本发明专利技术涉及一种利用六氟化硫压力波动判断高压六氟化硫电气设备故障的方法及装置，其方法是通过在设备ＳＦ↓［６］气室内预先安装的传感器以及由后期电路组成的数字式信号处理装置检测室内气体的变化情况，得到内部压力、温升、湿度等信息，一旦设备内部出现气体故障，导致某项或多项状态参数升高到一定限度，数字式信号处理装置就会发出报警信号，提示可能的设备故障的发生，从而在故障早期发现故障；用于实现该方法的数字式信号处理装置由信号调理模块、主控制模块和输出显示模块组成，可全面地监测ＳＦ↓［６］气体有价值的状态参数，具有结构简单、可靠、干扰小、经济性好、应用价值高等优点，符合电力系统实际需要和现代工业发展的要求。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力电气设备
，涉及一种高压电气设备故障监测的方法及装置，特别是一种利用六氟化硫(SF6)压力波动判断高压六氟化硫电气设备故障的方法及装置。
技术介绍
六氟化硫(SF6)具有优异的电气绝缘和灭弧性能，被认为是迄今最理想的气体绝缘、灭弧介质。SF6气体的独特性质使采用它作为绝缘灭弧介质的电气设备具有绝缘强度高、灭弧能力强、开断容量大、防火防爆、体积小、占地面积和占用空间小、重量轻、噪音小、运行温度低、安装方便、全密封电器安全可靠、无氧化问题、维修周期长等诸多优点。随着当今电力工业的快速发展，SF6电气设备已得到越来越广泛的应用，其各级设备特别是高电压和超高电压等级设备的应用类型也越来越多，包括全封闭组合电器(GIS)、断路器(GCB)、变压器、电流互感器(GICT)、电压互感器(GIPT)、电力电缆(GIC)、套管、避雷器等，为电力系统的安全经济运行起到了良好的作用。虽然SF6气体作为鬼气绝缘、灭弧介质具有很大的优越性，但SF6气体状态的变化对设备电气性能及人类的生存环境影响很大,具体体现在压力、温度、湿度、密度、空气、电弧分解物等对设备的电气性能的影响。SF6气体的电气特性与气体的状态紧密相关，不同状态下SF6所表现的电气性能差异很大，所以在设备运行过程中要始终保持气体在最佳状态下才能保证SF6电气设备的稳定运行，同时，由于SFe电气设备的开关机构、 一次电路及触头部分等均封闭在SFe作为绝缘气体的密封气室中，电路相关的故障或多或少都会引起SF6气体相关状态参数的变化，严重者可能引发各种情况的事故，因此，通过在线检测并分析SF6气体的状态参数的变化在很大程度上有助于设备故障的发现、诊断、定位。在本专利技术技术方案提出之前，用于对SF6设备气体状态进行检测的方法主要有离线水分测量、气体泄漏检测、电弧分解产物检测、机5械式密度继电器及压力表检测以及数字式密度继电器检测等方式，它们基本上都属离线测试，其中的每种方式在具体应用中都存在一些缺陷，综述及分析如下。离线水分测量目前测试SFe气体的微量水分含量是依靠离线式水分仪进行的，按《电力设备预防性试验规程》规定，每隔1~3年对设备进行一次测试。它的优点是测试精度高，缺点是测试受环境条件的影响巨大、要向大气环境排放SF6气体、不能反映水分变化的即时状况、耗费人力物力。气体泄漏检测按国标GB8905-1997《SF6电气设备中气体管理和监测导则》中规定，SF6设备的年漏气率应《19L运行的SFe设备发生泄漏时，可以通过局部包扎法或压力折算法检测并计算设备的年漏气率。采用局部包扎法检测时首先要停运设备，再用塑料薄膜包扎被怀疑的泄漏点进行检测，这样造成少送电损失、耗费人力物力、不能全面即时地反映设备密封状况;压力折算法是通过一定周期内压力表的变化来计算年漏气率的，设备内气体密度是通过人工观察压力表示值并査SF6密度曲线图得来的，实际检测中由于压力表的精度较低、SF6密度曲线图分度较粗、人工测算偏差较大等原因而很难得到精确值，必须要有足够的周期时间及很大的泄漏才能发现泄漏，故很难在故障发生的初期发现泄漏。电弧分解产物检测电弧分解产物的检测结果可反映设备气体的状况及作为设备内部故障判断的参考判据。目前国际上常用的检测方法分为两种试验室高级分析仪器分析及现场化学检测管测试。试验室高级分析仪器分析要借助色谱仪一质谱仪一红外分光光度计联合测试，仪器造价昂贵，需要现场采样然后在实验室分析，采样方式复杂、要求操作水平高、影响因素多、即时性差，因此一般只作研究用途；现场检测管测试法虽然方便，但精度较低，属于半定量试验方法。机械式密度继电器及压力表检测:传统的压力及密度监控是通过SF6气体密度继电器及压力表实现的。