[發明專利]一種基于SiPM傳感器的GIS異常發熱的監測系統

在審

• 申請號: 202110330940.7
• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN113075506A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 彭兆裕;岳剛;程志萬;顏冰;馬御棠;錢國超;彭慶軍;邱鵬鋒;洪志湖;文剛;代維菊
• 申請（專利權）人: 云南電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理有限公司 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

本申請提供一種基于SiPM傳感器的GIS異常發熱的監測系統，主要包括:SiPM傳感器、菲涅爾透鏡、信號處理單元和數據采集單元以及電腦終端，監測系統用于監測GIS的異常發熱并進行預警；SiPM傳感器設置在GIS設備腔體的窗口處，菲涅爾透鏡設置在SiPM傳感器的一端和GIS設備內部放電源之間，SiPM傳感器的另一端與信號處理單元的一端連接，信號處理單元的另一端通過數據采集單元與電腦終端相連。本申請通過SiPM傳感器對GIS設備內部的異常發熱的熱紅外信號進行轉換，采用信號處理單元對轉換后的電信號進行處理，實現對GIS設備內部的異常發熱的溫度顯示及預警，具有抗干擾能力強和檢測精確度較高。

技術領域

本申請涉及電力設備狀態監測技術領域，尤其涉及一種基于SiPM傳感器的GIS異常發熱的監測系統。

背景技術

在GIS設備狀態檢測中，通常將用于檢測GIS內部異常發熱缺陷故障類型的診斷方法，作為局部放電超聲波測量結果的分析手段。GIS設備具有占地面積小、結構緊湊、可靠性高、噪聲低和日常維護工作量小等優點，因此在現代電力系統中得到了廣泛的運用。但由于其結構復雜、封閉性強，當內部發生絕緣故障時會造成大范圍的停電，并且需要的檢修時間要比常規式設備長。隨著電壓等級的提升、設備數量的增加以及運行年限的增長,GIS設備缺陷逐漸增多，例如GIS觸頭接觸不良將導致GIS設備發熱異常,引起絕緣老化甚至擊穿。近年來,已連續發生多起因GIS觸頭接觸不良導致GIS設備過熱引起的GIS設備停運甚至爆炸等事故。因此,加強對GIS設備熱缺陷的檢測與分析,及時消除熱故障隱患,對于電力系統安全可靠運行至關重要。

對GIS發熱故障部位統計，發現GIS隔離開關觸頭與母線連接處是主要發熱點，發熱故障最多，母線是電力系統重要的組成部件，負責電能的分配和匯總，隔離開關通過有效配合電路的切合，來保證電力設備的正常運行。GIS母線、隔離開關等設備的發熱，嚴重時造成線路燒毀、停電事故、威脅人身安全、帶來巨大的經濟損失等。

目前，對GIS內部的熱故障，并沒有相對系統的研究及可靠精確的檢測手段，因此開展GIS設備的發熱及檢測研究，了解其發熱原理，及時檢測出其發熱故障，并作出相應的處理措施，對電力設備及電力系統的安全非常重要。但是由于GIS各設備通常安裝在鋁合金殼體內，采用全封閉結構，故障發生后，檢測及定位都比較困難。現有的常規變電站設備的發熱，采用紅外熱像儀直接檢測定位，而GIS設備的發熱，僅通過紅外檢測外殼溫度，無法準確獲取設備內部的溫度分布及過熱點。

發明內容

本申請提供了一種基于SiPM傳感器的GIS異常發熱的監測系統，以解決現有技術中無法對GIS設備內部的溫度分布及過熱點進行準確監測和預警的問題。

本申請提供了一種基于SiPM傳感器的GIS異常發熱的監測系統，所述監測系統主要包括：

SiPM傳感器、菲涅爾透鏡、信號處理單元和數據采集單元以及電腦終端，所述監測系統用于監測GIS的異常發熱并進行預警；

其中，所述SiPM傳感器設置在GIS設備腔體的窗口處，用于檢測所述GIS異常發熱的熱紅外信號并將其轉換為第一電信號，所述菲涅爾透鏡設置在所述SiPM傳感器的一端和GIS設備內部放電源之間，所述SiPM傳感器的另一端與所述信號處理單元的一端連接，所述信號處理單元的另一端通過所述數據采集單元與所述電腦終端相連。

上述技術方案中，SiPM傳感器能夠實現將熱紅外光信號轉換為電信號脈沖的作用，以方便監測系統對電信號脈沖做進一步的處理，每當SiPM傳感器光陰極有一個光子入射，在其陽極就會相應的產生一個電脈沖信號，SiPM傳感器具有較好的抗干擾能力，并且能對GIS設備進行局部放電檢測，在菲涅爾透鏡的作用下，能夠有效檢測GIS設備內部的異常發熱現象。

在本申請的較佳實施例中，所述信號處理單元包括信號放大單元和多維光電脈沖甄別單元，所述信號放大單元用于接收所述第一電信號，并將其放大為第二電信號傳輸至所述多維光電脈沖甄別單元，所述多維光電脈沖甄別單元用于甄別篩選所述第二電信號中的頻段。