CN211014556U - 一种gis设备的缺陷模拟系统以及平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种GIS设备的缺陷模拟系统，由于本申请中同时包括了可以提供第一预设数值的电压的电压供应装置以及可以提供第二预设数值的电流的电流供应装置，因此工作人员可以通过两者向包括GIS设备的电能通路提供不同的电压和/或电流的组合，从而可以真实的模拟GIS设备在实际应用时可能存在的各种工况，以便最终测得更加精准的GIS设备在缺陷时的运行参数，可以提高缺陷诊断工作的准确性。本实用新型还提供了一种GIS设备的缺陷模拟平台，具有如上GIS设备的缺陷模拟系统相同的有益效果。

Description

一种GIS设备的缺陷模拟系统以及平台

技术领域

本实用新型涉及GIS设备领域，特别是涉及一种GIS设备的缺陷模拟系统，本实用新型还涉及一种GIS设备的缺陷模拟平台。

背景技术

GIS(Gas Insulated Switchgear，气体绝缘金属封闭开关设备)设备是电力系统中重要的一部分，GIS设备出现缺陷的话会对其本身以及电力系统中的其他相关器件造成损坏，并且可能造成停电等事故的发生，因此需要及时地发现GIS设备存在的各种缺陷，通常情况下采用的做法是采用GIS设备的缺陷模拟系统模拟出GIS设备中出现的放电缺陷以及机械缺陷，然后同步地使用缺陷参数检测设备来检测GIS设备在缺陷状态下的与缺陷类型相对应的各种运行参数，如此一来，可以根据检测出的运行参数对实际运行的GIS设备开展缺陷诊断工作。

但是现有技术中，GIS设备的缺陷模拟系统在模拟GIS设备缺陷时无法很好地还原GIS设备在实际运行中所处的工况，如此一来，最终测得的缺陷时的运行参数便会与GIS设备在实际运行中缺陷时的运行参数存在偏差，模拟的准确性较差，不利于提高缺陷诊断工作的准确性。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种GIS设备的缺陷模拟系统，可以真实的模拟GIS设备在实际应用时可能存在的各种工况，以便最终测得更加精准的GIS设备在缺陷时的运行参数，可以提高缺陷诊断工作的准确性；本实用新型的另一目的是提供一种包括上述GIS设备的缺陷模拟系统的GIS设备的缺陷模拟平台，可以真实的模拟GIS设备在实际应用时可能存在的各种工况，以便最终测得更加精准的GIS设备在缺陷时的运行参数，可以提高缺陷诊断工作的准确性。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种GIS设备的缺陷模拟系统，包括：

气体绝缘金属封闭开关设备GIS设备，用于预先在用户的操作下生成放电缺陷和/或机械缺陷；

第一端与所述GIS设备的电能输入端连接，第二端与所述GIS设备的电能输出端连接的电缆，用于与所述GIS设备构成电能通路；

与所述电缆连接的电压供应装置，用于通过其向所述GIS设备与所述电缆组成的所述电能通路中输送第一预设数值的电压，以便模仿实际工况；

与所述电缆连接的电流供应装置，用于通过其向所述电能通路中提供第二预设数值的电流，以便模仿实际工况。

优选地，所述电压供应装置包括：

与所述电缆连接的交流电压供应子装置，用于通过其向所述电能通路中输送第三预设数值的交流电压；

与所述电缆连接的直流电压供应子装置，用于通过其向所述电能通路中输送第四预设数值的直流电压。

优选地，所述交流电压供应子装置为交流试验变压器。

优选地，所述直流电压供应子装置为直流高压发生器。

优选地，所述GIS设备为与应用于电力系统中的GIS设备相同的GIS设备。

优选地，所述电流供应装置为套装在所述电缆上的穿心电流互感器。

优选地，该GIS设备的缺陷模拟系统还包括：

用于与GIS设备的各气室连接的抽充气装置，用于通过其对所述气室注入或抽出SF₆气体。

为解决上述技术问题，本实用新型还提供了一种GIS设备的缺陷模拟平台，包括如上任一项所述的GIS设备的缺陷模拟系统，还包括：

缺陷参数检测设备，用于通过其对在缺陷状态下运行的所述GIS设备的运行参数进行检测。

本实用新型提供了一种GIS设备的缺陷模拟系统，由于本申请中同时包括了可以提供第一预设数值的电压的电压供应装置以及可以提供第二预设数值的电流的电流供应装置，因此工作人员可以通过两者向包括GIS设备的电能通路提供不同的电压和/或电流的组合，从而可以真实的模拟GIS设备在实际应用时可能存在的各种工况，以便最终测得更加精准的GIS设备在缺陷时的运行参数，可以提高缺陷诊断工作的准确性。

