CN112462317A - 电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断方法，该方法包括：实时采集电流互感器膨胀器顶部到测距传感器之间的距离；所述电流互感器膨胀器顶部到测距传感器之间的距离为诊断距离；根据所述诊断距离对所述电流互感器膨胀器进行在线监测和状态诊断；当所述诊断距离超出预设的诊断距离阈值时，发送报警信号。此外，本发明还提供了一种测距传感器、电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断装置及存储介质。通过本发明提供的技术方案，实现在线对电流互感器进行24小时不间断监测，能够评估电流互感器设备的运行和故障状态，预防事故发生，对设备运行和故障状态的实时监控提供了一种切实可行的手段。

Description

电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断方法

技术领域

本发明涉及电流互感器在线监测诊断技术领域，尤其涉及一种电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断方法、装置及存储介质，以及一种测距传感器。

背景技术

现有电力系统中运行着大量的充油电器设备，包括变压器高压套管、电流互感器、断路器等少油设备，在变电站的运行过程中，电力少油设备的绝缘状态、内部机构的运行状态对电力系统的安全、稳定运行具有至关重要的意义。然而这些设备会因制造、检修、维护不当及油质劣化等原因引起故障，爆炸及火灾等恶性事故时有发生，影响了电网的安全稳定运行和供电可靠性。

目前，变电站对这类设备的维护一般采用人工巡测，少部分会结合绝缘在线监测。所述人工巡检即利用运行人员巡检和试验人员定期抽检。传统的检测分析方法包括采用超声局放、红外测温、油色谱分析等。但近年来随着电压等级的不断提高，设备容量的增大，传统的离线预防性试验的方法已经无法满足现代大型电力设备安全运行的实际需要，很难真实的反映各类套管、电流互感器等设备在运行条件下的绝缘状况。由于预防性试验是按固定的周期进行的，不能及时发现、及时跟踪、及时检修，具有极大的局限性。

传统的维护方法主要包括日常检测和停电检测。其中日常检测包括部件检查与发热检测；停电检测包括绝缘电阻测量、极化系数测量、电容和介质损耗因数测量、局部放电测量、变压器油的检查(电流互感器可带电取油)。

日常维护中的部件检查一般检测是否漏油、金属件防腐检查、瓷套外观检测、接地状况检查，对于电流互感器，还需检查膨胀器的伸缩量，以确定油位情况。发热检测对于发现少油设备的热缺陷及过热点非常有效，可以发现接触点接触不良问题造成的过热或者局部缺陷造成的温度过高。

少油设备在投运前及运行后每隔几年都会定期停电进行绝缘性能测试，来判断少油设备的绝缘状况；与此同时，在停电检修周期同样会对油中气体含量、水分含量进行测量，目前油中溶解气体的分析与检测仍是充油电气设备故障诊断的方法之一。

目前采用的常规方法虽然能检测出部分故障，但对于故障的早期诊断效果较差，现场进行局部放电试验效果也不理想，电流互感器也无法进行带电取油分析，当色谱分析数据异常需取样跟踪时显得更加困难。与此同时，周期性的检测也无法预防突发性事故。

变压器高压套管、电流互感器等少油设备中，处于密封状态的绝缘油在运行过程中因为绝缘损坏等其它原因影响会产生分解，而释放出一定量的气体，电流互感器的绝缘油是由天然石油经过蒸馏、精炼而获得的一种矿物油，是由许多不同分子量的碳氢化合物所组成的混合物，包括烷烃、烯烃、环烷烃、芳香烃等；当设备内部存在放电性或过热性故障时，会产生H2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2、CO和CO2等特征气体，所产生的气体既有溶解于油中的，也有释放到油面上的，由于电流互感器为密封结构，油面上的气体逐渐累积，气体压力增大作用在液体绝缘油上，造成油压逐渐增加，长时间积累，在腔体内形成了一定的气压，严重时会引起喷油甚至爆炸。目前对于特征气体的检测主要包括两种方式：油气谱分析、压力监测。而油色谱分析一般采用人工取样的方式，定期监测少油设备油中溶解的乙炔、氢气、总烃的含量，但此方法周期比较长，无法发现两次检测间隔之间的出现的异常，存在安全隐患。

发明内容

本发明主要目的之一在于提供一种电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断方法、装置及存储介质，旨在解决现有电流互感器气体压强温度监测以及故障诊断的问题。

本发明主要目的之二在于提供一种测距传感器，实现电流互感器膨胀器体积变化的测量。

为实现上述目的，本发明提供了一种电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断方法，所述电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断方法包括：

