CN112798948A - 一种gis分合闸线圈的状态评估方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种GIS分合闸线圈的状态评估方法和装置，包括：获取待测分合闸线圈的初始电流波形；根据预设交变湿热试验数据对所述待测分合闸线圈进行交变湿热试验，并获取所述交变湿热试验结束时的交变湿热试验电流波形；根据预设重复动作试验数据对所述待测分合闸线圈进行重复动作试验，并获取所述重复动作试验结束时的重复动作试验电流波形；对所述初始电流波形、交变湿热试验电流波形和重复动作试验电流波形进行归一化处理，得到特定电流波形，提取所述特定电流波形的特征量，获取所述特征量的变异率，根据所述变异率判断所述待测分合闸线圈的状态，通过构建结构合理的GIS分合闸线圈的状态评估方法，能对GIS分合闸线圈进行状态评估。
Description
技术领域
本发明涉及分合闸线圈状态评估技术领域，尤其涉及一种GIS分合闸线圈的状态评估方法和装置。
背景技术
气体绝缘金属封闭开关设备(Gas Insulated Switchgear,GIS)是将变电站中除变压器以外的所有一次设备，经优化设计有机地封闭于金属壳内，并填充SF6气体作为灭弧和绝缘介质。GIS具有占地面积小，可靠性高，安全性强，维护工作量很小等的优点，自20世纪60年代问世以来在输变电系统中占据了重要的地位。GIS分合闸线圈用于驱动顶杆运动等一系列动作从而完成断路器分合闸动作，是GIS中不可或缺的核心部件。
在实际应用中，一方面由于对分合闸线圈自身的工艺要求、技术条件和质量控制缺乏有效管控，另一方面由于其长期受到温度、湿度、振动等不同工况条件的影响，容易发生绝缘破损或生锈卡涩而导致分合闸线圈拒动等故障，严重威胁GIS设备的安全可靠运行。而现有技术中，对GIS分合闸线圈的状态评估，尚无准确且有效的方法。
发明内容
本发明实施例要解决的技术问题是：提供一种GIS分合闸线圈的状态评估方法和装置，能够能对不同型号规格的GIS分合闸线圈进行状态评估，设置合理简便，安全可靠。
为解决以上的技术问题，本发明实施例提供一种GIS分合闸线圈的状态评估方法，其特征在于，包括：
获取待测分合闸线圈的初始电流波形；
根据预设交变湿热试验数据对所述待测分合闸线圈进行交变湿热试验，并获取所述交变湿热试验结束时的交变湿热试验电流波形；
根据预设重复动作试验数据对所述待测分合闸线圈进行重复动作试验，并获取所述重复动作试验结束时的重复动作试验电流波形；
对所述初始电流波形、交变湿热试验电流波形和重复动作试验电流波形进行归一化处理，得到特定电流波形，提取所述特定电流波形的特征量，获取所述特征量的变异率，根据所述变异率判断所述待测分合闸线圈的状态。
进一步的，所述预设交变湿热试验数据包括预设试验温度、预设试验湿度和预设试验时间。
进一步的，所述预设重复动作试验数据包括预设时间间隔和预设次数。
进一步的，所述特定电流波形包括特定初始电流波形，特定交变湿热试验电流波形和特定重复动作试验电流波形；
所述特征量包括所述特定电流波形的第一次到达峰值的时刻、第一次到达波谷的时刻、第二次到达峰值的时刻和第二次到达峰值的电流；
所述变异率包括所述特定交变湿热试验电流波形的特征量与所述初始电流波形的特征量的比值和所述特定重复动作试验电流波形的特征量与所述初始电流的特征量的比值。
本发明实施例提供的一种GIS分合闸线圈的状态评估方法，包括：获取待测分合闸线圈的初始电流波形；根据预设交变湿热试验数据对所述待测分合闸线圈进行交变湿热试验，并获取所述交变湿热试验结束时的交变湿热试验电流波形；根据预设重复动作试验数据对所述待测分合闸线圈进行重复动作试验，并获取所述重复动作试验结束时的重复动作试验电流波形；对所述初始电流波形、交变湿热试验电流波形和重复动作试验电流波形进行归一化处理，得到特定电流波形，提取所述特定电流波形的特征量，获取所述特征量的变异率，根据所述变异率判断所述待测分合闸线圈的状态。本发明通过构建结构合理的GIS分合闸线圈的状态评估方法，能对不同型号规格的GIS分合闸线圈进行状态评估，试验方法设置合理简便，试验过程安全可靠，解决了现有技术中对GIS分合闸线圈的状态评估，尚无准确且有效的方法。
