专利名称：Gis母线接头过热性故障的检测方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电气设备的故障检测领域，特别是涉及一种GIS母线接头过热性故障的检测方法以及一种GIS母线接头过热性故障的检测装置。
背景技术：
随着GIS (Gas Insulated Switchgear,气体绝缘开关设备)大量的投入使用，因接触不良导致GIS母线接头过热而引发的事故时有发生，已成为GIS设备的典型故障之一。由GIS母线接头的过热性故障机理可知，GIS母线接头因接触不良开始发热直至发生事故是一个长期的过程，因此通过开展GIS母线接头温度在线监测或巡检，及时发现过热性故障并采取对策预防事故发生，对于电力系统的安全与稳定运行具有重要意义。
目前，由于GIS母线接头温度的在线监测系统尚未普及且成本较高，因此传统的GIS母线接头过热性故障的检测方法多采取外壳温度定期巡检的方式。然而凭借有限的巡检温度数据往往难以反映外壳温升的变化规律，且仅能够定性地判断外壳温升是否过高，无法有效地检测GIS母线接头过热性故障，从而不利于保障电力系统的安全与稳定运行。
发明内容
基于此，有必要针对上述无法有效地检测GIS母线接头过热性故障的问题，提供一种GIS母线接头过热性故障的检测方法及装置。为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案一种GIS母线接头过热性故障的检测方法，包括以下步骤根据典型不良接触条件下GIS母线接头的外壳温度值、接触电阻值、负荷电流值与环境温度值之间的关系建立函数关系式；按照预设的温度巡检周期定期进行巡检，测得当前周期内GIS母线接头的外壳温度值、负荷电流值以及环境温度值，并根据所述函数关系式计算得出GIS母线接头的巡检接触电阻值；将所述巡检接触电阻值与正常接触情况下GIS母线接头的接触电阻值进行比较，判断是否发生故障。一种GIS母线接头过热性故障的检测装置，包括函数建立模块，用于根据典型不良接触条件下GIS母线接头的外壳温度值、接触电阻值、负荷电流值与环境温度值之间的关系建立函数关系式；巡检接触电阻值计算模块，用于按照预设的温度巡检周期定期进行巡检，测得当前周期内GIS母线接头的外壳温度值、负荷电流值以及环境温度值，并根据所述函数关系式计算得出GIS母线接头的巡检接触电阻值；比较判断模块，用于将所述巡检接触电阻值与正常接触情况下GIS母线接头的接触电阻值进行比较，判断是否发生故障。由以上方案可以看出，本发明的GIS母线接头过热性故障的检测方法及装置，深层次的分析了引起GIS母线接头过热性故障的原因，得出了导体与触头接触不良导致接触电阻升高才是引起GIS母线接头过热性故障的根本原因，因此在检测GIS母线接头过热性故障过程中，首先通过巡检测得GIS母线接头外壳温度，然后进一步的根据外壳温度获取接触电阻，最后根据接触电阻来判断是否发生了故障。本发明的GIS母线接头过热性故障的检测方法及装置解决了传统的GIS温度巡检难以检测出接头过热性故障的不足，能够更有效地检测GIS母线接头过热性故障，为开展GIS母线接头温度巡检提供了理论依据和技术支持，有利于保障电力系统的安全与稳定运行。
图I为本发明一种GIS母线接头过热性故障的检测方法的流程示意图；图2为本发明一种GIS母线接头过热性故障的检测装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体的实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述。参见图I所示，一种GIS母线接头过热性故障的检测方法，包括以下步骤步骤S101，根据典型不良接触条件下GIS母线接头的外壳温度值、接触电阻值、负荷电流值与环境温度值之间的关系建立函数关系式。在GIS母线接头过热性故障过程中，GIS母线接头外壳温度受到接触电阻、负荷电流以及环境温度的综合影响。