專利名稱：Gis母線接頭過熱性故障的檢測方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電氣設(shè)備的故障檢測領(lǐng)域，特別是涉及一種GIS母線接頭過熱性故障的檢測方法以及一種GIS母線接頭過熱性故障的檢測裝置。
背景技術(shù)：
隨著GIS (Gas Insulated Switchgear,氣體絕緣開關(guān)設(shè)備)大量的投入使用，因接觸不良導(dǎo)致GIS母線接頭過熱而引發(fā)的事故時有發(fā)生，已成為GIS設(shè)備的典型故障之一。由GIS母線接頭的過熱性故障機(jī)理可知，GIS母線接頭因接觸不良開始發(fā)熱直至發(fā)生事故是一個長期的過程，因此通過開展GIS母線接頭溫度在線監(jiān)測或巡檢，及時發(fā)現(xiàn)過熱性故障并采取對策預(yù)防事故發(fā)生，對于電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。
目前，由于GIS母線接頭溫度的在線監(jiān)測系統(tǒng)尚未普及且成本較高，因此傳統(tǒng)的GIS母線接頭過熱性故障的檢測方法多采取外殼溫度定期巡檢的方式。然而憑借有限的巡檢溫度數(shù)據(jù)往往難以反映外殼溫升的變化規(guī)律，且僅能夠定性地判斷外殼溫升是否過高，無法有效地檢測GIS母線接頭過熱性故障，從而不利于保障電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容
基于此，有必要針對上述無法有效地檢測GIS母線接頭過熱性故障的問題，提供一種GIS母線接頭過熱性故障的檢測方法及裝置。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案一種GIS母線接頭過熱性故障的檢測方法，包括以下步驟根據(jù)典型不良接觸條件下GIS母線接頭的外殼溫度值、接觸電阻值、負(fù)荷電流值與環(huán)境溫度值之間的關(guān)系建立函數(shù)關(guān)系式；按照預(yù)設(shè)的溫度巡檢周期定期進(jìn)行巡檢，測得當(dāng)前周期內(nèi)GIS母線接頭的外殼溫度值、負(fù)荷電流值以及環(huán)境溫度值，并根據(jù)所述函數(shù)關(guān)系式計算得出GIS母線接頭的巡檢接觸電阻值；將所述巡檢接觸電阻值與正常接觸情況下GIS母線接頭的接觸電阻值進(jìn)行比較，判斷是否發(fā)生故障。一種GIS母線接頭過熱性故障的檢測裝置，包括函數(shù)建立模塊，用于根據(jù)典型不良接觸條件下GIS母線接頭的外殼溫度值、接觸電阻值、負(fù)荷電流值與環(huán)境溫度值之間的關(guān)系建立函數(shù)關(guān)系式；巡檢接觸電阻值計算模塊，用于按照預(yù)設(shè)的溫度巡檢周期定期進(jìn)行巡檢，測得當(dāng)前周期內(nèi)GIS母線接頭的外殼溫度值、負(fù)荷電流值以及環(huán)境溫度值，并根據(jù)所述函數(shù)關(guān)系式計算得出GIS母線接頭的巡檢接觸電阻值；比較判斷模塊，用于將所述巡檢接觸電阻值與正常接觸情況下GIS母線接頭的接觸電阻值進(jìn)行比較，判斷是否發(fā)生故障。由以上方案可以看出，本發(fā)明的GIS母線接頭過熱性故障的檢測方法及裝置，深層次的分析了引起GIS母線接頭過熱性故障的原因，得出了導(dǎo)體與觸頭接觸不良導(dǎo)致接觸電阻升高才是引起GIS母線接頭過熱性故障的根本原因，因此在檢測GIS母線接頭過熱性故障過程中，首先通過巡檢測得GIS母線接頭外殼溫度，然后進(jìn)一步的根據(jù)外殼溫度獲取接觸電阻，最后根據(jù)接觸電阻來判斷是否發(fā)生了故障。本發(fā)明的GIS母線接頭過熱性故障的檢測方法及裝置解決了傳統(tǒng)的GIS溫度巡檢難以檢測出接頭過熱性故障的不足，能夠更有效地檢測GIS母線接頭過熱性故障，為開展GIS母線接頭溫度巡檢提供了理論依據(jù)和技術(shù)支持，有利于保障電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定運(yùn)行。


