[發明專利]基于金屬離子檢測的油浸金屬設備健康狀況診斷方法

有效

• 申請號: 202111453782.0
• 申請日: 2021-12-01
• 公開（公告）號: CN114152872B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 汪沨;梁凱彬;鐘理鵬;李翔
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: G01R31/327
• 分類號: G01R31/327
• 代理公司: 湖南岑信知識產權代理事務所(普通合伙) 43275
• 代理人: 劉洋

1.一種基于金屬離子檢測的油浸金屬設備健康狀況診斷方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一、得到油浸金屬設備強制更換的最大磨損量；

步驟二、檢測油中的金屬含量，得到油浸金屬設備的金屬損失量和/或單位時間內油浸金屬設備的金屬損失速度；

實時檢測油中的金屬含量的方法為：得到油的體積，實時監測檢測油中金屬離子的濃度和未離子化并以微粒形式懸浮在絕緣油中的金屬微粒濃度，則得到有載分接開關油箱中溶于絕緣油中的金屬離子質量m_s和金屬微粒質量m_f；

計算形成油泥并沉積于油箱底部的金屬離子質量；

m_sluge ＝β(m_s+m_f)

其中，為與變壓器油的老化程度相關的系數，的取值在0.05～0.1之間；

獲得油箱存油的體積，則有載分接開關觸點的達到強制更換的最大磨損量時；則得到有載分接開關觸點的損失質量m_total：

步驟三、根據油浸金屬設備的金屬損失量和/或單位時間內油浸金屬設備的金屬損失速度判斷油浸金屬設備的健康狀況，當油浸金屬設備的金屬損失量大于第一預設值或油浸金屬設備的金屬損失速度大于第二預設值則對做出警報或通知工作人員對油浸金屬設備進行更換。

2.如權利要求1所述的基于金屬離子檢測的油浸金屬設備健康狀況診斷方法，其特征在于，所述油浸金屬設備為有載分接開關觸點。

3.如權利要求2所述的基于金屬離子檢測的油浸金屬設備健康狀況診斷方法，其特征在于，所述步驟一中，有載分接開關觸點強制更換的最大磨損量通過如下方式獲得：得到廠家規定強制更換金屬觸頭的最大觸頭磨損深度、金屬觸頭的密度，金屬觸頭之間的等效接觸面積，則有載分接開關觸點的強制更換的最大磨損量為：。

4.如權利要求1所述的基于金屬離子檢測的油浸金屬設備健康狀況診斷方法，其特征在于，所述油浸金屬設備的金屬損失量以檢測得到的金屬離子濃度進行表征：

得到有載分接開關觸點失效時的最大觸點表面金屬損失量：

計算得到有載分接開關觸點失效時油中的金屬最大濃度：

；

同時有：

；

；

為比例系數，顯然，通過試驗求解得到，此處我們并不關心具體值，只需要知道；然后通過檢測計算得到油中的金屬濃度；得到有載分接開關觸點失效時油中的金屬最大濃度對應的油中最大金屬離子濃度。

5.如權利要求4所述的基于金屬離子檢測的油浸金屬設備健康狀況診斷方法，其特征在于，所述步驟二中的檢測周期為T，對應于第n次取樣的檢測樣本，相應的金屬離子濃度為；相鄰的兩次取樣間隔的其離子濃度的濃度差為：

；

在相鄰兩次取樣的金屬離子濃度的絕對增長速度為：

；

金屬離子濃度的相對增長速度為

；

以金屬離子濃度的相對增長速度表征所述步驟二中的單位時間內油浸金屬設備的金屬損失速度。

6.如權利要求5所述的基于金屬離子檢測的油浸金屬設備健康狀況診斷方法，其特征在于，所述步驟三中，設置第一預設值；

a包括30%，50%和70%；以30%×作為注意值，50%×作為危險值，70%×作為危急值；

第二預設值通過如下方法得到：設有載分接開關觸點正常工作時的；則第二預設值包括0.5b、1.0b和2.0b，以第二預設值為0.5b作為預警值；第二預設值為1.0b作為危險值，第二預設值為2.0b作為危急值；

當檢測到第一預設值或第二預設值至少一個達到預警值則建議用戶對有載分接開關觸點進行更換，當檢測到第一預設值或第二預設值至少一個達到危險值則通知用戶進行更換，當檢測到第一預設值或第二預設值至少一個達到危急值，則立刻停機并通知用戶馬上更換。

7.如權利要求6所述的基于金屬離子檢測的油浸金屬設備健康狀況診斷方法，其特征在于，同時進行油色譜和油中金屬成分分析，檢測診斷不同單元不同類型的故障；當油色譜分析檢測到過熱故障，且油中檢測到觸頭特征金屬離子總量達到30％注意值或＞50％，則判斷出現了觸頭過熱故障；當油色譜分析檢測到電弧故障，且油中檢測到觸頭特征金屬離子總量達到30％注意值或＞50％，則判斷出現了觸頭燒蝕故障；當油色譜分析檢測到過熱故障，且油中檢測到保護電阻特征金屬離子相對增速＞50％而觸點特征離子相對穩定，則判斷出現了觸頭過熱故障；當油色譜分析檢測到電弧故障，且油中檢測到保護電阻特征金屬離子相對增速＞50％而觸點特征離子相對穩定，則判斷出現了保護電阻沿面放電故障。