專利名稱：氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線接頭的溫度檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電氣設(shè)備母線接頭的溫度檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線接頭的溫度檢測方法。
背景技術(shù)：
氣體絕緣開關(guān)設(shè)備在結(jié)構(gòu)性能上具有占地面積小、可靠性高、維護量少以及使用壽命長等優(yōu)點，目前已在國內(nèi)外輸配電系統(tǒng)中取得了廣泛應(yīng)用。然而，氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線因接頭接觸電阻過大而造成的母線過熱甚至燒毀等故障卻嚴重影響了電網(wǎng)供電的可靠性和穩(wěn)定性。 針對氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線接頭過熱而產(chǎn)生故障的問題，目前主要采用的一般測量手段包括定期測量回路電阻、局部放電檢測、定期紅外檢測以及光纖光柵溫度檢測等方法。測量回路電阻的方法不能進行帶負荷檢測，并且存在不能確定故障接頭數(shù)量以及故障接頭位置的問題。局部放電檢測方法難以制定出行之有效的故障判據(jù)，而且過熱與局部放電之間的關(guān)系有待深入研究，就現(xiàn)場運行情況看，母線接頭過熱未能監(jiān)測出局放信號的現(xiàn)象存在。定期采用手持式紅外熱像儀進行巡檢的方法，只能檢測母線外殼表面溫度，通過外殼溫度與正常值以及母線周圍部件的溫度對比判斷母線內(nèi)部接頭是否過熱，該方法的檢測結(jié)果受天氣情況以及人為因素的影響較大，因此很難捕獲故障特征。另一種紅外溫度檢測方法是將紅外探頭置于氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線內(nèi)部以實現(xiàn)接頭溫度的直接檢測，該方法需要對母線外殼結(jié)構(gòu)進行改造，對于已投入運行的氣體絕緣開關(guān)設(shè)備缺乏可行性。光纖光柵溫度檢測的方法同樣通過檢測母線外殼表面溫度變化判斷接頭是否過熱，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)在線檢測，但無法準確檢測母線接頭溫度。

發(fā)明內(nèi)容
基于此，本發(fā)明提供了一種氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線接頭的溫度檢測方法。一種氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線接頭的溫度檢測方法，包括以下步驟步驟1，確定氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線的外殼表面與三相母線接頭相對應(yīng)的溫升最敏感點；步驟2，獲取所述氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線的負荷電流、環(huán)境溫度和所述溫升最敏感點的三相溫度；步驟3，采用有限元數(shù)值計算方法，分別得出所述設(shè)備母線的A相接頭、B相接頭和C相接頭的接頭溫度與所述氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線的負荷電流、環(huán)境溫度和所述溫升最敏感點的三相溫度之間的對應(yīng)關(guān)系；步驟4，根據(jù)得出的所述對應(yīng)關(guān)系以及獲取的所述氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線的負荷電流、環(huán)境溫度和所述溫升最敏感點的三相溫度，對所述三相母線接頭的接頭溫度進行檢測。與一般技術(shù)相比，本發(fā)明氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線接頭的溫度檢測方法，可實現(xiàn)氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線接頭溫度的在線準確檢測，無需斷電操作，檢測結(jié)果不受外界環(huán)境因素的影響。無需對設(shè)備結(jié)構(gòu)進行任何更改，安全性與可行性高。并且，借助本發(fā)明可對變電站所有的母線接頭同時進行檢測，便于實現(xiàn)檢測自動化。


圖I是本發(fā)明氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線接頭的溫度檢測方法的流程示意圖；圖2是本發(fā)明氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線接頭的溫度檢測方法的測溫原理圖。
具體實施例方式為更進一步闡述本發(fā)明所采取的技術(shù)手段及取得的效果，下面結(jié)合附圖及較佳實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案，進行清楚和完整的描述。
