GIS内部导体过热故障模拟试验装置，包括电流源50、4段母线筒、多个第一热敏温度传感器1、计算机6、温度处理分析仪4以及用于检测所述母线筒的外壳温度的红外成像仪5，4段所述母线筒的外壳12内均设有内部导体11；
4段所述母线筒分别为所述第一母线筒10、第二母线筒20、第三母线筒30和第四母线筒40，所述第一母线筒10、所述第二母线筒20、所述第三母线筒30和所述第四母线筒40依次连接，且所述电流源50的第一端口与所述第一母线筒10的内部导体电连接，所述第四母线筒40的内部导体与所述第四母线筒40的外壳电连接，所述电流源50的第二端口与所述第一母线筒10的外壳电连接，以使4段所述母线筒的内部导体11和4段所述母线筒的外壳形成电流回路；
其中，所述第二母线筒20的内部导体靠近所述第一母线筒10的一端上设有过热模拟缺陷触头60，所述过热模拟缺陷触头60包括模拟部601，所述模拟部601的横截面面积小于所述内部导体11的横截面面积，所述第二母线筒20的内部导体通过所述模拟部601与所述第一母线筒10的内部导体电连接；
多个所述第一热敏温度传感器1设于所述过热模拟缺陷触头60和所述内部导体11上，所述第一热敏温度传感器1与所述温度处理分析仪4电连接，所述温度处理分析仪4和所述红外成像仪5分别与所述计算机6电连接。
结合图1和图2所示，现有技术的触头13的横截面面积与内部导体的横截面面积相当，而本发明的过热模拟缺陷触头60的模拟部601的横截面面积小于所述内部导体11的横截面面积。
在本发明实施例中，通过将4段母线筒依次连接，以使得在电流源50施加电流时，4段所述母线筒的内部导体11和4段所述母线筒的外壳12形成电流回路，并通过在第二母线筒20内设置过热模拟缺陷触头60，由于过热模拟缺陷触头60的模拟部601的横截面面积小于内部导体11的横截面面积，因此增大了过热模拟缺陷触头60的电阻，使得过热模拟缺陷触头60在电流作用下发热，从而模拟实际中三相分箱GIS设备内部导体接触不良时由于接触电阻变大引起的发热现象，同时通过4段所述母线筒的内部导体11和4段所述母线筒的外壳12形成电流回路，模拟了三相分箱GIS设备在实际运行时在外壳产生环流，因此模拟效果较好；另外，通过多个第一热敏温度传感器1检测过热模拟缺陷触头60和内部导体11的温度，并通过温度处理分析仪4将检测到的过热模拟缺陷触头60和内部导体11的温度传输至计算机6，还通过红外成像仪5检测母线筒的外壳温度并传输至计算机6，从而便于对内部导体过热的研究。
在本发明实施例中，需要说明的是，所述第一母线筒10、所述第二母线筒20、所述第三母线筒30和所述第四母线筒40依次连接，具体包括：所述第一母线筒10的外壳、所述第二母线筒20的外壳、所述第三母线筒30的外壳和所述第四母线筒40的外壳依次电连接，所述第一母线筒10的内部导体、所述第二母线筒20的内部导体、所述第三母线筒30的内部导体和所述第四母线筒40的内部导体依次电连接，其中，相邻两个所述母线筒之间可以通过盆式绝缘子7连接，所述母线筒内部充装额定气压的SF6气体。在具体实施中，如图7所示，所述红外成像仪5对4段所述母线筒进行整体拍摄，获得其表面的温度值。
另外，为了准确获得内部导体11的温度，本实施例中的所述多个所述第一热敏温度传感器1设于所述过热模拟缺陷触头60和所述内部导体11上，具体为：每两个所述第一热敏温度传感器1分别相对设置在所述过热模拟缺陷触头60的上下表面和所述内部导体11的上下表面，即所述过热模拟缺陷触头60的上下表面分别设有相对设置的第一热敏温度传感器1，所述内部导体11的上下表面也分别设有相对设置的第一热敏温度传感器1。此外，所述第一热敏温度传感器1上的引线可以通过母线筒上的法兰8引出，并用密封胶进行密封。
