一種gis的盆式絕緣子松動(dòng)監(jiān)測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種GIS的盆式絕緣子松動(dòng)監(jiān)測(cè)方法，屬于電氣自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域。該方法執(zhí)行如下步驟：1）在所述盆式絕緣子的法蘭面上安裝加速傳感器；2）利用錘擊法測(cè)量（錘擊對(duì)象/盆式絕緣子）的第一頻響曲線，并通過信號(hào)采集模塊進(jìn)行采集，將采集到的第一頻響曲線進(jìn)行存儲(chǔ)；3）當(dāng)對(duì)所述GIS進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，以步驟2）中相同的激勵(lì)值來獲得所述盆式絕緣子當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)下的第二頻響曲線，并以此判斷是否松動(dòng)。該方法通過對(duì)盆式絕緣子的振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并將該數(shù)據(jù)與正常狀態(tài)下的振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，用已知的激振力，以可控的方法來激勵(lì)被測(cè)固體試件，同時(shí)測(cè)量輸入和輸出信號(hào)，通過傳遞函數(shù)分析，得到系統(tǒng)各階固有頻率。
【專利說明】
一種GIS的盆式絕緣子松動(dòng)監(jiān)測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種GIS的盆式絕緣子松動(dòng)監(jiān)測(cè)方法，屬于電氣自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 氣體絕緣組合電器(Gas Insulated Switchgear，簡(jiǎn)稱GIS)是把變電所里各種電 氣設(shè)備除變壓器外全部組合裝配在一個(gè)封閉的金屬外殼里，GIS氣室由盆式絕緣子隔離且 室內(nèi)充有一定壓強(qiáng)的SF6氣體，以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)體對(duì)外殼、相間以及斷口間的可靠絕緣。GIS具有結(jié) 構(gòu)緊湊、運(yùn)行可靠性高和安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。
[0003] GIS中的盆式絕緣子起到隔離氣室和支撐高壓導(dǎo)電桿的作用，盆式絕緣子一般是 由螺栓通過法蘭孔連接固定。當(dāng)GIS的制造、運(yùn)輸和安裝的不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致螺栓固定的失效;此 外受電磁力的作用，GIS運(yùn)行時(shí)長時(shí)間的振動(dòng)也會(huì)降低螺栓的緊固效果，這就導(dǎo)致了盆式絕 緣子的松動(dòng)故障。盆式絕緣子松動(dòng)將導(dǎo)致SF6氣體的泄漏從而影響整個(gè)GIS系統(tǒng)的運(yùn)行安 全。
[0004] 現(xiàn)有對(duì)于GIS的監(jiān)測(cè)/檢測(cè)通常是圍繞GIS設(shè)備的氣壓進(jìn)行的，當(dāng)能夠檢測(cè)出氣壓 問題時(shí)，GIS已出現(xiàn)運(yùn)行安全的問題，需要進(jìn)行維護(hù)，并不能在即將出現(xiàn)問題時(shí)防患于未然。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提出一種可以在產(chǎn)生輕微松動(dòng) 時(shí)便能夠得以檢測(cè)出的GIS的盆式絕緣子松動(dòng)監(jiān)測(cè)方法。
[0006] 本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問題提出的技術(shù)方案是：一種GIS的盆式絕緣子松動(dòng)監(jiān) 測(cè)方法，執(zhí)行如下步驟：
[0007] 1)在所述盆式絕緣子的法蘭面上安裝加速傳感器；
[0008] 所述加速傳感器沿所述法蘭面的軸向安裝于所述法蘭面上；
[0009] 所述傳感器為吸附式傳感器的；
[0010] 2)利用錘擊法測(cè)量盆式絕緣子的第一頻響曲線，并通過信號(hào)采集模塊進(jìn)行采集， 將采集到的第一頻響曲線進(jìn)行存儲(chǔ)；
