CN113432854B - 高压开关柜梅花触头状态监测方法、系统、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本发明属于高压开关柜领域，公开了一种高压开关柜梅花触头状态监测方法、系统、设备及介质，通过获取高压开关柜内各相梅花触头的负荷电流值、温升值以及预设关键点处的气体流速值；根据各相梅花触头的负荷电流值，得到各相梅花触头的温升阈值以及预设关键点处的气体流速阈值；根据各相梅花触头的温升值、温升阈值、预设关键点处的气体流速值以及预设关键点处的气体流速阈值，确定各相梅花触头的工作状态。极大的提升对高压开关柜梅花触头状态监测的灵敏度，大大提高了开关柜工作的可靠性，实现了高压开关柜的在线监测功能，为巡检和运维工作降低了难度和工作量，具有较好的现实效果。

Description

高压开关柜梅花触头状态监测方法、系统、设备及介质

技术领域

本发明属于高压开关柜领域，涉及一种高压开关柜梅花触头状态监测方法、系统、设备及介质。

背景技术

高压开关柜是一种重要的电气设备，也是配网智能化的核心装备。由于经济和社会的发展，对于高压开关设备提出了更加智能化、小型化的要求，其尺寸越来越小，相应的问题也不断显现。

调查结果表明，梅花触头接触故障是高压开关柜典型故障之一。由于日常检修时断路器动静触头间的多次摩擦，以及静触头上弹簧的老化引起的压力减小问题，经常导致梅花触头处接触故障，使得高压开关柜温升显著增加，导体回路过热，对高压开关柜的电气和绝缘性能带来不利影响。

目前，针对高压开关柜梅花触头状态的监测主要局限于监测装置的研究，且监测方式较为单一，多仅以温升值为主要参考依据，但是仅通过温升值确定梅花触头接触故障时，由于要保证监测的准确性，需要在温升值达到一定的量才能确定梅花触头接触故障，灵敏度较低。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中，高压开关柜梅花触头状态监测方法的灵敏度较低的缺点，提供一种高压开关柜梅花触头状态监测方法、系统、设备及介质。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明第一方面，一种高压开关柜梅花触头状态监测方法，包括以下步骤：

获取高压开关柜内各相梅花触头的负荷电流值、温升值以及预设关键点处的气体流速值；

根据各相梅花触头的负荷电流值，得到各相梅花触头的温升阈值以及预设关键点处的气体流速阈值；

根据各相梅花触头的温升值、温升阈值、预设关键点处的气体流速值以及预设关键点处的气体流速阈值，确定各相梅花触头的工作状态。

本发明高压开关柜梅花触头状态监测方法进一步的改进在于：

获取高压开关柜内各相梅花触头的温升值的具体方法为：

高压开关柜内各相梅花触头的温升值＝各相梅花触头的当前温度值-高压开关柜的环境温度值。

各相梅花触头的预设关键点为，各相梅花触头在正常运行与接触故障时，高压开关柜内气体流速变化前预设数量大的点。

所述根据各相梅花触头的负荷电流值，得到各相梅花触头的温升阈值以及预设关键点处的气体流速阈值的具体方法为：

根据各相梅花触头的负荷电流值，通过预设的温升数据表，得到各相梅花触头的温升阈值；根据各相梅花触头的负荷电流值，通过预设的流速数据表，得到各相梅花触头的预设关键点处的气体流速阈值。

所述根据各相梅花触头的温升值、温升阈值、预设关键点处的气体流速值以及预设关键点处的气体流速阈值，确定各相梅花触头的工作状态的具体方法为：

当当前相梅花触头的温升值与温升阈值的差值小于第一温度阈值，且预设关键点处的气体流速值与预设关键点处的气体流速阈值的差值小于第一流速阈值，且持续时间大于第一时间阈值时，当前相梅花触头的工作状态为正常运行；

当当前相梅花触头的温升值与温升阈值的差值大于第一温度阈值，且预设关键点处的气体流速值与预设关键点处的气体流速阈值的差值大于第一流速阈值，且持续时间大于第二时间阈值时，当前相梅花触头的工作状态为超容运行；

