CN113341279A - 一种gil局部放电监测方法、装置、系统及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种GIL局部放电监测方法，通过设置于GIL内的变介电常数电容传感器对GIL的气体的相对介电常数进行监测，并通过设置于GIL内的温度传感器对温度进行监测，基于预设的温度与相对介电常数之间的对应关系，获取与监测到的温度相匹配的理论相对介电常数，当监测到的相对介电常数与理论相对介电常数的差值大于预设阈值时，判定GIL发生局部放电。本发明还公开了一种GIL局部放电监测装置、系统及存储介质。本发明实施例考虑温度对气体的相对介电常数的影响，通过对GIL中气体的相对介电常数和温度的监测，对GIL的局部放电情况进行判断，提高了GIL局部放电监测的灵敏度。

Description

一种GIL局部放电监测方法、装置、系统及存储介质
技术领域
本发明涉及放电监测技术领域，尤其涉及一种GIL局部放电监测方法、装置、系统及存储介质。
背景技术
气体绝缘输电线路(Gas-Insulated Transmission Line,GIL)是一种金属封闭式长距离电力传输设备，具有传输容量大、可靠性高、使用寿命长和环境友好等优点，在输电领域的应用日益广泛。
在GIL生产、安装及运行过程中，不可避免地会产生绝缘隐患，在运行过程中产生局部放电，引起绝缘劣化，甚至闪络或击穿，对输电造成影响，因此，需要对GIL进行局部放电的监测。传统的GIL局部放电监测采用气相色谱或者红外光谱化学法检测GIL内气体成分，通过气体成分检测结果判断GIL内部是否发生局部放电。但是，化学法分析绝缘气体成分的方式灵敏度差，只能用于放电情况严重的检测。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种GIL局部放电监测方法、装置、系统及存储介质，通过监测GIL内气体的相对介电常数，能够提高对GIL局部放电监测的灵敏度。
为实现上述目的，本发明实施例提供了一种GIL局部放电监测方法，包括：
根据变介电常数电容传感器对GIL内的气体进行监测，得到当前相对介电常数；其中，所述变介电常数电容传感器设置于所述GIL的内部；
根据温度传感器监测所述GIL的温度；其中，所述温度传感器设置于所述GIL的内部；
基于预设的温度与相对介电常数之间的对应关系，获取与所述温度相匹配的理论相对介电常数；
当所述当前相对介电常数和所述理论相对介电常数的差值大于预设阈值时，判定所述GIL发生局部放电。
作为上述方案的改进，所述温度与相对介电常数之间的对应关系通过实验获得，具体包括：
在预设的实验温度下根据所述变介电常数电容传感器对未投入使用的新的GIL内的气体进行监测，得到所述实验温度下的理论相对介电常数；
根据所述实验温度和所述理论相对介电常数，生成温度与相对介电常数之间的对应关系。
作为上述方案的改进，所述方法还包括：当所述当前相对介电常数和所述理论相对介电常数的差值小于或等于所述预设阈值时，判定所述GIL没有发生局部放电。
为实现上述目的，本发明实施例还提供了一种GIL局部放电监测装置，包括：
相对介电常数监测模块，用于根据变介电常数电容传感器对GIL内的气体进行监测，得到当前相对介电常数；其中，所述变介电常数电容传感器设置于所述GIL的内部；
温度监测模块，用于根据温度传感器监测所述GIL的温度；其中，所述温度传感器设置于所述GIL的内部；
理论相对介电常数获取模块，用于基于预设的温度与相对介电常数之间的对应关系，获取与所述温度相匹配的理论相对介电常数；
GIL局部放电判定模块，用于当所述当前相对介电常数和所述理论相对介电常数的差值大于预设阈值时，判定所述GIL发生局部放电。
作为上述方案的改进，所述温度与相对介电常数之间的对应关系通过实验获得，具体包括：
在预设的实验温度下根据所述变介电常数电容传感器对未投入使用的新的GIL内的气体进行监测，得到所述实验温度下的理论相对介电常数；
根据所述实验温度和所述理论相对介电常数，生成温度与相对介电常数之间的对应关系。
作为上述方案的改进，所述GIL局部放电判定模块，还用于：当所述当前相对介电常数和所述理论相对介电常数的差值小于或等于所述预设阈值时，判定所述GIL没有发生局部放电。
为实现上述目的，本发明实施例还提供了一种GIL局部放电监测系统，包括：GIL和上述任一实施例所述的GIL局部放电监测装置。
为实现上述目的，本发明实施例还提供了一种存储介质，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任一实施例所述的GIL局部放电监测方法。