为此本发明中结合典型不良接触条件下GIS母线接头的传热特性，计算接触电阻、负荷电流以及环境温度综合作用下GIS母线接头的外壳温度，建立外壳温度Tt、接触电阻R、负荷电流I以及环境温度Ta的函数关系R=f (I, Ta, Tt)，利用该建立的函数关系可以反推巡检时的接触电阻。步骤S102，按照预设的温度巡检周期定期进行巡检，测得当前周期内GIS母线接头的外壳温度值、负荷电流值以及环境温度值，并根据所述函数关系式R=f (I, Ta, Tt)反推计算得出当前GIS母线接头的接触电阻值。为了与前面的典型不良接触条件下的接触电阻值以及后面出现的正常接触情况下GIS母线接头的接触电阻值进行有效区分，此处可将本步骤中计算得到的接触电阻值记为“巡检接触电阻值”。步骤S103，将所述巡检接触电阻值与正常接触情况下GIS母线接头的接触电阻值进行比较，判断是否发生故障。作为一个较好的实施例，所述正常接触情况下GIS母线接头的接触电阻值可以取IOy Q。即如果当前测得的巡检接触电阻值小于IOy Q，说明GIS母线接头处于正常的无故障情况下，只需要维持之前的温度巡检周期定期检测即可；若巡检接触电阻大于或等于IOu Q,则我们认为发生了故障，此时需要采取相应的措施。由于经过研究发现接触电阻升高才是引起GIS母线接头过热性故障的根本原因。因此在GIS母线接头过热性故障过程中，GIS母线接头接触电阻的变化相比外壳温度的变化更能够从本质上反映GIS母线接头过热性故障发展程度，因此本发明的方法能够有效地检测GIS母线接头过热性故障。作为一个较好的实施例，所述步骤S102按照预设的温度巡检周期定期进行巡检之前，还可以包括如下步骤
步骤S1021，根据GIS母线接头过热性故障机理，分析典型不良接触条件下，GIS母线接头过热性故障过程中接触电阻随时间变化的规律，将GIS母线接头过热性故障从开始发热直至发生事故的全过程划分为故障程度从轻到重的三个阶段接触电阻缓慢上升的阶段、接触电阻稳定上升的阶段以及接触电阻迅速上升的阶段。具体的，可以根据接触电阻值-时间平均斜率的大小来进行故障阶段划分—、接触电阻值-时间平均斜率k ( 1%的故障初期阶段；二、接触电阻值-时间平均斜率1% < k彡5%的故障中期阶段；三、接触电阻值-时间平均斜率k > 5%的故障后期阶段。另外需要说明的是，上述典型不良接触包括导体与触头对接不同心和对接深度不足两种典型不良接触。步骤S1022，上述三个阶段如果根据持续时间来进行排序，则可以得到一个持续时 间最短的故障阶段，因此可以将所述三个阶段中最短的持续时间设定为所述预设的温度巡检周期。将最短的持续时间设定为无故障情况下的温度巡检周期，其目的在于确保巡检能够尽早发现可能存在的过热性故障。作为一个较好的实施例，在所述步骤S103判断是否发生故障之后，还可以包括如下步骤步骤S104，若判断没有发生故障，则返回步骤S102继续按照预设的温度巡检周期定期进行巡检；步骤S105，若判断发生了故障步骤S1051，首先根据所述巡检接触电阻值计算当前周期内巡检接触电阻值-时间平均斜率。可以以时间值为横坐标、以前面各周期内测得的巡检接触电阻值为纵坐标绘制平面坐标系，然后通过坐标计算得出平均斜率k，这个过程属于公知技术，此处不予赘述；步骤S1052，根据所述当前周期内巡检接触电阻值-时间平均斜率k判断当前所处的故障阶段，以采取对应的措施。上述对应的措施，具体可以如下—、若处于故障初期阶段(即k ( 1%)，则在原来预设的巡检周期的基础上，适当提高温度巡检密度即可；二、若处于故障中期阶段(S卩1% < k彡5%)，则需要在故障初期阶段所采取的巡检周期基础上进一步提高温度巡检密度，同时还要开展停电检修的相关准备工作，以在合适的时候安排停电检修；三、若处于故障后期阶段(即k > 5%)，则应尽快对该段GIS母线停电并安排检修，预防事故发生。与上述一种GIS母线接头过热性故障的检测方法相对应的，本发明还提供一种GIS母线接头过热性故障的检测装置，如图2所示，包括函数建立模块101，用于根据典型不良接触条件下GIS母线接头的外壳温度值、接触电阻值、负荷电流值与环境温度值之间的关系建立函数关系式；巡检接触电阻值计算模块102，用于按照预设的温度巡检周期定期进行巡检，测得当前周期内GIS母线接头的外壳温度值、负荷电流值以及环境温度值，并根据所述函数关系式计算得出GIS母线接头的巡检接触电阻值；