本实用新型还提供了一种GIS设备的缺陷模拟平台，具有如上GIS设备的缺陷模拟系统相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种GIS设备的缺陷模拟系统的结构示意图；

图2为本实用新型提供的另一种GIS设备的缺陷模拟系统的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种GIS设备的缺陷模拟系统，可以真实的模拟GIS设备在实际应用时可能存在的各种工况，以便最终测得更加精准的GIS设备在缺陷时的运行参数，可以提高缺陷诊断工作的准确性；本实用新型的另一核心是提供一种包括上述GIS设备的缺陷模拟系统的GIS设备的缺陷模拟平台，可以真实的模拟GIS设备在实际应用时可能存在的各种工况，以便最终测得更加精准的GIS设备在缺陷时的运行参数，可以提高缺陷诊断工作的准确性。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参考图1，图1为本实用新型提供的一种GIS设备1的缺陷模拟系统的结构示意图，包括：

气体绝缘金属封闭开关设备GIS设备1，用于预先在用户的操作下生成放电缺陷和/或机械缺陷；

第一端与GIS设备1的电能输入端连接，第二端与GIS设备1的电能输出端连接的电缆2，用于与GIS设备1构成电能通路；

与电缆2连接的电压供应装置3，用于通过其向GIS设备1与电缆2组成的电能通路中输送第一预设数值的电压，以便模仿实际工况；

与电缆2连接的电流供应装置4，用于通过其向电能通路中提供第二预设数值的电流，以便模仿实际工况。

具体的，GIS设备1具有结构紧凑以及占地面积小等特点，广泛应用于110kV及以上等级变电站。各项统计资料表明，GIS设备故障大致可分为机械故障、绝缘故障、二次回路故障、本体渗漏故障、其他故障等，其中，GIS设备1故障以机械故障及放电缺陷故障为主。GIS设备1的机械故障与放电缺陷故障并不存在严格界限，部分机械故障最终会诱发局部放电，如由于松动引起的接触不良可能会引起悬浮电位导致局部放电，同时部分绝缘故障也会导致机械故障，比如局部放电引起的振动会引起连接部件的松动，放电产生的高温会导致器件变形等。近几年GIS设备1在运行过程中出现异响振动现象的现象逐渐增多，尤其是220kV及以上等级GIS设备1。因此，加强对GIS设备1放电缺陷和机械缺陷的检测，以尽早发现缺陷，是保证GIS设备1安全运行的重要手段。

其中，在GIS设备1制造、运输和安装过程中难免出现一些毛刺、松动、接触不良等固有瑕疵。随着长时间的运行也会出现绝缘老化、密封不良等问题。当GIS设备1出现一定的绝缘缺陷后，会使内部电场发生畸变，造成局部电场过高而引起局部放电现象，甚至是局部击穿与闪络。局部放电会进一步降低GIS设备1的电气强度，放电将会引起GIS内部气体的电离与分解，降低气体的绝缘强度，同时持续的放电还可能造成局部过热，影响绝缘结构等。在文献和报道中也经常出现GIS设备1的放电缺陷失效事件，2010年5月，220kV育新站220kV母差保护动作，跳开220kV母联2012开关及挂接220kV2M的所有220kV开关。2011年7月，广东揭阳供电局220kV紫峰站110kVI母GIS内部存在杂质导致放电，母差保护动作，1座110kV变电站失压。由于备用间隔隔离母线侧盆式绝缘子中清洁度不好，灰尘杂质在电磁场的作用下集中聚集，导致盆式绝缘子沿面闪络。

另外，与发生局部放电甚至击穿与闪络的放电缺陷故障相比，GIS设备1机械振动故障也是设备故障失效的重要原因。2010年5月，220kV世龙站、220kV藤沙站侧220kV世藤甲线主一主二保护动作，C相跳闸，重合不成功，跳开三相开关，经检查和分析，保护正确动作，对220kV世藤甲线出线套管气室检查发现，C相出线套管气室在靠近出线刀闸侧90°转弯处的盆式绝缘子导电杆折断成两节，折断的部位在率道题和铜插头的连接处，铜插头仍在盆式绝缘子触座上，断开的铝导体无脱落，铝导体和铜插头之间的6根链接螺栓全部烧断。设备制造质量不良，设备出厂时，220kV世藤甲线出线套管导电杆的铝导体和铜插头之间的链接螺孔处的导向螺纹深度不满足要求，使螺栓未紧固到位。

目前，传统模拟GIS设备1放电缺陷或机械缺陷的试验装置，仅能模拟施加单一电压或电流条件下的放电缺陷或机械振动缺陷，无法很好地还原GIS设备1在实际运行中所处的工况。

