CN113091916B - 一种gis隔离开关故障诊断方法 - Google Patents

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Abstract

本公开揭示了一种GIS隔离开关故障诊断方法，包括：对被试GIS隔离开关进行红外成像检测，获得被试GIS隔离开关的红外温度分布图，同时采集GIS隔离开关对应的参数；将被试GIS隔离开关的红外温度分布图进行数字转化，获得第一数字矩阵；根据所采集的GIS隔离开关对应的参数设置试验条件，通过实验室试验获得与GIS隔离开关的故障等级相对应的红外温度分布图；将与GIS隔离开关故障等级相对应的红外温度分布图分别进行数字转化，获得与GIS隔离开关故障等级相对应的第二至第N数字矩阵；将第一数字矩阵和第二至第N数字矩阵逐一对比，根据对比结果确定被试GIS隔离开关的故障等级。

Description

一种GIS隔离开关故障诊断方法
技术领域
本公开属于电气设备测量领域，具体涉及一种GIS隔离开关故障诊断方法。
背景技术
气体绝缘组合电器(GIS)在电网中的用量越来越大，GIS设备中的隔离开关的作用是制造断点，用于检修和设备维护。由于不存在灭弧功能，隔离开关动作较慢，动作次数多，多次动作易导致接触故障，造成接触电阻增大，进而形成局部热点。现场出现了多起由于接触不良造成的事故。目前对隔离开关接触状态严重程度进行检测的方法较少，常用的振动检测难以定量评估其接触状态严重程度。
当GIS隔离开关接触电阻增大时，会导致局部热点的产生，通过红外温度成像可有效发现故障隐患。但当前采用红外温度成像难以量化分析隔离开关的故障严重程度。
发明内容
针对现有技术中的不足，本公开的目的在于提供一种GIS隔离开关故障诊断方法，通过将GIS隔离开关现场检测和通过实验室试验进行有效结合，从而能够给出隔离开关的故障程度的量化表征。
为实现上述目的，本公开提供以下技术方案：
一种GIS隔离开关故障诊断方法，包括如下步骤：
S100：对被试GIS隔离开关进行红外成像检测，获得被试GIS隔离开关的红外温度分布图，同时采集GIS隔离开关对应的参数；
S200：将被试GIS隔离开关的红外温度分布图进行数字转化，获得第一数字矩阵；
S300：以所采集的GIS隔离开关的参数作为试验条件，通过实验室试验获得与GIS隔离开关的故障等级相对应的红外温度分布图；
S400：将与GIS隔离开关故障等级相对应的红外温度分布图分别进行数字转化，获得与GIS隔离开关故障等级相对应的第二至第N数字矩阵；
S500：将第一数字矩阵和第二至第N数字矩阵逐一对比，根据对比结果确定被试GIS隔离开关的故障等级。
优选的，步骤S100中，所述GIS隔离开关的参数包括流过GIS隔离开关的电流的幅值。
优选的，步骤S200包括如下步骤：
S201：将红外温度分布图缩小到8x8的尺寸，总计64个像素；
S202：将缩小后的图片转为64级灰度，并计算所有64个像素的灰度平均值；
S203：将每个像素的灰度值与平均值进行比较，若像素的灰度值大于或等于平均值，记为1；若像素的灰度值小于平均值，则记为0；
S204：将比较结果进行组合，构成8x8的数字矩阵，矩阵中的数值为0或1。
优选的，步骤S300中，所述GIS隔离开关的故障等级通过隔离开关的接触电阻进行表征。
优选的，步骤S500中，当第一数字矩阵和第二至第N数字矩阵中某一个数字矩阵的数据误差不大于设定值时，该数字矩阵所对应的故障等级即为被试GIS隔离开关的故障等级。
优选的，所述设定值为5。
本公开还提供一种GIS隔离开关故障诊断装置，包括：
第一信号采集模块，用于采集被试GIS隔离开关的红外温度分布图；
第一转化模块，用于将被试GIS隔离开关的红外温度分布图转化为第一数字矩阵；
第二信号采集模块，用于在实验室环境下采集与GIS隔离开关故障等级相对应的红外温度分布图；
第二转化模块，用于将与GIS隔离开关故障等级相对应的红外温度分布图分别转化为第二至第N数字矩阵；
比较分析模块，用于将第一数字矩阵和第二至第N数字矩阵逐一对比，根据对比结果确定被试GIS隔离开关的故障等级。
本公开还提供一种计算机可读存储介质，其特征在于：所述计算可读存储介质上存储有可被执行的计算机程序指令；所述计算机程序指令被处理器加载并执行如前所述的GIS隔离开关故障诊断的方法。
与现有技术相比，本公开带来的有益效果为：
本公开通过将GIS隔离开关现场检测和通过实验室试验进行有效结合，从而能够给出隔离开关的故障程度的量化表征，使得技术人员对于故障处理更有针对性。
附图说明
图1是本公开一个实施例提供的一种GIS隔离开关故障诊断方法流程图；
图2(a)是GIS隔离开关现场检测温度分布图及数字矩阵示意图；图2(b)是GIS隔离开关实验室试验获得的温度分布图及数字矩阵示意图。
具体实施方式
