一种基于基波电场波动的高压断路器外绝缘状态判断方法与流程

本发明具体涉及一种基于基波电场波动的高压断路器外绝缘状态判断方法，属于电气设备监测。

背景技术：

1、变电站是电力系统的枢纽，高压断路器是变电站的重要设备，在变电站正常运行时用于接通和切断负荷电流，在变电站故障时用于切除故障电流。高压断路器数量巨大，承受电压高，一旦高压断路器的外部绝缘发生问题将引起自身故障进而造成电网停电等重大事故发生，如某一220kv变电所中的一个sw4-220型少油断路器，小雨时发生污秽闪络，造成该变电所全部停电。因此，对高压断路器的外绝缘状态进行判断就显得十分重要，现有技术中对高压断路器外绝缘状态的判断主要有以下两种方法：1.目视法人工巡逻，人工检查高压断路器的瓷套有无污秽、裂纹等外观异常，有无焦糊味等；2.停电检修，停电后，通过高频局部放电法来判断高压断路器的外绝缘状态。但上述目视法人工巡逻存在需要投入人工多且人工判断的精度存在偏差等问题，上述停电检修法存在高压断路器脱离了原来的带电状态，和带电时的运行状态有所区别，仅能发现部分外绝缘故障等问题。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：如何在带电时对高压断路器的外绝缘状态进行准确的判断。

2、本发明所提出的技术方案是：一种基于基波电场波动的高压断路器外绝缘状态判断方法，在所述高压断路器的a相、b相和c相立柱上分别设置电场强度测量传感器和气敏传感器，并执行以下步骤：

3、步骤1：设置所述电场强度测量传感器和气敏传感器的采集频率将所述电场强度测量传感器按照所述采集频率采集的所述高压断路器的a相、b相和c相上的单相总电场强度数据和单相基波电场强度数据分别收集起来形成a相总电场强度数据集合ea、b相总电场强度数据集合eb、c相总电场强度数据集合ec、a相基波电场强度数据集合b相基波电场强度数据集合和c相基波电场强度数据集合将所述气敏传感器按照所述采集频率采集的数据收集起来形成气体浓度数据集合ic(t)；

4、步骤2：设定每次对高压断路器进行外绝缘状态判断的时间周期t，所述时间周期是所述电场强度测量传感器连续进行n次采样时间的累计，n≥100且n是100的倍数；

5、步骤3：通过下式(1)分别计算出在所述时间周期t内所述高压断路器的a相基波电场波动率b相基波电场波动率和c相基波电场波动率

6、

7、式(1)中，i∈{a、b、c}；var()是方差函数，表示求一个序列的方差；是所述电场强度测量传感器在判断时段内采集到的i相基波电场强度数据形成的的序列；

8、步骤4：若所述a相基波电场波动率满足下式(2)或(3)，则判定所述高压断路器的外绝缘状态不佳，发出外绝缘状态预警信号，

9、

10、式(2)中，是所述a相基波电场强度在所述高压断路器无故障且在所述时间周期t中的典型数据序列；

11、

12、若所述a相基波电场波动率不满足公式(2)或(3)，则判定所述高压断路器的外绝缘状态正常；

13、若b相基波电场波动率满足下式(4)或(5)，则判定所述高压断路器的外绝缘状态不佳，发出外绝缘状态预警信号，

14、

15、式(4)中，是所述b相基波电场强度在所述高压断路器无故障且在所述时间周期t中的典型数据序列；

16、

17、若所述b相基波电场波动率不满足公式(4)或(5)，则判定所述高压断路器的外绝缘状态正常；

18、若c相基波电场波动率满足下式(6)或(7)，则判定所述高压断路器的外绝缘状态不佳，发出外绝缘状态预警信号，

19、

20、式(6)中，是所述c相基波电场强度在所述高压断路器无故障且在所述时间周期t中的典型数据序列；

21、

22、若所述c相基波电场波动率不满足公式(6)或(7)，则判定所述高压断路器的外绝缘状态正常。

23、进一步，上述步骤4之后还可以继续执行以下步骤：

24、步骤5：通过下式(8)分别计算得到在所述时间周期t内所述高压断路器的a相基波占比b相基波占比和c相基波占比

25、

26、式(8)中，，i∈{a、b、c}；ei(t)是所述电场强度测量传感器在判断时段内采集到的i相总电场强度数据形成的序列；

27、步骤6：若所述a相基波占比满足下式(9)或(10)，则判定所述高压断路器的外绝缘状态不佳，发出外绝缘状态预警信号，

28、

29、

30、式(10)中，maxea(t)是所述ea(t)中的最大数据，minea(t)是所述ea(t)中的最小数据；

31、若所述a相基波占比不满足公式(9)或(10)，则判定所述高压断路器的外绝缘状态正常；

32、若b相基波占比满足下式(11)或(12)，则判定所述高压断路器的外绝缘状态不佳，发出外绝缘状态预警信号，

33、

34、

35、式(12)中，maxeb(t)是所述eb(t)中的最大数据，mineb(t)是所述eb(t)中的最小数据；

36、若b相基波占比不满足公式(11)或(12)，则判定所述高压断路器的外绝缘状态正常；

37、若c相基波占比满足下式(13)或(14)，则判定所述高压断路器的外绝缘状态不佳，发出外绝缘状态预警信号，

38、

39、

40、式(14)中，maxec(t)是所述ec(t)中的最大数据，minec(t)是所述ec(t)中的最小数据；

41、若c相基波占比不满足公式(13)或(14)，则判定所述高压断路器的外绝缘状态正常。

42、本发明的有益效果是：本发明采用了特殊的场强基波波动判断来判断高压断路器的外绝缘状态，使得高压断路器可以在正常带电工作进行外绝缘状态判断，此时高压断路器的状态更符合工作状态，使得本方法的外绝缘状态判断的效果更好；同时本方法采用数据采集和远程数据处理判断，使得整个判断过程可以自动进行。

技术特征：

1.一种基于基波电场波动的高压断路器外绝缘状态判断方法，其特征在于：在所述高压断路器的a相、b相和c相立柱上分别设置电场强度测量传感器和气敏传感器，并执行以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于基波电场波动的高压断路器外绝缘状态判断方法，其特征在于；所述步骤4之后还可以继续执行以下步骤：

技术总结
本发明一种基于基波电场波动的高压断路器外绝缘状态判断方法，在高压断路器的A相、B相和C相立柱上分别设置电场强度测量传感器和气敏传感器，并执行以下步骤：先设置电场强度测量传感器和气敏传感器的采集频率并将采集的数据收集起来形成集合，然后设置进行外绝缘状态判断的时间周期并计算出在时间周期内高压断路器的三相基波电场波动率，最后通过三相基波电场波动率对高压断路器的外绝缘状态进行判断；本发明采用了特殊的场强基波波动判断来判断高压断路器的外绝缘状态，使得高压断路器可以在正常带电工作进行外绝缘状态判断，此时高压断路器的状态更符合工作状态，使得本方法的外绝缘状态判断的效果更好。

技术研发人员：陈昊,韩晨磊,夏冰,张若微,龙启峰,沙峻峰,韩祥政,徐峰,杨嘉辰,徐伟伦
受保护的技术使用者：国网江苏省电力有限公司南京供电分公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15