請參閱圖1，為本發(fā)明氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線接頭的溫度檢測方法的流程示意圖。本發(fā)明氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線接頭的溫度檢測方法包括以下步驟SlOl步驟1，確定氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線的外殼表面與三相母線接頭相對應(yīng)的溫升最敏感點；作為其中一個實施例，采用有限元數(shù)值計算方法，確定氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線的外殼表面與三相母線接頭相對應(yīng)的溫升最敏感點。由于不同位置接頭發(fā)熱反映在外殼表面的最熱點位置不同，通過有限元數(shù)值計算方法，計算母線溫度場分布，根據(jù)溫度場分布確定母線外殼表面與三相接頭相對應(yīng)的溫升最敏感點。S102步驟2，獲取所述氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線的負荷電流、環(huán)境溫度和所述溫升最敏感點的三相溫度；作為其中一個實施例，在所述溫升最敏感點處安裝溫度傳感器，獲取所述溫升最敏感點的三相溫度。在距離所述氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線的外殼I米至2米范圍內(nèi)安裝溫度傳感器，獲取所述氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線的環(huán)境溫度。通過負荷監(jiān)測系統(tǒng)獲取所述氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線的負荷電流。在最敏感點處以及母線附近安裝溫度傳感器，分別檢測三相接頭溫度與環(huán)境溫度。為了減小母線發(fā)熱對于周圍環(huán)境溫度的影響，環(huán)境溫度傳感器安裝高度位于母線中部，距離母線外殼I米至2米。假設(shè)氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線負荷電流為I，環(huán)境溫度為Te，母線三相接頭溫度分別為TA、TB和TC，母線外殼表面三相溫度為TtA、TtB和TtC。S103步驟3，采用有限元數(shù)值計算方法，分別得出所述設(shè)備母線的A相接頭、B相接頭和C相接頭的接頭溫度與所述氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線的負荷電流、環(huán)境溫度和所述溫升最敏感點的三相溫度之間的對應(yīng)關(guān)系；由于母線各相接頭溫度確定時，環(huán)境溫度一定的條件下，外殼表面最敏感點溫度必然隨之確定。利用有限元數(shù)值計算方法，計算不同環(huán)境溫度(例如(T40°C范圍內(nèi))與負荷電流(例如(Γ4000Α)條件下氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線接頭溫度與最敏感點溫度，并將計算結(jié)果進行曲線擬合，分別得出母線A相接頭溫度與最敏感點溫度的對應(yīng)關(guān)系TA=Fl (Te, I, TtA, TtB, TtC)、B相接頭溫度與最敏感點溫度的對應(yīng)關(guān)系TB = F2 (Te, I, TtA, TtB, TtC)以及C相接頭溫度與最敏感點溫度的對應(yīng)關(guān)系TC =F3 (Te, I, TtA, TtB, TtC)。由于接頭溫度與環(huán)境溫度近似呈線性關(guān)系，從而消除環(huán)境溫度變化對接頭溫度檢測的影響。S104步驟4，根據(jù)得出的所述對應(yīng)關(guān)系以及獲取的所述氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線的負荷電流、環(huán)境溫度和所述溫升最敏感點的三相溫度，對所述三相母線接頭的接頭溫度進行檢測。處理器實時采集溫度與電流數(shù)據(jù)，根據(jù)母線接頭溫度與最敏感點溫度的對應(yīng)關(guān)系計算母線接頭溫度，實現(xiàn)間接測量。作為一個優(yōu)選的實施例，圖2展示了本發(fā)明的測溫原理圖。其中，I為A相接頭；2為B相接頭；3為C相接頭；4為外殼；5為A相接頭溫度傳感器；6為B相接頭溫度傳感器；7為C相接頭溫度傳感器；8為環(huán)境溫度傳感器；9為處理器。根據(jù)傳熱學與流體力學理論，氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線不同位置接頭過熱會在外殼 4表面產(chǎn)生不同的溫度分布特征，利用該分布特征能夠確定與三相接頭相對應(yīng)的溫升最敏感點。利用有限元數(shù)值計算方法，確定A相接頭I、B相接頭2以及C相接頭3的溫升最敏感點分別為圖中A相接頭溫度傳感器5、B相接頭溫度傳感器6以及C相接頭溫度傳感器7所在位置。在母線附近安裝環(huán)境溫度傳感器8。由于母線各相接頭溫度確定時，環(huán)境溫度一定的條件下，外殼表面最敏感點溫度必然隨之確定。通過有限元數(shù)值計算方法，模擬不同環(huán)境溫度(例如，(T40°C )與負荷電流(例如，(Γ4000Α)條件下氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線接頭溫度與最敏感點溫度，并將計算結(jié)果進行曲線擬合，得出母線各相接頭溫度與其最敏感點溫度的對應(yīng)關(guān)系。