六氟化硫電氣設(shè)備綜合檢測儀及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種六氟化硫電氣設(shè)備綜合檢測儀及其使用方法，其將局部放電和分解產(chǎn)物兩種檢測項目有機結(jié)合在一起，大大地提高了檢測內(nèi)部故障的準(zhǔn)確性。該檢測儀包括設(shè)置有進(jìn)氣口和排氣口的氣路，所述進(jìn)氣口后的氣路設(shè)置有針型閥，該針型閥后的氣路依次設(shè)有電化學(xué)傳感器和流量計；所述電化學(xué)傳感器的輸出端與一分解物信號處理單元連接；所述的分解物信號處理單元與一MCU連接；該氣路設(shè)置有一氣泵，用以當(dāng)檢測數(shù)據(jù)超過正常值時該MCU啟動該氣泵。該MCU還連接有局放信號處理單元、報警單元、顯示器以及數(shù)據(jù)存儲單元。本發(fā)明不僅構(gòu)思新穎、結(jié)構(gòu)簡單，而且測試準(zhǔn)確、快速、使用方便，對提高六氟化硫電氣設(shè)備安全經(jīng)濟運行發(fā)揮積極作用，其推廣應(yīng)用前景廣闊。
【專利說明】六氟化硫電氣設(shè)備綜合檢測儀及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利涉及電氣設(shè)備檢測儀器，是反映六氟化硫(以下簡稱SF6)電氣設(shè)備局部放電和內(nèi)部絕緣材料裂解進(jìn)行綜合診斷設(shè)備狀態(tài)的檢測儀。
【背景技術(shù)】
[0002]SF6氣體具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能，因此，自上世紀(jì)八十年代后廣泛用于電氣設(shè)備中，為電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟運行起了很好的作用。但由于電氣設(shè)備中的設(shè)計、材質(zhì)、制造、安裝工藝和運行維護(hù)等還存在一些不足，而現(xiàn)有的檢測手段難以檢出局部的絕緣隱患，產(chǎn)品出廠和投入前未能將其檢出。但投入運行后，在熱和電的作用下，這些缺陷不斷地發(fā)展，由于電氣絕緣設(shè)備都是密封的，外界無法發(fā)現(xiàn)，直至引起事故，給社會帶來重大的經(jīng)濟損失和不良的社會影響。
[0003]局部放電的靈敏度高，能檢出SF6電氣設(shè)備內(nèi)部局部放電故障，但難以確定故障部位，且該法受現(xiàn)場的干擾大，準(zhǔn)確性不是很高。而通過對SF6氣體中S02、H2S, CO和H2等分解物檢測能較準(zhǔn)確地判斷故障的性質(zhì)和部位，但該法的檢測靈敏度不太高。因此，本專利儀器將分解物檢測與局部放電測試有機結(jié)合后，能更及時、準(zhǔn)確檢出設(shè)備內(nèi)部隱患，避免事故的發(fā)生，為設(shè)備狀態(tài)維修提供科學(xué)的依據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種六氟化硫電氣設(shè)備綜合檢測儀，將局部放電和分解產(chǎn)物兩種檢測方法有機地結(jié)合在一起，進(jìn)行綜合分析，提高內(nèi)部故障的檢出率。
[0005]本發(fā)明采用以下方案實現(xiàn):一種六氟化硫電氣設(shè)備綜合檢測儀，其特征在于:將局部放電和分解產(chǎn)物兩種檢測項目有機結(jié)合在一起；該綜合檢測儀包括設(shè)置有進(jìn)氣口和排氣口的氣路，所述進(jìn)氣口后的氣路設(shè)置有針型閥，該針型閥后的氣路依次設(shè)有電化學(xué)傳感器和流量計；所述電化學(xué)傳感器的輸出端與一分解物信號處理單元連接；所述的分解物信號處理單元與一 MCU連接；所述的氣路設(shè)置有一氣泵，用以當(dāng)檢測數(shù)據(jù)超過正常值時該MCU啟動該氣泵，將外界的空氣過濾后清洗所述氣路；所述的MCU還連接有局放信號處理單元、報警單元、顯示器以及數(shù)據(jù)存儲單元；所述局放信號處理單元與、UHF傳感器和噪音傳感器連接。