如果SF6气体发生泄漏或液化，密度继电器会通过保护回路发出报警信号直至闭锁开关的动作，以保护设备，防止事故的发生。机械式密度继电器是一个压力比较装置，检测中，充纯SFs气体的作为比较标准的密封小气室和设备主气室的气压都会随环境温度变化而变，如两气室均不漏气，当环境温度变化时，气压变化始终是同步的，波纹管内部和外部(即主气室)压力始终平衡，也就是主气室气体密度不发生变化，密度继电器不会动作，密度继电器不会受环境温度变化的影响；如果主气室漏气，主气室中SF6气体的质量减少，而其容积是一定的，那么主气室中的气体密度降低，相应的主气室中气体压力降低，波纹管为了平衡管内气压与主气室气压发生变形伸展，带动指针或接点动作。由于工作现场机械式压力表长期带压运行，造成金属疲劳导致失准的情况非常普遍，幵关设备的振动导致指针松脱的情况也时有发生，还有因为机械卡涩导致设备过充气的情况。机械式密度继电器作为传统的气体密度检测装置一直在使用，从原理上来说它一种压力比较器，不能直接反映气体的密度，而且经常发生自身故障，有因为标准小气室漏气而导致误报警的，也有因机械卡涩造成设备漏气而不报警的，还有因没有过压保护导致设备故障气压增高而不报警的情况发生。除了输出报警和闭锁以外不能输出连续监测数值，该继电器只能现场人工读取数据(非指针式密度继电器甚至不能读取任何数据)，不能进行遥测遥控。数字式密度继电器检测近年来国际上很多主流电气公司相继研制并推出了多种用于在线检测六氟化硫气体的密度及压力参数的数字式气体状态监测单元，这些产品都含有数字式密度继电器的功能，即均采用温度、压力传感器，通过Beattie-Bridgman实际气体状态方程计算SFe气体密度，并含有密度报警及闭锁继电器，可以远传数据，也有的产品含有湿度检测功能，采用的湿度传感器一般都是成本较高、体积较大的露点阻容式湿度传感器。上述产品中除了日本三菱公司的Hybrid Sensor，其它都不含故障诊断功能，但日本三菱公司的HybridSensor是利用检测分解气体的含量来判断设备内是否有故障发生的，分解气体的检测难度较大，而且其扩散受传感器安装位置的影响，按照目前密度继电器的安装位置安装该传感器很难检测到分解产物，而压力的传递几乎与安装位置无关，检测到压力波动的时间几乎与故障发生时间同步。目前，电力设备的检修方式正在逐步地从计划检修转向状态检修，实行状态检修的基本条件是必须掌握足够的运行状态参数，从而7确定状态检修的最佳时机。对SF6气体状态进行在线监测符合这种先进的检修方式的要求，对保证设备的正常运行、发现并判断设备潜在故障、定位已发故障、掌握设备整体运行工况均有着很重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于对现有技术存在的问题加以解决,在综合国际上其他相关产品功能及优点的基础上，通过对SF6气体状态的全面分析，结合电力系统的实际情况，提出一种利用SFe压力波动情况在线实时判断监测高压SF6电气设备故障的方法，同时提供一种专用于该方法实施的SF6电气设备数字式信号处理装置。本专利技术提出的利用SF6压力波动判断SF6电气设备故障的方法是通过采用现代科技手段，对用于电气设备的绝缘、灭弧介质—SF6气体进行全方位在线状态监测而提出的一种新的电子智能化方法。SF6气体和其他许多气体一样，在不同的温度和压力下存在固态、气态、液态三态，在电气设备设计工况下，它是呈气态的。 一台设备中的气体体积是一定的，可用三个状态参数来描述一台设备中气体的状本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用ＳＦ↓［６］压力波动判断ＳＦ↓［６］电气设备故障的方法，其特征是在ＳＦ↓［６］电气设备的每个密封ＳＦ↓［６］气室放置有至少一个压力传感器、至少一个温度传感器和至少一个湿度传感器，利用与上述各传感器输出线电连接的数字式信号处理装置将由各传感器获得的压力、温度和湿度波动信号进行放大、模数换算、数据运算和在线分析后送至变电站主控室，进而判断和定位出ＳＦ↓［６］设备气室内是否发生气体泄漏、过热和水分超标故障的情况以及发生故障的位置。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王宏，
申请(专利权)人：陕西电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]
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