[0011] 3)當(dāng)對(duì)所述GIS進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，以步驟2)中相同的激勵(lì)值來獲得所述盆式絕緣子當(dāng) 前運(yùn)行狀態(tài)下的第二頻響曲線，并將所述第二頻響曲線的數(shù)據(jù)與第一頻響曲線的數(shù)據(jù)進(jìn)行 比較，并判斷是否松動(dòng)；
[0012] 若第二頻響曲線與第一頻響曲線相比，第二頻響曲線與第一頻響曲線的同階頻率 減小且振幅增大，則所述盆式絕緣子出現(xiàn)松動(dòng)，需要發(fā)出松動(dòng)報(bào)警；
[0013] 若第二頻響曲線與第一頻響曲線相比，各階頻率和振幅一致或基本一致，則所述 盆式絕緣子運(yùn)行正常。
[0014] 上述技術(shù)方案的改進(jìn)是:取所述第一頻響曲線大于1000Hz的頻率點(diǎn)后的前i階固 有頻率PiQ及振幅H i0;
[0015] 取所述第二頻響曲線大于1000Hz的頻率點(diǎn)后的前i階固有頻率Pi及振幅Hi;
[0016] 其中，i 彡3。
[0017] 上述技術(shù)方案的改進(jìn)是:若Pi〈Pi()且Hi>Hi0且
則所述盆式絕緣子松動(dòng)，其中，S為判別系數(shù)，k為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，α為閥值。
[0018] 上述技術(shù)方案的改進(jìn)是：閥值α設(shè)置為0.1-0.2，經(jīng)驗(yàn)系數(shù)k設(shè)置為0.005。
[0019] 上述技術(shù)方案的改進(jìn)是:所述傳感器安裝于所述法蘭面的緊固螺栓的按頭上。
[0020] 上述技術(shù)方案的改進(jìn)是：使用力錘對(duì)法蘭面進(jìn)行敲擊，力錘的運(yùn)動(dòng)方向垂直于所 述法蘭面。
[0021] 本發(fā)明采用上述技術(shù)方案的有益效果是:本發(fā)明通過對(duì)盆式絕緣子的振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn) 行監(jiān)測(cè)，并將該數(shù)據(jù)與正常狀態(tài)下的振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，用已知的激振力，以可控的方法來 激勵(lì)被測(cè)固體試件，同時(shí)測(cè)量輸入和輸出信號(hào)，通過傳遞函數(shù)分析，得到系統(tǒng)各階固有頻 率。
[0022] 1)本發(fā)明以盆式絕緣子的緊固螺栓作為監(jiān)測(cè)對(duì)象，一般情況下緊固螺栓產(chǎn)生輕微 松動(dòng)時(shí)，盆式絕緣子還未出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，所以本方法相較于監(jiān)測(cè)漏氣的設(shè)備而言，可以更先 一步的檢測(cè)出GIS出現(xiàn)漏氣的可能性，防患于未然；
[0023] 2)本發(fā)明為了防止監(jiān)測(cè)出問題，取頻響曲線1000Hz后的頻點(diǎn)防止管道的固有頻率 對(duì)頻點(diǎn)的影響，并以至少3階的頻率和幅值進(jìn)行比較，以防止模態(tài)頻率反應(yīng)不全面，影響判 斷。
【附圖說明】
[0024] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明：
[0025] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例的盆式絕緣子及本發(fā)明部分設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例的盆式絕緣子正常狀態(tài)下的頻響曲線。
[0027] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例的盆式絕緣子的緊固螺栓松動(dòng)30%時(shí)的頻響曲線。
[0028] 圖4是本發(fā)明是實(shí)施例的盆式絕緣子的緊固螺栓松動(dòng)60%時(shí)的頻響曲線。
[0029] 盆式絕緣子1、法蘭面2、緊固螺栓3、加速傳感器4。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 實(shí)施例
[0031] 本實(shí)施例的一種GIS的盆式絕緣子松動(dòng)監(jiān)測(cè)方法，執(zhí)行如下步驟：
[0032] 1)如圖1所示，在所述盆式絕緣子的法蘭面上安裝加速傳感器；
[0033] 所述加速傳感器沿所述法蘭面的軸向安裝于所述法蘭面上；