请参阅图4所示，所述过热模拟缺陷触头60可看作所述内部导体11的一部分，在具体实施中，为了检测所述内部导体11某个位置(以下称内部导体测温位置9)上的温度时，通过在内部导体测温位置9的上下表面分别设置第一热敏温度传感器1，并通过计算上下表面的两个第一热敏温度传感器1的温度值的平均值，从而将该平均值作为内部导体11在该内部导体测温位置9的温度值，使得检测结果更加准确。优选地，所述第一热敏温度传感器1采用粘贴的方式设置在所述内部导体11上，具体可以是先用胶水将所述第一热敏温度传感器1粘在内部导体11表面，再用铝箔纸将所述第一热敏温度传感器1粘在内部导体11表面上，从而使得所述第一热敏温度传感器1能够牢靠地设置在所述内部导体11上。如图4所示，为了进一步提高测温精度，在本实施例中，越靠近所述过热模拟缺陷触头60的内部导体测温位置9分布得越密集，为了更好地反映内部导体11的温度分布，布置在靠近所述过热模拟缺陷触头60的相邻两个内部导体测温位置9之间的距离小于或等于50mm。
举例说明，如图4所示，本实施例中的每段所述母线筒的长度为1000mm，在第二母线筒20的内部导体上，从所述过热模拟缺陷触头60的模拟部601的左端面开始设置第1个内部导体测温位置9，从左往右每隔一段距离设置1个内部导体测温位置9，第1个内部导体测温位置9与第2个内部导体测温位置9之间的距离为50mm，第2个内部导体测温位置9与第3个内部导体测温位置9之间的距离也为50mm，之后的距离分别为50mm、50mm、50mm、70mm、70mm、70mm、70mm、100mm、100mm、145mm，当然，相邻两个所述内部导体测温位置9之间的距离可以根据实际使用要求进行设置，在此不做更多的赘述。
在一种可选的实施方式中，为了校验所述红外成像仪5的测温误差，本实施例中的所述第二母线筒20的外壳的外表面上设有多个第二热敏温度传感器2，多个所述第二热敏温度传感器2与所述过热模拟缺陷触头60相对设置，多个所述第二热敏温度传感器2分别与所述温度处理分析仪4电连接。通过所述第二热敏温度传感器2检测到的外壳温度来校验所述红外成像仪5检测到的外壳温度，从而提高检测精度。优选地，所述第二热敏温度传感器2采用粘贴的方式设置在所述第二母线筒20的外壳上，可以先用胶水将所述第二热敏温度传感器2粘在第二母线筒20的外壳的外表面，再用铝箔纸将所述第二热敏温度传感器2粘在第二母线筒20的外壳的外表面，从而使得所述第二热敏温度传感器2能够牢靠地设置在所述第二母线筒20的外壳的外表面上。
为了便于对内部导体11和外壳12的温升情况进行研究，本实施例中的所述三相分箱GIS内部导体过热故障模拟试验装置还包括用于检测环境温度的第三热敏温度传感器3，所述第三热敏温度传感器3与所述温度处理分析仪4电连接。在具体实施中，可以通过将所述第三热敏温度传感器3放置在置于空气的油瓶中，例如可以放在植物油中，由于油温比较稳定，因此有利于获得较准确的环境温度。某部件的温度值与环境温度之间的差值为该部件的温升值，本实施例通过所述第三热敏温度传感器3检测环境温度，以便于计算内部导体温升值和外壳温升值，从而便于后续对内部导体11和外壳12的温升情况进行研究。
在本发明实施例中，为了便于安装所述过热模拟缺陷触头60，本实施例中的所述过热模拟缺陷触头60还包括第一安装部602和第二安装部603，所述第一安装部602和所述第二安装部603分别连接在所述模拟部601的两端上，以使得所述过热模拟缺陷触头60构成“工”字型结构，所述第一安装部602用于安装在盆式绝缘子7上，所述第二安装部603用于安装在所述第二母线筒20的内部导体上。为了便于生产，所述模拟部601、所述第一安装部602和所述第二安装部603可以一体成型，优选地，所述过热模拟缺陷触头60由电阻率较大、熔点较高的Q235不锈钢材质制成。