下面将参照附图1至图2(b)详细地描述本公开的具体实施例。虽然附图中显示了本公开的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本公开的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
为便于对本公开实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本公开实施例的限定。
一个实施例中，如图1所示，本公开提供一种GIS隔离开关故障诊断方法，包括如下步骤：
S100：对被试GIS隔离开关进行红外成像检测，获得被试GIS隔离开关的红外温度分布图，同时采集GIS隔离开关对应的参数；
S200：将被试GIS隔离开关的红外温度分布图进行数字转化，获得第一数字矩阵；
S300：以所采集的GIS隔离开关的参数作为试验条件，通过实验室试验获得与GIS隔离开关的故障等级相对应的红外温度分布图；
S400：将与GIS隔离开关故障等级相对应的红外温度分布图分别进行数字转化，获得与GIS隔离开关故障等级相对应的第二至第N数字矩阵；
S500：将第一数字矩阵和第二至第N数字矩阵逐一对比，根据对比结果确定被试GIS隔离开关的故障等级。
本实施例中，现有技术单一采用红外现场检测，只关注最热点温度，但热点温度无法全面反映GIS隔离开关的温度分布，也无法考虑开关内部的实际结构而无法给出严重程度的量化表征；本公开采集现场检测中GIS隔离开关的对应的参数，并以该参数作为试验条件，通过对GIS隔离开关进行实验室试验，能够全面获得开关内部结构及由此带来的温度分布规律，并且将现场检测和通过实验室试验进行有效结合进行隔离开关故障严重程度的判断，能够很好的对隔离开关的故障程度进行量化表征。
另一个实施例中，步骤S100中，所述GIS隔离开关的参数包括流过GIS隔离开关的电流的幅值。
另一个实施例中，步骤S200包括如下步骤：
S201：将红外温度分布图缩小到8x8的尺寸，总计64个像素；
S202：将缩小后的图片转为64级灰度，并计算所有64个像素的灰度平均值；
S203：将每个像素的灰度值与平均值进行比较，若像素的灰度值大于或等于平均值，记为1；若像素的灰度值小于平均值，则记为0；
S204：将比较结果进行组合，构成8x8的数字矩阵，矩阵中的数值为0或1。
另一个实施例中，步骤S300中，所述GIS隔离开关的故障等级通过隔离开关的接触电阻进行表征。
本实施例中，将接触电阻的阻值设定为5个等级，其中，0～50μΩ表示正常，500～200μΩ表示故障程度一般，200～400μΩ表示故障程度较严重，400～600μΩ表示故障程度严重，600～1000μΩ表示故障程度危机。
需要说明的是，上述关于接触电阻阻值的等级设定仅是示例性的，在实际检测中，阻值的等级个数与计算时的精度有关，此处不再赘述。
另一个实施例中，步骤S500中，当第一数字矩阵和第二至第N数字矩阵中某一个数字矩阵的数据误差不大于设定值时，该数字矩阵所对应的故障等级即为被试GIS隔离开关的故障等级。
本实施例中，根据实验，设定值一般选择为5，即第一数字矩阵和第二至第N数字矩阵中某一个数字矩阵的数据误差不大于5时，该数字矩阵所对应的故障等级即为被试GIS隔离开关的故障等级。
另一个实施例中，本公开提供一种GIS隔离开关故障诊断装置，包括：
第一信号采集模块，用于采集被试GIS隔离开关的红外温度分布图；
第一转化模块，用于将被试GIS隔离开关的红外温度分布图转化为第一数字矩阵；
第二信号采集模块，用于在实验室环境下采集与GIS隔离开关故障等级相对应的红外温度分布图；
第二转化模块，用于将与GIS隔离开关故障等级相对应的红外温度分布图分别转化为第二至第N数字矩阵；
比较分析模块，用于将第一数字矩阵和第二至第N数字矩阵逐一对比，根据对比结果确定被试GIS隔离开关的故障等级。
另一个实施例中，本公开还提供一种计算机可读存储介质，其特征在于：所述计算可读存储介质上存储有可被执行的计算机程序指令；所述计算机程序指令被处理器加载并执行GIS隔离开关故障诊断的方法。
图2(a)、图2(b)是某220kV GIS隔离开关的现场检测结果、实验室试验结果及对应的图像矩阵图，图2(a)是现场检测结果发现异常，图2(b)是实验室试验中将隔离开关接触电阻调节为350μΩ时的结果。其中，图2(a)所示数字矩阵中的0是33个，1是31个(黑色块代表0，白色块代表1)，图2(b)所示数字矩阵中的0是35个，1是29个(黑色块代表0，白色块代表1)，两个矩阵中数据的数量相同，且不同数据的个数小于设定值，在可接受范围内，认为此时两幅图像特征一致，则认为此时现场检测的被试GIS存在较严重的故障缺陷。
以上结合具体实施例描述了本公开的基本原理，但是，需要指出的是，在本公开中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本公开的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。