[0006]本發(fā)明另一目的是提供一種上述檢測儀的使用方法，其包括局部放電檢測和分解物檢測；
所述局部放電檢測包括如下步驟:
步驟SOl:將標(biāo)有測試通道字樣的同軸電纜的一端連接UHF傳感器，另一端連接所述局放信號輸入接口；
步驟S02:將標(biāo)有噪音通道字樣的同軸電纜的一端連接噪音傳感器，另一端連 接主機的噪音通道接口；
步驟S03:將RS485連接線接入所述RS485接口，將標(biāo)有上位機字樣的一端連接485-USB轉(zhuǎn)接器的485端，并將485-USB轉(zhuǎn)接器的USB端接至一電腦的USB端口 ；
步驟S04:將接地線接入所述檢測儀的接地端子；
步驟S05:接入50Hz交流參比信號；
步驟S06:運行所述電腦及檢測儀，啟動正常后執(zhí)行步驟S07 ；
步驟S07:將噪音傳感器附著在被測設(shè)備垂直表面或平穩(wěn)放置在被測設(shè)備旁邊；
步驟S08:將超高頻傳感器貼附在被檢設(shè)備的盆式絕緣子表面，接收被檢設(shè)備內(nèi)部的局部放電信號，當(dāng)檢出局放信號超過設(shè)定值時，所述報警單元發(fā)出報警；
步驟S09:進(jìn)入電腦的查看界面，專家系統(tǒng)根據(jù)檢測的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析；
所述分解物檢測包括如下步驟:
步驟S21:開啟檢測儀電源，啟動氣泵清洗氣路；
步驟S22:確認(rèn)所述針形閥處于關(guān)閉狀態(tài)，將尾氣收集袋與所述排氣口相連；
步驟S23:將一導(dǎo)氣管不帶過濾器的一端與儀器進(jìn)氣口相連；將導(dǎo)氣管帶過濾器的一端接上與被測設(shè)備排氣口相匹配的轉(zhuǎn)接頭后，與該被測設(shè)備的排氣口相連；
步驟S24:打開被檢設(shè)備排氣閥，調(diào)節(jié)所述針形閥將流量調(diào)節(jié)至正常值后，沖洗鈍化所述氣路一第一預(yù)定時間后，進(jìn)入檢測；在第二預(yù)定時間后自動判斷檢測終點，顯示器顯示檢測結(jié)果并保存；當(dāng)檢出分解物含量異常時，啟動氣泵，對檢測儀內(nèi)部氣路進(jìn)行清洗，待所有傳感器復(fù)零后，重測或進(jìn)行下一設(shè)備的檢測；
步驟S25:檢測結(jié)束后，關(guān)閉檢測儀電源開關(guān)，將針形閥旋至關(guān)閉狀態(tài)；將所述排氣閥封板復(fù)原；用便攜式SF6氣體檢漏儀進(jìn)行檢漏，確保密封良好；
步驟S26:將尾氣收集袋中的氣體進(jìn)行回收處理。
[0007]較之已有技術(shù)而言，本發(fā)明不僅一機兩用，同時獲取SF6電氣設(shè)備內(nèi)部超高頻局部
放電和絕緣材料分解產(chǎn)物的故障信息，更及時準(zhǔn)確地診斷內(nèi)部故障，而且具有結(jié)構(gòu)簡單、靈
敏度高、穩(wěn)定性好。由于本發(fā)明將局部放電和分解產(chǎn)物兩種檢測方法有機地結(jié)合在一起，
進(jìn)行綜合分析，提高內(nèi)部故障的檢出率，為設(shè)備狀態(tài)維修提供更加科學(xué)的依據(jù)，有效防止事
故的發(fā)生，對提高SF6電氣設(shè)備的安全經(jīng)濟運行發(fā)揮出積極的作用，具有很好的社會經(jīng)濟效.、
Mo