当当前相梅花触头的温升值与温升阈值的差值大于第二温度阈值，且预设关键点处的气体流速值与预设关键点处的气体流速阈值的差值大于第二流速阈值，且持续时间大于第三时间阈值时，当前相梅花触头的工作状态为接触故障。

还包括：当各相梅花触头的工作状态中存在超容运行时，生成超容报警信号，超容报警信号用于触发超容报警装置；

当各相梅花触头的工作状态中存在接触故障时，生成接触故障报警信号，接触故障报警用于触发接触故障报警装置。

还包括：将各相梅花触头的负荷电流值、温升值、预设关键点处的气体流速值和/或工作状态存储至本地存储空间，得到各相梅花触头的监测数据；

按照第一预设周期将各相梅花触头的监测数据发送至云服务器；

通过预设的巡检记录表模板，按照第二预设周期，将各相梅花触头的监测数据转换为各相梅花触头的巡检记录表。

本发明第二方面，一种高压开关柜梅花触头状态监测系统，包括：

信息获取模块，用于获取高压开关柜内各相梅花触头的负荷电流值、温升值以及预设关键点处的气体流速值；

阈值确定模块，用于根据各相梅花触头的负荷电流值，得到各相梅花触头的温升阈值以及预设关键点处的气体流速阈值；

状态确定模块，用于根据各相梅花触头的温升值、温升阈值、预设关键点处的气体流速值以及预设关键点处的气体流速阈值，确定各相梅花触头的工作状态。

本发明第三方面，一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述高压开关柜梅花触头状态监测方法的步骤。

本发明第四方面，一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述高压开关柜梅花触头状态监测方法的步骤。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明高压开关柜梅花触头状态监测方法，利用梅花触头的温升值和梅花触头的预设关键点处的气体流速值为参考依据，通过增加参考指标的手段，缩小各参考指标的判断范围，进而极大的提升对高压开关柜梅花触头状态监测的灵敏度，大大提高了开关柜工作的可靠性，实现了高压开关柜的在线监测功能，为巡检和运维工作降低了难度和工作量，具有较好的现实效果。

进一步的，通过预设的巡检记录表模板，按照第二预设周期，将各相梅花触头的监测数据转换为各相梅花触头的巡检记录表，有效提高变电站巡检效率。

附图说明

图1为本发明的高压开关柜梅花触头状态监测方法流程框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1，本发明一实施例中，提供一种高压开关柜梅花触头状态监测方法，利用梅花触头的温升值和关键点处的气体流速值，高灵敏度反应高压开关柜梅花触头的工作状态。具体的，该高压开关柜梅花触头状态监测方法包括以下步骤。

S1：获取高压开关柜内各相梅花触头的负荷电流值、温升值以及预设关键点处的气体流速值。

具体的，通过检测高压开关柜内三相梅花触头对应的负荷电流，得到各相梅花触头的负荷电流值。

通过检测高压开关柜周围的环境温度值和各相梅花触头工作时的当前温度值，通过下式得到高压开关柜内各相梅花触头的温升值：高压开关柜内各相梅花触头的温升值＝各相梅花触头的当前温度值-高压开关柜的环境温度值。

通过气体流速传感器，检测高压开关柜内各相梅花触头的预设关键点处的气体流速，得到各相梅花触头的预设关键点处的气体流速值。

其中，各相梅花触头的预设关键点为，当各相梅花触头从正常工作转变为接触故障时，高压开关柜内气体流速变化前预设数量大的点。

各相梅花触头的预设关键点，是通过该点处的气体流速从而判断各相梅花触头工作状态的关键点，换句话说，即该关键点的气体流速值对梅花触头接触状态的变化较为灵敏。关键点的确定，是通过仿真加试验双结合的方式确定的，通过对高压开关柜建立三维多物理场耦合仿真模型，模拟并对比了各相梅花触头正常运行和接触故障情况下高压开关柜内部流场的变化，气体流速变化前预设数量大的点作为各相梅花触头的预设关键点，以高灵敏度反应梅花触头的工作状态。

