基于SF6分解组分分析的直流气体绝缘设备的故障诊断方法技术

本发明专利技术公开了一种基于SF6分解组分分析的直流气体绝缘设备的故障诊断方法，步骤为：取气体样本，再检测气体样本中特征气体的含量，特征气体为SOF2、SO2F2、CF4、SO2、CO2五种气体；根据特征气体的含量计算特征组分比例，按照特征组分比值

【技术实现步骤摘要】
基于SF6分解组分分析的直流气体绝缘设备的故障诊断方法


[0001]本专利技术属于电气设备故障检测
，涉及SF6气体绝缘设备的故障诊断，具体涉及基于SF6分解组分分析的直流气体绝缘设备的故障诊断方法。

技术介绍

[0002]直流输电技术具有送电容量大、送电距离远、点对点和低损耗等优势，非常适合我国的国情，具有优良的社会效益。SF6直流气体绝缘设备在特高压直流输电工程中得到日益广泛的应用。以气体直流穿墙套管为代表的直流气体绝缘设备有着其他常规电气设备无法比拟的巨大优势：它们结构简单紧凑、重量较轻、散热能力好、通流能力强和日常维护方便。直流气体绝缘设备虽然具有上述巨大优势，仍不可避免地产生各种潜伏性绝缘缺陷，这些潜伏性绝缘缺陷若得不到及时处理，可能会影响到其他非故障元件，甚至进一步发展成设备绝缘故障，威胁到供电安全。因此，对直流气体绝缘设备进行故障诊断和在线监测，并针对性地制定检修维护计划。这对保障直流气体绝缘设备，乃至整个特高压直流电网的安全可靠运行，具有十分重要工程意义。
[0003]基于SF6分解组分分析的SF6气体绝缘设备在线监测和故障诊断技术已成为本领域研究的热点，但这些研究仍主要集中于电弧放电、火花放电和交流局部放电下的SF6分解情况。基于SF6分解组分分析的交流设备故障检测方法已有一些报道，该方法显示出良好的应用前景。但交流放电与直流放电条件下气体组分和含量不同，并无可比性。目前，关于SF6在直流气体绝缘设备内部典型绝缘缺陷局部放电下的分解特性研究还较少，尚未发展出基于SF6分解组分分析的直流设备故障诊断方法。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的之一在于提供一种基于SF6分解组分分析的直流气体绝缘设备的故障诊断方法。
[0005]其技术方案如下：
[0006]一种基于SF6分解组分分析的直流气体绝缘设备的故障诊断方法，其关键在于包括以下步骤，
[0007]S1，在直流气体绝缘设备取样口采取气体样本；
[0008]S2，检测所述气体样本中特征气体的含量，所述特征气体为SOF2、SO2F2、CF4、SO2、CO2五种气体；
[0009]S3，根据所述特征气体的含量计算特征组分比例，按照特征组分比值
‑
故障类型决策树判断故障类型，所述特征组分比值
‑
故障类型决策树包含预先建立的特征组分比值与故障类型的对应关系，所述故障类型为金属突出物缺陷、自由金属微粒缺陷、绝缘子表面金属污秽缺陷和气隙缺陷中的一种。
[0010]作为优选，上述特征组分比例为
[0011]R1＝c(SOF2+SO2+SO2F2)/c(CO2+log
10
CF4)，
[0012]R2＝c(SOF2+SO2)/c(SO2F2)；
[0013]计算R1、R2时，以特征气体的体积浓度数值进行计算。
[0014]所述特征组分比值
‑
故障类型决策树中，R1、R2与故障类型对应关系为：
[0015]若R1≥2.70且R2≥2.64，则判定为金属突出物缺陷；
[0016]若R1≥2.70且R2<2.64，则判定为自由金属微粒缺陷；
[0017]若R1<2.70且R2≥2.37，则判定为绝缘子表面金属污秽缺陷；
[0018]若R1<2.70且R2<2.37，则判定为气隙缺陷。
[0019]作为优选，上述金属突出物缺陷、自由金属微粒缺陷、绝缘子表面金属污秽缺陷所涉及的金属材料为铝、铜、不锈钢中的任意一种或几种。
[0020]作为优选，上述步骤S2中，使用气相色谱质谱联用仪检测。
[0021]作为优选，上述步骤S1中，取样时机为：
[0022]在直流气体绝缘设备正常运行过程中，对设备定期取样，取样周期为每2个月取样1次；
[0023]对可能存在绝缘缺陷的直流气体绝缘设备，立即采样进行故障诊断；
[0024]在清除故障之后的直流气体绝缘设备，先以短周期取样，直至一段时间内气体组分正常，再恢复至正常取样周期。
