CN114325365A - 一种gis内隔离开关动态特性评价方法 - Google Patents

Abstract

一种GIS内隔离开关动态特性评价方法，包括：步骤1.对驱动电机电流进行测试，得出隔离开关在正常操作状态下的波形曲线，并绘制上下包络线，以该簇曲线作为基准线；步骤2.将隔离开关驱动电机绕组与钳形电流表相连接；步骤3.将钳形电流表与可靠性分析仪相连接；步骤4.对隔离开关进行分合闸操作，通过钳形电流表采集隔离开关分驱动电机绕组动作相应的状态量，再传输到可靠性分析仪中；步骤5.隔离开关动作完毕，基于可靠性分析仪中波形曲线的变化，进行故障判断。本发明方法只需对电机电流波形进行采集，通过与基准线的对比就能对隔离开关的动作可靠性进行动态准确评价，操作简单，判断迅速，提高工作效率,降低安全隐患，减少经济损失。

Description

一种GIS内隔离开关动态特性评价方法

技术领域

本发明属于电力设备动作参数检测与评价技术领域，尤其涉及一种 GIS内隔离开关动态特性评价方法，具体是一种组合电器GIS内隔离开关在分合闸操作时，对隔离开关本体及传动系统的动态特性进行评价的一种方法，适用于所有电压等级的 GIS内隔离开关在分合闸时，对隔离开关本体及传动系统的动态特性进行评价，运维单位可根据评价结果制定相应的检修决策。

背景技术

GIS的中文名称是全封闭式气体绝缘组合电器，英文为Gas InsulatedSubstation，简称GIS，GIS将断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、母线等封装在金属壳体内，并充一定压力的SF6气体作为绝缘。目前，GIS已广泛应用于电力系统中，在新建的变电站中，绝大多数都是GIS组合电器变电站。

隔离开关的作用是在电力设备正常运行时提供运行电路，当回路处于停电或检修时，提供可靠的断点，保证设备和人身的安全。GIS中的隔离开关按作用分为母线隔离开关和线路隔离开关，按结构形式分为角型隔离开关和直线型隔离开关。本发明所涉及的对象是所有电压等级 GIS中的隔离开关。

实际运行经验表明，隔离开关的故障率较高，其中，触头分合闸不到位、触头接触不良等故障是影响设备和电网安全的故障之一。当隔离开关触头接触不良时，触头间的接触会增大，在电流的作用下接触电阻产生热量，而热量会促使电阻进一步增大，如此发生恶性循环，当接触电阻的温度达到了触头金属熔点时，接触部位会发生熔焊；温度进一步升高，金属硬度变软，最终触头熔化，造成严重的电网事故。这些都是在隔离开关处于运行的静止状态下发生的故障，除此之外，隔离开关在分合闸操作过程中也会因为触头的卡滞、传动系统的卡滞、脱扣等原因造成故障。这类动态故障如果不通过仪器测试是很难被发现的，如果将隐患遗留其中，有可能发生极其危害的后果。如某现场进行检修作业，当检修完毕后，合上隔离开关，实际隔离开关未合上，但状态显示合闸到位，这时进行合断路器操作，发生了短路，整个变电站停电。事后拆解发现，隔离开关内部传动系统发生损坏，动触头卡滞在合闸位置。由于GIS的封闭性，隔离开关的实际情况是不可见的，其动作后触头的真实状态并不知道，一旦出现上述故障，将带来巨大经济损失。因此，研究一种隔离开关在运动过程中对其真实状态反应的评价方法意义重大。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种 GIS内隔离开关动态特性评价方法，一种GIS内隔离开关触头在运动过程中，通过测试驱动电机绕组中电流的变化来判断隔离开关的运动状态，目的是为了实现能够用于GIS内隔离开关在分合闸时，对其触头行程、触头运动过程中是否存在卡滞，传动连杆是否存在松脱、损坏，驱动电机的出力状态等进行检测，方便对隔离开关动作后的可靠性进行动态评价的发明目的。