实时采集电流互感器膨胀器顶部到测距传感器之间的距离；所述电流互感器膨胀器顶部到测距传感器之间的距离为诊断距离；

根据所述诊断距离对所述电流互感器膨胀器进行在线监测和状态诊断；当所述诊断距离超出预设的诊断距离阈值时，发送报警信号。

进一步地，所述诊断距离阈值根据所监测的电流互感器膨胀器的极限工作高度设定。

此外，本发明还提供一种测距传感器，所述测距传感器安装在电流互感器膨胀器上方所述电流互感器的防雨罩顶部，所述测距传感器用于测量所述电流互感器膨胀器顶部到测距传感器之间的距离。

本发明提供一种电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断装置，所述电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断装置包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断程序，所述电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断程序被所述处理器执行时实现如上所述的电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断方法的步骤。

同时，本发明提供一种存储介质，所述存储介质为计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断程序，所述电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如上所述的电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断方法的步骤。

本发明提供的电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断方法、装置及存储介质，以及一种测距传感器一种测距传感器，实现在线对电流互感器进行24小时不间断监测，能够评估电流互感器设备的运行和故障状态，预防事故发生，对设备运行和故障状态的实时监控提供了一种切实可行的手段。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断方法的流程示意图；

图2为本发明一实施例提供的测距传感器安装结构示意图；

图3为本发明一实施例提供的电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断装置内部结构示意图；

图4为本发明一实施例提供的电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断装置中的电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断程序模块示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

请参阅图1，本发明的一实施例提供一种电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断方法，所述电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断方法包括：

步骤S11：实时采集电流互感器膨胀器顶部到测距传感器之间的距离；所述电流互感器膨胀器顶部到测距传感器之间的距离为诊断距离；

步骤S12：根据所述诊断距离对所述电流互感器膨胀器进行在线监测和状态诊断；当所述诊断距离超出预设的诊断距离阈值时，发送报警信号。

具体地，在充油高压电流互感器顶部安装气体膨胀器，膨胀器随着气压的大小而缩放，对于气压变化起到了缓冲的作用，对气体分子摩尔密度起到了均化的效果。膨胀器设有有效工作压强值，例如在一实施例中，膨胀器的有效工作压强范围为±20kPa，大于20kPa时，膨胀器超出弹性形变范围并将顶开防雨罩，发生“冒顶”事故。在膨胀器防雨罩顶部安装测距传感器，用于测量电流互感器膨胀器顶部到测距传感器之间的距离，并将该距离作为诊断距离，当所述诊断距离超出预设的诊断距离阈值时，发送报警信号。

具体的诊断阈值基于电流互感器和膨胀器的型号和自身可承受的压力范围进行预先设置，具体本发明一实施例中，所述诊断距离阈值对于110kV或220kV电流互感器，最小限值为50mm，最大限值为290mm。

请参阅图2，本发明提供一种测距传感器，图2为测距传感器的安装结构示意图，具体地，电流互感器100包括防雨罩110和本体120，在所述本体120内有充油区域121和在充油区域121上方的气体区域122，在气体区域122上方设置膨胀器130，所述膨胀器130将气体区域122中的气体密封在内，当气体区域122中的气体体积发生变化时，所述膨胀器130与所述气体连通并随着气体体积的膨胀而改变自身体积；在所述膨胀器130上方的防雨罩110顶部设置有测距传感器140，所述测距传感器140以用于测量诊断距离，所述诊断距离为所述膨胀器顶部131到所述测距传感器140之间的距离。图中，Ht为膨胀器底部到测距传感器的距离，为常数；Hc为膨胀器顶部到测距传感器的距离，为可测量变量；Hp为膨胀器高度，为可计算变量；设定电流互感器膨胀器顶部与外罩距离容许范围，即做出状态诊断。

此外，本发明还提供一种电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断装置。

请参阅图3，是本发明实施例提供了一种电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断装置的内部结构示意图，所述电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断装置至少包括存储器11、处理器12、通信总线13、网络接口14和测距传感器15。

其中，存储器11至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或DX存储器等)、磁性存储器、磁盘、光盘等。存储器11在一些实施例中可以是电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断装置的内部存储单元，例如该电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断装置的硬盘。存储器11在另一些实施例中也可以是电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断装置的外部存储设备，例如电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断装置上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器11还可以既包括电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断装置的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器11不仅可以用于存储安装于电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断装置的应用软件及各类数据，例如电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断程序的代码等，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