[0025]本专利技术的目的之二在于提供一种故障诊断系统。
[0026]其技术方案如下：
[0027]一种故障诊断系统，其关键在于，包括数据输入设备、存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序；
[0028]其中，所述数据输入设备用于输入特征气体的含量数据并存储在存储器上，所述处理器执行所述程序时，根据输入的特征气体含量数据，实现上述方法中步骤S3的计算和判断过程，并输出判断结果。
[0029]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
[0030](1)利用化学分析检测法对直流气体绝缘设备的工作状态做出判断，具有灵敏度高，成本低廉的优点；
[0031](2)无需对设备本体进行改造或植入复杂的检测元件，仅需对气体进行取样，操作简便；
[0032](3)分析工作可在设备运行时进行，对直流气体绝缘设备运行状态可实现实时监测；
[0033](4)不受环境噪声和强电磁干扰及不同金属材料结构的影响，故障判断准确性高。
附图说明
[0034]图1是本专利技术的故障诊断方法流程图；
[0035]图2为特征组分比值
‑
故障类型决策树示意图；
[0036]图3为直流绝缘设备气室内不同缺陷导致局部放电条件下特征气体组分的特征组分比例与设备运行时间关系曲线，其中：(a)c(SOF2+SO2+SO2F2)/c(CO2+log
10
CF4)，(b)c(SOF2+SO2)/c(SO2F2)；
[0037]图4为直流绝缘设备气室内不同金属材料制成的金属突出物缺陷导致局部放电条
件下特征气体组分的特征组分比例与设备运行时间关系曲线，其中：(a)c(SOF2+SO2+SO2F2)/c(CO2+log
10
CF4)，(b)c(SOF2+SO2)/c(SO2F2)。
具体实施方式
[0038]以下结合实施例和附图对本专利技术作进一步说明。
[0039]一种基于SF6分解组分分析的直流气体绝缘设备的故障诊断方法，步骤如图1所示，包括：
[0040]S1，在直流气体绝缘设备取样口采取气体样本。取样时，可以用软管连接直流气体绝缘设备气体取样口与针筒，将气体引入针筒作为检测样品。
[0041]所述步骤S1中，取样时机为：
[0042]在直流气体绝缘设备正常运行过程中，对设备定期取样，取样周期为每2个月取样1次；
[0043]对可能存在绝缘缺陷的直流气体绝缘设备，立即采样进行故障诊断；
[0044]在清除故障之后的直流气体绝缘设备，先以短周期取样，取样的短周期为1～3天逐渐延长至7天，直至一段时间如一个月内气体组分正常，再恢复至正常取样周期。
[0045]S2，检测所述气体样本中特征气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于SF6分解组分分析的直流气体绝缘设备的故障诊断方法，其特征在于包括以下步骤：S1，在直流气体绝缘设备取样口采取气体样本；S2，检测所述气体样本中特征气体的含量，所述特征气体为SOF2、SO2F2、CF4、SO2、CO2五种气体；S3，根据所述特征气体的含量计算特征组分比例，按照特征组分比值
‑
故障类型决策树判断故障类型，所述特征组分比值
‑
故障类型决策树包含预先建立的特征组分比值与故障类型的对应关系，所述故障类型为金属突出物缺陷、自由金属微粒缺陷、绝缘子表面金属污秽缺陷和气隙缺陷中的一种。2.根据权利要求1所述的基于SF6分解组分分析的直流气体绝缘设备的故障诊断方法，其特征在于：所述特征组分比例为R1＝c(SOF2+SO2+SO2F2)/c(CO2+log
10
CF4)，R2＝c(SOF2+SO2)/c(SO2F2)；所述特征组分比值
‑
故障类型决策树中，R1、R2与故障类型对应关系为：若R1≥2.70且R2≥2.64，则判定为金属突出物缺陷；若R1≥2.70且R2<2.64，则判定为自由金属微粒缺陷；若R1<2.70且R2≥2.37，则判定为绝缘子表面金属污秽缺...

【专利技术属性】
技术研发人员：周昶利，曹政钦，荆仁君，陈立亮，高媛媛，吴小宇，李威，罗尧，
申请(专利权)人：重庆科技学院，
类型：发明
国别省市：