本发明实施例还提供一种GIS分合闸线圈的状态评估装置，包括：
试验箱，用于根据预设交变湿热试验数据对待测分合闸线圈进行交变湿热试验；
动作模块，用于对所述待测分合闸线圈进行一次动作试验，和用于根据预设重复动作试验数据对所述待测分合闸线圈进行重复动作试验；
数据采集模块，用于采集所述待测分合闸线圈的初始电流波形、交变湿热试验电流波形和重复动作试验电流波形；
驱动模块，用于根据所述预设交变湿热试验数据驱动调控模块动作，和用于驱动所述动作模块动作；
调控模块，用于根据所述预设交变湿热试验数据对所述试验箱进行调控；
上位机模块，用于设定所述预设交变湿热试验数据和预设重复动作试验数据，同时用于对所述初始电流波形、交变湿热试验电流波形和重复动作试验电流波形进行归一化处理，得到特定电流波形，提取所述特定电流波形的特征量，获取所述特征量的变异率，根据所述变异率判断所述待测分合闸线圈的状态。
进一步的，所述预设交变湿热试验数据包括预设试验温度、预设试验湿度和预设试验时间。
进一步的，所述预设重复动作试验数据包括预设时间间隔和预设次数。
进一步的，所述特定电流波形包括特定初始电流波形，特定交变湿热试验电流波形和特定重复动作试验电流波形；
所述特征量包括所述特定电流波形的第一次到达峰值的时刻、第一次到达波谷的时刻、第二次到达峰值的时刻和第二次到达峰值的电流；
所述变异率包括所述特定交变湿热试验电流波形的特征量与所述初始电流波形的特征量的比值和所述特定重复动作试验电流波形的特征量与所述初始电流的特征量的比值。
本发明实施例还提供一种GIS分合闸线圈的状态评估装置，驱动模块根据上位机模块设定的交变湿热试验数据和预设重复动作试验数据分别驱动调控模块和动作模块动作，使得待测分合闸线圈首先进行一次动作试验，然后在试验箱1进行交变湿热试验，最后进行重复动作试验，数据采集模块3采集试验结束时的初始电流波形，交变湿热试验电流波形和重复动作试验电流波形，使得上位机模块6根据所述初始电流波形，交变湿热试验电流波形和重复动作试验电流波形进行归一化处理，得到特定电流波形，提取所述特定电流波形的特征量，获取所述特征量的变异率，根据所述变异率判断所述待测分合闸线圈的状态。本发明通过构建结构合理的GIS分合闸线圈的状态评估装置，能对不同型号规格的GIS分合闸线圈进行状态评估，试验装置设置合理简便，试验过程安全可靠。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种GIS分合闸线圈的状态评估方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的一种GIS分合闸线圈的状态评估装置的结构框图。
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他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，是本发明实施例提供的一种GIS分合闸线圈的状态评估方法的流程图；包括：
S1、获取待测分合闸线圈的初始电流波形；
S2、根据预设交变湿热试验数据对所述待测分合闸线圈进行交变湿热试验，并获取所述交变湿热试验结束时的交变湿热试验电流波形；
S3、根据预设重复动作试验数据对所述待测分合闸线圈进行重复动作试验，并获取所述重复动作试验结束时的重复动作试验电流波形；