处理器12在一些实施例中可以是一中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、控制器、微控制器、微处理器或其他数据处理芯片，用于运行存储器11中存储的程序代码或处理数据，例如执行电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断程序等。

通信总线13用于实现这些组件之间的连接通信。

网络接口14可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)，通常用于在该电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断装置与其他电子设备之间建立通信连接。

所述测距传感器15与所述处理器12连接，所述测距传感器15用于测量诊断距离，所述诊断距离为膨胀器顶部到所述测距传感器之间的距离。

可选地，该电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断装置还可以包括用户接口，用户接口可以包括显示器(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选的用户接口还可以包括标准的有线接口、无线接口。可选地，在一些实施例中，显示器可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)触摸器等。其中，显示器也可以适当的称为显示屏或显示单元，用于显示在电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断装置中处理的信息以及用于显示可视化的用户界面。

图3仅示出了具有组件11-15以及电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断程序的电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断装置，本领域技术人员可以理解的是，图3示出的结构并不构成对电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断装置的限定，可以包括比图示更少或者更多的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

在图3所示的电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断装置实施例中，存储器11中存储有电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断程序；处理器12执行存储器11中存储的电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断程序时实现如下步骤：

步骤S11：实时采集电流互感器膨胀器顶部到测距传感器之间的距离；所述电流互感器膨胀器顶部到测距传感器之间的距离为诊断距离；

步骤S12：根据所述诊断距离对所述电流互感器膨胀器进行在线监测和状态诊断；当所述诊断距离超出预设的诊断距离阈值时，发送报警信号。

参照图4所示，为本发明电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断装置一实施例中的电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断程序的程序模块示意图，该实施例中，电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断程序可以被分割为采集模块10、计算模块20、设定模块30和诊断模块40，示例性地：

采集模块10，用于采集所述诊断距离；

计算模块20，用于计算所述诊断距离与诊断距离阈值的比较状态；

设定模块30，用于设定诊断距离阈值；

诊断模块40，用于对电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断。

上述采集模块10、计算模块20、设定模块30和诊断模块40等程序模块被执行时所实现的功能或操作步骤与上述实施例大体相同，在此不再赘述。

此外，本发明实施例还提出一种存储介质，所述存储介质为计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断程序，所述电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断程序可被一个或多个处理器执行，以实现如下操作：

步骤S11：实时采集电流互感器膨胀器顶部到测距传感器之间的距离；所述电流互感器膨胀器顶部到测距传感器之间的距离为诊断距离；

步骤S12：根据所述诊断距离对所述电流互感器膨胀器进行在线监测和状态诊断；当所述诊断距离超出预设的诊断距离阈值时，发送报警信号。

本发明的存储介质具体实施方式与上述电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断方法和装置各实施例基本相同，在此不作累述。

与现有技术相比，本发明提供的电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断方法、装置及存储介质，以及一种测距传感器一种测距传感器，实现在线对电流互感器进行24小时不间断监测，能够评估电流互感器设备的运行和故障状态，预防事故发生，对设备运行和故障状态的实时监控提供了一种切实可行的手段。

需要说明的是，上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。并且本文中的术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、装置、物品或者方法不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、装置、物品或者方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、装置、物品或者方法中还存在另外的相同要素。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是无人机、手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (6)

1.一种电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断方法，其特征在于，包括：

实时采集电流互感器膨胀器顶部到测距传感器之间的距离；所述电流互感器膨胀器顶部到测距传感器之间的距离为诊断距离；

根据所述诊断距离对所述电流互感器膨胀器进行在线监测和状态诊断；当所述诊断距离超出预设的诊断距离阈值时，发送报警信号。

2.根据权利要求1所述的电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断方法，其特征在于，所述诊断距离阈值根据所监测的电流互感器膨胀器的极限工作高度设定。

3.一种测距传感器，应用于权利要求1或2所述电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断方法，其特征在于，所述测距传感器安装在电流互感器膨胀器上方所述电流互感器的防雨罩顶部，所述测距传感器用于测量所述电流互感器膨胀器顶部到测距传感器之间的距离。

4.一种电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断装置，其特征在于，所述电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断装置包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断程序，所述电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至2中任一项所述的电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断方法的步骤。

5.根据权利要求4所述的电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断装置，其特征在于，所述电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断装置还包括测距传感器，所述测距传感器与所述处理器连接，所述测距传感器用于测量诊断距离，所述诊断距离为膨胀器顶部到所述测距传感器之间的距离。

6.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质为计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断程序，所述电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如权利要求1至2中任一项所述的电流互感器膨胀器体积变化在线监测诊断方法的步骤。

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