结合图3至图6所示，为了解决相同的技术问题，本发明实施例还提供一种三相分箱GIS内部导体过热故障模拟试验方法，使用所述三相分箱GIS内部导体过热故障模拟试验装置进行试验，所述三相分箱GIS内部导体过热故障模拟试验方法包括：
步骤S101，通过所述电流源50施加电流，以使所述过热模拟缺陷触头60在电流作用下发热；
步骤S102，当所述过热模拟缺陷触头60发热稳定时，通过所述温度处理分析仪4获取多个所述第一热敏温度传感器1的温度值并传输至所述计算机6；
步骤S103，所述计算机6根据多个所述第一热敏温度传感器1的温度值，记录并显示所述母线筒的内部导体对应位置上的温度值；
步骤S104，通过所述红外成像仪5获取所述母线筒的外壳温度值并传输至所述计算机6；
步骤S105，通过所述计算机6记录并显示所述母线筒的外壳温度值。
在具体实施中，所述电流源50可以是大电流发生器，在进行模拟试验时，通过所述电流源50施加三相分箱GIS设备的额定电流。
在一种可选的实施方式中，为了准确判定所述过热模拟缺陷触头60是否发热稳定，在所述步骤S102之前，还包括：
通过所述温度处理分析仪4每隔预设时间间隔获取所述过热模拟缺陷触头60上的第一热敏温度传感器1的温度值，得到用于判定发热稳定的温度值；
在当前时刻获取的用于判定发热稳定的温度值与上一时刻获取的用于判定发热稳定的温度值之间的差值小于或等于预设温差阈值时，判定所述过热模拟缺陷触头60发热稳定。
在具体实施中，所述预设时间间隔和所述预设温差阈值可以根据实际使用要求进行设置，比如，所述预设时间间隔可以为1小时，所述预设温差阈值可以为1摄氏度。另外，当所述过热模拟缺陷触头60上的第一热敏温度传感器1为相对设置的2个第一热敏温度传感器1时，可以通过这2个第一热敏温度传感器1检测到的温度值的平均值作为用于判定发热稳定的温度值。当然，还可以通过其他方式判定所述过热模拟缺陷触头60是否发热稳定，在此不做更多的赘述。
在一种可选的实施方式中，为了准确获得内部导体11的温度，本实施例中的所述多个所述第一热敏温度传感器1设于所述过热模拟缺陷触头60和所述内部导体11上，具体为：每两个所述第一热敏温度传感器1分别相对设置在所述过热模拟缺陷触头60的上下表面和所述内部导体11的上下表面，则所述步骤S103具体包括：
通过所述计算机6计算相对设置的两个所述第一热敏温度传感器1的温度值的平均值，并将计算得到的所述相对设置的两个所述第一热敏温度传感器1的温度值的平均值作为所述母线筒的内部导体对应位置上的温度值；
通过所述计算机6记录并显示所述母线筒的内部导体对应位置上的温度值。
在本发明实施例中，所述过热模拟缺陷触头60可看作所述内部导体11的一部分，在具体实施中，为了检测所述内部导体11某个位置上的温度时，通过在内部导体11对应位置的上下表面分别设置第一热敏温度传感器1，并通过计算上下表面的两个第一热敏温度传感器1的温度值的平均值，从而将该平均值作为内部导体11在该处位置的温度值，使得检测结果更加准确。
在一种可选的实施方式中，为了校验所述红外成像仪5的测温误差，本实施例中的所述第二母线筒20的外壳的外表面上设有多个第二热敏温度传感器2，多个所述第二热敏温度传感器2与所述过热模拟缺陷触头60相对设置，多个所述第二热敏温度传感器2分别与所述温度处理分析仪4电连接，则在所述步骤S105之后，还包括：
通过所述温度处理分析仪4获取多个所述第二热敏温度传感器2的温度值并传输至所述计算机6；
通过所述计算机6计算多个所述第二热敏温度传感器2的温度值的平均值，获得第一校验平均值；
根据所述红外成像仪5获取的所述母线筒的外壳温度值，查找与多个所述第二热敏温度传感器2对应位置的所述第二母线筒20的外壳温度值；
通过所述计算机6计算与多个所述第二热敏温度传感器2对应位置的所述第二母线筒20的外壳温度值的平均值，获得第二校验平均值；
通过计算机6计算所述第二校验平均值与所述第一校验平均值之间的差值，获得校验差值；
