CN112379235B - 一种gis绝缘故障测试性评估方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种GIS绝缘故障测试性评估方法，包括：通过尖端放电装置模拟GIS绝缘故障，放电量的大小对应绝缘故障的严重程度，改变模拟装置的位置模拟故障发生在不同的气室；通过将局放模拟装置安装在不同的气室并施加不同的电压，模拟各种不同的绝缘故障状态，通过局放测试仪测试，建立测试仪测试结果与绝缘故障之间的对应关系；通过盲测的方式，选取一GIS气室放置局放模拟装置进行绝缘故障模拟，通过局放测试仪测试判断局放模拟装置放置位置和局部放电量，与实际情况进行比对，据此评估GIS的绝缘故障测试性。本发明实施例通过模拟放电测试的方式对不同结构设计的GIS进行客观的评价，对于生产厂家优化GIS结构设计和用户选择GIS型号具有指导作用。

Description

一种GIS绝缘故障测试性评估方法
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种GIS绝缘故障测试性评估方法。
背景技术
GIS(GAS insulated SWITCHGEAR)是气体绝缘全封闭组合电器的英文简称。GIS由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等组成，这些设备或部件全部封闭在金属接地的外壳中，在其内部充有一定压力的SF6绝缘气体，故也称SF6全封闭组合电器。GIS是电网重要的开关设备，在各变电站应用极其广泛，其性能的好坏关系到电网的运行安全。随着电力体制改革的深入推进，提高电力设备质量，减少运行故障成为电网面临的重要问题之一。对于GIS设备，由于其特殊的密封结构，长期以来主要是对GIS设备的气密性、气体压力、气体成分等指标进行检测和评估，对于GIS设备在运行中的绝缘性能关注较少。但在实际生产中，GIS由于绝缘故障导致的设备击穿时有发生，现阶段一般用局部放电测试仪进行放电检测。但是由于GIS结构设计的不同，放电检测的难易程度差别很大，因此有必要对GIS绝缘故障测试性评估，促进GIS结构设计的优化。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种GIS绝缘故障测试性评估方法，通过模拟放电测试的方式对不同结构设计的GIS进行客观的评价，对于生产厂家优化GIS结构设计和用户选择GIS型号具有指导作用。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种GIS绝缘故障测试性评估方法，所述方法包括：
通过尖端放电装置模拟GIS绝缘故障，放电量的大小对应绝缘故障的严重程度，改变模拟装置的位置模拟故障发生在不同的气室；
通过将局放模拟装置安装在不同的气室并施加不同的电压，模拟各种不同的绝缘故障状态，通过局放测试仪测试，建立测试仪测试结果与绝缘故障之间的对应关系；
通过盲测的方式，选取一GIS气室放置局放模拟装置进行绝缘故障模拟，通过局放测试仪测试判断局放模拟装置放置位置和局部放电量，与实际情况进行比对，据此评估GIS的绝缘故障测试性。
所述尖端放电装置包括上底板、下底板、环氧绝缘杆、玻璃气室和双尖端放电结构，其中：所述双尖端放电结构上的电极材料为铜，所述尖端放电装置上底板为铝材料，所述尖端放电装置上底板为铝材料，所述上底板和下底板之间基于玻璃气室将双尖端放电结构密封在气室内，所述上底板和下底板之间通过环氧绝缘杆连接，双尖端放电结构的电极在玻璃气室内，所述玻璃气室内可充入SF6气体模拟GIS工作时气室状态。
所述尖端放电装置的高度为12cm，直径为8cm。
所述尖端放电装置在气室内一端与导体连接，一端与外壳连接，通过给GIS导体施加电压使局放模拟装置放电，模拟GIS工作过程的中的绝缘故障。
以通过脉冲电流法测定的尖端放电局放模拟装置的局部放电量大小作为绝缘故障严重程度的判断标准：将绝缘状态分为三个区间，[0pC，5pC)为正常，[5pC，9pC]为异常，大于等于10pC为故障严重。
所述通过尖端放电装置模拟GIS绝缘故障，放电量的大小对应绝缘故障的严重程度包括：
