[发明专利]一种开关柜内部故障的探测方法及探测装置

说明书

技术领域

本发明属于变配电领域，尤其涉及一种用于电能输送/分配设备的故障探测方法及探测装置。

背景技术

随着我国经济的快速发展，作为基础的电力工业也得到了长期快速的发展。作为电力建设中的重要设备之一，封闭型组合电器的应用日益普及，同时也对封闭型组合电器设备的安全/稳定运行提出了更高的要求。

空气绝缘开关柜是封闭型组合电器的一种，在10～40.5KV的开关设备中应用广泛。

然而，由于其封闭式箱体结构的特点所致，空气绝缘开关柜也有一定的缺点，主要是在内部电气异常在发生的早期，发现比较困难。若不能及时发现和处理，通常会造成开关装置及其附属部件的损坏/焚毁，严重时甚至会影响到整个系统的运行和整个变配电站/所的人身/设备安全。

具体的，空气绝缘开关柜一般采用箱体型结构，它将配电设备的所有元件均放置在柜体内部，这样的结构形式带来的问题就是无法从柜体外部及时/直观地了解柜体内部的设备运行状况(正常带电运行时柜体的柜门是处于关闭状态)，对于一次设备最常见的接头发热、六氟化硫气体泄漏、局部放电异常等故障，无法在柜外通过直观、明显的方式及时发现或表现出来，当发现时，往往已经酿成严重后果。

例如，对于六氟化硫绝缘气体的泄漏故障，只有等到压力低于报警或闭锁值时，才能通过光字牌、指示灯间接显示出来；而对于局部放电故障，虽然采用高频超声波检测手段可以检测，但其检测的准确度和灵敏度不能令人满意；又如，对于接头发热故障，除了打开柜门采用直接瞄准的非接触式红外测量之外，目前还没有很好的其他在线探测手段；虽然有单位已经研究出在开关柜断路器小车触头等部位加装温度探测器，将温度信号无线向外发射的探测装置和测量手段，但该装置缺点也很明显，安装时设备必须逐仓停电，安装工作成本高，且由于变配电站/所均为电磁波强烈干扰区域，装置本身的可靠性和寿命也存在问题。

所以，如何在封闭型组合开关柜带电运行(此时开关柜的柜门处于关闭位置)的状态下及时、低成本地获得柜内开关设备的运行状况或发现其异常运行信息，成为现场运行/巡检工作中一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种开关柜内部故障的探测方法及探测装置，其在开关柜处于带电运行状态下运行时，采用与一、二次回路带电体非接触式的气体采集方式，能够灵敏地检测到柜内开关设备的常见运行故障，且工作时不需要对运行中的开关柜停役，也不需要对现有开关柜电气一、二次回路设备进行改动，实施成本低廉，不影响现有设备的正常运行。

本发明的技术方案是：提供一种开关柜内部故障的探测方法，包括开关柜的柜体，其特征是：

对于柜门处于关闭状态下的带电运行的开关柜，在柜体外部，利用开关柜柜体的通孔，抽取柜体内部空间的气体；

对于被抽出的柜内气体，采用气体浓度测量装置进行某种指定特征气体的浓度测量；

所述的气体浓度测量装置中设置多路气敏传感器模块，每一路气敏传感器模块对应测量某一种指定特征气体的浓度，每一路气敏传感器模块设置一个平衡电桥；

所述的气敏传感器模块将各种指定特征气体的浓度转变成电信号；

采用分别或依次测量各平衡电桥的不平衡电压的方法，通过不平衡电压值的数值或数值的变化，来对应反映柜内某种特征气体的浓度或浓度的变化趋势；

分别记录气体浓度测量装置对柜内各种指定特征气体浓度所对应的不平衡电压测量值以及该时段中环境空气中同种指定特征气体的浓度所对应的不平衡电压测量值；

将同一柜体某一时间段所测各种指定特征气体的不平衡电压测量值与环境空气中同种指定特征气体所对应的不平衡电压测量值和/或其他不同柜体在同一时间段内同种指定特征气体所对应不平衡电压的测量值进行对比；

发现不平衡电压测量值异常变化的开关柜；

根据不平衡电压测量值发生异常变化所对应指定特征气体的种类，对应得出所对应的事故种类和所对应的开关柜仓位；

通过对带电运行状态下柜体内部空间气体的抽取、测量/分析和数据对比，将每个代表某种特征气体浓度项目的不平衡电压数值与周围环境空气和/或其他开关柜仓位的代表该种特征气体浓度项目的不平衡电压的数值相比较，及早发现开关柜内部处于初发阶段的事故或早期事故隐患，防止事故的扩大或进一步蔓延。

具体的，上述的指定特征气体至少包括臭氧、六氟化硫和烟雾，其所对应的事故分别为开关柜内部的放电、六氟化硫气体泄漏和接头发热事故。