CN112578245A - 基于光学技术的gis刀闸气室故障诊断的方法及装置 - Google Patents

基于光学技术的gis刀闸气室故障诊断的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于光学技术的GIS刀闸气室故障诊断的方法及装置，其方法包括：基于散射原理的光学传感器通过观察孔监测GIS刀闸气室颗粒浓度和大小；基于反射原理的光学传感器通过观察孔监测气室筒体、盆式绝缘子表面沉积颗粒大小；利用紫外光学传感器监测筒体内壁以及触头表面光洁度；光学传感器测量模块监测数通过通信模块实时传输至管理平台的存储模块，诊断模块对存储数据进行筛查并报警；报警信息通过通信模块传送至运检人员。本发明实施例通过直接检测引起GIS刀闸内部放电原因的颗粒浓度、大小以及触头、筒壁光洁度等参数，判断其参数是否达到引起放电的阈值，真正做到提前预警。

Description

基于光学技术的GIS刀闸气室故障诊断的方法及装置
技术领域
本发明涉及电力检测技术领域，特别涉及一种基于光学技术的GIS刀闸气室故障诊断的方法及装置。
背景技术
近年来，由于气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)具有占地面积小、受气候条件的影响小、使用周期长、维护工作少、装置结构紧凑、便于安装、适用于地形复杂、地势狭小的区域特点，广泛用于电力行业。然而随着GIS变电站数量不断增加，GIS设备故障也越来越多。GIS刀闸作为其主要运动部件，由于经常倒闸操作需要，动静触头存在摩擦，导致气室内部存在磨损金属颗粒。加之，GIS设备在生产、装配、运输等过程中会不可避免地在设备内部产生悬浮颗粒、内壁及绝缘子表面脏污等，急剧降低SF6气体的绝缘水平，导致发生闪络，严重时导致绝缘击穿，SF6分解，从而造成停电事故。然而引起闪络放电的脏污物、金属颗粒和悬浮物尺寸是亚毫米级，甚至是微米级，且GIS设备停电检查非常困难。因此，急需一种不停电高灵敏度的故障诊断方法。
目前，针对GIS刀闸气室故障诊断方法很多，常用的就是局部放电超声波检测方法和气相色谱检测方法。局部超声检测方法主要是利用GIS内部发生局部放电时，气体瞬间受热膨胀，产生冲击波，通过检测这种冲击波发现内部绝缘缺陷的异常。该方法仅根据局部放电幅值大小很难确定放电点位置以及放电的严重程度。气相色谱检测方法，主要是利用GIS刀闸内部放电产生后，SF6会发生分解，通过检测SF6分解产物H2O、H2S、SO2等组分气体含量来判断GIS刀闸故障。此外，气相色谱检测方法、局部放电方法均不是直接检测引起放电因素参数，而是检测放电产生的超声波和分解产物，为间接方式，灵敏度不高。因此，只有等到GIS刀闸气室内部已经放电才能使用，不能做到提前预警。
发明内容
本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题，提供一种基于光学技术的GIS刀闸气室故障诊断的方法及装置，通过直接检测引起GIS刀闸内部放电原因的颗粒浓度、大小以及触头、筒壁光洁度等参数，判断其参数是否达到引起放电的阈值，真正做到提前预警。
本发明实施例提供一种GIS刀闸气室故障诊断装置，所述GIS刀闸气室故障诊断装置包括：光学传感器测量模块、存储模块、诊断模块、通信模块，其中：所述光学传感器测量模块包括基于散射原理的光学传感器、基于反射原理的光学传感器以及紫外光学传感器，用于监测气室内部颗粒浓度、大小以及触头、筒壁光洁度；所述存储模块用于实时存储光学传感器测量模块监测数据以及报警信息；所述诊断模块基于光学传感器测量模块监测阈值进行报警；所述通信模块用于将光学传感器测量模块监测数据以及报警信息实时传输到管理平台进行存储，并将报警信息通过手机GSM发送至运检人员。
所述光学传感器测量模块基于散射法检测技术监测气室内部颗粒浓度。
所述光学传感器测量模块基于反射法检测技术监测气室内部金属颗粒聚集尺寸大小。
所述光学传感器测量模块基于紫外检测技术监测气室内部光洁度。
相应的，本发明实施例还提供了一种基于光学技术的GIS刀闸气室故障诊断的方法，所述方法基于诊断装置实现，包括以下步骤：
S1：基于散射原理的光学传感器通过观察孔监测GIS刀闸气室颗粒浓度和大小；