同时，三相梅花触头中不同相梅花触头发生接触故障时，对高压开关柜内部流场的影响是不同的，而本实施例中所选取的不同关键点各自是反应某一相梅花触头接触故障最为灵敏的点，在进行判断的时候，可根据不同关键点所对应的故障相进行选取并判断。例如，关键点A用于反应C相梅花触头接触故障，则关键点A处气体流速值参考的负荷电流值应选取C相梅花触头的负荷电流值。

S2：根据各相梅花触头的负荷电流值，得到各相梅花触头的温升阈值以及预设关键点处的气体流速阈值。

具体方法为：根据各相梅花触头的负荷电流值，通过预设的温升数据表，得到各相梅花触头的温升阈值；根据各相梅花触头的负荷电流值，通过预设的流速数据表，得到各相梅花触头的预设关键点处的气体流速阈值。

其中，预设的温升数据表中记录了各相梅花触头在不同负荷电流值下正常运行时，各相梅花触头对应的温升阈值，通过预先实验或仿真数据得到。

预设的流速数据表中记录了各相梅花触头在不同负荷电流值下正常运行时，各相梅花触头的预设关键点处的气体流速阈值，同样由预先实验或仿真数据得到。

S3：根据各相梅花触头的温升值、温升阈值、预设关键点处的气体流速值以及预设关键点处的气体流速阈值，确定各相梅花触头的工作状态。

具体方法为：当当前相梅花触头的温升值与温升阈值的差值小于第一温度阈值，且预设关键点处的气体流速值与预设关键点处的气体流速阈值的差值小于第一流速阈值，且持续时间大于第一时间阈值时，当前相梅花触头的工作状态为正常运行。当当前相梅花触头的温升值与温升阈值的差值大于第一温度阈值，且预设关键点处的气体流速值与预设关键点处的气体流速阈值的差值大于第一流速阈值，且持续时间大于第二时间阈值时，当前相梅花触头的工作状态为超容运行。当当前相梅花触头的温升值与温升阈值的差值大于第二温度阈值，且预设关键点处的气体流速值与预设关键点处的气体流速阈值的差值大于第二流速阈值，且持续时间大于第三时间阈值时，当前相梅花触头的工作状态为接触故障。

具体的，预先设定了一个第一温度阈值(正值)，当梅花触头的实际温升值略大于预设温升数据表所确定的温升阈值，但两者差值小于第一温度阈值时，结合此时的负荷电流值，确定此时工作状态为不同负荷电流值下的正常运行。考虑到实际温升过程的复杂，因而允许实际温升值略高于预设温升阈值，并设立第一时间阈值，避免系统的波动对判读系统的影响。

同时，超容运行是超过额定容量的运行，而未达到接触故障的状态，因此，此时梅花触头的温升值与温升阈值的差值一定是超过第一温度阈值。因此，预先设定了第二温度阈值以识别超容运行的状态；同样，考虑到了电网的波动和短时超容运行的可能，设立了第二时间阈值。

同时，接触故障状态是较为严重和危险的运行状态，其温升值较超容运行仍较高，因此，预先设定了第三温度阈值，同样设立了第三时间阈值以提高系统识别的准确度。

优选的，本发明再一实施例中，还包括：当各相梅花触头的工作状态中存在超容运行时，生成超容报警信号，超容报警信号用于触发超容报警装置；当各相梅花触头的工作状态中存在接触故障时，生成接触故障报警信号，接触故障报警用于触发接触故障报警装置。

具体的，当确定梅花触头对应的工作状态为超容运行时，获取此时开关柜的负荷电流值、梅花触头温升值以及预设关键点处的气体流速值；且当梅花触头超容运行时，生成超容报警信号，触发超容报警装置，提醒变电站工作人员对高压开关柜适当降容运行，避免开关柜温升过高。

当确定梅花触头对应的工作状态为接触故障时，获取此时开关柜的负荷电流值、梅花触头温升值以及预设关键点处的气体流速值；且当梅花触头接触故障时，生成接触故障信号，触发接触故障装置，提醒变电站工作人员对高压开关柜进行停电检修，避免故障进一步扩大。