通过计算机6将每一通过所述红外成像仪5获取的所述母线筒的外壳温度值分别减去所述校验差值，获得校验后的母线筒外壳温度值。
请参阅图8所示，举例而言，所述第二热敏温度传感器2的数量优选为4个，4个所述第二热敏温度传感器2可以设于所述第二母线筒20的外壳的外表面的同一侧上，首先通过求取4个所述第二热敏温度传感器2检测到的温度值的平均值作为第一校验平均值，再在红外成像仪5测得的母线筒的外壳温度值中找出与4个所述第二热敏温度传感器2对应位置的所述第二母线筒20的外壳温度值，然后计算找到的4个所述第二母线筒20的外壳温度值的平均值，从而获得第二校验平均值，接着将第二校验平均值与所述第一校验平均值之间的差值作为校验差值，最后将每个通过所述红外成像仪5获取的所述母线筒的外壳温度值分别减去所述校验差值，从而获得校验后的母线筒外壳温度值，即通过第二热敏温度传感器2对所述红外成像仪5获取的所述母线筒的外壳温度值进行校验，有效地提高了检测精度。
在一种可选的实施方式中，为了便于研究内部导体11与外壳12的温升情况，本实施例中的所述三相分箱GIS内部导体过热故障模拟试验装置还包括用于检测环境温度的第三热敏温度传感器3，所述第三热敏温度传感器3与所述温度处理分析仪4电连接，则在所述通过计算机6将每一通过所述红外成像仪5获取的所述母线筒的外壳温度值分别减去所述校验差值，获得校验后的母线筒外壳温度值之后，还包括：
通过所述温度处理分析仪4获取所述第三热敏温度传感器3的温度值，并将所述第三热敏温度传感器3的温度值作为环境温度值传输至所述计算机6；
通过所述计算机6计算所述校验后的母线筒外壳温度值与所述环境温度值之间的差值，获得外壳温升值；
通过所述计算机6计算所述母线筒的内部导体对应位置上的温度值与所述环境温度值之间的差值，获得内部导体温升值；
通过所述计算机6记录并显示所述外壳温升值和所述内部导体温升值。
在具体实施中，如图9所示，可以根据所述内部导体温升值在计算机6中得出内部导体温升分布图，为了能够直观地反映内部导体11的温升情况，本实施例的内部导体温升分布图的横坐标为所述母线筒的长度(单位为mm)，以内部导体温升值为纵坐标(单位为℃)，以所述过热模拟缺陷触头60的模拟部601的左端面作为坐标零点，从左往右为横坐标的正方向，可以根据获得的所有所述内部导体温升值进行拟合处理，从而得到内部导体温升值的拟合曲线，具体可以通过双指数拟合等方式，在此不做更多的赘述。
在具体实施中，如图10所示，可以根据所述外壳温升值在计算机6中得出外壳温升分布图，为了能够直观地反映外壳12的温升情况，本实施例的外壳温升分布图的横坐标为所述母线筒的长度(单位为mm)，以外壳温升值为纵坐标(单位为℃)，以所述过热模拟缺陷触头60的模拟部601的左端面作为坐标零点，从左往右为横坐标的正方向，还可以根据获得的所有所述外壳温升值进行拟合处理，从而得到外壳温升值的拟合曲线，具体可以通过双指数拟合等方式，在此不做更多的赘述。另外，由于相邻两个母线筒之间通过盆式绝缘子7进行连接，因此图9和图10中没有显示盆式绝缘子7处的温升数据情况。另外，发明人在实施本发明的过程中，发现由于所述过热模拟缺陷触头60的左边只设置了1个母线筒，即所述过热模拟缺陷触头60左边距离较短，温度无法完全传到至远端，其次，由于所述第一母线筒10靠近电流源50连接部位，所述第一母线筒10受到该连接部位的发热影响比较大，因此在图9和图10不将所述第一母线筒10的相关数据示出，而是将所述过热模拟缺陷触头60右端的相关数据示出，以便于提供更准确的数据支持后续研究工作；此外，图9的内部导体温升分布图和图10的外壳温升分布图中的离散的点为通过测量得出的数据，图中的曲线为拟合曲线。