Claims (7)

1.一种GIS隔离开关故障诊断方法，包括如下步骤：
S100：对被试GIS隔离开关进行红外成像检测，获得被试GIS隔离开关的红外温度分布图，同时采集GIS隔离开关的参数；
S200：将被试GIS隔离开关的红外温度分布图进行数字转化，获得第一数字矩阵，其中，
步骤S200包括如下步骤：
S201：将红外温度分布图缩小到8x8的尺寸，总计64个像素；
S202：将缩小后的图片转为64级灰度，并计算所有64个像素的灰度平均值；
S203：将每个像素的灰度值与平均值进行比较，若像素的灰度值大于或等于平均值，记为1；若像素的灰度值小于平均值，则记为0；
S204：将比较结果进行组合，构成8x8的数字矩阵，矩阵中的数值为0或1；
S300：以所采集的GIS隔离开关的参数作为试验条件，通过实验室试验获得与GIS隔离开关的故障等级相对应的红外温度分布图；
S400：将与GIS隔离开关故障等级相对应的红外温度分布图分别进行数字转化，获得与GIS隔离开关故障等级相对应的第二至第N数字矩阵；
S500：将第一数字矩阵和第二至第N数字矩阵逐一对比，根据对比结果确定被试GIS隔离开关的故障等级。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤S100中，所述GIS隔离开关的参数包括流过GIS隔离开关的电流的幅值。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤S300中，所述GIS隔离开关的故障等级通过隔离开关的接触电阻进行表征。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤S500中，当第一数字矩阵和第二至第N数字矩阵中某一个数字矩阵的数据误差不大于设定值时，该数字矩阵所对应的故障等级即为被试GIS隔离开关的故障等级。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述设定值为5。
6.一种用于实施权利要求1所述方法的装置，包括：
第一信号采集模块，用于采集被试GIS隔离开关的红外温度分布图；
第一转化模块，用于将被试GIS隔离开关的红外温度分布图转化为第一数字矩阵；
第二信号采集模块，用于在实验室环境下采集与GIS隔离开关故障等级相对应的红外温度分布图；
第二转化模块，用于将与GIS隔离开关故障等级相对应的红外温度分布图分别转化为第二至第N数字矩阵；
比较分析模块，用于将第一数字矩阵和第二至第N数字矩阵逐一对比，根据对比结果确定被试GIS隔离开关的故障等级。
7.一种计算机可读存储介质，其特征在于：所述计算机可读存储介质上存储有可被执行的计算机程序指令；所述计算机程序指令被处理器加载并执行如权利要求1-5中任一所述的GIS隔离开关故障诊断方法。
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