[發明專利]一種監測電氣設備是否電接觸過熱的裝置及其方法

有效

• 申請號: 201811180501.7
• 申請日: 2018-10-10
• 公開（公告）號: CN109186786B
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發明（設計）人: 楊愛軍;劉洋;榮命哲;劉雄;王小華
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01K1/02
• 分類號: G01K1/02
• 代理公司: 11429 北京中濟緯天專利代理有限公司
• 代理人: 覃婧嬋

本公開揭示了一種監測電氣設備是否電接觸過熱的裝置，包括：集氣單元、氣體檢測單元、數據處理單元、數據存儲單元和顯示及預警單元。本公開還揭示了一種用于監測電氣設備是否電接觸過熱的方法。本公開能夠基于對電力復合脂熱分解特征氣體的分析為電氣設備電接觸過熱的評估和預警提供依據，具有不受空間位置限制、無需大量布點、準確度高、結構簡單、便于操作等特點。

技術領域

本公開屬于電力設備技術領域，具體涉及一種監測電氣設備電接觸過熱的裝置及其方法。

背景技術

目前，我國電力系統不斷地向高電壓、遠距離、大容量、智能化方向發展，然而，不斷提高的電壓等級以及輸電容量引發了電力系統中電氣設備電接觸過熱的問題。常見的電氣設備電接觸包括母排連接處、高壓隔離開關、饋電線、電車受電弓、電刷、過橋引線接頭等。電氣設備電接觸是微觀上的導體間的點接觸，其實際有效的接觸面積遠遠小于表面名義面積，致使電氣設備電接觸接觸電阻較大，并且在通電工作時電接觸產生的熱量又同時導致接觸電阻增大，最終導致電氣設備因電接觸過熱、打火而引起火災等嚴重事故。

電接觸過熱一般會伴有持續的局部異常高溫，并發生在電氣設備電連接處，具有隱蔽性高和早期溫升緩慢的特點。電氣設備電接觸往往涂敷電力復合脂，以減小接觸電阻、提高通流能力。在過熱的局部高溫作用下，電力復合脂中的基礎油或添加劑會因熱應力發生一定程度的分解并逸出，產生諸如乙醛、甲醇和丙醛等特征氣體。

這些特征氣體與故障點處的過熱程度存在密切聯系。因此，可以通過檢測電力復合脂在不同過熱溫度下的分解氣體組分，尋找出能夠有效表征過熱溫度的特征分解氣體參量，為電力設備電接觸過熱評估和預警提供依據，避免電力系統發生停電、火災甚至爆炸等嚴重問題。

目前電氣設備電接觸過熱的監測主要通過測溫來實現，包括熱電偶測溫法、測溫片測溫法、紅外測溫法、光纖測溫法以及無線測溫法。這些方法在一定程度上實現了對電氣設備電接觸溫度的監測，但同時也存在著不足。熱電偶測溫法無法直接指示溫度的數值，也無法記錄歷史數據；測溫片測溫需要人工定時查看，且只能在故障后才起作用，無法實現對故障的預警；紅外測溫法要求被測物體與測量儀器間不能被遮擋，而為了保證安全，電氣設備諸如開關柜等在運行過程中柜門是不能開啟的，因此紅外測溫無法反映運行過程中電氣設備電接觸的真實溫度；光纖測溫法利用光纖將溫度傳感器測得的溫度上傳到相應的設備，使得原本空氣絕緣部分的爬電距離因光纖的直接連接大大縮短，降低了高壓電力設備的絕緣等級；無線測溫法利用溫度傳感器和無線電射頻技術解決了光纖測溫法的絕緣問題，但其傳感器的供電問題一直沒有得到很好的解決。

發明內容

針對以上不足，本公開的目的在于提供一種用于監測電氣設備電接觸過熱的裝置及監測方法，能夠基于對電力復合脂熱分解特征氣體的分析為電氣設備電接觸過熱的評估和預警提供依據，具有不受空間位置限制、無需大量布點、準確度高、結構簡單、便于操作等特點。

為實現以上目的，下面對本公開的技術方案進行詳細描述。

一種用于監測電氣設備是否電接觸過熱的裝置，包括：

集氣單元，用于收集電氣設備所在空間內的氣體；

氣體檢測單元，包括針對不同特征氣體的氣體傳感器陣列，用于對所收集到的氣體進行不同特征氣體的檢測；

數據存儲單元，用于存儲電氣設備正常運行時各個氣體傳感器的響應閾值、電氣設備的導體材料的最大承受能量閾值、電氣設備的電接觸部位的承受能量值及電氣設備的電接觸溫度值；

數據處理單元包括預處理單元和對比單元，其中：

所述預處理單元用于對經所述氣體檢測單元的檢測結果進行預處理，并根據預處理結果確定各個氣體傳感器的響應值、電氣設備的電接觸溫度值；