SF₆设备电气故障定位方法和装置的制作方法

专利名称：SF₆设备电气故障定位方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明属于一种SF6设备电气故障定位方法和装置，具体是一种基于多传感器包 含专家诊断系统的SF6设备电气故障定位方法和装置。
背景技术：
3&因其优越的绝缘、灭弧介质而广泛应用于高压电气设备中。随着国内电力工业 的迅速发展，从上个世纪80年代后，SF6电气设备逐渐取代传统的充油电气设备，为电力系 统的安全稳定、经济运行取得很好的效果。但由于设备在设计、制造、安装和运行维护等诸 方面存在的一些缺陷，影响了设备的正常运行，甚至酿成事故，因此及时检测出SF6电气设 备内部缺陷，对保证设备和电网的安全运行具有十分重要的意义。及早检测出SF6电气设 备故障，提高发供电可靠性及判断SF6电气设备是否需要检修是电力部门关注的重要问题。 目前，对于如何早期诊断SF6电气设备故障，传统的电气试验方法有时显得力不从心。通过 检测SF6电气设备中其他气体的含量判断电气设备是否发生故障。以此诊断电气设备故障， 是未来一个发展方向，有巨大的市场潜力和应用价值SF6电气设备内部故障时的分解产物主要是硫化物和氟化物。硫化物主要有S02、 H2S、SF4、S02F2、S0F2等；氟化物主要有HF、CF4和金属氟化物。上述的分解物中除S02、H2S 和CF4毒性小外，其它都是剧毒物，在设备内部的含量极少，又不稳定，其中SF4、S0F2等又会 水解产生稳定的S02和HF，因此，检测的S02浓度是直接分解和水解产物的总量。H2S是固 体绝缘材料分解的特征组分，在故障能量较大时才会产生。HF腐蚀性很强，传感器昂贵、寿 命短，现场检测的必要性不很大。CF4在新气中有约200 yl/L含量，若用这么大含量的增加 值来评价绝缘材料是否发生分解，其可靠性就大为降低。随着GIS的广泛应用，新的检测方 法和检测手段的提高，SF6气体放电分解组分检测与分析势必将成为SF6电气设备故障监测 和诊断的一种有效手段。作为预防性试验的目的是早期检出内部缺陷，而非进行综合诊断 因此在现场没有必要也不可能对各种热解产物都进行分析。

发明内容
本发明目的是针对现有技术存在的缺陷，传统方法主要通过气体取样实验室检 测，检测周期长，不能在线测量；或采用不可更换结构，传感器易中毒，装置必须返厂更换传 感器；无智能专家系统等缺点而研制的装置。本发明为实现上述目的，采用如下技术方案本发明SF6设备电气故障定位方法，SF6气体通过自封式进气口进入测量管道，通 过自动流量调节阀控制测量管道内的SF6气体的流量，SF6气体依次通过压力传感器、湿度 传感器、标准更换模块、流量传感器后通过自封式出气口排出气体，采用压力传感器、湿度 传感器、标准更换模块和流量传感器将采集的信号传到信号处理模块显示、上传。优选地，标准更换模块的信号采集方法如下采用S02传感器与H2S传感器检测测 量管道内的SF6气体，将检测信号通过前置放大板调理成统一的信号进入信号处理板，待测
3气体即SF6气体通过测量管道进入有害气体过滤腔过滤后输出。SF6S备电气故障定位装置，包括气体取样部分和气体检测处理部分，其中气体采 样部分包括自封式进气口、测量管道、自动流量控制阀、压力传感器、湿度传感器、标准更换 模块、流量传感器、自封式出气口，气体检测处理部分包括供电模块和信号处理板，自封式 进气口通过测量管道依次串接压力传感器、湿度传感器、标准更换模块、流量传感器、自封 式出气口，自封式进气口与压力传感器之间的测量管道上设置自动流量控制阀，自封式进 气口、自动流量控制阀、压力传感器、湿度传感器、标准更换模块、流量传感器和自封式出气 口分别通过电缆线与信号处理板14相连，供电模块给信号处理板供电。优选地，所述标准更换模块包括S02传感器、前置放大板、H2S传感器、有害气体过 滤腔和标准更换模块信号接口，so2传感器通过测量管道与H2S传感器相连，so2传感器通过 电缆线与前置放大板相连，H2s传感器通过测量管道与有害气体过滤腔相连，H2S传感器通 过电缆线与前置放大板相连，前置放大板通过标准更换模块信号接口(19)后通过电缆与 信号处理板连接。优选地，所述供电模块包括锂电池组、电池保护板、充电板和电压整理板，外部电 源通过供电接口与充电板相连，充电板通过电缆与电池保护板相连，电池保护板通过电缆 与锂电池组相连板，锂电池组通过电缆与电池保护板相连，电池保护板通过电缆与电压整 理板相连，电压整理板通过电缆与信号处理板相连。