优选的，本发明再一实施例中，还包括：将各相梅花触头的负荷电流值、温升值、预设关键点处的气体流速值和/或工作状态存储至本地存储空间，得到各相梅花触头的监测数据；按照第一预设周期将各相梅花触头的监测数据发送至云服务器；通过预设的巡检记录表模板，按照第二预设周期，将各相梅花触头的监测数据转换为各相梅花触头的巡检记录表，提高变电站巡检效率。

上述各实施例中的梅花触头一般为高压开关柜中的隔离开关梅花触头，并不受限于某种特殊型号的梅花触头。

本发明高压开关柜梅花触头状态监测方法，利用梅花触头的温升值和梅花触头的预设关键点处的气体流速值为参考依据，通过增加参考指标的手段，缩小各参考指标的判断范围，进而极大的提升对高压开关柜梅花触头状态监测的灵敏度，大大提高了开关柜工作的可靠性，实现了高压开关柜的在线监测功能，为巡检和运维工作降低了难度和工作量，具有较好的现实效果。

下述为本发明的装置实施例，可以用于执行本发明方法实施例。对于装置实施例中未纰漏的细节，请参照本发明方法实施例。

本发明再一实施例中，提供一种高压开关柜梅花触头状态监测系统，能够用于实现上述的高压开关柜梅花触头状态监测方法，具体的，该高压开关柜梅花触头状态监测系统包括信息获取模块、阈值确定模块以及状态确定模块。

其中，信息获取模块用于获取高压开关柜内各相梅花触头的负荷电流值、温升值以及预设关键点处的气体流速值；阈值确定模块用于根据各相梅花触头的负荷电流值，得到各相梅花触头的温升阈值以及预设关键点处的气体流速阈值；状态确定模块用于根据各相梅花触头的温升值、温升阈值、预设关键点处的气体流速值以及预设关键点处的气体流速阈值，确定各相梅花触头的工作状态。

本发明再一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备包括处理器以及存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器用于执行所述计算机存储介质存储的程序指令。处理器可能是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital SignalProcessor、DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable GateArray，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，其是终端的计算核心以及控制核心，其适于实现一条或一条以上指令，具体适于加载并执行计算机存储介质内一条或一条以上指令从而实现相应方法流程或相应功能；本发明实施例所述的处理器可以用于高压开关柜梅花触头状态监测方法的操作。

本发明再一个实施例中，本发明还提供了一种存储介质，具体为计算机可读存储介质(Memory)，所述计算机可读存储介质是计算机设备中的记忆设备，用于存放程序和数据。可以理解的是，此处的计算机可读存储介质既可以包括计算机设备中的内置存储介质，当然也可以包括计算机设备所支持的扩展存储介质。计算机可读存储介质提供存储空间，该存储空间存储了终端的操作系统。并且，在该存储空间中还存放了适于被处理器加载并执行的一条或一条以上的指令，这些指令可以是一个或一个以上的计算机程序(包括程序代码)。需要说明的是，此处的计算机可读存储介质可以是高速RAM存储器，也可以是非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。可由处理器加载并执行计算机可读存储介质中存放的一条或一条以上指令，以实现上述实施例中有关高压开关柜梅花触头状态监测方法的相应步骤。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高压开关柜梅花触头状态监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取高压开关柜内各相梅花触头的负荷电流值、温升值以及预设关键点处的气体流速值；

根据各相梅花触头的负荷电流值，得到各相梅花触头的温升阈值以及预设关键点处的气体流速阈值；

根据各相梅花触头的温升值、温升阈值、预设关键点处的气体流速值以及预设关键点处的气体流速阈值，确定各相梅花触头的工作状态；

所述根据各相梅花触头的负荷电流值，得到各相梅花触头的温升阈值以及预设关键点处的气体流速阈值的具体方法为：

根据各相梅花触头的负荷电流值，通过预设的温升数据表，得到各相梅花触头的温升阈值；根据各相梅花触头的负荷电流值，通过预设的流速数据表，得到各相梅花触头的预设关键点处的气体流速阈值；

所述根据各相梅花触头的温升值、温升阈值、预设关键点处的气体流速值以及预设关键点处的气体流速阈值，确定各相梅花触头的工作状态的具体方法为：

当当前相梅花触头的温升值与温升阈值的差值小于第一温度阈值，且预设关键点处的气体流速值与预设关键点处的气体流速阈值的差值小于第一流速阈值，且持续时间大于第一时间阈值时，当前相梅花触头的工作状态为正常运行；

