[发明专利]一种油纸电容式套管压力-氢气-温度三合一综合检测系统及检测方法

说明书

本发明公开了一种油纸电容式套管压力‑氢气‑温度三合一综合检测系统及检测方法，主要包括三合一集成传感器、多通道隔离电源模块、信号处理模块、传感器信号灯以及数据显示后台。所述三合一集成传感器可综合检测油纸电容式套管内部氢气含量、压力以及油温参数，集成传感器通过屏蔽线连接到信号处理模块及三个信号灯，所述多通道电源模块可提供不同电压，分别对集成传感器和信号处理模块供电，所述数据显示后台能够接受显示所测数据，也能发出信号指令控制其他模块休眠与启动。根据检测结果可以对套管运行状态做简单诊断。该检测系统能够快速实时地获取油纸电容式套管内部氢气、压力及温度数据，从而实现更加高效、多方位的少油设备在线监测。

技术领域

本发明属于少油设备绝缘缺陷检测技术领域，具体涉及一种油纸电容式套管压力-氢气-温度三合一综合检测系统。

背景技术

电力是人民生活所必须的能源。我国电力行业随着几十年的发展逐渐成为世界上规模最大、电压等级最高的电网系统。随着电网运行时间的增加，一些电力设备的绝缘系统逐渐开始劣化，尤其是油纸电容式套管，绝缘劣化后易产生放电绝缘缺陷和过热绝缘缺陷。这些缺陷的长期存在会导致电力设备绝缘水平降低甚至发生严重事故：

(1)放电绝缘缺陷会产生脉冲电流信号、超声信号、高频电磁波信号等特征信号，除此之外，放电缺陷会导致绝缘油(多为矿物油)发生分解，产生甲烷、乙烷、乙炔、氢气等特征气体，其中氢气的产生最为明显；

(2)油纸绝缘中的纸、层压板和木块等固体绝缘材料是由众多葡萄糖单体组成的长链状高聚合碳氢化合物(C₆H₁₀O₅)_n，当局部温度过高时就会发生裂解，生成大量特征气体，由此会造成设备内部压力剧增；

因此，通过对研究油纸电容式套管内部典型放电缺陷下的氢气、压力及温度信息，对于提前预警油纸电容式套管的工作状态，保证电网系统的正常运行都非常重要。

由于电网系统的特殊性，无法在运行的电力设备上开展实验研究，且由于油浸式电力设备价格高昂，在实验室很难在电力设备上开展研究，一般是通过制造模拟装置在实验室开展模拟研究。而现在各高校、科研机构对不同缺陷的研究一般是针对具体缺陷设计对应的实验平台，无法在上面开展系统、全方面的实验研究，导致制造的实验平台利用率不高。

另外，利用油色谱检测油浸式电力设备内部绝缘缺陷是目前电力行业常用的检测技术，且已经有相应的国标和行业标准对其诊断规律进行的规范，新投入的诸多油浸式电力设备也已经安装了油色谱在线监测系统，检测油中溶解气体的含量，并根据检测结果进行设备评估。

但是对于严重突发性故障，少油设备内部产生的特征气体急剧增加，从而导致压力也迅速上升，此时仅仅通过检测油中溶解气体的含量对设备进行评估的准确率会大打折扣，尤其是故障发生时的一些有效信息也会遗失，而严重突发性故障是导致电力设备爆炸的主要原因，且目前相关研究仅仅停留在信息获取而未建议一种完善的一体化检测系统。因此，为了弥补这方面的缺陷，本发明就提出了油浸式套管压力氢气温度三合一综合检测系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种油纸电容式套管压力氢气温度三合一综合检测系统，能够快速实时地获取油纸电容式套管内部氢气、压力及温度数据，从而实现更加高效、多方位的少油设备在线监测。利用该系统，可以对套管运行状态做简单诊断：：①氢气超标判断为套管内部存在绝缘受潮；②压力突然超标说明套管内部存在突发性绝缘故障，压力缓慢增加说明套管内部存在持续发展的放电绝缘缺陷，压力持续变小说明存在漏油情况；③温度过高，说明里面存在过热绝缘缺陷；④氢气和压力同时变大，说明油纸电容式套管里面存在因受潮而产生的严重或突发性绝缘缺陷；⑤氢气含量超标且温度过高，说明存在局部放电甚至是破坏性击穿等故障。

为了达到上述设计目的，本发明采用的技术方案如下：