建立局放测试仪测试结果与绝缘故障之间的对应关系：固定模拟装置产生的局部放电量，改变局放测试仪探头的位置，确定探头与局部放电点距离、气室间的绝缘盆、气室拐角对局放测试仪测试结果的影响关系；固定探头与模拟装置的位置，改变局部放电量大小，确定局放量与局放测试仪测量的分贝数的对应关系。
根据GIS气室分布与局放测试窗口分布位置，将GIS内的放电位置分为三类：离局放测试窗口近的位置，离局放测试窗口中等距离区域，离局放测试窗口远的位置。
设置局部放电位置和局部放电量对测试人员保密，测试人员通过局放测试仪进行绝缘故障判断，确定放电位置和故障严重程度；
模拟故障位置在近、中、远区域各取3个，局部放电量模拟3pC，5pC，7pC，9pC，11pC，13pC共6挡，样本数共3*3*6＝54个。
一个样本进行两次测试判断，分为位置判断和严重程度判断，判断准确率＝判断正确次数/判断次数。
本发明实施例通过局部放电模拟装置产生可控的局放量，通过在GIS不同气室模拟局部放电，建立局放测试仪的测试结果与实际放电量和放电位置的对应关系，最后通过盲测的方式利用局放测试仪进行GIS局放故障的定位和放电量大小判断，根据盲测结果的准确性可定量的判断GIS绝缘故障测试性能，对与评估GIS设计好坏和指导运行中绝缘故障检测具有重要意义。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例中的GIS绝缘故障测试性评估方法流程图；
图2是本发明实施例中的尖端放电装置结构示意图；
图3是本发明实施例中的GIS结构示意图；
图4是本发明实施例中的GIS剖视结构示意图。
具体实施方式
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实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
图1示出了本发明实施例中的GIS绝缘故障测试性评估方法流程图，具体如下：
S101、通过尖端放电装置模拟GIS绝缘故障，放电量的大小对应绝缘故障的严重程度，改变模拟装置的位置模拟故障发生在不同的气室；
S102、通过将局放模拟装置安装在不同的气室并施加不同的电压，模拟各种不同的绝缘故障状态，通过局放测试仪测试，建立测试仪测试结果与绝缘故障之间的对应关系；
S103、通过盲测的方式，选取一GIS气室放置局放模拟装置进行绝缘故障模拟，通过局放测试仪测试判断局放模拟装置放置位置和局部放电量，与实际情况进行比对，据此评估GIS的绝缘故障测试性。
图2示出了本发明实施例中的尖端放电装置结构示意图，该尖端放电装置包括上底板22、下底板24、环氧绝缘杆27、环氧绝缘杆23、玻璃气室26和双尖端放电结构(由电极21和电极25构成)，其中：所述双尖端放电结构上的电极材料为铜，所述尖端放电装置上底板22为铝材料，所述尖端放电装置下底板24为铝材料，所述上底板22和下底板24之间基于玻璃气室26将双尖端放电结构密封在气室内，所述上底板22和下底板24之间通过环氧绝缘杆27和环氧绝缘杆23连接，双尖端放电结构的电极21和电极25在玻璃气室内，所述玻璃气室26内可充入SF6气体模拟GIS工作时气室状态。
所述尖端放电装置的高度为12cm，直径为8cm。
所述尖端放电装置在气室内一端与导体连接，一端与外壳连接，通过给GIS导体施加电压使局放模拟装置放电，模拟GIS工作过程的中的绝缘故障。
以通过脉冲电流法测定的尖端放电局放模拟装置的局部放电量大小作为绝缘故障严重程度的判断标准：将绝缘状态分为三个区间，[0pC，5pC)为正常，[5pC，9pC]为异常，大于等于10pC为故障严重。
所述过尖端放电装置模拟GIS绝缘故障，放电量的大小对应绝缘故障的严重程度包括：
建立局放测试仪测试结果与绝缘故障之间的对应关系：固定模拟装置产生的局部放电量，改变局放测试仪探头的位置，确定探头与局部放电点距离、气室间的绝缘盆、气室拐角对局放测试仪测试结果的影响关系；固定探头与模拟装置的位置，改变局部放电量大小，确定局放量与局放测试仪测量的分贝数的对应关系。
根据GIS气室分布与局放测试窗口分布位置，将GIS内的放电位置分为三类：离局放测试窗口近的位置，离局放测试窗口中等距离区域，离局放测试窗口远的位置。