S2：基于反射原理的光学传感器通过观察孔监测气室筒体、盆式绝缘子表面沉积颗粒大小；
S3：利用紫外光学传感器监测筒体内壁以及触头表面光洁度；
S4：光学传感器测量模块监测数通过通信模块实时传输至管理平台的存储模块，诊断模块对存储数据进行筛查并报警；
S5：报警信息通过通信模块传送至运检人员。
相比于现有技术，本发明实施例通过直接检测引起GIS刀闸内部放电原因的颗粒浓度、大小以及触头、筒壁光洁度等参数，判断其参数是否达到引起放电的阈值，真正做到提前预警。本发明实施例所提供的基于光学技术的GIS刀闸气室故障诊断的方法及装置，实现快速准确对GIS设备刀闸气室故障诊断预警，减少事故发生率以及降低电网成本。
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为本发明实施例中的基于光学技术的GIS刀闸气室故障诊断的方法流程图；
图2是本发明实施例中的GIS刀闸气室故障诊断装置结构示意图；
图3是本发明实施例中的GIS刀闸气室故障诊断装置另一结构示意图。
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基于光学技术的GIS刀闸气室故障诊断的方法流程图，包括以下步骤：
S1：基于散射原理的光学传感器通过观察孔监测GIS刀闸气室颗粒浓度和大小；
S2：基于反射原理的光学传感器通过观察孔监测气室筒体、盆式绝缘子表面沉积颗粒大小；
S3：利用紫外光学传感器监测筒体内壁以及触头表面光洁度；
S4：光学传感器测量模块监测数通过通信模块实时传输至管理平台的存储模块，诊断模块对存储数据进行筛查并报警；
S5：报警信息通过通信模块传送至运检人员。
图2示出了本发明实施例中的GIS刀闸气室故障诊断装置结构示意图，该GIS刀闸气室故障诊断装置包括：光学传感器测量模块、存储模块、诊断模块、通信模块。
需要说明的是，这里的光学传感器测量模块，包括基于散射原理的光学传感器、基于反射原理的光学传感器以及紫外光学传感器，主要监测气室内部颗粒浓度、大小以及触头、筒壁光洁度。
需要说明的是，这里的存储模块主要用于实时存储光学传感器测量模块监测数据以及报警信息。
需要说明的是，这里的诊断模块基于光学传感器测量模块监测阈值进行报警。
需要说明的是，这里通信模块可以将光学传感器测量模块监测数据以及报警信息实时传输到管理平台进行存储，并将报警信息通过手机GSM发送至运检人员。
需要说明的是，这里GIS刀闸气室故障诊断方法包括：散射法检测技术、反射法检测技术、紫外检测技术。
具体实施时，反射法检测技术实现过程包括：将诊断装置与GIS刀闸气室观察孔连接，通过观察孔向气室内部发射强光；诊断装置接收GIS刀闸气室内部金属颗粒反射强度，经光电信号处理得到金属颗粒聚集尺寸大小，并存储到存储模块中；诊断模块基于数据进行分析，当金属颗粒聚集尺寸大小超过阈值时，基于通信模块发出报警提示。
具体实施时，散射法检测技术实现过程包括：将诊断装置与GIS设备气室观察孔连接；通过观察孔向气室内部发射强光；诊断装置接收GIS设备气室内悬浮颗粒散射光强度，经光电信号处理得到悬浮颗粒质量浓度，并存储到存储模块中；诊断模块基于数据进行分析，当悬浮颗粒质量浓度超过阈值时，基于通信模块发出报警提示。
具体实施时，紫外检测技术实现过程包括：将诊断装置与GIS设备气室观察孔连接，诊断装置通过观察孔向气室内部发射紫外光，有机物被UV光激发后会产生自体荧光特性；诊断装置接收脏污物的荧光强度信息，经图像处理得到检测位置的光洁度，并存储到存储模块中；诊断模块基于数据进行分析，当光洁度超过阈值时，诊断装置基于通信模块发出报警提示。
实施例二
图1示出了本发明实施例中的基于光学技术的GIS刀闸气室故障诊断的方法流程图，包括以下步骤：
S1：基于散射原理的光学传感器通过观察孔监测GIS刀闸气室颗粒浓度和大小；
S2：基于反射原理的光学传感器通过观察孔监测气室筒体、盆式绝缘子表面沉积颗粒大小；
S3：利用紫外光学传感器监测筒体内壁以及触头表面光洁度；
S4：光学传感器测量模块监测数通过通信模块实时传输至管理平台的存储模块，诊断模块对存储数据进行筛查并报警；
S5：报警信息通过通信模块传送至运检人员。