圖I為本發(fā)明一種GIS母線接頭過熱性故障的檢測方法的流程示意圖；圖2為本發(fā)明一種GIS母線接頭過熱性故障的檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式

下面結(jié)合附圖以及具體的實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述。參見圖I所示，一種GIS母線接頭過熱性故障的檢測方法，包括以下步驟步驟S101，根據(jù)典型不良接觸條件下GIS母線接頭的外殼溫度值、接觸電阻值、負(fù)荷電流值與環(huán)境溫度值之間的關(guān)系建立函數(shù)關(guān)系式。在GIS母線接頭過熱性故障過程中，GIS母線接頭外殼溫度受到接觸電阻、負(fù)荷電流以及環(huán)境溫度的綜合影響。為此本發(fā)明中結(jié)合典型不良接觸條件下GIS母線接頭的傳熱特性，計算接觸電阻、負(fù)荷電流以及環(huán)境溫度綜合作用下GIS母線接頭的外殼溫度，建立外殼溫度Tt、接觸電阻R、負(fù)荷電流I以及環(huán)境溫度Ta的函數(shù)關(guān)系R=f (I, Ta, Tt)，利用該建立的函數(shù)關(guān)系可以反推巡檢時的接觸電阻。步驟S102，按照預(yù)設(shè)的溫度巡檢周期定期進(jìn)行巡檢，測得當(dāng)前周期內(nèi)GIS母線接頭的外殼溫度值、負(fù)荷電流值以及環(huán)境溫度值，并根據(jù)所述函數(shù)關(guān)系式R=f (I, Ta, Tt)反推計算得出當(dāng)前GIS母線接頭的接觸電阻值。為了與前面的典型不良接觸條件下的接觸電阻值以及后面出現(xiàn)的正常接觸情況下GIS母線接頭的接觸電阻值進(jìn)行有效區(qū)分，此處可將本步驟中計算得到的接觸電阻值記為“巡檢接觸電阻值”。步驟S103，將所述巡檢接觸電阻值與正常接觸情況下GIS母線接頭的接觸電阻值進(jìn)行比較，判斷是否發(fā)生故障。作為一個較好的實施例，所述正常接觸情況下GIS母線接頭的接觸電阻值可以取IOy Q。即如果當(dāng)前測得的巡檢接觸電阻值小于IOy Q，說明GIS母線接頭處于正常的無故障情況下，只需要維持之前的溫度巡檢周期定期檢測即可；若巡檢接觸電阻大于或等于IOu Q,則我們認(rèn)為發(fā)生了故障，此時需要采取相應(yīng)的措施。由于經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)接觸電阻升高才是引起GIS母線接頭過熱性故障的根本原因。因此在GIS母線接頭過熱性故障過程中，GIS母線接頭接觸電阻的變化相比外殼溫度的變化更能夠從本質(zhì)上反映GIS母線接頭過熱性故障發(fā)展程度，因此本發(fā)明的方法能夠有效地檢測GIS母線接頭過熱性故障。作為一個較好的實施例，所述步驟S102按照預(yù)設(shè)的溫度巡檢周期定期進(jìn)行巡檢之前，還可以包括如下步驟
步驟S1021，根據(jù)GIS母線接頭過熱性故障機(jī)理，分析典型不良接觸條件下，GIS母線接頭過熱性故障過程中接觸電阻隨時間變化的規(guī)律，將GIS母線接頭過熱性故障從開始發(fā)熱直至發(fā)生事故的全過程劃分為故障程度從輕到重的三個階段接觸電阻緩慢上升的階段、接觸電阻穩(wěn)定上升的階段以及接觸電阻迅速上升的階段。具體的，可以根據(jù)接觸電阻值-時間平均斜率的大小來進(jìn)行故障階段劃分—、接觸電阻值-時間平均斜率k ( 1%的故障初期階段；二、接觸電阻值-時間平均斜率1% < k彡5%的故障中期階段；三、接觸電阻值-時間平均斜率k > 5%的故障后期階段。另外需要說明的是，上述典型不良接觸包括導(dǎo)體與觸頭對接不同心和對接深度不足兩種典型不良接觸。步驟S1022，上述三個階段如果根據(jù)持續(xù)時間來進(jìn)行排序，則可以得到一個持續(xù)時 間最短的故障階段，因此可以將所述三個階段中最短的持續(xù)時間設(shè)定為所述預(yù)設(shè)的溫度巡檢周期。