设置局部放电位置和局部放电量对测试人员保密，测试人员通过局放测试仪进行绝缘故障判断，确定放电位置和故障严重程度；
模拟故障位置在近、中、远区域各取3个，局部放电量模拟3pC，5pC，7pC，9pC，11pC，13pC共6挡，样本数共3*3*6＝54个。
一个样本进行两次测试判断，分为位置判断和严重程度判断，判断准确率＝判断正确次数/判断次数。
实施例二
1、尖端放电装置如图2所示，放电极处于玻璃气室内并按照GIS运行时的气室气压充入SF6气体，模拟在GIS在运行中的放电情况，利用局放测试脉冲电流法对装置进行校准，调节电压使尖端放电装置产生3pC，5pC，7pC，9pC，11pC，13pC并记录相应的电压值。
2、将尖端放电装置放入GIS气室，一端与GIS导体部分相连，一端与GIS外壳相连，并用金属铜箔固定，密封GIS气室，并通过GIS导体施加电压使尖端放电装置产生局部放电，局部放电值通过脉冲电流法测量装置获得。利用局放测试仪在离放电气室不同位置进行测试，记录在不同点的测试结果(分贝值)。通过改变施加在尖端放电装置上的电压改变局部放电量的大小，记录在不同测试点局放测试仪的测试结果的变化情况。
3、改变尖端放电装置的放置气室，重复步骤二，获得GIS不同气室、不同局部放电量情况下，局部放电仪测试结果的变化规律。根据测试结果，提出利用局部放电仪进行GIS局部放电气室定位和局部放电强弱判断的方法。
4、任选一GIS气室安装尖端放电装置，施加电压产生3pC，5pC，7pC，9pC，11pC，13pC任一档的局放，局放位置和局放大小对检测人员保密。检测人员利用局放测试仪开始进行局放检测，并计时，通过局放测试仪在GIS不同检测窗口进行测试，进行局放位置判断和局放严重程度判断，局放严重程度分为三个区间，[0pC，5pC)为正常,[5pC，9pC]为异常,大于等于10pC为严重。改变施加电压，产生不同档次的局放，对检测人员保密，再次进行判断，重复进行6次(3pC，5pC，7pC，9pC，11pC，13pC各一次)，分别记录检测判断所需的时间和位置判断、严重程度判断的准确性。
5、根据GIS气室分布与局放测试窗口分布位置，将GIS内的放电位置分为三类：离局放测试窗口近的位置(1m以内)，离局放测试窗口中等距离区域(1～2m)，离局放测试窗口远的位置(大于2m)。再次选择GIS一不同气室，重复步骤四，重复进行9次，在近、中、远区域各进行3次。
6、统计54次故障检测总时长和判断结果，判断准确率＝判断正确次数/判断次数。用时越短，判断准确率越高，则GIS的故障检测性能越好。
实施例三
(1)GIS部分结构说明如图3和图4所示，图中显示有三个局部放电测试窗口PD1、PD2、PD3(图中仅显示一相和一条母线的部分情况，并不代表GIS仅有3个测试窗口，下文不再做特殊说明)。则如图中所示点A1,B为离局放测试窗口近的位置，A2，C，D为离局放测试窗口中等距离位置，A3为离局放测试窗口远的位置。
(2)GIS内部不充气，对样机进行整体局放，试验前间隔所有隔离断口进行合闸，接地分闸。在GIS气室内按要求尖端放电装置(一端与GIS导体部分相连，一端与GIS外壳相连)，给GIS导体施加电压，使尖端放电装置产生局放，通过脉冲电流局放监测装置监测局放值。如图3和图4，尖端放电装置安装在B点，在不同测试窗口利用局放测试仪进行测试，如PD1、PD2、PD3，获得不同窗口测试结果对应与B点的特征。通过改变放电点的位置和局放的大小，获得利用局放测试进行局放位置和强度判断的标准。
(3)进行GIS绝缘故障测试性评估，测试时，要求局放测试仪测定的局放背景值＜2pC。选取其中一个气室安装局放模拟装置，位置对测试人员保密，例如图3和图4中的D气室，施加电压产生局放，利益局放测试仪进行检测并开始计时，进行局放位置和局放大小判断，给出结论停止计时。不改变位置，重复进行6次，每次局放大小不同(3pC，5pC，7pC，9pC，11pC，13pC各一次)。
(4)根据间隔内分支母线和间隔间的布置情况，在离测试窗口近、中、远的位置各选3个位置，共9个位置作为样本考察点，样本位置对测试人员保密，进行9个位置样本的测试。最终统计54次判断中正确的次数和进行判断的总时间。