本发明为达到上述目的所采用的技术方案如下：

一种 GIS内隔离开关动态特性评价方法，包括如下步骤：

步骤1.对驱动电机电流进行测试，得出隔离开关在正常操作状态下的波形曲线，并绘制上下包络线，以该簇曲线作为基准线；

步骤2将隔离开关驱动电机绕组与钳形电流表相连接；

步骤3.将钳形电流表与可靠性分析仪相连接；

步骤4.对隔离开关进行分合闸操作，通过钳形电流表采集隔离开关分驱动电机绕组动作相应的状态量，再传输到可靠性分析仪中；

步骤5.隔离开关动作完毕，基于可靠性分析仪中波形曲线的变化，进行故障判断。

步骤5中所述基于可靠性分析仪中波形曲线的变化，进行故障判断，步骤如下：

步骤5.1将可靠性分析仪得到的波形曲线与基准线进行对比；

步骤5.2如可靠性分析仪得到的波形曲线在基准线上下包络线范围内，则表明隔离开关为正常状态；如可靠性分析仪得到的波形曲线在基准线上下包络线范围外，则表明隔离开关为异常状态，需要进行检测维修。

所述钳形电流表包括设置在侧面的活动把手、设置在顶部的钳形电流传感器、设置在正面的显示屏和控制面板，以及设置在底部的数据接口。

所述驱动电机绕组与钳形电流表相连接，是指将钳形电流表顶部的钳形电流传感器夹在驱动电机绕组引出线上。

所述可靠性分析仪包括中央处理器、通讯模块、A/D数模转换电路、滤波抗干扰电路、保护电路、电池、显示模块、数据线连接口和电源适配器；所述数据线连接口依次通过滤波抗干扰电路和A/D数模转换电路与中央处理器数据连接；所述显示器通过通讯模块与中央处理器数据连接；所述中央处理通过保护电路分别与电池和电源适配器电连接。

所述钳形电流表底部的数据接口通过数据线与可靠性分析仪的数据线连接口相连接。

与现有技术相比，本发明的优点及有益效果是：

本发明的评价方法不必考虑GIS内隔离开关的实际结构和动作原理，只需对电机电流波形进行采集，通过与基准线的对比就能对隔离开关的动作可靠性进行动态准确评价，操作简单，判断迅速，提高工作效率。降低安全隐患，减少经济损失，为国民经济可持续发展提供保障。

附图说明

图1为测试流程原理示意图；

图2 为钳形电流表结构示意图；

图3 为GIS内隔离开关动作可靠性分析仪结构原理图；

图4 为合闸曲线图；

图中，1-驱动电机、2-钳形电流表、3-数据线、4-可靠性分析仪、5-活动把手、6-电流传感器、7-显示屏、8-控制面板、9-数据接口、11-中央处理器、12-通讯模块、13-A/D数模转换电路、14-滤波抗干扰电路、15-保护电路、16-电池、17-显示模块、18-数据线连接口、19-电源适配器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方案对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

本发明提供一个实施例，是一种 GIS内隔离开关动态特性评价方法。

其现场操作步骤如下：

步骤1.将仪器接地；

步骤2.将钳形电流表2连接在隔离开关驱动电机绕组1上；

步骤3.将数据线一端连接在钳形电流表2的数据接口9上，另一端连接在可靠性分析仪4的数据接口18处；

步骤4.启动仪器，系统自检，进入预备状态，打开操作界面，进行设置；

步骤5.利用汇控柜上的扳手，对隔离开关分合闸进行就地操作，在操作过程中记录隔离开关驱动电机动作电流及时长的曲线；

步骤6.隔离开关动作完毕，仪器的检测数据也处理完毕，在显示仪上进行数据读取、调阅或图形分析，进行故障诊断；

步骤7.关闭仪器，拆卸数据线和控制电缆，拆除仪器接地线，工作结束。

实施例2

本发明又提供一个实施例，是一种 GIS内隔离开关动态特性评价方法。

所述驱动电机绕组1电流选取的位置可以在隔离开关的操动机构里，也可以在汇控柜里。根据图纸，找到隔离开关操动机构中的驱动电机绕组1引出线，将钳形电流表2夹在其中的一根线上，准备测试。利用汇控柜上的扳手，对隔离开关分合闸进行就地操作，在操作过程中，钳形电流表2记录隔离开关驱动电机动作电流及时长。

实施例3

本发明又提供一个实施例，是一种 GIS内隔离开关动态特性评价方法。

所述钳形电流表2底部的数据接口9通过数据线3与可靠性分析仪4的数据线连接口18连接。当隔离开关动作时，钳形电流表2采集相应的状态量，传送给可靠性分析仪4，状态量通过滤波抗干扰电路14进行过滤，再经过A/D数模转换电路13传送给中央处理器11，中央处理器11根据算法计算出所需要的参数，再将参数通过通讯模块12在显示模块17上进行显示，供维护人员数据读取、调阅或图形分析，进行故障诊断。

