GIS设备触点状态和负载情况的判断方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种GIS设备触点状态和负载情况的判断方法及系统，对GIS内部的接点、触点及发热隐患点进行实时的温度在线监测，温度传感器通过设备外壁上的转接组件延长转接到设备外部，连接外部的温度分析仪，在GIS的出线端设置一组电流监测装置，电流监测装置输出数据给温度分析仪，分析仪结合实时的温度值和电流值动态判定GIS设备的触点接触状态和负载状态。本发明专利技术所述的于光纤测温的GIS设备触点状态和负载情况的判断方法及系统，进行温度值对比、相同电流下温度差值对比、温升速率与标准温升速率对比，三者对比来进行温度与电流的联合判断，提高判断的准确性、可靠性。可靠性。可靠性。

【技术实现步骤摘要】
GIS设备触点状态和负载情况的判断方法及系统


[0001]本专利技术属于高压电力设备智能化监测领域，尤其是涉及一种GIS设备触点状态和负载情况的判断方法及系统。

技术介绍

[0002]气体绝缘金属封闭开关设备也称GIS，是在断路器和接线铜排位置使用SF6作为绝缘介质的封闭式断路器，运行期间会因为触点的不理想接触导致电阻增大，电流通过时异常发热。通过监测设备内部触点在运行时的实际温度值，可较为有效的判断GIS内部触点的静态接触情况及老化情况。
[0003]为实现监测的有效性和便捷性，现有技术多数以多表征在线监测的方式，使用多种传感器集成到一个设备上，通过监测GIS运行时的多个表征来完成运行状态的判断。如使用光纤光栅或红外成像传感器作为温度传感器测量GIS设备内部接头的温度，使用特高频传感器监测非金属材料的局放，使用超声传感器监测设备内部的放电声波，使用暂态地电压传感器监测设备外壳的对地电压，使用紫外成像传感器采集设备放电时的光子数量，使用射频检测仪监测设备所受的射频信号的干扰情况等。后通过单个传感器的数据来独立判断设备的运行状态，再将判定结果使用无线通信上传到监控侧。其虽使用多种传感器同时监测多表征，有效提高了单一传感器智能化数据不足的弊端，但缺点是没有将每种数据建立关联，来依据多种数据综合判断设备的实际运行状态，单个独立的判定条件难免会产生误判。
[0004]而且其中关键的温度传感器使用非接触式红外温度传感器或光纤光栅温度传感器。红外非接触式优点式操作简单，灵活，但其稳定性较差，易受环境干扰且只能测量外轮廓的温度。光纤光栅在高温环境下寿命较短，通道间的互换性差，由于需要抗较叉干扰（如应变）需对传感器做封装，封装后的传感器在热环境内仍然存在交叉敏感的问题导致温度不准确。
[0005]综上所述，现有技术对GIS的运行状态监控大致有以下三个弊端：1. 核心数据——温度的检测手段有缺陷。应用在GIS的现有测温方式有三种：红外非接触式测量设备外轮廓，热电阻测量设备外壳或光纤光栅温度传感器测量接点。红外测温不准确易受环境干扰精度低，响应慢，热电阻有安全隐患，易受电磁干扰且寿命短，光纤光栅在高温环境下寿命较短且通道间互换性不好，受应变影响大，精度差；2. 对采集到的表征数据没有建立关联。采集到的多种数据没有建立关联，单个独立的数据参与判断难免出现误判；3. 多数监测手段仅仅监测表征现象，没有对导致现象发生的源头进行溯源和监控。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术旨在提出一种GIS设备触点状态和负载情况的判断方法及系统，
以解决现有的对GIS运行期间触点温度检测设备检测精度低、对采集到的表征数据没建立关联及导致触点温度异常发生源头原因不清楚的问题。