[0008]本發(fā)明不僅構(gòu)思新穎、結(jié)構(gòu)簡單，而且測試準(zhǔn)確、快速、使用方便，其推廣應(yīng)用前景廣闊。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明模塊組成示意圖。
[0010]圖2是本發(fā)明硬件電路原理示意圖。
[0011]圖中:
I 一顯不器，2 —進(jìn)氣口，3 —針型閥，4 一氣泵，5 一電化學(xué)傳感器，6 一分解物信號處理單元，7 —局放信號輸入接口，8—打印機，9 一電源單元，10—接地端子，11 一局放信號處理單元，12 —流量計，13 一排氣口。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。[0013]請參閱附圖1、圖2，本實施例提供一種六氟化硫電氣設(shè)備綜合檢測儀，其特征在于:將局部放電和分解產(chǎn)物兩種檢測項目有機結(jié)合在一起。該綜合檢測儀包括設(shè)置有進(jìn)氣口 2和排氣口 13的氣路，所述進(jìn)氣口 2后的氣路設(shè)置有針型閥3，該針型閥3后的氣路依次設(shè)有電化學(xué)傳感器5和流量計12 ;所述電化學(xué)傳感器5的輸出端與一分解物信號處理單元6連接；所述的分解物信號處理單元6與一 MCU連接；所述的氣路設(shè)置有一氣泵4，用以當(dāng)檢測數(shù)據(jù)超過正常值時該MCU啟動該氣泵，將外界的空氣過濾后清洗所述氣路。所述的MCU還連接有局放信號處理單元11、報警單元、顯示器I以及數(shù)據(jù)存儲單元；所述局放信號處理單元11與局放信號輸入接口 7、UHF傳感器、噪音傳感器以及噪音通道接口連接。所述的MCU還連接有一打印機、USB接口電路以及RS485接口。
[0014]為了避免漏氣，所述檢測儀還包括一連接被測設(shè)備排氣口與所述進(jìn)氣口的導(dǎo)氣管；所述導(dǎo)氣管采用聚四氟乙烯材料，兩端備有自封快速接頭，并在其一端設(shè)置有不銹鋼過濾器。
[0015]具體的操作，請繼續(xù)參見圖1和圖2:
局部放電檢測時，將UHF超高頻傳感器貼附在GIS相鄰氣室法蘭間盆式絕緣子的表面，接收設(shè)備內(nèi)部發(fā)出的放電信號通過同軸電纜輸入局放信號輸入端子7 ;將環(huán)境噪聲傳感器放置在被檢設(shè)備旁的平臺上，接收到環(huán)境噪聲信號通過同軸電纜輸入局放信號輸入接口 7，經(jīng)局放信號處理單元11進(jìn)行比較、分析、處理后，專家系統(tǒng)診斷設(shè)備的狀況后，由顯示器I顯示檢測結(jié)果。
[0016]分解物檢測時，SF6氣體從被測設(shè)備排氣口通過導(dǎo)氣管進(jìn)入檢測儀進(jìn)氣口 2，經(jīng)針型閥3調(diào)節(jié)流量后，進(jìn)入電化學(xué)傳感器5，與電解質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后，輸出與分解物濃度相應(yīng)的電信號，進(jìn)入分解物信號處理單元6進(jìn)行處理，并將模擬量信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，由MCU微處理器作邏輯處理、判斷，由顯示器I顯示檢測結(jié)果，并保存。當(dāng)分解物濃度超過正常值時，專家系統(tǒng)將對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷，提出處理意見。檢測后氣體進(jìn)入流量計12檢測流量后，經(jīng)排氣口 13排出。