處理器利用這一關(guān)系實現(xiàn)接頭溫度間接檢測。與一般技術(shù)相比，本發(fā)明氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線接頭的溫度檢測方法，可實現(xiàn)氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線接頭溫度的在線準確檢測，無需斷電操作，檢測結(jié)果不受外界環(huán)境因素的影響。無需對設(shè)備結(jié)構(gòu)進行任何更改，安全性與可行性高。并且，借助本發(fā)明可對變電站所有的母線接頭同時進行檢測，便于實現(xiàn)檢測自動化。以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，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，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。
權(quán)利要求
1.一種氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線接頭的溫度檢測方法，其特征在于，包括以下步驟 步驟1，確定氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線的外殼表面與三相母線接頭相對應(yīng)的溫升最敏感占. 步驟2，獲取所述氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線的負荷電流、環(huán)境溫度和所述溫升最敏感點的三相溫度； 步驟3，采用有限元數(shù)值計算方法，分別得出所述設(shè)備母線的A相接頭、B相接頭和C相接頭的接頭溫度與所述氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線的負荷電流、環(huán)境溫度和所述溫升最敏感點的三相溫度之間的對應(yīng)關(guān)系； 步驟4，根據(jù)得出的所述對應(yīng)關(guān)系以及獲取的所述氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線的負荷電流、環(huán)境溫度和所述溫升最敏感點的三相溫度，對所述三相母線接頭的接頭溫度進行檢測。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線接頭的溫度檢測方法，其特征在于，在所述步驟I中采用有限元數(shù)值計算方法，確定氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線的外殼表面與三相母線接頭相對應(yīng)的溫升最敏感點。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線接頭的溫度檢測方法，其特征在于，在所述步驟2中通過在所述溫升最敏感點處安裝溫度傳感器，獲取所述溫升最敏感點的三相溫度。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線接頭的溫度檢測方法，其特征在于，在所述步驟2中通過在距離所述氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線的外殼I米至2米范圍內(nèi)安裝溫度傳感器，獲取所述氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線的環(huán)境溫度。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線接頭的溫度檢測方法，其特征在于，在所述步驟2中通過負荷監(jiān)測系統(tǒng)獲取所述氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線的負荷電流。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線接頭的溫度檢測方法，包括確定氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線的外殼表面與三相母線接頭相對應(yīng)的溫升最敏感點；獲取設(shè)備母線的負荷電流、環(huán)境溫度和溫升最敏感點的三相溫度；得出所述設(shè)備母線的接頭溫度與設(shè)備母線的負荷電流、環(huán)境溫度和溫升最敏感點的三相溫度之間的對應(yīng)關(guān)系；利用所述對應(yīng)關(guān)系與最敏感點的三相溫度，對所述三相母線接頭的接頭溫度進行檢測。本發(fā)明可實現(xiàn)氣體絕緣開關(guān)設(shè)備母線接頭溫度的在線準確檢測，無需斷電操作，檢測結(jié)果不受外界環(huán)境因素的影響。無需對設(shè)備結(jié)構(gòu)進行任何更改，安全性與可行性高。并且，借助本發(fā)明可對變電站所有的母線接頭同時進行檢測，便于實現(xiàn)檢測自動化。
文檔編號G01K11/00GK102809444SQ20121028946
公開日2012年12月5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)明者舒乃秋, 李紅玲, 李洪濤, 吳曉文, 李玲, 關(guān)向雨, 謝志楊, 金向朝, 陳道品, 劉根才, 李莉, 梁家盛 申請人:廣東電網(wǎng)公司佛山供電局, 武漢大學