一种对罐式断路器的特高频传感器加装及特高频局放检测方法与流程

本发明涉及一种对罐式断路器的特高频传感器加装及特高频局放检测方法。

背景技术：

1、罐式断路器是500kv及以上电压等级断路器的主要型式，还可与电流互感器、母线、隔离开关、接地刀闸、避雷器等组成gis，具有结构重心低、抗震性能好、耐污秽能力强等优点，如参考文献：杨旭,韦晓星,张长虹,等.550kv罐式断路器放电原因分析及金属微粒对ct罐体电场影响研究[j].高压电器,2022,58(2):214-220.。

2、国家电网公司相关统计及运维经验表明，绝缘缺陷是高压断路器的主要故障形式。绝缘击穿之前通常会出现局部放电，局部放电水平可以表征内部初期绝缘缺陷，是高压断路器绝缘状态监测的关键指标。高压断路器局部放电现场检测方法中，由局部放电引起冲击性振动形成的超声波，可以穿过断路器金属外壳被外部超声传感器接收，检测范围广，适合进行局部放电的带电检测；局部放电脉冲电流激发的特高频电磁波信号，只能通过盆式绝缘子等非金属部件到达外部特高频传感器。

3、为了满足现场特高频局部放电检测需要，新生产的罐式断路器会预留无金属覆盖的绝缘盆子浇注孔作为特高频局部放电检测口。但是断路器早期绝缘缺陷产生的局部放电信号能量小，经过气体、绝缘材料等介质后衰减大，穿过绝缘盆子浇注孔后被外部特高频传感器接收到的信号通常会很弱。再加上检测现场电磁干扰严重，导致外部局部放电检测的灵敏度、准确度大大降低，如参考文献：蒋佟佟,唐志国,变电站特高频局放监测的电磁干扰特征影响因素[j].电网技术,2018,42(4):1350-1358.。而且此方法仅满足特高频带电检测，不适合进行在线监测。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种可进行在线特高频带电检测的对罐式断路器的特高频传感器加装及特高频局放检测方法。

2、本发明采用如下技术方案：

3、本发明包括以下步骤：

4、s1、基于罐式断路器的通用设计以及拆装防护要求，对特高频传感器的加装位置进行选择。

5、s2、基于灵敏度、电场分布以及气密性要求，对特高频传感器的型号进行选择。

6、s3、基于密封要求，对特高频传感器加装的密封材料和密封型式进行选择。

7、s4、对特高频传感器加装前后的罐式断路器内部电场进行仿真，判断特高频传感器加装后是否引起罐式断路器内部的电场畸变。

8、s5、基于绝缘要求，设置便于加装特高频传感器的全封闭移动车间。

9、s6、对罐式断路器进行耐压试验和局部放电检测。

10、本发明在步骤s1中，所述罐式断路器两侧连接有电流互感器，电流互感器气室内部只有一次导体穿过，二次线圈布置在电流互感器气室外部，电流互感器气室内结构较为简单，电场分布易于控制，因此选择在电流互感器气室手孔盖板上加装特高频传感器。

11、所述罐式断路器可供加装特高频传感器的位置有上手孔盖板、下手孔盖板以及两侧端盖板，其中，上手孔盖板加装特高频传感器后电流互感器气室存在进水和受潮的隐患，对密封要求严苛。两侧端盖板拆卸难度较大，现场实施过程中灭弧室大面积暴露于空气中，对防潮和防尘措施要求很高。参照gis成熟应用的局部放电传感器安装位置，选择在罐式断路器下手孔盖板上加装特高频传感器。

12、本发明在步骤s2中，基于灵敏度、电场分布以及气密性要求，选择圆盘型特高频传感器为特高频传感器。

13、本发明在步骤s3中，三元乙丙橡胶在耐老化和透气性的综合性能上优于丁腈橡胶、氟橡胶、氟硅橡胶以及丙烯酸酯橡胶，因此选择三元乙丙橡胶为特高频传感器加装的密封材料。

14、基于矩形槽相比t形槽应用范围广、装配工艺简单以及加工成本低等优点，选择矩形槽o形密封圈为特高频传感器加装的密封型式。

15、本发明所述s4、对特高频传感器加装前后的罐式断路器内部电场进行仿真，判断特高频传感器加装后是否引起罐式断路器内部的电场畸变，包括：

16、基于罐式断路器内部准静电场的计算方法，确定电场数值计算模型。

17、基于电场数值计算模型，对特高频传感器加装前后的罐式断路器内部电场进行仿真，并且在特高频传感器加装后的罐式断路器内部施加电压激励源。

18、对比加装前后的罐式断路器内部的电场仿真，判断特高频传感器加装后是否引起罐式断路器内部的电场畸变。

19、本发明在步骤s5中，所述全封闭移动车间选择软质包裹铝合金框架结构，外围铺设防雨布和遮阳布达到防雨和防潮功能，全封闭移动车间内配备照明、空调、除尘以及除湿等设备，为加装过程提供近似于工厂车间的全密封安装环境。

20、本发明在步骤s5中，所述全封闭移动车间设置完毕后，通过技术手段对全封闭移动车间内的温度、湿度以及空气洁净度进行控制，使用温湿度计和粉尘仪等检测全封闭移动车间内的环境指标是否满足罐式断路器的开盖要求。