(5)测试准确率＝判断正确次数/54，测试准确率越高，则说明GIS的绝缘故障测试性能越好，结构设计越合理；相同准确率的情况下，时间越短越好。
本发明实施例通过局部放电模拟装置产生可控的局放量，通过在GIS不同气室模拟局部放电，建立局放测试仪的测试结果与实际放电量和放电位置的对应关系，最后通过盲测的方式利用局放测试仪进行GIS局放故障的定位和放电量大小判断，根据盲测结果的准确性可定量的判断GIS绝缘故障测试性能，对与评估GIS设计好坏和指导运行中绝缘故障检测具有重要意义。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，ReadOnly Memory)、随机存取存储器(RAM，Random AccessMemory)、磁盘或光盘等。
另外，以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应采用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种GIS绝缘故障测试性评估方法，其特征在于，所述方法包括：
通过尖端放电装置模拟GIS绝缘故障，放电量的大小对应绝缘故障的严重程度，改变模拟装置的位置模拟故障发生在不同的气室；
通过将局放模拟装置安装在不同的气室并施加不同的电压，模拟各种不同的绝缘故障状态，通过局放测试仪测试，建立测试仪测试结果与绝缘故障之间的对应关系；
通过盲测的方式，选取一GIS气室放置局放模拟装置进行绝缘故障模拟，通过局放测试仪测试判断局放模拟装置放置位置和局部放电量，与实际情况进行比对，据此评估GIS的绝缘故障测试性。
2.如权利要求1所述的GIS绝缘故障测试性评估方法，其特征在于，所述尖端放电装置包括上底板、下底板、环氧绝缘杆、玻璃气室和双尖端放电结构，其中：所述双尖端放电结构上的电极材料为铜，所述尖端放电装置上底板为铝材料，所述尖端放电装置上底板为铝材料，所述上底板和下底板之间基于玻璃气室将双尖端放电结构密封在气室内，所述上底板和下底板之间通过环氧绝缘杆连接，双尖端放电结构的电极在玻璃气室内，所述玻璃气室内可充入SF6气体模拟GIS工作时气室状态。
3.如权利要求2所述的GIS绝缘故障测试性评估方法，其特征在于，所述尖端放电装置的高度为12cm，直径为8cm。
4.如权利要求3所述的GIS绝缘故障测试性评估方法，其特征在于，所述尖端放电装置在气室内一端与导体连接，一端与外壳连接，通过给GIS导体施加电压使局放模拟装置放电，模拟GIS工作过程的中的绝缘故障。
5.如权利要求4所述的GIS绝缘故障测试性评估方法，其特征在于，以通过脉冲电流法测定的尖端放电局放模拟装置的局部放电量大小作为绝缘故障严重程度的判断标准：将绝缘状态分为三个区间，[0pC，5pC)为正常，[5pC，9pC]为异常，大于等于10pC为故障严重。
6.如权利要求5所述的GIS绝缘故障测试性评估方法，其特征在于，所述通过尖端放电装置模拟GIS绝缘故障，放电量的大小对应绝缘故障的严重程度包括：
建立局放测试仪测试结果与绝缘故障之间的对应关系：固定模拟装置产生的局部放电量，改变局放测试仪探头的位置，确定探头与局部放电点距离、气室间的绝缘盆、气室拐角对局放测试仪测试结果的影响关系；固定探头与模拟装置的位置，改变局部放电量大小，确定局放量与局放测试仪测量的分贝数的对应关系。
7.如权利要求6所述的GIS绝缘故障测试性评估方法，其特征在于，根据GIS气室分布与局放测试窗口分布位置，将GIS内的放电位置分为三类：离局放测试窗口近的位置，离局放测试窗口中等距离区域，离局放测试窗口远的位置。
8.如权利要求7所述的GIS绝缘故障测试性评估方法，其特征在于，设置局部放电位置和局部放电量对测试人员保密，测试人员通过局放测试仪进行绝缘故障判断，确定放电位置和故障严重程度；
模拟故障位置在近、中、远区域各取3个，局部放电量模拟3pC，5pC，7pC，9pC，11pC，13pC共6挡，样本数共3*3*6＝54个。
9.如权利要求8所述的GIS绝缘故障测试性评估方法，其特征在于，一个样本进行两次测试判断，分为位置判断和严重程度判断，判断准确率＝判断正确次数/判断次数。
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