比较判断模块103，用于将所述巡检接触电阻值与正常接触情况下GIS母线接头的接触电阻值进行比较，判断是否发生故障。作为一个较好的实施例，本发明的装置还可以包括故障阶段划分模块、巡检周期设定模块；所述故障阶段划分模块用于根据典型不良接触条件下GIS母线接头过热性故障过程中接触电阻值随时间变化的规律，将GIS母线接头过热性故障从开始发热直至发生事故的全过程划分为故障程度从轻到重的三个阶段接触电阻值-时间平均斜率1%的故障初期阶段、接触电阻值-时间平均斜率1% <k^ 5%的故障中期阶段、接触电阻值-时间平均斜率k > 5%的故障后期阶段；所述巡检周期设定模块用于将所述三个阶段中最短的持续时间设定为所述预设的温度巡检周期。将最短的持续时间设定为无故障情况下的温度巡检周期，其目的在于确保巡检能够尽早发现可能存在的过热性故障。作为一个较好的实施例，本发明的装置还可以包括平均斜率计算模块，用于若所述比较判断模块103经过判断得出确实发生了故障，则可以根据计算得到的巡检接触电阻值计算当前周期内巡检接触电阻值-时间平均斜率；故障阶段判定模块，用于根据所述当前周期内巡检接触电阻值-时间平均斜率判断当前所处的故障阶段，以采取对应的措施。上述对应的措施，具体可以如下一、若处于故障初期阶段(即若巡检接触电阻值-时间平均斜率k<l%)，则在原来预设的巡检周期的基础上，适当提高温度巡检密度即可；二、若处于故障中期阶段(即1% < k彡5%)，则需要在故障初期阶段所采取的巡检周期基础上进一步提高温度巡检密度，同时还要开展停电检修的相关准备工作，以在合适的时候安排停电检修；三、若处于故障后期阶段(即k > 5%)，则应尽快对该段GIS母线停电并安排检修，预防事故发生。作为一个较好的实施例，所述正常接触情况下GIS母线接头的接触电阻值为10 U Q。本发明的一种GIS母线接头过热性故障的检测装置的其它技术特征与上述一种GIS母线接头过热性故障的检测方法相同，此处不予赘述。通过以上方案可以看出，本发明的GIS母线接头过热性故障的检测方法及装置，深层次的分析了引起GIS母线接头过热性故障的原因，得出了导体与触头接触不良导致接触电阻升高才是引起GIS母线接头过热性故障的根本原因，因此在检测GIS母线接头过热性故障过程中，首先通过巡检测得GIS母线接头外壳温度，然后进一步的根据外壳温度获取接触电阻，最后根据接触电阻来判断是否发生了故障。本发明的GIS母线接头过热性故障的检测方法及装置解决了传统的GIS温度巡检难以检测出接头过热性故障的不足，能够更有效地检测GIS母线接头过热性故障，为开展GIS母线接头温度巡检提供了理论依据和技术支持，有利于保障电力系统的安全与稳定运行。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变 形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求
1.一种GIS母线接头过热性故障的检测方法，其特征在于，包括以下步骤 根据典型不良接触条件下GIS母线接头的外壳温度值、接触电阻值、负荷电流值与环境温度值之间的关系建立函数关系式； 按照预设的温度巡检周期定期进行巡检，测得当前周期内GIS母线接头的外壳温度值、负荷电流值以及环境温度值，并根据所述函数关系式计算得出GIS母线接头的巡检接触电阻值； 将所述巡检接触电阻值与正常接触情况下GIS母线接头的接触电阻值进行比较，判断是否发生故障。