S4、对所述初始电流波形、交变湿热试验电流波形和重复动作试验电流波形进行归一化处理，得到特定电流波形，提取所述特定电流波形的特征量，获取所述特征量的变异率，根据所述变异率判断所述待测分合闸线圈的状态。
具体的，在步骤S1中，将分合闸线圈接入带手动辅助开关的额定电压回路，选用能提供分合闸线圈额定功率的模拟机构等装置作为负载，利用高采样率数字示波器获取回路电流波形，具体为手动辅助开关闭合至分合闸线圈完成一次动作的过程。
具体的，在步骤S2中，可以在试验箱中根据预设交变湿热试验数据对所述待测分合闸线圈进行交变湿热试验，并获取所述交变湿热试验结束时的交变湿热试验电流波形；优选的，所述预设交变湿热试验数据包括预设试验温度、预设试验湿度和预设试验时间。优选的，所述试验温度可选范围为40℃～90℃，所述湿度可选范围为不低于95％，所述试验时间可选48h、96h、192h、384h或768h。
具体的，在步骤S3中，根据预设重复动作试验数据对所述待测分合闸线圈进行重复动作试验，并获取所述重复动作试验结束时的重复动作试验电流波形；优选的，所述预设重复动作试验数据包括预设时间间隔和预设次数。优选的，所述重复动作试验具体为在额定电压回路中，所述待测分合线圈相隔所述预设时间间隔反复进行所述预设次数的动作。优选的，所述时间间隔可选30s、60s或180s，所述预设次数可选1000次、2000次、5000次获10000次。
具体的，在步骤S4中，对所述初始电流波形、交变湿热试验电流波形和重复动作试验电流波形进行归一化处理，得到特定电流波形，提取所述特定电流波形的特征量，获取所述特征量的变异率，根据所述变异率判断所述待测分合闸线圈的状态。优选的，所述特定电流波形包括特定初始电流波形，特定交变湿热试验电流波形和特定重复动作试验电流波形，具体的，以手动辅助开关闭合时刻为零点，在同一电流-时间图中获取所述初始电流波形、交变湿热试验电流波形和重复动作试验电流波形作为特定电流波形。优选的，所述特征量包括所述特定电流波形的第一次到达峰值的时刻、第一次到达波谷的时刻、第二次到达峰值的时刻和第二次到达峰值的电流；优选的，所述变异率包括所述特定交变湿热试验电流波形的特征量与所述初始电流波形的特征量的比值和所述特定重复动作试验电流波形的特征量与所述初始电流的特征量的比值。通过对比不同特征量的变异率从而判断所述待测分合闸线圈的状态。
本发明实施例提供的一种GIS分合闸线圈的状态评估方法包括：获取待测分合闸线圈的初始电流波形；根据预设交变湿热试验数据对所述待测分合闸线圈进行交变湿热试验，并获取所述交变湿热试验结束时的交变湿热试验电流波形；根据预设重复动作试验数据对所述待测分合闸线圈进行重复动作试验，并获取所述重复动作试验结束时的重复动作试验电流波形；对所述初始电流波形、交变湿热试验电流波形和重复动作试验电流波形进行归一化处理，得到特定电流波形，提取所述特定电流波形的特征量，获取所述特征量的变异率，根据所述变异率判断所述待测分合闸线圈的状态。本发明通过构建结构合理的GIS分合闸线圈的状态评估方法，能对不同型号规格的GIS分合闸线圈进行状态评估，试验方法设置合理简便，试验过程安全可靠，解决了现有技术中对GIS分合闸线圈的状态评估，尚无准确且有效的方法。
参见图2，是本发明实施例提供的一种GIS分合闸线圈的状态评估装置的结构框图，包括：
试验箱1，用于根据预设交变湿热试验数据对待测分合闸线圈进行交变湿热试验；
动作模块2，用于对所述待测分合闸线圈进行一次动作试验，和用于根据预设重复动作试验数据对所述待测分合闸线圈进行重复动作试验；
数据采集模块3，用于采集所述待测分合闸线圈的初始电流波形、交变湿热试验电流波形和重复动作试验电流波形；
驱动模块4，用于根据所述预设交变湿热试验数据驱动调控模块动作，和用于驱动所述动作模块动作；
调控模块5，用于根据所述预设交变湿热试验数据对所述试验箱进行调控；
