[发明专利]基于气体组分分析法的开关柜局部放电检测方法及装置

说明书

本发明涉及局部放电检测技术，具体涉及基于气体组分分析法的开关柜局部放电检测方法及装置，该方法首先设计物理仿真模型模拟开关柜常见的局部放电的故障类型；然后确认空气在电力条件下主要参与反应的特征气体组分；接着搭建局部放电平台，采用脉冲电流法获得各缺陷模型下稳定的局部放电放电幅值、放电量、放电次数及相位，并采集、记录各特征气体浓度变化规律；最后设计适用于现场安装的开关柜局部放电检测装置，选用利于量产且便于更换的电化学探头模组作为主要的感应探头，数据统一由工业采集器接收后再通过串口线上传至上位机的UI界面中显示。根据实时采集的气体浓度判断柜内的局部放电情况，可大大提高局部放电检测的可靠性和灵敏度。

技术领域

本发明属于局部放电检测技术领域，尤其涉及基于气体组分分析法的开关柜局部放电检测方法及装置。

背景技术

随着社会经济的快速发展，电力系统日渐趋于完善，电力系统对各类输配电设备要求越来越高。在电力系统中起着电能分配和保护控制的开关柜显得尤为重要，其设备的运行状态直接影响电力系统的稳定性。开关柜由于长时间工作形成的各类绝缘劣化缺陷，会直接导致柜内电器绝缘性能下降，甚至发生故障，给社会带来不可估量的损失，有必要检测柜体内故障信息。

开关柜发生故障时，柜体内物理特性、化学特性发生改变，如电场强度、声波频率、温湿度、组分气体发生变化，通过检测此类信号可有效反应开关柜柜内的局部放电阶段，表征柜体绝缘性能及运行状态，如脉冲电流法、特高频法、暂态地电压法、超声波检测法等，但目前还存在着许多问题，如信号失真、电量无法标定、易受环境中传输介质影响等，无法满足开关柜测量现场的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用非接触式的电化学探头模组检测方法，另一个目的是还提供一种适用于开关柜远程预警的现场检测装置。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于气体组分分析法的开关柜局部放电检测方法，包括以下步骤：

步骤1、建立劣化缺陷模型；根据开关柜故障情况，建立相应的故障缺陷模型并设计物理仿真模型；

步骤2、确定检测气体；根据空气中各组分分解条件，确定空气劣化时检测气体；

步骤3、搭建局部放电平台，为劣化缺陷模型中空气分解提供高等级电压，同时定性判断劣化缺陷模型中组分分解阶段；

步骤4、设计基于气体组分分析法的局部放电检测装置，采用电化学检测法采集气体组分，并在UI界面直观显示。

在上述的基于气体组分分析法的开关柜局部放电检测方法中，步骤1所述建立相应的故障缺陷模型包括：

步骤1.1、建立劣化缺陷电极模型，各故障缺陷模型中导电杆均采用铝合金材质，各故障缺陷模型高压电极及地电极分别采用铝合金或者环氧树脂，各故障缺陷模型放电极包括圆锥状、圆柱状；

步骤1.2、建立劣化缺陷放电气室，各故障缺陷模型气室均采用壁厚20mm的有机玻璃，高压电极及地电极末端均采用红电木制成隔离环，高压电极顶端开螺纹孔，配合螺纹杆接入高等级电压并根据放电情况调整极板间距。

在上述的基于气体组分分析法的开关柜局部放电检测方法中，步骤1所述设计物理仿真模型包括绝缘劣化气室、针板缺陷模型电极、外气息缺陷模型电极、污秽物缺陷模型电极、内气息缺陷模型电极、颗粒物缺陷模型电极。

在上述的基于气体组分分析法的开关柜局部放电检测方法中，步骤2所述空气劣化时检测气体包括CO、NO₂和O₃。