[0017]本發(fā)明分解物的檢測氣路系統(tǒng)中設(shè)置有氣泵4，當(dāng)檢測數(shù)據(jù)超過正常值時啟動氣泵，將外界的空氣過濾后清洗檢測系統(tǒng)，不僅能使電化學(xué)傳感器很快復(fù)零，而且能有效地保護(hù)傳感器，提高其準(zhǔn)確性和使用壽命。超高頻傳感器的信號經(jīng)高性能的同軸電纜輸入到局放信號處理單元，在30m以內(nèi)對信號沒有明顯的衰減，有效地提高了檢測靈敏度。其兩端配有“N”接頭，不僅具有良好的防護(hù)效果，而且裝卸方便。氣體分解物配置的導(dǎo)氣管采用吸附性極小的優(yōu)質(zhì)聚四氟乙烯材料，兩端備有自封快速接頭，并在其一端設(shè)置有不銹鋼過濾器，不僅解決了分解物的吸附，而且有效防止微小顆粒雜質(zhì)的接入，保護(hù)傳感器，提高了檢測精度，有利于早期故障的檢出。
[0018]本發(fā)明專利是基于對SF6電氣設(shè)備的工作原理、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、故障特點，并對局部放電和氣態(tài)分解物作了大量試驗研究后，將局部放電和分解物兩種檢測方法有機地結(jié)合進(jìn)行綜合分析。本發(fā)明儀器采用圖2中的電子線路流程，實現(xiàn)對SF6電氣設(shè)備內(nèi)部早期故障檢出，并由故障診斷專家系統(tǒng)進(jìn)行智能化綜合判斷。此外，本儀器選用大容量、高性能鋰電池作為電源，充足后可連續(xù)使用8小時以上。檢測時設(shè)備不需停電，局放每次檢測不到I分鐘，分解物每次檢測僅2分鐘，省時、省氣、省電。
[0019]本專利儀器具有靈敏度高、穩(wěn)定性好、操作方便，是一臺高性能、智能化設(shè)備，其研制成功，填補了我國的空白，該檢測技術(shù)處于國際先進(jìn)水平。
[0020]為了讓一般技術(shù)人員更好操作本發(fā)明的檢測儀，下面對具體操作步驟描述如下；
1、局部放電檢測:
主機平穩(wěn)放置后，將筆記本電腦放在主機的面板上，操作步驟如下:
1)將標(biāo)有“測試通道”字樣的同軸電纜的一端連接超高頻傳感器，另一端連接主機的局放通道接口；
2)將標(biāo)有“噪音通道”字樣的同軸電纜的一端連接噪音傳感器，另一端連接主機的噪音通道接口 ；
3)將RS485連接線接入主機的RS485接口，將標(biāo)有“上位機”字樣的一端連接“485-USB”轉(zhuǎn)接器的485端，并將“485-USB”轉(zhuǎn)接器的USB端接至電腦的USB端口 ；
4)將接地線接入接地端子；
5)接入50Hz交流參比信號；
6)打開筆記本電腦，進(jìn)入檢測界面；接上電源線，打開電源開關(guān)，電源指示燈和通道指示燈亮，啟動正常；
7)將噪音傳感器附著在被測設(shè)備垂直表面或平穩(wěn)放置在被測設(shè)備旁邊；
8)將超高頻傳感器牢固地貼附在被檢設(shè)備的盆式絕緣子表面，接收被檢設(shè)備內(nèi)部的局部放電信號，檢測時間一般為10秒；當(dāng)檢出局放信號超過設(shè)定值時，儀器會自動發(fā)光報警；
9 )進(jìn)入查看界面，專家系統(tǒng)根據(jù)檢測的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析。
[0021]2、分解物檢測:
1)開啟檢測儀電源，啟動氣泵清洗氣路，傳感器復(fù)零后進(jìn)行檢測設(shè)備和檢測項目選
擇；
2)確認(rèn)儀器針形閥處于關(guān)閉狀態(tài)，將尾氣收集袋與儀器排氣口相連；
3)將導(dǎo)氣管不帶過濾器的一端與儀器進(jìn)氣口相連；將導(dǎo)氣管帶過濾器的一端接上與被測設(shè)備排氣口相匹配的轉(zhuǎn)接頭后，與設(shè)備排氣口相連；