21、本发明所述s6、对罐式断路器进行耐压试验和局部放电检测之前，包括：

22、对罐式断路器充气至额定压力，采用红外气体检漏仪监测密封部位进行定性检漏，判断密封结构的密封能力是否满足要求。

23、本发明所述s6、对罐式断路器进行耐压试验和局部放电检测，还包括：

24、采用正常加压和移动电话通讯两种方式进行对比验证，并记录特高频信号幅值。

25、本发明所述s6、对罐式断路器进行耐压试验和局部放电检测，还包括：

26、对耐压试验和局部放电测试的试验结果进行分析，判断特高频传感器的加装是否影响罐式断路器的绝缘强度、特高频传感器的灵敏度是否满足要求、在加压状态下罐式断路器是否有特高频局部放电信号以及特高频传感器的抗干扰能力是否满足要求。

27、本发明积极效果如下：

28、本发明首先基于罐式断路器的通用设计以及拆装防护要求，对特高频传感器的加装位置进行选择。然后基于灵敏度、电场分布以及气密性要求，对特高频传感器的型号进行选择。再基于密封要求，对特高频传感器加装的密封材料和密封型式进行选择。再对特高频传感器加装前后的罐式断路器内部电场进行仿真，判断特高频传感器加装后是否引起罐式断路器内部的电场畸变。进而基于绝缘要求，设置便于加装特高频传感器的全封闭移动车间。最后对罐式断路器进行耐压试验和局部放电检测。本发明可进行在线特高频带电检测并且为在运罐式断路器实现特高频局部放电检测提供参考和借鉴。

技术特征：

1.一种对罐式断路器的特高频传感器加装及特高频局放检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种对罐式断路器的特高频传感器加装及特高频局放检测方法，其特征在于：在步骤s1中，所述罐式断路器两侧连接有电流互感器，电流互感器气室内部只有一次导体穿过，二次线圈布置在电流互感器气室外部，电流互感器气室内结构较为简单，电场分布易于控制，因此选择在电流互感器气室手孔盖板上加装特高频传感器；

3.根据权利要求2所述的一种对罐式断路器的特高频传感器加装及特高频局放检测方法，其特征在于：在步骤s2中，基于灵敏度、电场分布以及气密性要求，选择圆盘型特高频传感器为特高频传感器。

4.根据权利要求3所述的一种对罐式断路器的特高频传感器加装及特高频局放检测方法，其特征在于：在步骤s3中，三元乙丙橡胶在耐老化和透气性的综合性能上优于丁腈橡胶、氟橡胶、氟硅橡胶以及丙烯酸酯橡胶，因此选择三元乙丙橡胶为特高频传感器加装的密封材料；

5.根据权利要求4所述的一种对罐式断路器的特高频传感器加装及特高频局放检测方法，其特征在于：所述s4、对特高频传感器加装前后的罐式断路器内部电场进行仿真，判断特高频传感器加装后是否引起罐式断路器内部的电场畸变，包括：

6.根据权利要求5所述的一种对罐式断路器的特高频传感器加装及特高频局放检测方法，其特征在于：在步骤s5中，所述全封闭移动车间选择软质包裹铝合金框架结构，外围铺设防雨布和遮阳布达到防雨和防潮功能，全封闭移动车间内配备照明、空调、除尘以及除湿等设备，为加装过程提供近似于工厂车间的全密封安装环境。

7.根据权利要求6所述的一种对罐式断路器的特高频传感器加装及特高频局放检测方法，其特征在于：在步骤s5中，所述全封闭移动车间设置完毕后，通过技术手段对全封闭移动车间内的温度、湿度以及空气洁净度进行控制，使用温湿度计和粉尘仪等检测全封闭移动车间内的环境指标是否满足罐式断路器的开盖要求。

8.根据权利要求7所述的一种对罐式断路器的特高频传感器加装及特高频局放检测方法，其特征在于：所述s6、对罐式断路器进行耐压试验和局部放电检测之前，包括：

9.根据权利要求8所述的一种对罐式断路器的特高频传感器加装及特高频局放检测方法，其特征在于：所述s6、对罐式断路器进行耐压试验和局部放电检测，包括：

10.根据权利要求9所述的一种对罐式断路器的特高频传感器加装及特高频局放检测方法，其特征在于：所述s6、对罐式断路器进行耐压试验和局部放电检测，还包括：

技术总结
本发明涉及一种对罐式断路器的特高频传感器加装及特高频局放检测方法。本发明首先基于罐式断路器的通用设计以及拆装防护要求，对特高频传感器的加装位置进行选择。然后基于灵敏度、电场分布以及气密性要求，对特高频传感器的型号进行选择。再基于密封要求，对特高频传感器加装的密封材料和密封型式进行选择。再对特高频传感器加装前后的罐式断路器内部电场进行仿真，判断特高频传感器加装后是否引起罐式断路器内部的电场畸变。进而基于绝缘要求，设置便于加装特高频传感器的全封闭移动车间。最后对罐式断路器进行耐压试验和局部放电检测。本发明可进行在线特高频带电检测并且为在运罐式断路器实现特高频局部放电检测提供参考和借鉴。

技术研发人员：李建鹏,胡伟涛,李强,杨世博,孟延辉,刘晓飞,王绪,刘鹏宇
受保护的技术使用者：国网河北省电力有限公司超高压分公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16