[發明專利]基于無線網絡的開關柜局部放電超聲檢測裝置

有效

• 申請號: 201110104114.7
• 申請日: 2011-04-25
• 公開（公告）號: CN102288879A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 杜伯學;張鍇;李云鵬;高宇;劉勇;胡文佳
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01R31/14
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 劉國威

技術領域

本發明涉及局部放電超聲檢測，具體講涉及基于無線網絡的開關柜局部放電超聲檢測裝置。

背景技術

電力是生產發展和社會變革最重要的技術基礎，隨著我國經濟的飛速發展，電力行業、供電及用電企業自動化建設和改造在不斷發展完善，電力設備的電壓等級也在不斷提高，人們對電力設備運行可靠性提出了更加苛刻的要求。

開關柜是電力系統中非常重要的電氣設備，現代電力系統對電能質量的要求越來越高，相應地對開關柜的可靠性也提出了更高的要求。開關柜的運行狀態對電力系統的可靠性具有重大影響。開關柜發生故障，直接的危害是被電器設備所保護的線路、設備受損，電量損失；間接的危害則是造成用戶大面積停電。為確保供電的可靠性，電力部門采取定期試驗和檢修的辦法來保證開關柜正常運行。然而，定期檢修增加了電力設備的運行費用和停電時間，甚至于增加了設備的故障率，并且在檢修的間隔還是有故障發生。因此，迫切需要對開關柜實行狀態檢修，對設備運行狀況進行實時和定時的在線監測，根據設備的運行狀態和絕緣的劣化程度，確定檢修時間和措施，減少停電時間和事故的發生，提高電力系統運行的安全可靠性及自動化程度。同時，隨著傳感器技術、信號處理技術、計算機技術、人工智能技術的發展，使得對開關柜的運行狀態進行在線監測，及時發現故障隱患并對累計性故障做出預測成為可能。

要進行狀態檢修對設備實行在線檢測，必須對故障的類型特點進行分析，從而確定監測的項目。由于開關柜是多個電氣設備的組合，其內部涉及電、磁、溫度等多種物理現象，故障的表現形式和產生機理千差萬別，因此要對開關柜進行在線監測并做出較準確的故障判斷乃至故障預測，必須了解開關柜的工作特性和故障特點。開關柜具有元件、狀態的多樣性以及故障的隨機性和模糊性。元件的多樣性，導致了故障形式的多樣性，開關柜內存在多個電氣元件，不同的元件有不同的故障表現。例如，對于母線，其故障表現為連接處的接觸電阻過大，從而引起異常升溫；對于絕緣拉桿，其故障表現為絕緣性能下降。故障形式的多樣性給傳感器的選擇帶來了困難，所選傳感器的類型、性能、數量和安裝部位將直接關系到診斷的可信度。開關柜狀態的多樣性是指在不同的應用場合，開關柜的工作狀態有很大差別。例如對于其中的斷路器而言，有些斷路器需要頻繁接通與分斷，而有些斷路器則在投運后幾乎不動作；有些在壽命期限內要多次開斷短路電流，而有的則一次都不用開斷。這種工作狀態上的差異性給斷路器的在線監測和故障診斷帶來了困難。例如，通過斷路器動觸頭的行程曲線，可以獲知斷路器操動機構的運行情況，但如果斷路器投運后，長期不執行分斷關合動作，則無法獲取行程曲線。開關柜故障發生的隨機性和模糊性反映在開關柜的狀態變量與故障特征變量之間存在復雜的時變非線性映射關系：電氣設備的故障不僅取決于設備的當前狀態，還跟它的歷史狀態有關系，即同一種故障可能是由不相關的多種原因造成的，而同一種原因又可能造成不同的故障；對于同樣的狀態參數，故障可能發生也可能不發生，故障的嚴重程度也會有差別。

綜合考慮開關柜的上述工作特性和故障特點，開關柜狀態檢修主要監測的項目有溫度監測、電量監測、振動監測、局部放電(PD-Partial?Discgarge)監測等。其中的溫度監測、電量檢測和振動監測以發展到具有應用推廣、功能比較全面的階段。國外自50年代以來，圍繞局部放電監測技術已經展開了大量的研究工作，已成功地將多種技術應用于變壓器的局部放電檢測中，它們是中性點耦合監測、射頻監測、PDA監測等。而國內在局放在線監測方面的研究起步較晚，發展也較慢。到目前雖已有多套局部放電在線監測系統投入使用，但理論仍很不完善，還有很多亟待解決的難題。