專利名稱：采用極性反轉(zhuǎn)直流電壓的gis內(nèi)部微粒檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于GIS類電氣設(shè)備內(nèi)部微粒缺陷檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其適用于GIS類設(shè)備內(nèi)部金屬微粒的檢測。
背景技術(shù)：
GIS由于其體積小、運行穩(wěn)定、滅弧能力強，常常用于電カ系統(tǒng)關(guān)鍵領(lǐng)域。然而在GIS長期運行情況表明，GIS具有很好的絕緣性能，但是GIS內(nèi)部時常會出現(xiàn)金屬微粒大大降低其絕緣性能，是GIS安全穩(wěn)定運行的最大隱患。因而電カ科研工作者希望通過GIS帶電檢測方法將GIS內(nèi)金屬導(dǎo)電微粒清除或者危險的金屬微?？刂圃谳^為安全的區(qū)域，盡可能避免和消除GIS由于內(nèi)部金屬微粒引起的安全事故。
目前，GIS內(nèi)絕緣缺陷，尤其是微粒缺陷的檢測方法主要是脈沖電流法、超聲法、超高頻法，這些方法對與GIS內(nèi)金屬微粒缺陷均有其獨特的優(yōu)勢，并在實際GIS內(nèi)金屬微粒缺陷檢出方面有較為廣泛的應(yīng)用。這些方法對于金屬導(dǎo)電微粒沒有達到局放起始電壓時，金屬微粒端部附近是不會產(chǎn)生電暈放電現(xiàn)象，也就不會有局部放電現(xiàn)象。雖然金屬微粒在高場強作用下會帶電荷，在電場作用下會有力的作用而起跳或者運動，稱之為“飛瑩現(xiàn)象”，但是在交流電壓下由于在ー個エ頻周期內(nèi)微粒由于自身重力影響，加上微粒電場力作用，雖然具有一定加速度，但是由于エ頻周期內(nèi)交流電壓方向發(fā)生改變，導(dǎo)致微粒飛行時間不長，很難達到高壓導(dǎo)體表面，因此交流電壓下檢測存在敏感性不足等問題。而金屬微粒在直流電壓下，由于其電場方向單一，因而微粒在加速時能夠飛行時間較長，因而其撞擊GIS內(nèi)表面具有較大的幅度，所產(chǎn)生的超聲振動信號也相應(yīng)較強。另外，交流電壓在長期加壓時，會使得GIS內(nèi)部空間和絕緣子表面積累電荷，電荷積累有可能影響電氣設(shè)備絕緣性能，因而本發(fā)明針對以上問題，提出采用極性反轉(zhuǎn)的直流電壓檢測GIS內(nèi)部金屬微粒缺陷。該方法利用微粒在靜止和運動超聲信號幅值水平的大小，以及通過極性變化的直流電壓研究并確認微粒以上兩種狀態(tài)的超聲信號水區(qū)分微粒的存在與否，然后通過有序間隔的直流電壓消除GIS內(nèi)部殘余電荷的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決GIS內(nèi)重要的金屬微粒缺陷檢測的實際問題，主要通過正極性和負極性直流電壓將微粒靜止和運動時的超聲信號水平進行比較，然后通過實驗室獲取的各類數(shù)量和形狀的金屬微粒超聲信號水平圖譜進行特征對比，從而判斷GIS內(nèi)部是否存在金屬微粒。本發(fā)明是通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn)的。采用極性反轉(zhuǎn)直流電壓的GIS內(nèi)部微粒檢測方法，本發(fā)明在GIS (Gas InsulatedSwitchgear,氣體絕緣組合電器)內(nèi)部布置金屬性微粒缺陷，通過同期裝置控制選向開關(guān)聯(lián)通正極性直流電壓，同時施加至GIS高壓端及其導(dǎo)體，通過超聲局放測試儀獲取微粒靜止時超聲信號水平，然后通過橡膠錘錘擊GIS外殼，微粒起跳，獲取微粒在正極性電壓時的微粒運動時超聲信號水平，比較前后測試超聲信號水平差異，評估和判斷GIS內(nèi)部微粒存在與否。