4)緩慢打開被檢設(shè)備排氣閥，調(diào)節(jié)針形閥將流量調(diào)節(jié)至正常值后，沖洗鈍化氣路管道20秒后，進(jìn)入檢測，2分鐘后自動判斷檢測終點，顯示檢測結(jié)果并保存。當(dāng)檢出分解物含量異常時，應(yīng)啟動氣泵，對儀器內(nèi)部氣路進(jìn)行清洗，待傳感器復(fù)零后，重測或進(jìn)行下一設(shè)備的檢測。
[0022]5)檢測結(jié)束后，關(guān)閉儀器電源開關(guān)，將針形閥旋至關(guān)閉狀態(tài)。將設(shè)備排氣閥封板復(fù)原；用便攜式SF6氣體檢漏儀進(jìn)行檢漏，確保密封良好；
6)將尾氣收集袋中的氣體進(jìn)行回收處理。
[0023]總的來說，本發(fā)明將局部放電和分解物兩種檢測方法有機地結(jié)合在一起，進(jìn)行綜合分析，提高內(nèi)部故障的檢出率，為設(shè)備狀態(tài)維修提供更加科學(xué)的依據(jù)。
[0024]本發(fā)明儀器現(xiàn)場檢測時，一般先進(jìn)行局部放電檢測，當(dāng)發(fā)現(xiàn)局部放電異常時，再進(jìn)行分解物檢測。這樣不僅能檢出設(shè)備內(nèi)部隱患；而且節(jié)省了時間，減少了 3匕氣體氣體排放，有利于環(huán)保。
[0025]值得一提的是，本發(fā)明所述的被檢設(shè)備為以SF6氣體作絕緣的電氣設(shè)備，主要包括變壓器、互感器、電容器、斷路器和GIS等變電設(shè)備。本發(fā)明的特征還在于，本儀器配置的超高頻傳感器的頻率范圍為200MHz?2000 MHz,具有抗干擾能力強、靈敏度高、穩(wěn)定性好，能有效地檢出設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生的各種超高頻的放電信號。
[0026]本發(fā)明選取SO2、H2S、C0和H2作為絕緣材料分解的特征組分，在行業(yè)里本發(fā)明人最早提出H2S、C0和H2能有效地反映固體絕緣材料的分解；而CO和H2兩組分不被設(shè)備內(nèi)置的吸附劑和氣路吸附，具有響應(yīng)速度快、穩(wěn)定性好，有利于內(nèi)部故障的及時檢出。
[0027]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種六氟化硫電氣設(shè)備綜合檢測儀，其特征在于:將局部放電和分解產(chǎn)物兩種檢測項目有機結(jié)合在一起；該綜合檢測儀包括設(shè)置有進(jìn)氣口和排氣口的氣路，所述進(jìn)氣口后的氣路設(shè)置有針型閥，該針型閥后的氣路依次設(shè)有電化學(xué)傳感器和流量計；所述電化學(xué)傳感器的輸出端與一分解物信號處理單元連接；所述的分解物信號處理單元與一 MCU連接；所述的氣路設(shè)置有一氣泵，用以當(dāng)檢測數(shù)據(jù)超過正常值時該MCU啟動該氣泵，將外界的空氣過濾后清洗所述氣路；所述的MCU還連接有局放信號處理單元、報警單元、顯示器以及數(shù)據(jù)存儲單元；所述局放信號處理單元與、UHF傳感器和噪音傳感器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六氟化硫電氣設(shè)備綜合檢測儀，其特征在于:所述的MCU還連接有一打印機、USB接口電路以及RS485接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六氟化硫電氣設(shè)備綜合檢測儀，其特征在于:所述UHF傳感器的頻率范圍為200MHz~2000 MHz。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六氟化硫電氣設(shè)備綜合檢測儀，其特征在于:還包括一連接被測設(shè)備排氣口與所述進(jìn)氣口的導(dǎo)氣管；所述導(dǎo)氣管采用聚四氟乙烯材料，兩端備有自封快速接頭，并在其一端設(shè)置有不銹鋼過濾器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六氟化硫電氣設(shè)備綜合檢測儀，其特征在于:所述的分解物選取SO2、H2S、CO和H2作為絕緣材料分解的特征組分。