將最短的持續(xù)時間設(shè)定為無故障情況下的溫度巡檢周期，其目的在于確保巡檢能夠盡早發(fā)現(xiàn)可能存在的過熱性故障。作為一個較好的實施例，在所述步驟S103判斷是否發(fā)生故障之后，還可以包括如下步驟步驟S104，若判斷沒有發(fā)生故障，則返回步驟S102繼續(xù)按照預(yù)設(shè)的溫度巡檢周期定期進(jìn)行巡檢；步驟S105，若判斷發(fā)生了故障步驟S1051，首先根據(jù)所述巡檢接觸電阻值計算當(dāng)前周期內(nèi)巡檢接觸電阻值-時間平均斜率?？梢砸詴r間值為橫坐標(biāo)、以前面各周期內(nèi)測得的巡檢接觸電阻值為縱坐標(biāo)繪制平面坐標(biāo)系，然后通過坐標(biāo)計算得出平均斜率k，這個過程屬于公知技術(shù)，此處不予贅述；步驟S1052，根據(jù)所述當(dāng)前周期內(nèi)巡檢接觸電阻值-時間平均斜率k判斷當(dāng)前所處的故障階段，以采取對應(yīng)的措施。上述對應(yīng)的措施，具體可以如下—、若處于故障初期階段(即k ( 1%)，則在原來預(yù)設(shè)的巡檢周期的基礎(chǔ)上，適當(dāng)提高溫度巡檢密度即可；二、若處于故障中期階段(S卩1% < k彡5%)，則需要在故障初期階段所采取的巡檢周期基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高溫度巡檢密度，同時還要開展停電檢修的相關(guān)準(zhǔn)備工作，以在合適的時候安排停電檢修；三、若處于故障后期階段(即k > 5%)，則應(yīng)盡快對該段GIS母線停電并安排檢修，預(yù)防事故發(fā)生。與上述一種GIS母線接頭過熱性故障的檢測方法相對應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種GIS母線接頭過熱性故障的檢測裝置，如圖2所示，包括函數(shù)建立模塊101，用于根據(jù)典型不良接觸條件下GIS母線接頭的外殼溫度值、接觸電阻值、負(fù)荷電流值與環(huán)境溫度值之間的關(guān)系建立函數(shù)關(guān)系式；巡檢接觸電阻值計算模塊102，用于按照預(yù)設(shè)的溫度巡檢周期定期進(jìn)行巡檢，測得當(dāng)前周期內(nèi)GIS母線接頭的外殼溫度值、負(fù)荷電流值以及環(huán)境溫度值，并根據(jù)所述函數(shù)關(guān)系式計算得出GIS母線接頭的巡檢接觸電阻值；
比較判斷模塊103，用于將所述巡檢接觸電阻值與正常接觸情況下GIS母線接頭的接觸電阻值進(jìn)行比較，判斷是否發(fā)生故障。作為一個較好的實施例，本發(fā)明的裝置還可以包括故障階段劃分模塊、巡檢周期設(shè)定模塊；所述故障階段劃分模塊用于根據(jù)典型不良接觸條件下GIS母線接頭過熱性故障過程中接觸電阻值隨時間變化的規(guī)律，將GIS母線接頭過熱性故障從開始發(fā)熱直至發(fā)生事故的全過程劃分為故障程度從輕到重的三個階段接觸電阻值-時間平均斜率1%的故障初期階段、接觸電阻值-時間平均斜率1% <k^ 5%的故障中期階段、接觸電阻值-時間平均斜率k > 5%的故障后期階段；所述巡檢周期設(shè)定模塊用于將所述三個階段中最短的持續(xù)時間設(shè)定為所述預(yù)設(shè)的溫度巡檢周期。將最短的持續(xù)時間設(shè)定為無故障情況下的溫度巡檢周期，其目的在于確保巡檢能夠盡早發(fā)現(xiàn)可能存在的過熱性故障。作為一個較好的實施例，本發(fā)明的裝置還可以包括平均斜率計算模塊，用于若所述比較判斷模塊103經(jīng)過判斷得出確實發(fā)生了故障，則可以根據(jù)計算得到的巡檢接觸電阻值計算當(dāng)前周期內(nèi)巡檢接觸電阻值-時間平均斜率；故障階段判定模塊，用于根據(jù)所述當(dāng)前周期內(nèi)巡檢接觸電阻值-時間平均斜率判斷當(dāng)前所處的故障階段，以采取對應(yīng)的措施。