[0034]所述傳感器為吸附式傳感器的；
[0035] 2)利用錘擊法測(cè)量盆式絕緣子的第一頻響曲線，并通過信號(hào)采集模塊進(jìn)行采集， 將采集到的第一頻響曲線進(jìn)行存儲(chǔ)；
[0036] 3)當(dāng)對(duì)所述GIS進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，以步驟2)中相同的激勵(lì)值來獲得所述盆式絕緣子當(dāng) 前運(yùn)行狀態(tài)下的第二頻響曲線，并將所述第二頻響曲線的數(shù)據(jù)與第一頻響曲線的數(shù)據(jù)進(jìn)行 比較，并判斷是否松動(dòng)；
[0037] 若第二頻響曲線與第一頻響曲線相比，第二頻響曲線與第一頻響曲線的同階頻率 減小且振幅增大，則所述盆式絕緣子出現(xiàn)松動(dòng)，需要發(fā)出松動(dòng)報(bào)警；
[0038]若第二頻響曲線與第一頻響曲線相比，各階頻率和振幅一致或基本一致，則所述 盆式絕緣子運(yùn)行正常。
[0039]本實(shí)施例的取所述第一頻響曲線大于1000Hz的頻率點(diǎn)后的前i階固有頻率PiQ及振 幅 Hi〇;
[0040]取所述第二頻響曲線大于1000Hz的頻率點(diǎn)后的前i階固有頻率Pi及振幅Hi;其中，i ^3〇
[0041 ]
，則所述盆式絕緣 子松動(dòng)，其中，S為判別系數(shù)，k為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，α為閥值。
[0042] 本實(shí)施例的閥值α設(shè)置為0.1-0.2，經(jīng)驗(yàn)系數(shù)k設(shè)置為0.005。
[0043]本實(shí)施例的所述傳感器安裝于所述法蘭面的緊固螺栓的按頭上。
[0044] 本實(shí)施例的使用力錘對(duì)法蘭面進(jìn)行敲擊，力錘的運(yùn)動(dòng)方向垂直于所述法蘭面。
[0045] 本實(shí)施例的加速度傳感器模塊軸向吸附在盆式絕緣子固定螺栓的按頭、加速度傳 感器模塊和沖擊力錘模塊均與信號(hào)采集模塊連接，信號(hào)采集模塊與分析控制模塊連接，信 號(hào)采集模塊將螺栓和力錘敲擊的加速度信號(hào)輸送至分析控制模塊;分析控制模塊判別故 障，并將處理結(jié)果輸送至輸出報(bào)警模塊。
[0046] 本實(shí)施例利用振動(dòng)系統(tǒng)的線性特性，用已知的激振力，以可控的方法來激勵(lì)被測(cè) 固體試件，同時(shí)測(cè)量輸入和輸出信號(hào)，通過傳遞函數(shù)分析，得到系統(tǒng)的各階固有頻率。響應(yīng) 與激振力之間的關(guān)系可用導(dǎo)納Y表示：
[0048] 式中：u= ω / ω。為頻率比;D = P/ω 〇。
[0049] 本實(shí)施例的閥值α設(shè)置為0.2，經(jīng)驗(yàn)系數(shù)k設(shè)置為0.005。
[0050] 以華北電力大學(xué)對(duì)某臺(tái)250kV的GIS平臺(tái)開展盆式絕緣子松動(dòng)試驗(yàn)，測(cè)取松動(dòng)緊固 螺栓前后的頻響曲線。加速度振動(dòng)傳感器軸向靈敏度為20pC/g，最大橫向靈敏度小于5%， 測(cè)量頻率為〇. 5kHz-12kHz。通過尼高力數(shù)據(jù)采集儀采集，采樣頻率為10kHz。試驗(yàn)過程設(shè)置 兩種松動(dòng)螺栓的狀態(tài)，分別是松動(dòng)30%和60%。
[0051] 利用錘擊法測(cè)量正常狀態(tài)下的頻響曲線，如圖2所示；
[0052]由圖2可知，螺栓正常狀態(tài)下大于1000Hz的前5階固有頻率極其幅值見表1。
[0055]表1螺栓正常狀態(tài)下頻響曲線中大于1000Hz的前5階固有頻率極其幅值 [0056]利用錘擊法測(cè)量螺栓松動(dòng)30 %狀態(tài)下的頻響曲線，如圖3所示；
[0057]由圖3可知，螺栓松動(dòng)30 %狀態(tài)下大于1000Hz的前5階固有頻率極其幅值見表2。
[0059]表2螺栓松動(dòng)30 %狀態(tài)下頻響曲線中大于1000Hz的前5階固有頻率極其幅值 [0060]根據(jù)之前測(cè)得的數(shù)據(jù)，計(jì)算判別系數(shù)S。由S = 0.3052>a = 0.2,判定盆式絕緣子松 動(dòng)，需要緊固螺栓。
[0061 ]利用錘擊法測(cè)量螺栓松動(dòng)60%狀態(tài)下的頻響曲線，如圖4所示；
[0062]由圖4可知，螺栓松動(dòng)60 %狀態(tài)下大于1000Hz的前5階固有頻率極其幅值見表3。