同期裝置控制選向開關(guān)聯(lián)通負極性直流電壓，通過超聲局放測試儀獲取微粒靜止時的超聲信號水平，然后通過橡膠錘錘擊GIS外殼，微粒起跳，獲取微粒在負極性電壓時的微粒運動時超聲信號水平，比較前后兩次測量信號水平差異，綜合上次評估結(jié)果共同評估和判斷GIS微粒存在與否。在GIS試驗段內(nèi)，獲取線微粒、球形微粒及其多種數(shù)量(或長度)微粒組合時橡膠錘錘擊前后超聲信號水平數(shù)據(jù)庫，比較獲取正極性和反極性直流電壓下典型超聲信號水平差異及其量化標準，從而評估和判斷微粒存在情況，甚至可評估微粒類型及其數(shù)量級。同期裝置控制選向開關(guān)使得GIS高壓端連接至正極性直流電壓I分鐘，然后選向開關(guān)選向至負極性直流電壓I分鐘，如此往復(fù)持續(xù)10分鐘，消除施加直流電壓引起的空間電荷和殘余電荷的影響。本發(fā)明的有益效果是1)體積小、便攜，易于控制和操作；2)利于發(fā)現(xiàn)GIS內(nèi)部的金屬微粒缺陷。下面結(jié)合附圖及實例進ー步闡述本發(fā)明內(nèi)容。


圖I極性反轉(zhuǎn)直流電壓微粒檢測方法示意圖；圖2極性反轉(zhuǎn)直流電壓施加示意圖(針對220kVGIS)。圖中1、調(diào)壓器低壓端；2、調(diào)壓器高壓端；3、選向開關(guān)；4、接地；5、同期裝置；6、高壓引線；7、正極性直流發(fā)生器低壓端；8、負極性直流發(fā)生器低壓端；9、正極性直流發(fā)生器高壓端；10、負極性直流發(fā)生器高壓端；11、開關(guān)轉(zhuǎn)動方向；12、開關(guān)；13、GIS、14、線微粒；15、球微粒；16、高壓導(dǎo)體；17、GIS外殼；18、超聲傳感器；19、前置處理器；20、信號處理終端；21、橡膠錘。
具體實施例方式采用極性反轉(zhuǎn)直流電壓的GIS內(nèi)部微粒檢測方法，本發(fā)明的方法為(I)GIS內(nèi)部布置金屬性微粒缺陷，通過同期裝置控制選向開關(guān)聯(lián)通正極性直流電壓，同時施加至GIS高壓端及其導(dǎo)體，通過超聲局放測試儀獲取微粒靜止時超聲信號水平，然后通過橡膠錘錘擊GIS外殼，微粒起跳，獲取微粒在正極性電壓時的微粒運動時超聲信號水平，比較前后測試超聲信號水平差異，評估和判斷GIS內(nèi)部微粒存在與否。(2)同期裝置控制選向開關(guān)聯(lián)通負極性直流電壓，通過超聲局放測試儀獲取微粒靜止時的超聲信號水平，然后通過橡膠錘錘擊GIS外殼，微粒起跳，獲取微粒在負極性電壓時的微粒運動時超聲信號水平，比較前后兩次測量信號水平差異，綜合上次評估結(jié)果共同評估和判斷GIS微粒存在與否。(3)在GIS試驗段內(nèi)，獲取線微粒、球形微粒及其多種數(shù)量(或長度)微粒組合時橡膠錘錘擊前后超聲信號水平數(shù)據(jù)庫，比較獲取正極性和反極性直流電壓下典型超聲信號水平差異及其量化標準，從而評估和判斷微粒存在情況，甚至可評估微粒類型及其數(shù)量級。(4 )同期裝置控制選向開關(guān)使得GIS高壓端連接至正極性直流電壓I分鐘，然后選向開關(guān)選向至負極性直流電壓I分鐘，如此往復(fù)持續(xù)10分鐘，消除施加直流電壓引起的空間電荷和殘余電荷的影響。、
見圖I，該圖示出了極性反轉(zhuǎn)直流電壓微粒檢測方法示意圖。該方法首先是通過調(diào)壓器高壓端2連接至選向開關(guān)3，選向開關(guān)3通過高壓引線6與正極性直流發(fā)生器低壓端7和負極性直流發(fā)生器低壓端8分別連接而產(chǎn)生極性不同的直流電壓，然后在GIS 13的高壓導(dǎo)體16施加正極性直流電壓，同期裝置5控制選向開關(guān)3和開關(guān)12同期連接；由于線微粒14或者球微粒15 —般處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時通過超聲傳感器18獲取微粒靜止時產(chǎn)生超聲信號水平或者噪聲水平，然后通過橡膠錘21錘擊GIS 13外殼，使得微粒能夠脫離GIS 13殼體內(nèi)部表面的粘滯力，從而起跳，由于電場作用，使得微粒能夠在GIS 13內(nèi)部飛行，從而不斷往復(fù)撞擊GIS殼體,從而產(chǎn)生超聲振動信號,這些由超聲傳感器18獲取的信號傳輸至前置處理器19，前置處理器再連接至信號處理終端20，然后由信號處理終端20比較靜止和運動狀態(tài)的超聲信號水平的差異，判斷微粒存在與否。