[發明專利]氣體絕緣組合電器中振動信號傳播特性試驗裝置及方法

有效

• 申請號: 201510522628.2
• 申請日: 2015-08-24
• 公開（公告）號: CN105115684B
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 楊景剛;賈勇勇;趙科;高山;陶加貴;李洪濤;劉媛;吳昊
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;江蘇省電力公司;江蘇省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本發明涉及氣體絕緣組合電器中振動信號傳播特性試驗裝置及方法，屬于電氣設備試驗技術領域。

背景技術

封閉式氣體絕緣組合電器（Gas Insulated Switchgear，GIS）具有占地面積小、良好的絕緣性能而在電網中得到了廣泛的應用。但是由于其的全封閉結構特點，一旦出現事故，造成的后果比分離敞開式設備嚴重得多，其故障修復尤為復雜。

GIS往往采用現場組裝的方式進行安裝，由于現場環境惡劣，組裝周期短，易于出現機械故障，如觸頭接觸不良、導體不對心等。機械故障會導致GIS在運行過程中產生振動，長期的振動會導致GIS密封不良、漏氣等現象，嚴重時會導致懸浮電位的產生，造成放電性故障。因此對GIS的機械故障進行準確檢測，是實現其缺陷早期診斷的有效方法。

之前的研究對GIS放電性故障的檢測研究較多，但機械故障不同于放電性故障，其早期不會產生放電信號，因此諸如特高頻、超聲波及脈沖電流等放電性故障檢測方法對機械故障的檢測均無效。

發明內容

本發明針對GIS機械故障的振動信號檢測，提供了氣體絕緣組合電器中振動信號傳播特性試驗裝置及方法，實現了采用機械振動信號檢測可有效檢測GIS的機械故障。

本發明采用如下技術方案：氣體絕緣組合電器中振動信號傳播特性試驗裝置，其特征在于，包括氣體絕緣組合電器外殼、激振器、示波器，所述氣體絕緣組合電器外殼內部設置有試驗腔體，所述試驗腔體的內部沿水平方向設置有導桿，所述導桿上設置有發射傳感器，所述發射傳感器與所述激振器相連接；所述氣體絕緣組合電器外殼的上部設置有若干個接收傳感器，所述接收傳感器與所述示波器相連接；所述氣體絕緣組合電器外殼的兩端設置有端部蓋板；所述氣體絕緣組合電器外殼的下端分別設置有用來測量試驗腔體內部壓力的氣壓表、用來充SF6氣體的閥門。

優選地，試驗腔體的兩端采用聲子晶體材料進行密封，導桿與聲子晶體材料緊密接觸。

優選地，聲子晶體材料的厚度為150mm。

優選地，試驗腔體的中間設置有盆式絕緣子，試驗腔體包括左端試驗腔體、右端試驗腔體，左端試驗腔體與右端試驗腔體通過盆式絕緣子連接成一段腔體；盆式絕緣子為可更換式。

優選地，左端試驗腔體與右端試驗腔體的長度均為1300mm，左端試驗腔體與右端試驗腔體的端面直徑為560mm，導桿的直徑為100mm，導桿的長度為1000mm。

優選地，示波器采用泰克4104，示波器的頻率特性為四通道、1G帶寬、5GHz采樣率。

優選地，激振器采用高壓脈沖發生器，激振器可產生的高壓脈沖的電壓不超過20kV。

優選地，發射傳感器與接收傳感器的頻率范圍均為0~20kHz。

本發明還提出氣體絕緣組合電器中振動信號傳播特性試驗裝置的方法，其特征在于，具體包括如下步驟：

步驟SS1將試驗腔體中間的盆式絕緣子采用中空的金屬圓筒代替，保持試驗腔體長度不變，保證機械振動信號不通過盆式絕緣子傳播，此時利用激振器和發生傳感器發射出機械振動信號，通過接收傳感器和高速度的示波器進行機械振動信號的接收，獲得沒有經過盆式絕緣子的機械振動信號；

步驟SS2將盆式絕緣子裝上，換掉中空的金屬圓筒，重復步驟SS1，獲得經過盆式絕緣子的機械振動信號；

步驟SS3將步驟SS1和步驟SS2獲得的機械振動信號分別在時域和頻域上進行比較，時域信號主要比較信號的最大幅值、平均幅值及信號能量三個特征參數，頻域信號主要比較信號的頻率分布特征；

步驟SS4通過時域對比和頻域對比獲得盆式絕緣子對機械振動信號傳播特性的影響，比較不同位置處接收傳感器接收到的機械振動信號，進而獲得機械振動信號在GIS中的傳播特性；

步驟SS5更換不同類型、不同材料的盆式絕緣子，重復步驟SS1~步驟SS4，進而獲得經過盆式絕緣子時的機械振動信號，從而研究盆式絕緣子對機械振動信號傳播特性的影響。

本發明所達到的有益效果：本發明可實現在實驗室中對氣體絕緣組合電器中機械振動信號的傳播特性進行測試，掌握機械振動信號在氣體絕緣組合電器中傳播時的衰減特征，為現場使用機械振動方法進行氣體絕緣組合電器機械故障的準確檢測奠定實驗室基礎。

附圖說明

圖1是本發明的氣體絕緣組合電器中振動信號傳播特性試驗裝置的結構示意圖。

圖2是本發明的氣體絕緣組合電器中振動信號傳播特性試驗方法的流程示意圖。