与现有技术相比，本发明实施例公开的GIL局部放电监测方法、装置、系统及存储介质，通过设置于GIL内的变介电常数电容传感器对GIL的气体的相对介电常数进行监测，并通过设置于GIL内的温度传感器对温度进行监测，基于预设的温度与相对介电常数之间的对应关系，获取与监测到的温度相匹配的理论相对介电常数，将监测到的相对介电常数与理论相对介电常数对比，当两者的差值大于预设阈值时，判定GIL发生局部放电。在考虑温度对气体的相对介电常数的影响的情况下，通过对GIL中气体的相对介电常数进行监测，根据监测到的相对介电常数和温度，对GIL的局部放电情况进行判断，提高了GIL局部放电监测的灵敏度。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种GIL局部放电监测方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的一种改进后GIL的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种GIL局部放电监测装置的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的另一种GIL局部放电监测装置的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的一种GIL局部放电监测系统的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的另一种GIL局部放电监测装置的结构示意图。
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1提供的一种GIL局部放电监测方法的流程图，所述GIL局部放电监测方法，包括：
S1、根据变介电常数电容传感器对GIL内的气体进行监测，得到当前相对介电常数；其中，所述变介电常数电容传感器设置于所述GIL的内部；
S2、根据温度传感器监测所述GIL的温度；其中，所述温度传感器设置于所述GIL的内部；
S3、基于预设的温度与相对介电常数之间的对应关系，获取与所述温度相匹配的理论相对介电常数；
S4、当所述当前相对介电常数和所述理论相对介电常数的差值大于预设阈值时，判定所述GIL发生局部放电。
具体地，在步骤S1中，利用至少一个变介电常数电容传感器对GIL内的气体进行监测，得到当前相对介电常数；其中，所述变介电常数电容传感器设置GIL外壳的内壁上。
具体地，在步骤S2中，利用至少一个温度传感器监测所述GIL的温度；其中，所述温度传感器设置于GIL外壳的内壁上。
值得说明的是，所述变介电常数电容传感器和所述温度传感器的数量不限于一个，可根据实际情况进行数量设定，所述变介电常数电容传感器和所述温度传感器的位置也不局限于GIL外壳的内壁上，可根据实际情况进行设置。通过在GIL外壳的内壁上均匀设置变介电常数电容传感器和温度传感器，相邻的变介电常数电容传感器和温度传感器进行相互配合，提高了局部放电监测的准确性和灵敏度，以及时提醒工作人员进行检修。
具体地，在步骤S4中，将所述当前相对介电常数和所述理论相对介电常数作差并取绝对值，得到差值，当所述差值大于预设阈值时，判定所述GIL发生局部放电。
示例性的，设置预设阈值为D，当温度传感器测得的温度为T时，基于预先存储的温度与相对介电常数之间的对应关系，获取与温度T相匹配的理论相对介电常数a，将理论相对介电常数a与监测到的当前相对介电常数b作差并取绝对值，得到c；若c大于D，则判定GIL发生了局部放电。
值得说明的是，预设阈值的具体数据并不局限于具体数值，可根据实际情况进行设置。
进一步地，所述温度与相对介电常数之间的对应关系通过实验获得，具体包括步骤S5～S6：
S5、在预设的实验温度下根据所述变介电常数电容传感器对未投入使用的新的GIL内的气体进行监测，得到所述实验温度下的理论相对介电常数；
S6、根据所述实验温度和所述理论相对介电常数，生成温度与相对介电常数之间的对应关系。
示例性的，将未投入使用的新的GIL作为实验对象，对实验对象施加预设的实验温度，利用变介电常数电容传感器监测未投入使用的新的GIL，得到该实验温度下的理论相对介电常数；通过对实验对象施加不同的实验温度，得到不同实验温度下对应的理论相对介电常数，根据实验温度和对应的理论相对介电常数，生成温度与相对介电常数之间的对应关系。
值得说明的是，为减少实验误差，可选择若干相同的未投入使用的新的GIL作为实验对象，得到若干组结果，剔除偏差较大的组后根据剩余的组生成温度与相对介电常数之间的对应关系；一般情况下，根据GIL投入使用的地区的最低气温设置实验温度的下限，根据GIL运行时允许的最高温度设置实验温度的上限；由于GIL内的湿度保持不变，因此仅需考虑温度对理论相对介电常数的影响，不必考虑湿度影响。
进一步地，所述方法还包括步骤S7：
S7、当所述当前相对介电常数和所述理论相对介电常数的差值小于或等于所述预设阈值时，判定所述GIL没有发生局部放电。
示例性的，设置预设阈值为D，当温度传感器测得的温度为T时，基于预先存储的温度与相对介电常数之间的对应关系，获取与温度T相匹配的理论相对介电常数a，将理论相对介电常数a与监测到的当前相对介电常数b作差并取绝对值，得到c；若c小于或等于D，则判定GIL没有发生局部放电。
