技术领域
本发明涉及检测技术领域，具体是一种基于PDHID多组分气体的GIS设备故障诊断方法。
背景技术：
SF6气体具有很好的电绝缘性能和消弧性能，被广泛用于供电局变电一次设备中，其化学性质极其稳定，在设备运行情况下，基本不发生分解，但电气设备中SF6在电弧、电火花和局部放电等作用下，会发生分解，产生低氟化合物。低氟化合物化学性质活泼，能与电气设备中的电极材料、绝缘材料、水分和空气等进行一系列复杂反应，生成多种化合物，SF6电气设备故障气体可能含有HF、H2S、SO2、SOF2、SO2F2、S2OF10、CF4、C3F8、CO2、CO等组分，但现有技术只能检测其中4种组分，检测变电一次SF6设备内部气体所有组分，存在局限性，无法准确、及时在SF6变电一次设备故障潜伏性期做出诊断，及早采取措施，预防电气设备故障的发生。
目前国内普遍正在应用的各种检测方法存在以下局限：1）电化学法存在仪器零点漂移、仪器稳定性差、响应组分少的局限；2）红外光谱法存在相互干扰、检测灵敏度难以满足潜伏性故障气体检测的局限；3）气相色谱法热导检测器灵敏度不高，火焰度检测器响应非线性，响应组分少，具调查了解国外早于00年代开始研究，国内近年有多家家研究机构进行研究，但是技术还未成熟，在市场上未见大量使用。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种基于PDHID多组分气体的GIS设备故障诊断方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于PDHID多组分气体的GIS设备故障诊断方法，步骤如下：
第1步：完成对SF6气体中多组分杂质气体的定性定量分析
根据项目的整体构架及需要实现的内容，在基于PDHID的分析方法的基础上，采用氦离子色谱仪完成对SF6气体中O2、H2、N2、CF4、H2S、CO、CO2、C2F6、C3F8、SO2、SOF2、SO2F2、CH4、CS2、COS的15种气体的定性定量分析，以确定各组分的含量；
第2步：完成多组分气体的数据保存
完成试验分析后对试验数据进行入库保存，防止试验数据的丢失，以及满足后续故障诊断所需数据的调用；
第3步：根据试验数据完成GIS设备是否存在故障
根据SF6气体中15种杂质气体含量的多少及含量变化完成该GIS设备是否存在故障；
第4步：如果GIS设备存在故障，则分析判断故障的种类以及程度
第5步：GIS设备存在的故障是否涉及GIS设备内部固体绝缘的诊断
根据故障的种类、程度及15种杂质气体含量的多少及变化情况，完成分析判断GIS设备存在的故障是否涉及固体绝缘；
第6步：GIS设备故障部位的诊断
根据GIS设备内部结构组成及SF6气体中15种杂质气体含量的多少及含量变化，完成对GIS设备内部故障发生部位的诊断；
第7步：GIS设备故障发展趋势的诊断
根据GIS设备内部的结构组成及SF6气体中15种杂质气体含量的多少及含量变化，完成对GIS设备内部故障发展趋势的诊断；
第8步：故障处理的分析意见
根据故障的存在、发展趋势，对GIS设备做出处理意见；
第9步：GIS设备诊断的计算机3D动画模拟实现
通过计算机动画技术把GIS设备结构和SF6气体的故障诊断结果结合，把GIS设备的故障诊断以可视化、图形化、动画化、白盒式的形式展现出来。
作为本发明进一步的方案：所述第4步中，故障的种类包括过热性故障、放电性故障。
作为本发明再进一步的方案：所述过热故障包括低温过热、中温过热、高温过热，所述放电故障包括电晕放电、局部放电、火花放电、电弧放电。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本项目以PDHID技术为依托，综合运用SF6气相色谱分析、数据通信技术、计算机软件技术、数据分析技术等，集成基于氦离子多组分气体的SF6电气设备故障诊断技术研究，通过15种杂质气体浓度的变化研究关于GIS设备的3D动画故障情况，把GIS设备的故障诊断从不可见的、黑盒式的变成可视化、直观化的形式展现出来，从而更加有利于判断设备故障，便于及时进行处理。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
基于PDHID多组分气体的GIS设备故障诊断方法如下：
第1步：完成对SF6气体中多组分杂质气体的定性定量分析
根据项目的整体构架及需要实现的内容，在基于PDHID的分析方法的基础上，采用氦离子色谱仪完成对SF6气体中O2、H2、N2、CF4、H2S、CO、CO2、C2F6、C3F8、SO2、SOF2、SO2F2、CH4、CS2、COS的15种气体的定性定量分析，以确定各组分的含量；该
第2步：完成多组分气体的数据保存
完成试验分析后对试验数据进行入库保存，防止试验数据的丢失，以及满足后续故障诊断所需数据的调用；
第3步：根据试验数据完成GIS设备是否存在故障诊断
根据SF6气体中15种杂质气体含量的多少及含量变化（如硫化物、氟化物、氟硫氧化物、CO等杂质组分气体在设备运行中是否产生；如果存在，其含量的变化是多大）完成该GIS设备是否存在故障；
第4步：如果GIS设备存在故障，则分析判断故障的种类、程度；
故障的种类分为：过热性故障、放电性故障；
过热故障分为：低温过热、中温过热，高温过热；
放电故障分为：电晕放电或局部放电、火花放电、电弧放电；
第5步：GIS设备存在的故障是否涉及GIS设备内部固体绝缘的诊断
根据故障的种类、程度及15种杂质气体含量的多少及变化情况完成分析判断GIS设备存在的故障是否涉及固体绝缘；
第6步：GIS设备故障部位的诊断
根据GIS设备内部结构组成及SF6气体中15种杂质气体含量的多少及含量变化完成对GIS设备内部故障发生的部位的诊断；
第7步：GIS设备故障发展趋势的诊断
根据GIS设备内部的结构组成及SF6气体中15种杂质气体含量的多少及含量变化完成对GIS设备内部故障发展趋势的诊断（如：故障持续存在、故障越来越严重、故障在减弱等）；
第8步：故障处理的分析意见
根据故障的存在、发展趋势对GIS设备做出处理意见（如：停电检修、跟踪分析等）；
第9步：GIS设备诊断的计算机3D动画模拟实现
通过计算机动画技术把GIS设备结构和SF6气体的故障诊断技术相结合，完成实现该项目把GIS设备的故障诊断从不可见、隐形化、黑盒式的诊断方式变成了可视化、图形化、动画化、白盒式的技术转换和创新。
本发明以PDHID（pulsed discharge heliumionization detector）技术为依托，综合运用SF6气相色谱分析、数据通信技术、计算机软件技术、数据分析技术，集成基于氦离子多组分气体的SF6电气设备故障诊断技术研究，突破现有热导检测（thermal conductivity detector，TCD）及氢火焰离子（flame photometric detector，FID）技术，研发一套能分析15种SF6杂质气体组分的装置，并通过这15种杂质气体浓度的变化创新的研究并开发关于GIS设备的3D动画故障诊断系统，并探讨突破由于GIS设备故障现象的多样性、试验数据的非线性的结构特征所带来的故障诊断方面的阻力，把GIS设备的故障诊断从不可见的、黑盒式的变成了可视化、直观化。
本发明的故障诊断方法能检测GIS设备气体组成种类超过15种，其缺陷上报正确率达到100%，而GIS设备故障诊断正确率大于90%，使得工作效率提升20%以上，也使得GIS设备故障率降低10%，从而使得设备寿命延长10%，整体的运行维护成本降低5%，降低停电检修成本达到10%。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。