具体的，GIS设备1可以为多种类型，其可以为电力系统实际应用的GIS设备1的缩小版，也可以为实际应用的GIS设备1的原版，本实用新型实施例在此不做限定。

其中，为了模拟GIS设备1的各种缺陷，工作人员需要预先对GIS设备1进行操作，使得GIS设备1生成放电缺陷和/或机械缺陷，然后才会让GIS设备1带电运行并在运行过程中测量GIS设备1在各种不同的缺陷组合下的运行参数，放电缺陷以及机械缺陷的组合可以为多种，但是每次至少需要有其中一种缺陷，这样的话对于缺陷的模拟才有意义。

具体的，由于毕竟不是运行在实际的电力系统中，想要让GIS设备1带电运行，必须让GIS设备1处于一个电能通路中，本实用新型实施例采用电缆2分别连接到GIS设备1的电能输入端以及电能输出端，构成了一个包括GIS设备1在内的简单的电能通路，结构简单，成本较低。

当然，电能通路还可以为其他类型，本实用新型实施例在此不做限定。

具体的，第一预设数值以及第二预设数值均可以进行自主设定，但是两者需要至少一个不为零，此种情况下才能让GIS设备1处于带电运行的工况并对GIS设备1进行缺陷状况下的运行。

本实用新型提供了一种GIS设备的缺陷模拟系统，由于本申请中同时包括了可以提供第一预设数值的电压的电压供应装置以及可以提供第二预设数值的电流的电流供应装置，因此工作人员可以通过两者向包括GIS设备的电能通路提供不同的电压和/或电流的组合，从而可以真实的模拟GIS设备在实际应用时可能存在的各种工况，以便最终测得更加精准的GIS设备在缺陷时的运行参数，可以提高缺陷诊断工作的准确性。

为了更好地对本实用新型实施例进行说明，请参考图2，图2为本实用新型提供的另一种GIS设备的缺陷模拟系统的结构示意图，在上述实施例的基础上：

作为一种优选的实施例，电压供应装置3包括：

与电缆2连接的交流电压供应子装置31，用于通过其向电能通路中输送第三预设数值的交流电压；

与电缆2连接的直流电压供应子装置32，用于通过其向电能通路中输送第四预设数值的直流电压。

具体的，考虑到在实际生产中，GIS设备1可能应用于交流电网，也有可能应用于直流电网，为了使得本实用新型实施例中的GIS设备1的缺陷模拟系统更加具有普适性，本实用新型实施例中的电压供应装置3可以提供两种不同类型的电压(同时只能提供交流以及直流中的一种)，如此一来本实用新型实施例中的GIS设备1的缺陷模拟系统便可以进行更多场景下的GIS设备1的缺陷运行模拟。

具体的，可提供GIS设备1放电缺陷与机械缺陷模拟所需的交流试验电压(0-220kV)，由交流试验变压器组成，交流试验变压器输出电压可以为0-500kV。二是可提供GIS设备1放电缺陷与机械缺陷模拟所需的直流试验电压(0-220kV)，可以由直流高压发生器组成，输出电压可以为0-800kV。交流高压或直流高压通过单芯电缆连接至GIS设备1高压套管，高压套管可以采用220kV电缆2终端套管。

其中，第三预设数值以及第四预设数值均可以根据需求进行自主设定，本实用新型实施例在此不做限定。

作为一种优选的实施例，交流电压供应子装置31为交流试验变压器。

具体的，交流试验变压器具有体积小、结构简单以及成本低等优点。

当然，除了交流试验变压器外，交流电压供应子装置31还可以为其他类型，本实用新型实施例在此不做限定。

作为一种优选的实施例，直流电压供应子装置32为直流高压发生器。

具体的，直流高压发生器具有体积小、结构简单以及成本低等优点。

当然，除了直流高压发生器外，交流电压供应子装置31还可以为其他类型，本实用新型实施例在此不做限定。

作为一种优选的实施例，GIS设备1为与应用于电力系统中的GIS设备1相同的GIS设备1。

具体的，与应用于电力系统中的GIS设备1相同的GIS设备1能够更好地模拟实际情况，得到更加准确的运行参数。

具体的，可以选用真型220kVGIS设备1，包含母线气室、断路器气室、电流互感器气室、避雷器气室、电压互感器气室以及隔离开关气室。可分别在各个气室模拟单一放电缺陷缺陷(尖端局部放电、悬浮电位局部放电、金属微粒局部放电、盆式绝缘子沿面闪络)、单一机械振动缺陷(开关触头接触不良、部件松动)，以及放电缺陷与机械振动缺陷共同存在的缺陷状态。真型220Kv的GIS设备1的A相、B相、C相，以及母线气室，均安装有220kV电缆终端套管，可为A相、B相、C相以及母线气室分别或共同施加电压、电流，以及联合施加电压和电流。