上位机模块6，用于设定所述预设交变湿热试验数据和预设重复动作试验数据，同时用于对所述初始电流波形、交变湿热试验电流波形和重复动作试验电流波形进行归一化处理，得到特定电流波形，提取所述特定电流波形的特征量，获取所述特征量的变异率，根据所述变异率判断所述待测分合闸线圈的状态。
具体的，所述数据采集模块3包括温度传感器31、湿度传感器32和高采样率数字示波器33。首先，通过动作模块2对所述待测分合闸线圈进行一次动作试验，然后通过所述高采样率数字示波器33获取初始电流波形；所述高采样率数字示波器33还可以获取交变湿热试验电流波形和重复动作试验电流波形。
具体的，在所述试验箱1中根据预设交变湿热试验数据对待测分合闸线圈进行交变湿热试验；
具体的，动作模块2包括手动辅助开关21、额定电压回路22和模拟机构装置23。优选的，所述一次动作试验为将所述合闸线圈接入带手动辅助开关21的额定电压回路22，选用能提供分合闸线圈额定功率的模拟机构装置23作为负载，手动辅助开关闭合至分合闸线圈完成一次动作的过程。所述重复动作试验为将所述合闸线圈接入带手动辅助开关21的额定电压回路22，选用能提供分合闸线圈额定功率的模拟机构装置23作为负载，所述待测分合线圈相隔所述预设时间间隔反复进行所述预设次数的动作。
具体的，驱动模块4可以驱动动作模块3进行一次动作试验、根据所述预设交变湿热试验数据驱动调控模块5动作，同时根据预设重复动作试验条件驱动动作模块3进行重复动作试验。
具体的，所述调控模块5包括温度调节装置51和湿度调节装置52，其中温度调节装置51包括加热器和压缩机，所述湿度调节装置加湿器和空气干燥剂，通过预设交变湿热试验数据对所述试验箱1进行温湿度调控，使得试验箱1中的温度满足所述预设温度、湿度满足所述预设湿度和试验时间满足所述预设试验时间。
具体的，上位机模块6可以设定所述预设交变湿热试验数据和预设重复动作试验数据，同时接收数据采集模块3的数据，从而对所述初始电流波形、交变湿热试验电流波形和重复动作试验电流波形进行归一化处理，得到特定电流波形，提取所述特定电流波形的特征量，获取所述特征量的变异率，根据所述变异率判断所述待测分合闸线圈的状态。优选的，所述预设交变湿热试验数据包括预设试验温度、预设试验湿度和预设试验时间。优选的，所述试验温度可选范围为40℃～90℃，所述湿度可选范围为不低于95％，所述试验时间可选48h、96h、192h、384h或768h。所述预设重复动作试验数据包括预设时间间隔和预设次数。所述时间间隔可选30s、60s或180s，所述预设次数可选1000次、2000次、5000次获10000次。
优选的，所述特定电流波形包括特定初始电流波形，特定交变湿热试验电流波形和特定重复动作试验电流波形，具体的，以手动辅助开关闭合时刻为零点，在同一电流-时间图中获取所述初始电流波形、交变湿热试验电流波形和重复动作试验电流波形作为特定电流波形。优选的，所述特征量包括所述特定电流波形的第一次到达峰值的时刻、第一次到达波谷的时刻、第二次到达峰值的时刻和第二次到达峰值的电流；优选的，所述变异率包括所述特定交变湿热试验电流波形的特征量与所述初始电流波形的特征量的比值和所述特定重复动作试验电流波形的特征量与所述初始电流的特征量的比值。通过对比不同特征量的变异率从而判断所述待测分合闸线圈的状态。
本发明实施例还提供一种GIS分合闸线圈的状态评估装置，驱动模块4根据上位机模块6设定的交变湿热试验数据和预设重复动作试验数据分别驱动调控模块5和动作模块2动作，使得待测分合闸线圈首先进行一次动作试验，然后在试验箱1进行交变湿热试验，最后进行重复动作试验，数据采集模块3采集试验结束时的初始电流波形，交变湿热试验电流波形和重复动作试验电流波形，使得上位机模块6根据所述初始电流波形，交变湿热试验电流波形和重复动作试验电流波形进行归一化处理，得到特定电流波形，提取所述特定电流波形的特征量，获取所述特征量的变异率，根据所述变异率判断所述待测分合闸线圈的状态。本发明通过构建结构合理的GIS分合闸线圈的状态评估装置，能对不同型号规格的GIS分合闸线圈进行状态评估，试验装置设置合理简便，试验过程安全可靠。
