[发明专利]一种变电设备内部绝缘缺陷的诊断方法

说明书

技术领域

本发明关于电力设备的检测与诊断技术领域，特别是一种变电设备内部绝缘缺陷的诊断方法。 

背景技术

在带电设备红外诊断技术领域中，《带电设备红外诊断应用规范》（DL/T664-2008）给出了变电设备的红外检测诊断判据，但对电压致热型设备内部缺陷引起的表面温度响应做出的规定过于笼统，仅给出了设备出现内部缺陷后的热像特征以及温差范围，只能判断设备有无缺陷，未能对设备内部绝缘的劣化程度和缺陷严重程度进行定量判断。 

具体地，目前对于变电设备内部缺陷引起的发热情况检测和分析主要依赖于对采集到的红外图像的分析：利用现场常规检测得到的数据进行统计分析，结合多次带电测试及红外检测结果，判断其内部劣化具体程度；已有相关研究建立了MOA(MOA Metal Oxide Arrester，金属氧化物避雷器)的抽象模型，利用有限元软件求解了包括径向和轴向在内的二维避雷器温度场。 

但是，上述现有技术，对于变电设备发热仿真止步于理论计算，即只能通过设备的设计图和计算参数的理论值构建其发热模型，通常不考虑环境温度、风速、太阳辐射对其表面温度的影响，且未进行设备内部绝缘缺陷与表面发热情况的定量研究。同时，现有研究对于除避雷器外的变电设备的热模型研究较少，故现有方法建立的热模型无法与实际设备很好的对应。 

发明内容

鉴于现有技术存在的缺陷，本发明实施例提供了一种变电设备内部绝缘缺陷的诊断方法，以准确确定设备运行状态和内部致热缺陷的严重程度。所述的方法包括： 

绘制待测变电设备的三维图； 

根据所述待测变电设备的材料属性及所述三维图，构建发热仿真计算模型； 

利用红外摄像仪，来获取在多个环境参数下所述变电设备表面的温度变化规律信息； 

根据所述温度变化规律信息，修正所述发热仿真计算模型； 

根据修改后的所述发热仿真计算模型，来诊断所述变电设备的内部绝缘缺陷。 

优选的是，所述待测变电设备的材料属性包括：密度、比热容、热传导系数。 

优选的是，所述构建发热仿真计算模型包括： 

对测变电设备的三维图进行网格划分，以确定所述待测变电设备的加载热源的位置与生热率。 

优选的是，所述多个环境参数包括： 

环境温度、风速、太阳辐射数值。 

优选的是，所述利用红外摄像仪，来获取在多个环境参数下所述变电设备表面的温度变化规律信息包括： 

通过改变环境温度、风速、太阳辐射数值来获取所述变电设备表面的温度变化规律信息。 

优选的是，改变所述太阳辐射数值来获取所述变电设备表面的温度变化规律信息包括：在所述变电设备的发热仿真计算模型的表面增加一辐射面单元，通过计算所述辐射面单元的辐射值，来获取所述变电设备表面的温度变化规律信息。 

优选的是，所述的根据修改后的所述发热仿真计算模型，来诊断所述变电设备的内部绝缘缺陷包括： 

计算出不同环境温度、不同风速下、不同程度缺陷情况下所述变电设备的表面热稳定温度值； 

根据所述热稳定温度值，利用所述变电设备的红外热像图判断所述变电设备内部致热缺陷典型参量(以MOA为例，为阻型电流)的大小和变化趋势； 

根据所述变电设备内部致热缺陷典型参量的大小和变化趋势诊断所述变电设备的内部绝缘缺陷。 

本发明的有益效果在于，本发明提供的技术方案适用于多种变电设备，利用本发明的技术方案可以准确地确定变电设备表面温度仿真计算模型，进而直接通过设备的结构设计图，分析其不同工况下外表面温度分布规律；通过仿真计算结果，能制定红外检测诊断规范。在实际红外测温时，通过该规范，结合检测到设备表面温度确定设备运行状态和内部致热缺陷的严重程度。 

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 

图1为变电设备内部绝缘缺陷的诊断方法的流程图； 

图2为变电设备避雷器的三维模型示意图； 

图3为变电设备避雷器的复合外套的材料属性示意图； 

图4不同环境温度下的变电设备避雷器的三维模型表面的温升曲线图； 

图5不同风速下的变电设备避雷器的三维模型表面的表面温度曲线图；