结合图2和图3，以具体例子对本方案进行详细说明：一般情况下，GIL填充SF6气体或SF6与N2等混合气体用作绝缘，当发生局部放电时，GIL中的SF6气体会发生分解、化合等一系列化学反应，从而产生H2S、SO2、CO等杂质气体，从而改变了GIL内填充的气体的相对介电常数。改进后的GIL包括GIL外壳1、盆式绝缘子2、高压导杆3、变介电常数电容传感器4和温度传感器5，其中，GIL外壳1、盆式绝缘子2和高压导杆3为现有GIL的基本结构，再次不再赘述；变介电常数电容传感器4和温度传感器都分别设置于GIL外壳1的内壁上，利用激励源模块为变介电常数电容传感器4服务，利用变介电常数电容传感器监测电容，将监测到的电容经C-V变换电路转换为模拟电压，再经A/D转化器转换为数字电压，最后由计算机终端设备进行处理得到气体的当前相对介电常数，利用温度传感器监测温度，基于预设的温度与相对介电常数之间的对应关系，获取与温度传感器测得的温度相匹配的理论相对介电常数，在终端设备处将当前相对介电常数和理论相对介电常数作差取绝对值，当得出的数值大于预设阈值时，判定GIL发生局部放电，否则没有发生局部放电。
与现有技术相比，本发明实施例公开的GIL局部放电监测方法，通过设置于GIL内的变介电常数电容传感器对GIL的气体的相对介电常数进行监测，并通过设置于GIL内的温度传感器对温度进行监测，基于预设的温度与相对介电常数之间的对应关系，获取与监测到的温度相匹配的理论相对介电常数，将监测到的相对介电常数与理论相对介电常数对比，当两者的差值大于预设阈值时，判定GIL发生局部放电。在考虑温度对气体的相对介电常数的影响的情况下，通过对GIL中气体的相对介电常数进行监测，根据监测到的相对介电常数和温度，对GIL的局部放电情况进行判断，提高了GIL局部放电监测的灵敏度。
参见图4，是本发明实施例提供的另一种GIL局部放电监测装置10的结构示意图，所述GIL局部放电监测装置10，包括：
相对介电常数监测模块11，用于根据变介电常数电容传感器对GIL内的气体进行监测，得到当前相对介电常数；其中，所述变介电常数电容传感器设置于所述GIL的内部；
温度监测模块12，用于根据温度传感器监测所述GIL的温度；其中，所述温度传感器设置于所述GIL的内部；
理论相对介电常数获取模块13，用于基于预设的温度与相对介电常数之间的对应关系，获取与所述温度相匹配的理论相对介电常数；
GIL局部放电判定模块14，用于当所述当前相对介电常数和所述理论相对介电常数的差值大于预设阈值时，判定所述GIL发生局部放电。
进一步地，所述温度与相对介电常数之间的对应关系通过实验获得，具体包括：在预设的实验温度下根据所述变介电常数电容传感器对未投入使用的新的GIL内的气体进行监测，得到所述实验温度下的理论相对介电常数；根据所述实验温度和所述理论相对介电常数，生成温度与相对介电常数之间的对应关系。
进一步地，所述GIL局部放电判定模块，还用于：当所述当前相对介电常数和所述理论相对介电常数的差值小于或等于所述预设阈值时，判定所述GIL没有发生局部放电。
值得说明的是，具体的所述GIL局部放电监测装置10的工作过程可参见上述实施例中所述GIL局部放电监测方法的工作过程，在此不再赘述。
参见图5，图5是本发明实施例提供的一种GIL局部放电监测系统20的结构示意图，所述GIL局部放电监测系统20包括：GIL和上述任一实施例所述的GIL局部放电监测装置10。
值得说明的是，具体的所述GIL局部放电监测系统20的工作过程可参考上述实施例中所述GIL局部放电监测方法的工作过程，在此不再赘述。
参见图6，图6是本发明实施例提供的另一种GIL局部放电监测装置30的结构示意图。所述GIL局部放电监测装置30包括处理器31、存储器32以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，例如行驶控制程序。所述处理器31执行所述计算机程序时实现上述GIL局部放电监测方法实施例中的步骤，例如图1中所示的步骤S1～S4。或者，所述处理器31执行所述计算机程序时实现上述各装置实施例中各模块的功能，例如相对介电常数监测模块11。
示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块，所述一个或者多个模块被存储在所述存储器32中，并由所述处理器31执行，以完成本发明。所述一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述GIL局部放电监测装置30中的执行过程。例如，所述计算机程序可以被分割成相对介电常数监测模块11、温度监测模块12、理论相对介电常数获取模块13和GIL局部放电判定模块14，各模块具体功能如下：
相对介电常数监测模块11，用于根据变介电常数电容传感器对GIL内的气体进行监测，得到当前相对介电常数；其中，所述变介电常数电容传感器设置于所述GIL的内部；
温度监测模块12，用于根据温度传感器监测所述GIL的温度；其中，所述温度传感器设置于所述GIL的内部；
理论相对介电常数获取模块13，用于基于预设的温度与相对介电常数之间的对应关系，获取与所述温度相匹配的理论相对介电常数；
GIL局部放电判定模块14，用于当所述当前相对介电常数和所述理论相对介电常数的差值大于预设阈值时，判定所述GIL发生局部放电。