在本发明实施例中，通过获得所述外壳温升值和所述内部导体温升值，有利于对内部导体过热的研究，以便于建立三相分箱GIS内部导体11和外壳12的温升关系，从而有利于对内部导体过热的研究，例如，通过获得的三相分箱GIS内部导体11和外壳12的温升关系应用在实际使用的三相分箱GIS设备中，虽然实际设备内部是不置入第一热敏温度传感器1的，但是根据上述获得的三相分箱GIS内部导体11和外壳12的温升关系，可以通过测量外壳温升推算出对应的内部导体温升。
综上，本发明实施例提供一种三相分箱GIS内部导体过热故障模拟试验装置及方法，通过将4段母线筒依次连接，以使得在电流源50施加电流时，4段所述母线筒的内部导体11和4段所述母线筒的外壳12形成电流回路，并通过在第二母线筒20内设置过热模拟缺陷触头60，由于过热模拟缺陷触头60的模拟部601的横截面面积小于内部导体11的横截面面积，因此增大了过热模拟缺陷触头60的电阻，使得过热模拟缺陷触头60在电流作用下发热，从而模拟实际中三相分箱GIS设备内部导体接触不良时由于接触电阻变大引起的发热现象，同时通过4段所述母线筒的内部导体11和4段所述母线筒的外壳12形成电流回路，模拟了三相分箱GIS设备在实际运行时在外壳产生环流对三相分箱GIS设备发热的影响，因此模拟效果较好；另外，通过多个第一热敏温度传感器1检测过热模拟缺陷触头60和内部导体11的温度，并通过温度处理分析仪4将检测到的过热模拟缺陷触头60和内部导体11的温度传输至计算机6，还通过红外成像仪5检测母线筒的外壳温度并传输至计算机6，从而便于对内部导体过热的研究。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种三相分箱GIS内部导体过热故障模拟试验装置，其特征在于，包括电流源、4段母线筒、多个第一热敏温度传感器、计算机、温度处理分析仪以及用于检测所述母线筒的外壳温度的红外成像仪，4段所述母线筒的外壳内均设有内部导体；
4段所述母线筒分别为所述第一母线筒、第二母线筒、第三母线筒和第四母线筒，所述第一母线筒、所述第二母线筒、所述第三母线筒和所述第四母线筒依次连接，且所述电流源的第一端口与所述第一母线筒的内部导体电连接，所述第四母线筒的内部导体与所述第四母线筒的外壳电连接，所述电流源的第二端口与所述第一母线筒的外壳电连接，以使4段所述母线筒的内部导体和4段所述母线筒的外壳形成电流回路；
其中，所述第二母线筒的内部导体靠近所述第一母线筒的一端上设有过热模拟缺陷触头，所述过热模拟缺陷触头包括模拟部，所述模拟部的横截面面积小于所述内部导体的横截面面积，所述第二母线筒的内部导体通过所述模拟部与所述第一母线筒的内部导体电连接；
多个所述第一热敏温度传感器设于所述过热模拟缺陷触头和所述内部导体上，所述第一热敏温度传感器与所述温度处理分析仪电连接，所述温度处理分析仪和所述红外成像仪分别与所述计算机电连接。
2.如权利要求1所述的三相分箱GIS内部导体过热故障模拟试验装置，其特征在于，所述多个所述第一热敏温度传感器设于所述过热模拟缺陷触头和所述内部导体上，具体为：
每两个所述第一热敏温度传感器分别相对设置在所述过热模拟缺陷触头的上下表面和所述内部导体的上下表面。
3.如权利要求1所述的三相分箱GIS内部导体过热故障模拟试验装置，其特征在于，所述第二母线筒的外壳的外表面上设有多个第二热敏温度传感器，多个所述第二热敏温度传感器与所述过热模拟缺陷触头相对设置，多个所述第二热敏温度传感器分别与所述温度处理分析仪电连接。
4.如权利要求1-3任一项所述的三相分箱GIS内部导体过热故障模拟试验装置，其特征在于，所述三相分箱GIS内部导体过热故障模拟试验装置还包括用于检测环境温度的第三热敏温度传感器，所述第三热敏温度传感器与所述温度处理分析仪电连接。
5.一种三相分箱GIS内部导体过热故障模拟试验方法，其特征在于，使用如权利要求1所述的三相分箱GIS内部导体过热故障模拟试验装置进行试验，所述三相分箱GIS内部导体过热故障模拟试验方法包括：