作为一种优选的实施例，电流供应装置4为套装在电缆2上的穿心电流互感器。

具体的，穿心电流式互感器具有与电压供应装置3电气隔离的特点，高电压并不会对穿心电流式互感器造成破坏，延长了穿心电流式互感器的使用寿命。

具体的，穿心电流互感器可以为多台，其可提供GIS设备1放电缺陷与机械缺陷模拟所需的电流，在实验时可为电缆2(可以为单芯电缆)提供的最大电流可以为10000A。

当然，除了穿心电流互感器外，电流供应装置4还可以为其他类型的与电压供应装置3电气隔离的电流供应装置4，本实用新型实施例在此不做限定。

作为一种优选的实施例，该GIS设备1的缺陷模拟系统还包括：

用于与GIS设备1的各气室连接的抽充气装置，用于通过其对气室注入或抽出SF₆气体。

具体的，由于GIS设备1在运行时需要充入SF₆气体，且在运行结束时需要抽出SF₆气体，由于SF₆气体有害，因此本实用新型实施例中的GIS设备1的缺陷模拟系统还包括抽充气装置，其可以对GIS设备1中的气室注入或抽出SF₆气体，工作人员无需再从别处借用抽充气装置，提高了使用的方便性。

其中，抽充气装置可以由真空泵、真空表、调节阀、连接管、装载车架等部分组成，负责对GIS设备1进行抽真空和充SF₆气体。其中，真空泵可以用于抽充气，真空泵极限真空度可达10Pa，抽充气速率可达4L/s，即14.4m3/h。与GIS设备1的各气室连接的真空表可以实时查看GIS设备1气室内部压强大小。连接管分别连接储SF₆气体存罐和GIS设备1。另外抽充气装置中的其余部件还可以用专用车架单独装载，便于现场移动和操作。

为解决上述技术问题，本实用新型还提供了一种GIS设备1的缺陷模拟平台，包括如上任一项的GIS设备1的缺陷模拟系统，还包括：

缺陷参数检测设备，用于通过其对在缺陷状态下运行的GIS设备1的运行参数进行检测。

对于本实用新型实施例提供的GIS设备1的缺陷模拟平台的介绍请参照前述的GIS设备1的缺陷模拟系统的实施例，本实用新型实施例在此不做限定。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种GIS设备的缺陷模拟系统，其特征在于，包括：

气体绝缘金属封闭开关设备GIS设备，用于预先在用户的操作下生成放电缺陷和/或机械缺陷；

第一端与所述GIS设备的电能输入端连接，第二端与所述GIS设备的电能输出端连接的电缆，用于与所述GIS设备构成电能通路；

与所述电缆连接的电压供应装置，用于通过其向所述GIS设备与所述电缆组成的所述电能通路中输送第一预设数值的电压，以便模仿实际工况；

与所述电缆连接的电流供应装置，用于通过其向所述电能通路中提供第二预设数值的电流，以便模仿实际工况。

2.根据权利要求1所述的GIS设备的缺陷模拟系统，其特征在于，所述电压供应装置包括：

与所述电缆连接的交流电压供应子装置，用于通过其向所述电能通路中输送第三预设数值的交流电压；

与所述电缆连接的直流电压供应子装置，用于通过其向所述电能通路中输送第四预设数值的直流电压。

3.根据权利要求2所述的GIS设备的缺陷模拟系统，其特征在于，所述交流电压供应子装置为交流试验变压器。

4.根据权利要求2所述的GIS设备的缺陷模拟系统，其特征在于，所述直流电压供应子装置为直流高压发生器。

5.根据权利要求1所述的GIS设备的缺陷模拟系统，其特征在于，所述GIS设备为与应用于电力系统中的GIS设备相同的GIS设备。

6.根据权利要求1所述的GIS设备的缺陷模拟系统，其特征在于，所述电流供应装置为套装在所述电缆上的穿心电流互感器。

7.根据权利要求1至6任一项所述的GIS设备的缺陷模拟系统，其特征在于，该GIS设备的缺陷模拟系统还包括：

用于与GIS设备的各气室连接的抽充气装置，用于通过其对所述气室注入或抽出SF₆气体。

8.一种GIS设备的缺陷模拟平台，其特征在于，包括如权利要求1至7任一项所述的GIS设备的缺陷模拟系统，还包括：

缺陷参数检测设备，用于通过其对在缺陷状态下运行的所述GIS设备的运行参数进行检测。

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