此外通過負極性電壓下的靜止和運動 狀態(tài)的超聲信號水平的差異，聯(lián)合確認微粒存在與否。見圖2,該圖示出了極性反轉(zhuǎn)直流電壓施加示意圖。圖中顯示了 GIS 13高壓導(dǎo)體16施加正極性和負極性電壓交替時間的關(guān)系，該方法的主要目的是通過交變的電壓注入不同極性的電荷，消除GIS 13由于內(nèi)部試驗過程中直流電壓產(chǎn)生的電荷積累的影響，從而保證GIS 13絕緣環(huán)境狀態(tài)保持較高水平。
權(quán)利要求
1.采用極性反轉(zhuǎn)直流電壓的GIS內(nèi)部微粒檢測方法，其特征在于，該方法為 (1)GIS內(nèi)部布置金屬性微粒缺陷，通過同期裝置控制選向開關(guān)聯(lián)通正極性直流電壓，同時施加至GIS高壓端及其導(dǎo)體，通過超聲局放測試儀獲取微粒靜止時超聲信號水平，然后通過橡膠錘錘擊GIS外殼，微粒起跳，獲取微粒在正極性電壓時的微粒運動時超聲信號水平，比較前后測試超聲信號水平差異，評估和判斷GIS內(nèi)部微粒存在與否； (2)同期裝置控制選向開關(guān)聯(lián)通負極性直流電壓，通過超聲局放測試儀獲取微粒靜止時的超聲信號水平，然后通過橡膠錘錘擊GIS外殼，微粒起跳，獲取微粒在負極性電壓時的微粒運動時超聲信號水平，比較前后兩次測量信號水平差異，綜合上次評估結(jié)果共同評估和判斷GIS微粒存在與否； (3)在GIS試驗段內(nèi)，獲取線微粒、球形微?；蛭⒘＝M合時橡膠錘錘擊前后超聲信號水平數(shù)據(jù)庫，比較獲取正極性和反極性直流電壓下典型超聲信號水平差異及其量化標準，從而評估和判斷微粒存在情況，以及微粒類型及其數(shù)量級； (4)同期裝置控制選向開關(guān)使得GIS高壓端連接至正極性直流電壓持續(xù)30s-l分鐘，然后選向開關(guān)選向至負極性直流電壓持續(xù)30s-l分鐘，必須要求正極性和負極性直流電壓持續(xù)時間嚴格相等，如此往復(fù)持續(xù)不超過10分鐘，消除施加直流電壓引起的空間電荷和殘余電荷的影響。
全文摘要
采用極性反轉(zhuǎn)直流電壓的GIS內(nèi)部微粒檢測方法，本發(fā)明在GIS內(nèi)部布置金屬性微粒缺陷；同期裝置控制選向開關(guān)聯(lián)通負極性直流電壓；在GIS試驗段內(nèi)，獲取線微粒、球形微粒及其多種數(shù)量(或長度)微粒組合時橡膠錘錘擊前后超聲信號水平數(shù)據(jù)庫，比較獲取正極性和反極性直流電壓下典型超聲信號水平差異及其量化標準；同期裝置控制選向開關(guān)使得GIS高壓端連接至正極性直流電壓1分鐘，然后選向開關(guān)選向至負極性直流電壓1分鐘，如此往復(fù)持續(xù)10分鐘，消除施加直流電壓引起的空間電荷和殘余電荷的影響，區(qū)分GIS內(nèi)部存在金屬微粒的方法，本發(fā)明具有方法簡單、功率小、易操作、便攜、靈敏度高的顯著優(yōu)點。
文檔編號G01N29/04GK102680574SQ20121014864
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月14日
發(fā)明者彭晶, 曹昆南, 楊卓, 王衛(wèi)東, 王科, 譚向宇, 趙現(xiàn)平, 陳磊, 馬儀 申請人:云南電力試驗研究院(集團)有限公司電力研究院, 云南電網(wǎng)公司技術(shù)分公司