实施例4

本发明又提供一个实施例，是一种 GIS内隔离开关动态特性评价方法。

所述可靠性分析仪4通过保护电路15分别与电池16和电源适配器19连接，有效防止暂态干扰或者外部短路损坏。

实施例5

本发明又提供一个实施例，是一种 GIS内隔离开关动态特性评价方法。

如图4所示，基于电机电流波形的变化，能够评估隔离开关是否存在卡涩、卡涩程度如何、不同程度卡涩等情况，具体以下面一组合闸曲线为例：

曲线①：隔离开关正常合闸波形，第一个尖波体现触头克服摩擦力开始动作，第二个尖波体现了动触头刚插入静触座时克服摩擦力的情况。

曲线②：动触头出现卡滞，需要很大的力才完成合闸操作，曲线向右移动，具有一定的时延性。

曲线③：动触头卡滞不动，电机持续出力，电流持续增大，这种情况容易烧损电机，或者损坏传动连杆。

曲线④：动触头卡滞不动，电机出力过大，损坏了传动部件，使电机空转，电流立刻下降到空载电流。

曲线⑤：连杆出现脱扣，电机负荷几乎为空载。

实施例6

本发明又提供一个实施例，是一种 GIS内隔离开关动态特性评价方法，由于隔离开关在动作时具有一定的分散性，因此，每次所测得的曲线并不重合成一条，而是一簇曲线，所有的在曲线①上下包络线范围之外的的曲线，均应判成异常情况，需要及时查找具体原因并处理。

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 (6)

1.一种 GIS内隔离开关动态特性评价方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1.对驱动电机电流进行测试，得出隔离开关在正常操作状态下的波形曲线，并绘制上下包络线，以该簇曲线作为基准线；

步骤2.将隔离开关驱动电机绕组（1）与钳形电流表（2）相连接；

步骤3.将钳形电流表（2）与可靠性分析仪（4）相连接；

步骤4.对隔离开关进行分合闸操作，通过钳形电流表（2）采集隔离开关分驱动电机绕组（1）动作相应的状态量，再传输到可靠性分析仪（4）中；

步骤5.隔离开关动作完毕，基于可靠性分析仪（4）中波形曲线的变化，进行故障判断。

2.根据权利要求1所述的一种 GIS内隔离开关动态特性评价方法，其特征在于，步骤5中所述基于可靠性分析仪（4）中波形曲线的变化，进行故障判断，步骤如下：

步骤5.1将可靠性分析仪（4）得到的波形曲线与基准线进行对比；

步骤5.2如可靠性分析仪（4）得到的波形曲线在基准线上下包络线范围内，则表明隔离开关为正常状态；如可靠性分析仪（4）得到的波形曲线在基准线上下包络线范围外，则表明隔离开关为异常状态，需要进行检测维修。

3.根据权利要求1所述的一种 GIS内隔离开关动态特性评价方法，其特征在于，所述钳形电流表（2）包括设置在侧面的活动把手（5）、设置在顶部的钳形电流传感器（6）、设置在正面的显示屏（7）和控制面板（8），以及设置在底部的数据接口（9）。

4.根据权利要求1所述的一种 GIS内隔离开关动态特性评价方法，其特征在于，步骤1或3中所述驱动电机绕组（1）与钳形电流表（2）相连接，是指将钳形电流表（2）顶部的钳形电流传感器（6）夹在驱动电机绕组（1）引出线上。

5.根据权利要求1所述的一种 GIS内隔离开关动态特性评价方法，其特征在于，所述可靠性分析仪（4）包括中央处理器（11）、通讯模块（12）、A/D数模转换电路（13）、滤波抗干扰电路（14）、保护电路（15）、电池（16）、显示模块（17）、数据线连接口（18）和电源适配器（19）；所述数据线连接口（18）依次通过滤波抗干扰电路（14）和A/D数模转换电路（13）与中央处理器（11）数据连接；所述显示器（17）通过通讯模块（12）与中央处理器（11）数据连接；所述中央处理（11）通过保护电路（15）分别与电池（16）和电源适配器（19）电连接。

6.根据权利要求1、3、5任一所述的一种 GIS内隔离开关动态特性评价方法，其特征在于，所述钳形电流表（2）底部的数据接口（9）通过数据线（3）与可靠性分析仪（4）的数据线连接口（18）相连接。

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