一種氣體絕緣母線接頭接觸狀態檢測裝置及方法與流程

2023-09-12 10:01:10 1

本發明屬於電氣設備電接觸狀態檢測技術領域，涉及一種氣體絕緣母線接頭接觸狀態檢測裝置及方法，具體地說，涉及一種基於磁傳感器陣列的氣體絕緣母線接頭接觸狀態檢測裝置及方法。

背景技術：

氣體絕緣母線(Gas Insulated Bus,GIB)採用絕緣性能優良的SF6氣體代替空氣，並通過一系列相互連接的封閉金屬母線間隔來實現高電壓，大電流電能的輸送，因其佔地面積小、無功損耗低、運行可靠性高以及良好的景觀協調性等優點在電力系統得到了日益廣泛的應用。氣體絕緣母線大量採用插接式接頭用以補償裝配公差和運行過程中產生熱應力作用，但由於接頭接觸退化失效引起的過熱和放電事故時有發生嚴重危及設備和電力系統的安全穩定運行。

目前，針對氣體絕緣母線接頭接觸狀態的檢測方法主要分為基於迴路電阻和局放的電測法，以及基於溫升和振動的非電測法。然而在實際使用過程中存在作為檢測信號的溫度、振動與接頭的接觸狀態函數關係不明確，失效閾值選擇困難的不足。迴路電阻測試必須在停電條件下進行且較易掩蓋電氣迴路中單個接頭的接觸隱患。局放信號產生於接頭過熱熔化後，此時接頭的接觸故障已經發生因而沒有足夠的預警時間。由於氣體絕緣母線的密封設計和絕緣要求，難以直接將溫度傳感器置於內部接頭表面，通過殼體的間接測量存在較大的滯後性。

技術實現要素：

本發明的目的在於克服上述技術存在的缺陷，提供一種氣體絕緣母線接頭接觸狀態檢測裝置及方法。

其具體技術方案為：

一種氣體絕緣母線接頭接觸狀態檢測裝置，包括用於待測氣體絕緣母線設備1、布置在設備接頭2和殼體3周邊檢測斷面上的磁場傳感器陣列4，磁場測量數據通過信號線5穿過氣體絕緣母線殼體端子板6與接觸狀態分析模塊7連接。

在現場測試中，根據氣體絕緣母線接頭空間位置，在氣體絕緣母線接頭周邊以及殼體內壁設置磁場傳感器陣列；獲得氣體絕緣母線接頭周邊的空間磁場數據，根據檢測斷面的磁場空間分布與接頭電接觸狀態之間的對應關係，通過對磁場分布特性對比分析獲取氣體絕緣母線接頭的實時接觸狀況。

進一步，所述磁場傳感器陣列的空間布局，根據氣體絕緣母線接頭空間位置將活動端觸頭與導體接觸截面作為檢測斷面，將檢測斷面上距離接頭10mm以及殼體內壁的周向路徑作為檢測路徑；將磁場傳感器沿檢測路徑等角度布置，且磁場傳感器的數目與觸點數目保持一致。

一種氣體絕緣母線接頭接觸狀態檢測方法，包括以下步驟：

1)根據所述氣體絕緣母線接頭位置確定監測斷面及磁傳感器陣列布置；

2)測量獲取氣體絕緣母線接頭不同接觸狀態下檢測斷面上磁場空間分布；

3)通過物理模擬試驗和數值仿真，建立監測斷面磁場分布特性與接頭電接觸狀態之間的對應關係；

4)根據所建立的監測斷面磁場分布特性與接頭電接觸狀態之間的對應關係，通過磁場測量實現對所述對象的電接觸狀態檢測。

進一步，通過在氣體絕緣母線殼體開設密封端子排搭建物理試樣，通過電流源對試樣提供測試電流，通過布設在接頭斷面磁場傳感器陣列測取不同接觸失效模式下的氣體絕緣母線接頭周邊空間磁場分布。

與現有技術相比，本發明的有益效果為：

本發明可實現氣體絕緣開關設備母線接頭各觸點接觸狀態的快速準確檢測，同時，藉助本發明可對氣體絕緣母線設置多個監測斷面，實現對整個迴路接頭的接觸狀態進行全面監測。

附圖說明

圖1為本發明氣體絕緣母線接頭接觸狀態檢測裝置的結構示意圖；

圖2為本發明氣體絕緣母線接頭接觸狀態檢測方法的流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明的技術方案作進一步詳細地說明。

一種氣體絕緣母線接頭接觸狀態檢測裝置，如圖1所示，該氣體絕緣母線接頭接觸狀態檢測裝置包括用於待測氣體絕緣母線設備1、布置在設備接頭2和殼體3周邊檢測斷面上的磁場傳感器陣列4，磁場測量數據通過信號線5穿過氣體絕緣母線殼體端子板6與接觸狀態分析模塊7連接。

在現場測試中，根據氣體絕緣母線接頭空間位置，在氣體絕緣母線接頭周邊以及殼體內壁設置磁場傳感器陣列；獲得氣體絕緣母線接頭周邊的空間磁場數據，根據檢測斷面的磁場空間分布與接頭電接觸狀態之間的對應關係，通過對磁場分布特性對比分析獲取氣體絕緣母線接頭的實時接觸狀況。

根據電磁場理論，導體通過電流時將在周邊產生感應磁場，氣體絕緣母線接頭為多觸點並聯的導體系統，當觸點電接觸狀態發生變化時，電流分配關係的變化將引起周邊空間磁場畸變，利用接頭空間磁場的分布特徵可判斷氣體絕緣母線接頭的電接觸狀態；本發明在實施過程中，通過在氣體絕緣母線接頭周邊以及殼體內壁設置磁場傳感器陣列；獲得氣體絕緣母線接頭周邊的空間磁場數據，根據檢測斷面的磁場空間分布與接頭電接觸狀態之間的對應關係，通過對磁場分布特性對比分析獲取氣體絕緣母線接頭的實時接觸狀況。

實施例

一種氣體絕緣母線接頭接觸狀態檢測方法，包括以下步驟：

S101，根據所述氣體絕緣母線接頭位置確定監測斷面及磁傳感器陣列布置，具體為：根據氣體絕緣母線接頭空間位置將活動端觸頭與導體接觸截面作為檢測斷面，將檢測斷面上距離接頭10mm以及殼體內壁的周向路徑作為檢測路徑；將磁場傳感器沿檢測路徑等角度布置，且磁場傳感器的數目與觸點數目保持一致；

S102，測量獲取氣體絕緣母線接頭不同接觸狀態下檢測斷面上的磁場空間分布，其主要實現過程為：通過在氣體絕緣母線殼體開設密封端子排搭建物理試樣，通過電流源對試樣提供測試電流，通過布設在接頭斷面磁場傳感器陣列測取不同接觸失效模式下的氣體絕緣母線接頭周邊空間磁場分布；

S103，通過物理模擬試驗和數值仿真，建立監測斷面磁場分布特性與接頭電接觸狀態之間的對應關係；對不同母線接頭接觸狀態下的氣體絕緣建立電磁場數值仿真模型，計算獲得檢測斷面的磁場空間分布與接頭電接觸狀態之間的對應關係；

S104，根據所建立的監測斷面磁場分布特性與接頭電接觸狀態之間的對應關係，通過磁場測量實現對所述對象的電接觸狀態檢測。以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，本發明的保護範圍不限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明披露的技術範圍內，可顯而易見地得到的技術方案的簡單變化或等效替換均落入本發明的保護範圍內。