[0064]表3螺栓松動(dòng)60 %狀態(tài)下頻響曲線中大于1000Hz的前5階固有頻率極其幅值 [0065]根據(jù)之前測(cè)得的數(shù)據(jù)，計(jì)算判別系數(shù)S。由S = 0.3088>a = 0.2,判定盆式絕緣子松 動(dòng)，需要緊固螺栓。
[0066] 當(dāng)閾值α選定越小，對(duì)于松動(dòng)的判斷月靈敏，至少為0.1。
[0067] 本發(fā)明不局限于上述實(shí)施例。凡采用等同替換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要 求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種GIS的盆式絕緣子松動(dòng)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于執(zhí)行如下步驟： 1) 在所述盆式絕緣子的法蘭面上安裝加速傳感器； 所述加速傳感器沿所述法蘭面的軸向安裝于所述法蘭面上； 所述傳感器為吸附式傳感器的； 2) 利用鍵擊法測(cè)量所述盆式絕緣子的第一頻響曲線，并通過信號(hào)采集模塊進(jìn)行采集， 將采集到的第一頻響曲線進(jìn)行存儲(chǔ)； 3) 當(dāng)對(duì)所述GIS進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，W步驟2)中相同的激勵(lì)值來獲得所述盆式絕緣子當(dāng)前運(yùn) 行狀態(tài)下的第二頻響曲線，并將所述第二頻響曲線的數(shù)據(jù)與第一頻響曲線的數(shù)據(jù)進(jìn)行比 較，并判斷是否松動(dòng)； 若第二頻響曲線與第一頻響曲線相比，第二頻響曲線與第一頻響曲線的同階頻率減小 且振幅增大，則所述盆式絕緣子出現(xiàn)松動(dòng)，需要發(fā)出松動(dòng)報(bào)警； 若第二頻響曲線與第一頻響曲線相比，各階頻率和振幅一致或基本一致，則所述盆式 絕緣子運(yùn)行正常。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的GIS的盆式絕緣子松動(dòng)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：取所述第一頻 響曲線大于1000化的頻率點(diǎn)后的自U i階固有頻率Pio及振幅出0; 取所述第二頻響曲線大于1000化的頻率點(diǎn)后的前i階固有頻率Pi及振幅出； 其中，i>3。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的GIS的盆式絕緣子松動(dòng)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于:若Pi< Pio且出〉 出0且，則所述盆式絕緣子松動(dòng)，其中，S 為判別系數(shù)，A為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，α為閥值。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的GIS的盆式絕緣子松動(dòng)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：閥值α設(shè)置為 0.1-0.2，經(jīng)驗(yàn)系數(shù)A設(shè)置為0.005。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的GIS的盆式絕緣子松動(dòng)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于:所述傳感器安 裝于所述法蘭面的緊固螺栓的按頭上。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的GIS的盆式絕緣子松動(dòng)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于:使用力鍵對(duì)法 蘭面進(jìn)行敲擊，力鍵的運(yùn)動(dòng)方向垂直于所述法蘭面。
【文檔編號(hào)】G01M13/00GK106092544SQ201610519913
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年7月4日
【發(fā)明人】許洪華, 劉寶穩(wěn), 王春寧, 馬宏忠, 張琳, 崔楊柳
【申請(qǐng)人】國網(wǎng)江蘇省電力公司南京供電公司, 國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)江蘇省電力公司, 河海大學(xué)