上述對應(yīng)的措施，具體可以如下一、若處于故障初期階段(即若巡檢接觸電阻值-時間平均斜率k<l%)，則在原來預(yù)設(shè)的巡檢周期的基礎(chǔ)上，適當(dāng)提高溫度巡檢密度即可；二、若處于故障中期階段(即1% < k彡5%)，則需要在故障初期階段所采取的巡檢周期基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高溫度巡檢密度，同時還要開展停電檢修的相關(guān)準(zhǔn)備工作，以在合適的時候安排停電檢修；三、若處于故障后期階段(即k > 5%)，則應(yīng)盡快對該段GIS母線停電并安排檢修，預(yù)防事故發(fā)生。作為一個較好的實施例，所述正常接觸情況下GIS母線接頭的接觸電阻值為10 U Q。本發(fā)明的一種GIS母線接頭過熱性故障的檢測裝置的其它技術(shù)特征與上述一種GIS母線接頭過熱性故障的檢測方法相同，此處不予贅述。通過以上方案可以看出，本發(fā)明的GIS母線接頭過熱性故障的檢測方法及裝置，深層次的分析了引起GIS母線接頭過熱性故障的原因，得出了導(dǎo)體與觸頭接觸不良導(dǎo)致接觸電阻升高才是引起GIS母線接頭過熱性故障的根本原因，因此在檢測GIS母線接頭過熱性故障過程中，首先通過巡檢測得GIS母線接頭外殼溫度，然后進(jìn)一步的根據(jù)外殼溫度獲取接觸電阻，最后根據(jù)接觸電阻來判斷是否發(fā)生了故障。本發(fā)明的GIS母線接頭過熱性故障的檢測方法及裝置解決了傳統(tǒng)的GIS溫度巡檢難以檢測出接頭過熱性故障的不足，能夠更有效地檢測GIS母線接頭過熱性故障，為開展GIS母線接頭溫度巡檢提供了理論依據(jù)和技術(shù)支持，有利于保障電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定運(yùn)行。以上所述實施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變 形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種GIS母線接頭過熱性故障的檢測方法，其特征在于，包括以下步驟 根據(jù)典型不良接觸條件下GIS母線接頭的外殼溫度值、接觸電阻值、負(fù)荷電流值與環(huán)境溫度值之間的關(guān)系建立函數(shù)關(guān)系式； 按照預(yù)設(shè)的溫度巡檢周期定期進(jìn)行巡檢，測得當(dāng)前周期內(nèi)GIS母線接頭的外殼溫度值、負(fù)荷電流值以及環(huán)境溫度值，并根據(jù)所述函數(shù)關(guān)系式計算得出GIS母線接頭的巡檢接觸電阻值； 將所述巡檢接觸電阻值與正常接觸情況下GIS母線接頭的接觸電阻值進(jìn)行比較，判斷是否發(fā)生故障。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的GIS母線接頭過熱性故障的檢測方法，其特征在于，所述按照 預(yù)設(shè)的溫度巡檢周期定期進(jìn)行巡檢之前，還包括如下步驟 根據(jù)典型不良接觸條件下GIS母線接頭過熱性故障過程中接觸電阻值隨時間變化的規(guī)律，將GIS母線接頭過熱性故障從開始發(fā)熱直至發(fā)生事故的全過程劃分為故障程度從輕到重的三個階段接觸電阻值-時間平均斜率k ( 1%的故障初期階段、接觸電阻值-時間平均斜率1% <k^ 5%的故障中期階段、接觸電阻值-時間平均斜率k > 5%的故障后期階段； 將所述三個階段中最短的持續(xù)時間設(shè)定為所述預(yù)設(shè)的溫度巡檢周期。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的GIS母線接頭過熱性故障的檢測方法，其特征在于，在所述判斷是否發(fā)生故障之后，還包括如下步驟 若判斷發(fā)生了故障，則根據(jù)所述巡檢接觸電阻值計算當(dāng)前周期內(nèi)巡檢接觸電阻值-時間平均斜率； 根據(jù)所述當(dāng)前周期內(nèi)巡檢接觸電阻值-時間平均斜率判斷當(dāng)前所處的故障階段，以采取對應(yīng)的措施。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項所述的GIS母線接頭過熱性故障的檢測方法，其特征在于，所述正常接觸情況下GIS母線接頭的接觸電阻值為IOii Q。