优选地，所述信号处理板上还设置触摸屏和显示屏，信号处理板分别与触摸屏和 显示屏连接。本发明通过对S0jPH2S、湿度的检测，从而诊断出设备内部故障。主要应用故障 定位，例行检测，局放监测，气体净化，过滤监测，故障高压接点检查，SF6分解产物检测，检 查开关内分解产物的产生。与现有技术相比本发明具有如下优点a)SF6设备电气故障定位装置气体采样部分进气、出气口采用自封式结构，在非测 量状态采样部分与外界空气隔绝可保证采样传感器处于最佳状态。b)SF6设备电气故障定位装置气体采样部分采用自动流量控制阀，工作状态下可 自动调节进气量大小，操作便捷，并可减少测量气体的用量，并可减少污染。c) SF6设备电气故障定位装置采样部分采用标准更换模块，该模块电气接口、外部 尺寸统一，可在传感器中毒情况下更换，并且该模块中含有气体净化干燥装置。可在工作状 态吸收SO2\H2S有毒气体，在非工作状态下保持气体管路的干燥。d)SF6设备电气故障定位装置信号处理板14部分拥有专家诊断系统，可为现场操 作人员提供科学的故障点判断。


图1是本发明结构示意图；图2是标准更换模块示意图；图3是供电模块示意图。图中标号1、自封式进气口 2、测量管道 3、自动流量控制阀 4、压力传感器 5、湿度传感器6、标准更换模块7、流量传感器8、自封式出气口 9、供电模块10、供
4电接口 11、触摸屏 12、上传接口 13、显示屏 14、信号处理板15、SO2传感器16、前 置放大板17、H2S传感器、18、有害气体过滤腔 19、标准更换模块信号接口 20、锂电池 组21、电池保护板块22、充电板、23电压整理板。
具体实施方式
下面结合附图对发明的技术方案进行详细说明如图1所示，SF6S备电气故障定位装置包括气体取样部分，气体检测处理部分。气体 采样部分包括自封式进气口 1、测量管道2、自动流量控制阀3、压力传感器4、湿度传感器5、标 准更换模块6、流量传感器7、自封式出气口 8。自封式进气口 1通过测量管道2与自动流量控 制阀3相连，自封式进气口 1通过电缆线与信号处理板14相连自动流量控制阀3通过电缆线 与信号处理板14相连，自动流量控制通过测量管道2与压力传感器4相连，压力传感器4通过 电缆线与信号处理板14相连，压力传感器4通过测量管道2与湿度传感器5相连，湿度传感器 5通过电缆线与信号处理板14相连，标准更换模块6通过测量管道2与流量传感器7相连，气 体标准更换模块6通过电缆线与信号处理板14相连，流量传感器7通过测量管道2与自封式 出气口 8，流量传感器7通过电缆线与信号处理板14相连，自封式出气口 8通过电缆线与信号 处理板14相连。气体检测处理部分包括供电模块9、供电接口 10、触摸屏11、上传接口 12、显示 屏13、信号处理板14，供电接口 10通过电缆与供电模块9相连，供电模块9通过电缆与信号处 理板14，并通过信号处理板14与显示屏13触摸屏11相连，信号处理板14通过电缆线与自封 式进气口 1、测量管道2、自动流量控制阀3、压力传感器4、湿度传感器5、标准更换模块6、流量 传感器7、自封式出气口 8、供电模块9、触摸屏11、上传接口 12、显示屏13相连。各传感器信号通过电缆线进入信号处理板14通过放大、模数转换处理、进入专家 诊断系统、给出故障描述，对数据进行显示、存贮并可通过上传接口 12上传。信号处理模块 通过电缆线控制自动流量控制阀3进行进气流量调节，控制自封进气口 1、自封式出气口 8 的通断，保证测量管路2的密封。如图2所示标准更换模块包括SO2传感器15、前置放大板16、H2S传感器17、有害 气体过滤腔18、标准更换模块信号接口 19，SO2传感器15通过测量管道2与H2S传感器17 相连，SO2传感器15通过电缆线与前置放大板16相连。H2S传感器17通过测量管道2与有 害气体过滤腔18相连，H2S传感器17通过电缆线与前置放大板16相连，前置放大板16通 过标准更换模块信号接口 19后通过电缆与信号处理板连接14。SO2传感器15与H2S传感 器17信号通过前置放大板16上的电路调理成统一的信号进入信号处理板14处理，待测气 体通过测量管道2进入有害气体过滤腔18，可测量的同时对S02、H2S气体进行一定量的吸 收处理，减少对环境的污染。图3所示供电模块包括锂电池组20，充电板22、电压整理板23、电池保护板21。供 电接口 10通过电缆与充电板22相连，充电板22通过电缆与电池保护板21相连，电池保护 板21通过电缆与锂电池组20相连板。锂电池组20通过电缆与电池保护板21相连，电池 保护板21通过电缆与电压整理板23相连，电压整理板23通过电缆与信号处理板14相连。 充电期间电流通过供电接口 10进入充电板22，经过整流降压进入电池保护21给锂电池组 20充电，供电期间电流由锂电池组20经过电池保护板21进入电压整理板23，通过对处理 给信号处理板14供电。