[0007]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一方面，本申请提出GIS设备触点状态和负载情况的判断方法，具体步骤如下：S1、针对GIS设备设置M个隐患位置，对每个隐患位置配置电流与温度的对照表一以及不同电流下温度上升速率的对照表二；S2、设置GIS设备的温度报警值T、同电流下允许的实际温度偏差值y、温升速率计算时的时间周期p；S3、获取GIS设备在第X个隐患位置同一时刻的温度值和电流值，0<X≤M，并将同一时刻的温度值和电流值对应进行保存；S4、定时获得在第X个隐患位置的当前温度值，将当前温度与温度报警值T进行温度值对比，根据温度值对比结果判断是否发出预警；S5、定时获得第X个隐患位置的当前温度值及当前电流值，计算当前电流值下的当前温度值与对照表一内相同电流的下的温度差值a，将差值a与实际温度偏差值y进行温度差值对比，根据温度差值对比结果判断是否发出预警；S6、执行步骤S4、S5，同时累积到设定的时间周期p后，计算第X个隐患位置在时间周期P内的实际温升速率，并将实际温升速率与对照表二中相同的电流下的温升速率进行速率对比，根据速率对比结果判断是否发出预警。
[0008]进一步的，步骤S1中，所述隐患位置包括GIS内部的接点、触点、发热隐患点；电流与温度的对照表一以及不同电流下温度上升速率的对照表二均通过试验测得。
[0009]进一步的，步骤S3中，获取GIS设备在第X个隐患位置同一时刻的温度值和电流值，0<X≤M，并将同一时刻的温度值和电流值对应进行保存，具体方法如下：光纤温度分析仪对应连接多路光纤温度传感器，光纤温度分析仪发射第X路激励光后，激励光照射第X个隐患位置对应的光纤温度传感器温度探头内部的感温物质后，感温物质受激后返回带有温度信号的光信号，光纤温度分析仪根据光信号读取温度值，同时获得第X个隐患位置对应的电流值，并将温度值和电流值存入存储单元。
[0010]第X个隐患位置对应的电流值是通过第X个隐患位置进线端对应的电流采集模块来获取电流值，所述电流采集模块是通过GIS设备内进线端的电流互感器实现电流的采集读取。
[0011]进一步的，步骤S4中，根据温度值对比结果判断是否发出预警，具体方法如下：若当前温度t大于等于温度报警值T，则立即发出高温报警信号，若当前温度t小于温度报警值T则为温度正常，不发出高温报警信号。
[0012]进一步的，步骤S5中，根据温度差值对比结果判断是否发出预警，具体方法如下：若温度差值a大于等于实际温度偏差值y则说明第X个隐患位置触点异常，则提示触点异常，若温度差值a小于实际温度偏差值y则提示触点正常。
[0013]进一步的，步骤S6中，根据温升速率对比结果判断是否发出预警，具体方法如下：若当前温度t大于等于温度报警值T，温升速率等于或小于标准温升速率则提示GIS设备超载，温升速率大于标准温升速率则提示第X个隐患位置触点异常；若当前温度t小于温度报
警值T，温升速率等于或小于标准温升速率则提示触点正常，温升速率大于标准温升速率则提示第X个隐患位置触点异常。
[0014]进一步的，步骤S6中，在时间周期P内的实际温升速率V，计算公式为：V=(T
K+P
‑
T
K
)/P,其中，T
K
为第X个隐患位置的第N次温升在开始累积时间周期p时刻的温度值，K为第N次温升在开始累积时间周期p的温升时间，p为人为设定的时间周期，时间周期p的取值小于等于每次温升的时间周期；T
K+P
为第X个隐患位置的第N次温升在累积到时间周期p时刻的温度值，K+P为第N次温升在累积到时间周期p的温升时间。