各个模块具体的工作过程可参考上述实施例所述的GIL局部放电监测装置10的工作过程，在此不再赘述。
所述GIL局部放电监测装置30可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述GIL局部放电监测装置30可包括，但不仅限于，处理器31、存储器32。本领域技术人员可以理解，所述示意图仅仅是GIL局部放电监测装置的示例，并不构成对GIL局部放电监测装置30的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述GIL局部放电监测装置30还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所述处理器31可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器31是所述GIL局部放电监测装置30的控制中心，利用各种接口和线路连接整个GIL局部放电监测装置30的各个部分。
所述存储器32可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器31通过运行或执行存储在所述存储器32内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器32内的数据，实现所述GIL局部放电监测装置30的各种功能。所述存储器32可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器32可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、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)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
其中，所述GIL局部放电监测装置30集成的模块如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
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GIL局部放电监测方法，其特征在于，包括：
根据变介电常数电容传感器对GIL内的气体进行监测，得到当前相对介电常数；其中，所述变介电常数电容传感器设置于所述GIL的内部；
根据温度传感器监测所述GIL的温度；其中，所述温度传感器设置于所述GIL的内部；
基于预设的温度与相对介电常数之间的对应关系，获取与所述温度相匹配的理论相对介电常数；
当所述当前相对介电常数和所述理论相对介电常数的差值大于预设阈值时，判定所述GIL发生局部放电。
2.如权利要求1所述的GIL局部放电监测方法，其特征在于，所述温度与相对介电常数之间的对应关系通过实验获得，具体包括：
在预设的实验温度下根据所述变介电常数电容传感器对未投入使用的新的GIL内的气体进行监测，得到所述实验温度下的理论相对介电常数；
根据所述实验温度和所述理论相对介电常数，生成温度与相对介电常数之间的对应关系。
3.如权利要求1所述的GIL局部放电监测方法，其特征在于，所述方法还包括：当所述当前相对介电常数和所述理论相对介电常数的差值小于或等于所述预设阈值时，判定所述GIL没有发生局部放电。
4.一种GIL局部放电监测装置，其特征在于，包括：
相对介电常数监测模块，用于根据变介电常数电容传感器对GIL内的气体进行监测，得到当前相对介电常数；其中，所述变介电常数电容传感器设置于所述GIL的内部；
温度监测模块，用于根据温度传感器监测所述GIL的温度；其中，所述温度传感器设置于所述GIL的内部；
理论相对介电常数获取模块，用于基于预设的温度与相对介电常数之间的对应关系，获取与所述温度相匹配的理论相对介电常数；
GIL局部放电判定模块，用于当所述当前相对介电常数和所述理论相对介电常数的差值大于预设阈值时，判定所述GIL发生局部放电。
5.如权利要求4所述的GIL局部放电监测装置，其特征在于，所述温度与相对介电常数之间的对应关系通过实验获得，具体包括：
在预设的实验温度下根据所述变介电常数电容传感器对未投入使用的新的GIL内的气体进行监测，得到所述实验温度下的理论相对介电常数；
根据所述实验温度和所述理论相对介电常数，生成温度与相对介电常数之间的对应关系。
6.如权利要求4所述的GIL局部放电监测装置，其特征在于，所述GIL局部放电判定模块，还用于：当所述当前相对介电常数和所述理论相对介电常数的差值小于或等于所述预设阈值时，判定所述GIL没有发生局部放电。
7.一种GIL局部放电监测系统，其特征在于，包括：GIL和权利要求4至6中任意一项所述的GIL局部放电监测装置。
8.一种存储介质，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至3中任意一项所述的GIL局部放电监测方法。
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