2.根据权利要求I所述的GIS母线接头过热性故障的检测方法，其特征在于，所述按照 预设的温度巡检周期定期进行巡检之前，还包括如下步骤 根据典型不良接触条件下GIS母线接头过热性故障过程中接触电阻值随时间变化的规律，将GIS母线接头过热性故障从开始发热直至发生事故的全过程划分为故障程度从轻到重的三个阶段接触电阻值-时间平均斜率k ( 1%的故障初期阶段、接触电阻值-时间平均斜率1% <k^ 5%的故障中期阶段、接触电阻值-时间平均斜率k > 5%的故障后期阶段； 将所述三个阶段中最短的持续时间设定为所述预设的温度巡检周期。
3.根据权利要求2所述的GIS母线接头过热性故障的检测方法，其特征在于，在所述判断是否发生故障之后，还包括如下步骤 若判断发生了故障，则根据所述巡检接触电阻值计算当前周期内巡检接触电阻值-时间平均斜率； 根据所述当前周期内巡检接触电阻值-时间平均斜率判断当前所处的故障阶段，以采取对应的措施。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的GIS母线接头过热性故障的检测方法，其特征在于，所述正常接触情况下GIS母线接头的接触电阻值为IOii Q。
5.一种GIS母线接头过热性故障的检测装置，其特征在于，包括 函数建立模块，用于根据典型不良接触条件下GIS母线接头的外壳温度值、接触电阻值、负荷电流值与环境温度值之间的关系建立函数关系式； 巡检接触电阻值计算模块，用于按照预设的温度巡检周期定期进行巡检，测得当前周期内GIS母线接头的外壳温度值、负荷电流值以及环境温度值，并根据所述函数关系式计算得出GIS母线接头的巡检接触电阻值； 比较判断模块，用于将所述巡检接触电阻值与正常接触情况下GIS母线接头的接触电阻值进行比较，判断是否发生故障。
6.根据权利要求5所述的GIS母线接头过热性故障的检测装置，其特征在于，还包括故障阶段划分模块、巡检周期设定模块； 所述故障阶段划分模块用于根据典型不良接触条件下GIS母线接头过热性故障过程中接触电阻值随时间变化的规律，将GIS母线接头过热性故障从开始发热直至发生事故的 全过程划分为故障程度从轻到重的三个阶段接触电阻值-时间平均斜率1%的故障初期阶段、接触电阻值-时间平均斜率1% <k^ 5%的故障中期阶段、接触电阻值-时间平均斜率k > 5%的故障后期阶段；所述巡检周期设定模块用于将所述三个阶段中最短的持续时间设定为所述预设的温度巡检周期。
7.根据权利要求6所述的GIS母线接头过热性故障的检测装置，其特征在于，还包括 平均斜率计算模块，用于若所述比较判断模块判断发生了故障，则根据所述巡检接触电阻值计算当前周期内巡检接触电阻值-时间平均斜率； 故障阶段判定模块，用于根据所述当前周期内巡检接触电阻值-时间平均斜率判断当前所处的故障阶段，以采取对应的措施。
8.根据权利要求5-7任意一项所述的GIS母线接头过热性故障的检测装置，其特征在于，所述正常接触情况下GIS母线接头的接触电阻值为IOii Q。
全文摘要
本发明提供一种GIS母线接头过热性故障的检测方法及装置，该方法包括以下步骤根据典型不良接触条件下GIS母线接头的外壳温度值、接触电阻值、负荷电流值与环境温度值之间的关系建立函数关系式；按照预设的温度巡检周期定期进行巡检，测得当前周期内GIS母线接头的外壳温度值、负荷电流值以及环境温度值，并根据所述函数关系式计算得出GIS母线接头的巡检接触电阻值；将所述巡检接触电阻值与正常接触情况下GIS母线接头的接触电阻值进行比较，判断是否发生故障。本发明的GIS母线接头过热性故障的检测方法及装置根据接触电阻来判断是否发生了故障，能够更有效地检测GIS母线接头过热性故障，有利于保障电力系统的安全与稳定运行。
文档编号G01R27/02GK102778626SQ201210289450
公开日2012年11月14日 申请日期2012年8月14日 优先权日2012年8月14日
发明者关向雨, 吴晓文, 李洪涛, 李玲, 李红玲, 李莉, 林峻, 舒乃秋, 谢志杨, 金向朝, 陈勉, 麦洪 申请人:广东电网公司佛山供电局, 武汉大学