[0015]另一方面，本申请还提出一种应用上述的GIS设备触点状态和负载情况的判断方法的GIS设备触点状态和负载情况的判断系统，包括设置光纤温度分析仪、温度采集模块、用于获取GIS设备隐患位置电流值的电流采集模块；所述光纤温度分析仪包括存储单元、与存储单元连接的数据分析单元、与温度采集模块连接的温度采集模块接口、与电流采集模块连接的电流信号输入接口；所述光纤温度分析仪对应温度采集模块接口设置有光源、光信号接收单元、温度解析单元，所述光源用于发出激励光，所述光源、光信号接收单元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.GIS设备触点状态和负载情况的判断方法，其特征在于，具体步骤如下：S1、针对GIS设备设置M个隐患位置，对每个隐患位置配置电流与温度的对照表一以及不同电流下温度上升速率的对照表二；S2、设置GIS设备的温度报警值T、同电流下允许的实际温度偏差值y、温升速率计算时的时间周期p；S3、获取GIS设备在第X个隐患位置同一时刻的温度值和电流值，0<X≤M，并将同一时刻的温度值和电流值对应进行保存；S4、定时获得在第X个隐患位置的当前温度值，将当前温度与温度报警值T进行温度值对比，根据温度值对比结果判断是否发出预警；S5、定时获得第X个隐患位置的当前温度值及当前电流值，计算当前电流值下的当前温度值与对照表一内相同电流的下的温度差值a，将差值a与实际温度偏差值y进行温度差值对比，根据温度差值对比结果判断是否发出预警；S6、执行步骤S4、S5，同时累积到设定的时间周期p后，计算第X个隐患位置在时间周期P内的实际温升速率，并将实际温升速率与对照表二中相同的电流下的温升速率进行速率对比，根据速率对比结果判断是否发出预警。2.根据权利要求1所述的GIS设备触点状态和负载情况的判断方法，其特征在于：步骤S1中，所述隐患位置包括GIS内部的接点、触点、发热隐患点；电流与温度的对照表一以及不同电流下温度上升速率的对照表二均通过试验测得。3.根据权利要求1所述的GIS设备触点状态和负载情况的判断方法，其特征在于：步骤S3中，获取GIS设备在第X个隐患位置同一时刻的温度值和电流值，0<X≤M，并将同一时刻的温度值和电流值对应进行保存，具体方法如下：光纤温度分析仪对应连接多路光纤温度传感器，光纤温度分析仪发射第X路激励光后，激励光照射第X个隐患位置对应的光纤温度传感器温度探头内部的感温物质后，感温物质受激后返回带有温度信号的光信号，光纤温度分析仪根据光信号读取温度值，同时获得第X个隐患位置对应的电流值，并将温度值和电流值对应进行保存。4.根据权利要求1所述的GIS设备触点状态和负载情况的判断方法，其特征在于：步骤S4中，根据温度值对比结果判断是否发出预警，具体方法如下：若当前温度t大于等于温度报警值T，则立即发出高温报警信号，若当前温度t小于温度报警值T则为温度正常，不发出高温报警信号。5.根据权利要求1所述的GIS设备触点状态和负载情况的判断方法，其特征在于：步骤S5中，根据温度差值对比结果判断是否发出预警，具体方法如下：若温度差值a大于等于实际温度偏差值y则说明第X个隐患位置触点异常，则提示触点异常，若温度差值a小于实际温度偏差值y则提示触点正常。6.根据权利要求1所述的GIS设备触点状态和负载情况的判断方法，其特征在于：步骤S6中，根据温升速率对比结果判断是否发出预警，具体方法如下：若当前温度t大于等于温度报警值T，温升速率等于或小于标准温升速率则提示GIS设备超载，温升速率大于标准温升速率则提示第X个隐患位置触点异常；若当前温度t小于温度报警值T，温升速率等于或小于标准温升速率则提示触点正常，温升速率大于标准温升速率则提示第X个隐患位置触点异常。
7.根据权利要求1所述的GIS设备触点状态和负载情况的判断方法，其特征在于：步骤S6中，在时间周期P内的实际温升速率V，计算公式为： V=(T
K+P

【专利技术属性】
技术研发人员：魏建忠，刘浅，陈兴强，郭晓旭，李波，侯东光，鲍英豪，钱恺逸，曲衍宁，张枫茗，穆琦，晏寒，邵明，曲江浩，黄海浪，许永坚，李琪瑶，尚国旭，王爽，
申请(专利权)人：中国铁路设计集团有限公司，
类型：发明
国别省市：