6.一種如權(quán)利要求2所述的六氟化硫電氣設(shè)備綜合檢測儀的使用方法，其特征在于:包括局部放電檢測和分解物檢測； 所述局部放電檢測包括如下步驟: 步驟SOl:將標(biāo)有測試通道字樣的同軸電纜的一端連接UHF傳感器，另一端連接所述局放信號輸入接口； 步驟S02:將標(biāo)有噪音通道字樣的同軸電纜的一端連接噪音傳感器，另一端連接主機的噪音通道接口； 步驟S03:將RS485連接線接入所述RS485接口，將標(biāo)有上位機字樣的一端連接485-USB轉(zhuǎn)接器的485端，并將485-USB轉(zhuǎn)接器的USB端接至一電腦的USB端口 ； 步驟S04:將接地線接入所述檢測儀的接地端子； 步驟S05:接入50Hz交流參比信號； 步驟S06:運行所述電腦及檢測儀，啟動正常后執(zhí)行步驟S07 ； 步驟S07:將噪音傳感器附著在被測設(shè)備垂直表面或平穩(wěn)放置在被測設(shè)備旁邊； 步驟S08:將超高頻傳感器貼附在被檢設(shè)備的盆式絕緣子表面，接收被檢設(shè)備內(nèi)部的局部放電信號，當(dāng)檢出局放信號超過設(shè)定值時，所述報警單元發(fā)出報警； 步驟S09:進(jìn)入電腦的查看界面，內(nèi)置的專家系統(tǒng)根據(jù)檢測的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析； 所述分解物檢測包括如下步驟: 步驟S21:開啟檢測儀電源，啟動氣泵清洗氣路； 步驟S22:確認(rèn)所述針形閥處于關(guān)閉狀態(tài)，將尾氣收集袋與所述排氣口相連； 步驟S23:將一導(dǎo)氣管不帶過濾器的一端與儀器進(jìn)氣口相連；將導(dǎo)氣管帶過濾器的一端接上與被測設(shè)備排氣口相匹配的轉(zhuǎn)接頭后，與該被測設(shè)備的排氣口相連； 步驟S24:打開被檢設(shè)備排氣閥，調(diào)節(jié)所述針形閥將流量調(diào)節(jié)至正常值后，沖洗鈍化所述氣路一第一預(yù)定時間后，進(jìn)入檢測；在第二預(yù)定時間后自動判斷檢測終點，顯示器顯示檢測結(jié)果并保存；當(dāng)檢出分解物含量異常時，啟動氣泵，對檢測儀內(nèi)部氣路進(jìn)行清洗，待所有傳感器復(fù)零后，重測或進(jìn)行下一設(shè)備的檢測； 步驟S25:檢測結(jié)束后，關(guān)閉檢測儀電源開關(guān)，將針形閥旋至關(guān)閉狀態(tài)；將所述排氣閥封板復(fù)原；用便攜式SF6氣體檢漏儀進(jìn)行檢漏，確保密封良好； 步驟S26:將尾氣收集袋中的氣體進(jìn)行回收處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用方法，其特征在于:所述步驟S08的檢測時間為10秒。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用方法，其特征在于:所述第一預(yù)定時間為20秒鐘，第二預(yù)定時間為2分鐘。
【文檔編號】G01N27/26GK103675612SQ201310515554
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月28日
【發(fā)明者】游榮文, 林芬 申請人:廈門加華電力科技有限公司