权利要求
一种SF6设备电气故障定位方法，其特征在于SF6气体通过自封式进气口(1)进入测量管道(2)，通过自动流量调节阀(3)控制测量管道(2)内的SF6气体的流量，SF6气体依次通过压力传感器(4)、湿度传感器(5)、标准更换模块(6)、流量传感器(7)后通过自封式出气口(8)排出气体，采用压力传感器、湿度传感器、标准更换模块和流量传感器将采集的信号传到信号处理模块显示、上传。
2.根据权利要求1所述的SF6设备电气故障定位方法，其特征在于标准更换模块的 信号采集方法如下采用SO2传感器(15)与H2S传感器(17)检测测量管道(2)内的SF6气 体，将检测信号通过前置放大板(16)调理成统一的信号进入信号处理板(14)，待测气体即 SF6气体通过测量管道(2)进入有害气体过滤腔(18)过滤后输出。
3.—种SF6设备电气故障定位装置，其特征在于包括气体取样部分和气体检测处理 部分，其中气体采样部分包括自封式进气口(1)、测量管道(2)、自动流量控制阀(3)、压力 传感器(4)、湿度传感器(5)、标准更换模块(6)、流量传感器(7)、自封式出气口(8)，气体 检测处理部分包括供电模块(9)和信号处理板(14)，自封式进气口⑴通过测量管道(2) 依次串接压力传感器(4)、湿度传感器(5)、标准更换模块(6)、流量传感器(7)、自封式出气 口(8)，自封式进气口(1)与压力传感器(4)之间的测量管道(2)上设置自动流量控制阀 (3)，自封式进气口(1)、自动流量控制阀(3)、压力传感器(4)、湿度传感器(5)、标准更换模 块(6)、流量传感器(7)和自封式出气口⑶分别通过电缆线与信号处理板14相连，供电模 块(9)给信号处理板(14)供电。
4.根据权利要求3所述的SF6S备电气故障定位装置，其特征在于所述标准更换模块 (6)包括SO2传感器(15)、前置放大板(16)、H2S传感器(17)、有害气体过滤腔(18)和标准 更换模块信号接口(19)，SO2传感器(15)通过测量管道(2)与H2S传感器(17)相连，SO2 传感器(15)通过电缆线与前置放大板(16)相连，H2S传感器(17)通过测量管道(2)与有 害气体过滤腔(18)相连，H2S传感器(17)通过电缆线与前置放大板(16)相连，前置放大板 (16)通过标准更换模块信号接口(19)后通过电缆与信号处理板(14)连接。
5.根据权利要求3所述的SF6S备电气故障定位装置，其特征在于所述供电模块(9) 包括锂电池组(20)、电池保护板(21)、充电板(22)和电压整理板(23)，外部电源通过供电 接口(10)与充电板(22)相连，充电板(22)通过电缆与电池保护板(21)相连，电池保护板 (21)通过电缆与锂电池组(20)相连板，锂电池组(20)通过电缆与电池保护板(21)相连， 电池保护板(21)通过电缆与电压整理板(23)相连，电压整理板(23)通过电缆与信号处理 板(14)相连。
6.根据权利要求3至5所述的SF6S备电气故障定位装置，其特征在于所述信号处理 板(14)上还设置触摸屏(11)和显示屏(13)，信号处理板(14)分别与触摸屏(11)和显示 屏(13)连接。
全文摘要
本发明公布了一种定位SF6设备电气故障的方法及装置，本发明方法通过多路采集装置同时采集SF6电气设备中的气体组分，通过对各个气体组分的分析确定SF6电气设备的故障。本发明装置由气体取样部分，气体检测处理部分组成。本发明适合于电力系统中SF6气体充当绝缘和灭弧介质的电气设备故障监测和诊断。可快速定位故障气室、辅助分析气室故障原因。
文档编号G01R31/08GK101839959SQ201010175830
公开日2010年9月22日 申请日期2010年5月18日 优先权日2010年5月18日
发明者蔡毅敏 申请人:蔡毅敏