当当前相梅花触头的温升值与温升阈值的差值大于第一温度阈值，且预设关键点处的气体流速值与预设关键点处的气体流速阈值的差值大于第一流速阈值，且持续时间大于第二时间阈值时，当前相梅花触头的工作状态为超容运行；

当当前相梅花触头的温升值与温升阈值的差值大于第二温度阈值，且预设关键点处的气体流速值与预设关键点处的气体流速阈值的差值大于第二流速阈值，且持续时间大于第三时间阈值时，当前相梅花触头的工作状态为接触故障。

2.根据权利要求1所述的高压开关柜梅花触头状态监测方法，其特征在于，获取高压开关柜内各相梅花触头的温升值的具体方法为：

高压开关柜内各相梅花触头的温升值＝各相梅花触头的当前温度值-高压开关柜的环境温度值。

3.根据权利要求1所述的高压开关柜梅花触头状态监测方法，其特征在于，各相梅花触头的预设关键点为，各相梅花触头在正常运行与接触故障时，高压开关柜内气体流速变化前预设数量大的点。

4.根据权利要求1所述的高压开关柜梅花触头状态监测方法，其特征在于，还包括：

当各相梅花触头的工作状态中存在超容运行时，生成超容报警信号，超容报警信号用于触发超容报警装置；

当各相梅花触头的工作状态中存在接触故障时，生成接触故障报警信号，接触故障报警用于触发接触故障报警装置。

5.根据权利要求1所述的高压开关柜梅花触头状态监测方法，其特征在于，还包括：

将各相梅花触头的负荷电流值、温升值、预设关键点处的气体流速值和/或工作状态存储至本地存储空间，得到各相梅花触头的监测数据；

按照第一预设周期将各相梅花触头的监测数据发送至云服务器；

通过预设的巡检记录表模板，按照第二预设周期，将各相梅花触头的监测数据转换为各相梅花触头的巡检记录表。

6.一种高压开关柜梅花触头状态监测系统，其特征在于，包括：

信息获取模块，用于获取高压开关柜内各相梅花触头的负荷电流值、温升值以及预设关键点处的气体流速值；

阈值确定模块，用于根据各相梅花触头的负荷电流值，得到各相梅花触头的温升阈值以及预设关键点处的气体流速阈值；

状态确定模块，用于根据各相梅花触头的温升值、温升阈值、预设关键点处的气体流速值以及预设关键点处的气体流速阈值，确定各相梅花触头的工作状态；

所述根据各相梅花触头的负荷电流值，得到各相梅花触头的温升阈值以及预设关键点处的气体流速阈值的具体方法为：

根据各相梅花触头的负荷电流值，通过预设的温升数据表，得到各相梅花触头的温升阈值；根据各相梅花触头的负荷电流值，通过预设的流速数据表，得到各相梅花触头的预设关键点处的气体流速阈值；

所述根据各相梅花触头的温升值、温升阈值、预设关键点处的气体流速值以及预设关键点处的气体流速阈值，确定各相梅花触头的工作状态的具体方法为：

当当前相梅花触头的温升值与温升阈值的差值小于第一温度阈值，且预设关键点处的气体流速值与预设关键点处的气体流速阈值的差值小于第一流速阈值，且持续时间大于第一时间阈值时，当前相梅花触头的工作状态为正常运行；

当当前相梅花触头的温升值与温升阈值的差值大于第一温度阈值，且预设关键点处的气体流速值与预设关键点处的气体流速阈值的差值大于第一流速阈值，且持续时间大于第二时间阈值时，当前相梅花触头的工作状态为超容运行；

当当前相梅花触头的温升值与温升阈值的差值大于第二温度阈值，且预设关键点处的气体流速值与预设关键点处的气体流速阈值的差值大于第二流速阈值，且持续时间大于第三时间阈值时，当前相梅花触头的工作状态为接触故障。

7.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述高压开关柜梅花触头状态监测方法的步骤。

8.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述高压开关柜梅花触头状态监测方法的步骤。

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