通过所述电流源施加电流，以使所述过热模拟缺陷触头在电流作用下发热；
当所述过热模拟缺陷触头发热稳定时，通过所述温度处理分析仪获取多个所述第一热敏温度传感器的温度值并传输至所述计算机；
所述计算机根据多个所述第一热敏温度传感器的温度值，记录并显示所述母线筒的内部导体对应位置上的温度值；
通过所述红外成像仪获取所述母线筒的外壳温度值并传输至所述计算机；
通过所述计算机记录并显示所述母线筒的外壳温度值。
6.如权利要求5所述的三相分箱GIS内部导体过热故障模拟试验方法，其特征在于，在所述过热模拟缺陷触头发热稳定时，通过所述温度处理分析仪获取多个所述第一热敏温度传感器的温度值并传输至所述计算机之前，还包括：
通过所述温度处理分析仪每隔预设时间间隔获取所述过热模拟缺陷触头上的第一热敏温度传感器的温度值，得到用于判定发热稳定的温度值；
在当前时刻获取的用于判定发热稳定的温度值与上一时刻获取的用于判定发热稳定的温度值之间的差值小于或等于预设温差阈值时，判定所述过热模拟缺陷触头发热稳定。
7.如权利要求5所述的三相分箱GIS内部导体过热故障模拟试验方法，其特征在于，所述多个所述第一热敏温度传感器设于所述过热模拟缺陷触头和所述内部导体上，具体为：每两个所述第一热敏温度传感器分别相对设置在所述过热模拟缺陷触头的上下表面和所述内部导体的上下表面，则所述计算机根据多个所述第一热敏温度传感器的温度值，记录所述母线筒的内部导体对应位置上的温度值，具体包括：
通过所述计算机计算相对设置的两个所述第一热敏温度传感器的温度值的平均值，并将计算得到的所述相对设置的两个所述第一热敏温度传感器的温度值的平均值作为所述母线筒的内部导体对应位置上的温度值；
通过所述计算机记录并显示所述母线筒的内部导体对应位置上的温度值。
8.如权利要求7所述的三相分箱GIS内部导体过热故障模拟试验方法，其特征在于，所述第二母线筒的外壳的外表面上设有多个第二热敏温度传感器，多个所述第二热敏温度传感器与所述过热模拟缺陷触头相对设置，多个所述第二热敏温度传感器分别与所述温度处理分析仪电连接，则在所述通过所述计算机记录并显示所述母线筒的外壳温度值之后，还包括：
通过所述温度处理分析仪获取多个所述第二热敏温度传感器的温度值并传输至所述计算机；
通过所述计算机计算多个所述第二热敏温度传感器的温度值的平均值，获得第一校验平均值；
根据所述红外成像仪获取的所述母线筒的外壳温度值，查找与多个所述第二热敏温度传感器对应位置的所述第二母线筒的外壳温度值；
通过所述计算机计算与多个所述第二热敏温度传感器对应位置的所述第二母线筒的外壳温度值的平均值，获得第二校验平均值；
通过计算机计算所述第二校验平均值与所述第一校验平均值之间的差值，获得校验差值；
通过计算机将每一通过所述红外成像仪获取的所述母线筒的外壳温度值分别减去所述校验差值，获得校验后的母线筒外壳温度值。
9.如权利要求8所述的三相分箱GIS内部导体过热故障模拟试验方法，其特征在于，所述三相分箱GIS内部导体过热故障模拟试验装置还包括用于检测环境温度的第三热敏温度传感器，所述第三热敏温度传感器与所述温度处理分析仪电连接，则在所述通过计算机将每一通过所述红外成像仪获取的所述母线筒的外壳温度值分别减去所述校验差值，获得校验后的母线筒外壳温度值之后，还包括：
通过所述温度处理分析仪获取所述第三热敏温度传感器的温度值，并将所述第三热敏温度传感器的温度值作为环境温度值传输至所述计算机；
通过所述计算机计算所述校验后的母线筒外壳温度值与所述环境温度值之间的差值，获得外壳温升值；
通过所述计算机计算所述母线筒的内部导体对应位置上的温度值与所述环境温度值之间的差值，获得内部导体温升值；
通过所述计算机记录并显示所述外壳温升值和所述内部导体温升值。
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