以上所述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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种GIS分合闸线圈的状态评估方法，其特征在于，包括：
获取待测分合闸线圈的初始电流波形；
根据预设交变湿热试验数据对所述待测分合闸线圈进行交变湿热试验，并获取所述交变湿热试验结束时的交变湿热试验电流波形；
根据预设重复动作试验数据对所述待测分合闸线圈进行重复动作试验，并获取所述重复动作试验结束时的重复动作试验电流波形；
对所述初始电流波形、交变湿热试验电流波形和重复动作试验电流波形进行归一化处理，得到特定电流波形，提取所述特定电流波形的特征量，获取所述特征量的变异率，根据所述变异率判断所述待测分合闸线圈的状态。
2.如权利要求1所述的GIS分合闸线圈的状态评估方法，其特征在于，所述预设交变湿热试验数据包括预设试验温度、预设试验湿度和预设试验时间。
3.如权利要求1所述的GIS分合闸线圈的状态评估方法，其特征在于，所述预设重复动作试验数据包括预设时间间隔和预设次数。
4.如权利要求1所述的GIS分合闸线圈的状态评估方法，其特征在于，所述特定电流波形包括特定初始电流波形，特定交变湿热试验电流波形和特定重复动作试验电流波形；
所述特征量包括所述特定电流波形的第一次到达峰值的时刻、第一次到达波谷的时刻、第二次到达峰值的时刻和第二次到达峰值的电流；
所述变异率包括所述特定交变湿热试验电流波形的特征量与所述初始电流波形的特征量的比值和所述特定重复动作试验电流波形的特征量与所述初始电流的特征量的比值。
5.一种GIS分合闸线圈的状态评估装置，其特征在于，包括：
试验箱，用于根据预设交变湿热试验数据对待测分合闸线圈进行交变湿热试验；
动作模块，用于对所述待测分合闸线圈进行一次动作试验，和用于根据预设重复动作试验数据对所述待测分合闸线圈进行重复动作试验；
数据采集模块，用于采集所述待测分合闸线圈的初始电流波形、交变湿热试验电流波形和重复动作试验电流波形；
驱动模块，用于根据所述预设交变湿热试验数据驱动调控模块动作，和用于驱动所述动作模块动作；
调控模块，用于根据所述预设交变湿热试验数据对所述试验箱进行调控；
上位机模块，用于设定所述预设交变湿热试验数据和预设重复动作试验数据，同时用于对所述初始电流波形、交变湿热试验电流波形和重复动作试验电流波形进行归一化处理，得到特定电流波形，提取所述特定电流波形的特征量，获取所述特征量的变异率，根据所述变异率判断所述待测分合闸线圈的状态。
6.如权利要求5所述的GIS分合闸线圈的状态评估装置，其特征在于，所述预设交变湿热试验数据包括预设试验温度、预设试验湿度和预设试验时间。
7.如权利要求5所述的GIS分合闸线圈的状态评估装置，其特征在于，所述预设重复动作试验数据包括预设时间间隔和预设次数。
8.如权利要求5所述的GIS分合闸线圈的状态评估装置，其特征在于，所述特定电流波形包括特定初始电流波形，特定交变湿热试验电流波形和特定重复动作试验电流波形；
所述特征量包括所述特定电流波形的第一次到达峰值的时刻、第一次到达波谷的时刻、第二次到达峰值的时刻和第二次到达峰值的电流；
所述变异率包括所述特定交变湿热试验电流波形的特征量与所述初始电流波形的特征量的比值和所述特定重复动作试验电流波形的特征量与所述初始电流的特征量的比值。
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