5.一種GIS母線接頭過熱性故障的檢測裝置，其特征在于，包括 函數(shù)建立模塊，用于根據(jù)典型不良接觸條件下GIS母線接頭的外殼溫度值、接觸電阻值、負(fù)荷電流值與環(huán)境溫度值之間的關(guān)系建立函數(shù)關(guān)系式； 巡檢接觸電阻值計算模塊，用于按照預(yù)設(shè)的溫度巡檢周期定期進(jìn)行巡檢，測得當(dāng)前周期內(nèi)GIS母線接頭的外殼溫度值、負(fù)荷電流值以及環(huán)境溫度值，并根據(jù)所述函數(shù)關(guān)系式計算得出GIS母線接頭的巡檢接觸電阻值； 比較判斷模塊，用于將所述巡檢接觸電阻值與正常接觸情況下GIS母線接頭的接觸電阻值進(jìn)行比較，判斷是否發(fā)生故障。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的GIS母線接頭過熱性故障的檢測裝置，其特征在于，還包括故障階段劃分模塊、巡檢周期設(shè)定模塊； 所述故障階段劃分模塊用于根據(jù)典型不良接觸條件下GIS母線接頭過熱性故障過程中接觸電阻值隨時間變化的規(guī)律，將GIS母線接頭過熱性故障從開始發(fā)熱直至發(fā)生事故的 全過程劃分為故障程度從輕到重的三個階段接觸電阻值-時間平均斜率1%的故障初期階段、接觸電阻值-時間平均斜率1% <k^ 5%的故障中期階段、接觸電阻值-時間平均斜率k > 5%的故障后期階段；所述巡檢周期設(shè)定模塊用于將所述三個階段中最短的持續(xù)時間設(shè)定為所述預(yù)設(shè)的溫度巡檢周期。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的GIS母線接頭過熱性故障的檢測裝置，其特征在于，還包括 平均斜率計算模塊，用于若所述比較判斷模塊判斷發(fā)生了故障，則根據(jù)所述巡檢接觸電阻值計算當(dāng)前周期內(nèi)巡檢接觸電阻值-時間平均斜率； 故障階段判定模塊，用于根據(jù)所述當(dāng)前周期內(nèi)巡檢接觸電阻值-時間平均斜率判斷當(dāng)前所處的故障階段，以采取對應(yīng)的措施。
8.根據(jù)權(quán)利要求5-7任意一項所述的GIS母線接頭過熱性故障的檢測裝置，其特征在于，所述正常接觸情況下GIS母線接頭的接觸電阻值為IOii Q。
全文摘要
本發(fā)明提供一種GIS母線接頭過熱性故障的檢測方法及裝置，該方法包括以下步驟根據(jù)典型不良接觸條件下GIS母線接頭的外殼溫度值、接觸電阻值、負(fù)荷電流值與環(huán)境溫度值之間的關(guān)系建立函數(shù)關(guān)系式；按照預(yù)設(shè)的溫度巡檢周期定期進(jìn)行巡檢，測得當(dāng)前周期內(nèi)GIS母線接頭的外殼溫度值、負(fù)荷電流值以及環(huán)境溫度值，并根據(jù)所述函數(shù)關(guān)系式計算得出GIS母線接頭的巡檢接觸電阻值；將所述巡檢接觸電阻值與正常接觸情況下GIS母線接頭的接觸電阻值進(jìn)行比較，判斷是否發(fā)生故障。本發(fā)明的GIS母線接頭過熱性故障的檢測方法及裝置根據(jù)接觸電阻來判斷是否發(fā)生了故障，能夠更有效地檢測GIS母線接頭過熱性故障，有利于保障電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定運(yùn)行。
文檔編號G01R27/02GK102778626SQ201210289450
公開日2012年11月14日 申請日期2012年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月14日
發(fā)明者關(guān)向雨, 吳曉文, 李洪濤, 李玲, 李紅玲, 李莉, 林峻, 舒乃秋, 謝志楊, 金向朝, 陳勉, 麥洪 申請人:廣東電網(wǎng)公司佛山供電局, 武漢大學(xué)