图3示出了本发明实施例中的GIS刀闸气室故障诊断装置结构示意图，该GIS刀闸气室故障诊断装置包括：光学传感器测量模块、存储模块、诊断模块、通信模块。
需要说明的是，这里的光学传感器测量模块，包括基于散射原理的光学传感器、基于反射原理的光学传感器以及紫外光学传感器，主要监测气室内部颗粒浓度、大小以及触头、筒壁光洁度。
需要说明的是，这里的存储模块主要用于实时存储光学传感器测量模块监测数据以及报警信息。
需要说明的是，这里的诊断模块基于光学传感器测量模块监测阈值进行报警。
需要说明的是，这里通信模块可以将光学传感器测量模块监测数据以及报警信息实时传输到管理平台进行存储，并将报警信息通过手机GSM发送至运检人员。
需要说明的是，这里GIS刀闸气室故障诊断方法包括：基于散射原理光学传感器监测GIS刀闸气室颗粒浓度和大小、基于反射原理光学传感器监测气室筒体、盆式绝缘子表面沉积颗粒大小、紫外光学传感器监测筒体内壁以及触头表面光洁度等等。
具体实施时，反射法检测技术实现过程包括：将诊断装置与GIS刀闸气室观察孔连接，通过观察孔向气室内部发射强光；诊断装置接收GIS刀闸气室内部金属颗粒反射强度，经光电信号处理得到金属颗粒聚集尺寸大小，并存储到存储模块中；诊断模块基于数据进行分析，当金属颗粒聚集尺寸大小超过阈值时，基于通信模块发出报警提示。
具体实施时，散射法检测技术实现过程包括：将诊断装置与GIS设备气室观察孔连接；通过观察孔向气室内部发射强光；诊断装置接收GIS设备气室内悬浮颗粒散射光强度，经光电信号处理得到悬浮颗粒质量浓度，并存储到存储模块中；诊断模块基于数据进行分析，当悬浮颗粒质量浓度超过阈值时，基于通信模块发出报警提示。
具体实施时，紫外检测技术实现过程包括：将诊断装置与GIS设备气室观察孔连接，诊断装置通过观察孔向气室内部发射紫外光，有机物被UV光激发后会产生自体荧光特性；诊断装置接收脏污物的荧光强度信息，经图像处理得到检测位置的光洁度，并存储到存储模块中；诊断模块基于数据进行分析，当光洁度超过阈值时，诊断装置基于通信模块发出报警提示。
本发明实施例通过直接检测引起GIS刀闸内部放电原因的颗粒浓度、大小以及触头、筒壁光洁度等参数，判断其参数是否达到引起放电的阈值，真正做到提前预警。本发明实施例所提供的基于光学技术的GIS刀闸气室故障诊断的方法及装置，实现快速准确对GIS设备刀闸气室故障诊断预警，减少事故发生率以及降低电网成本。
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 (5)

1.一种GIS刀闸气室故障诊断装置，其特征在于，所述GIS刀闸气室故障诊断装置包括：光学传感器测量模块、存储模块、诊断模块、通信模块，其中：所述光学传感器测量模块包括基于散射原理的光学传感器、基于反射原理的光学传感器以及紫外光学传感器，用于监测气室内部颗粒浓度、大小以及触头、筒壁光洁度；所述存储模块用于实时存储光学传感器测量模块监测数据以及报警信息；所述诊断模块基于光学传感器测量模块监测阈值进行报警；所述通信模块用于将光学传感器测量模块监测数据以及报警信息实时传输到管理平台进行存储，并将报警信息通过手机GSM发送至运检人员。
2.如权利要求1所述的GIS刀闸气室故障诊断装置，其特征在于，所述光学传感器测量模块基于散射法检测技术监测气室内部颗粒浓度。
3.如权利要求1所述的GIS刀闸气室故障诊断装置，其特征在于，所述光学传感器测量模块基于反射法检测技术监测气室内部金属颗粒聚集尺寸大小。
4.如权利要求1所述的GIS刀闸气室故障诊断装置，其特征在于，所述光学传感器测量模块基于紫外检测技术监测气室内部光洁度。
5.一种基于光学技术的GIS刀闸气室故障诊断的方法，其特征在于，所述方法基于权利要求1至4任一项所述的诊断装置实现，包括以下步骤：
S1：基于散射原理的光学传感器通过观察孔监测GIS刀闸气室颗粒浓度和大小；
S2：基于反射原理的光学传感器通过观察孔监测气室筒体、盆式绝缘子表面沉积颗粒大小；
S3：利用紫外光学传感器监测筒体内壁以及触头表面光洁度；
S4：光学传感器测量模块监测数通过通信模块实时传输至管理平台的存储模块，诊断模块对存储数据进行筛查并报警；
S5：报警信息通过通信模块传送至运检人员。
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