[发明专利]一种用于在线监测GIS罐体内部隔离开关触头温升的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种监测方法，具体讲涉及一种用于在线监测GIS罐体内部隔离开关触头温升的方法。

背景技术

任何高于绝对零度的物体都会以电磁波的形式向外发射出能量，这种能量叫做辐射能，波长在0.76～40μm的红外线短波部分电磁波热效应最明显。因此可以利用红外传感器，接受发热部位发出的红外线来测量温升部位温度。

行业内目前已有用于GIS测温方法主要有通过对GIS导体局部材料进行改造，提高导体表面的发射率，再利用红外传感器接受红外线测量温度，但此方法对GIS改造成本相当大，且对已投入运行的GIS并不适用；另外也有通过光纤光栅测量GIS母线导体温度，该方法会对GIS内部电场分布带来一定影响，且光纤的布置安装和使用寿命都存在未能解决的问题。

与常规电器相比，气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）在结构性能上具有占地面积小、可靠性高、维护量少以及使用寿命长等优点，目前已在国内外电力系统中广泛应用。调研显示，由于工厂组装、现场安装以及交接验收等各个环节质量控制不严格，GIS设备内部导体插接部位因接触不良等造成的过热甚至烧毁故障，严重影响了电网供电可靠性。

国际上，ABB公司用石英温度传感器对开关柜母线温升进行实时监测，美国LUXTRON公司通过光纤传感器测量荧光的衰减率，进而测量温度，但尚未应用于开关设备上。我国的一些厂家和高校研究了利用热敏电阻、光纤传感器等方法测温，主要应用于高压开关柜。但由于GIS是全封闭设备，预埋热敏电阻或光纤传感器后其内部绝缘性能，光纤引出接口的密封方式以及传感器使用寿命等存在许多尚难以解决的技术难题，使得上述方法均未能在GIS设备中实现现场应用。

行业内目前已有用于GIS测温方法主要有通过对GIS导体局部材料进行改造，提高导体表面的发射率，再利用红外传感器接受红外线测量温度，但此方法对GIS改造成本相当大，且对已投入运行的GIS并不适用；另外也有通过光纤光栅测量GIS母线导体温度，该方法为接触式测温，对GIS的内部绝缘强度和开断性能都会带来一定影响，且光纤的布置安装和使用寿命都存在未能解决的问题。同时以上方法都针对GIS母线导体的监测，没有针对温升问题较多的隔离开关触头温升监测。

GIS负载电流过大、连接部件松动、开关合闸不到位或触头磨损等均可能造成导电部件温升过高，导致绝缘部件性能降低，从而产生放电以致出现主绝缘击穿，造成设备损坏和用户停电的重大事故。

例如：导体插接处发热，在正常运行时，高压电器导电回路长期通过工作电流产生的能量转变为热能，使电器材料温度升高，一般不会超出规定范围；但导电回路一旦发生接触不可靠时，会使电器材料温度升高超出规定范围，而使电器材料的机械强度、物理性能等下降。插接处有一个接触电阻，当电流流过时，由于接触电阻的存在，要引起该处发热，如果该处的温度超过规定值，则会加速该接触处氧化，氧化结果又会导致接触电阻上升，这样又促使发热加大，温度升高，造成故障。

又例如：触头连接位置发热，由于触头接触面氧化、脏污；设备的安装、对中工艺不好；设备质量存在问题；负荷加大的影响；电力谐波的影响等原因，引起触头连接处温度升高。

鉴于以上考虑，迫切需要研制一种用于在线监测GIS内部隔离开关触头温升的方法，用于在带电运行情况下，实时监测GIS内部隔离开关触头插接位置的温升，避免事故的发生。

由于GIS是全封闭设备，无法通过常规测温装置对导电部件的温度进行检测，装配过程对中不准确等问题经常导致隔离开关触头温升，此故障也为隔离开关的主要故障之一。但之前对GIS内部温升监测的研究很少，仅有针对母线导体发热监测的研究。因此，研究GIS内部隔离开关触头温度在线监测具有很大的创新性，且对于发现GIS内部过热现象具有重要意义。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种用于在线监测GIS罐体内部隔离开关触头温升的方法，利用红外传感器接受温升部位发射的红外线，并将红外线能量转变为电信号，经过放大器、信号处理电路和AD转换电路，转变为隔离开关触头的辐射功率，再通过斯蒂芬-波尔兹曼定律，计算出隔离开关触头的绝对温度，最后对绝对温度再进行修正，得到准确的隔离开关触头绝对温度。本发明用于在带电运行情况下，实时监测GIS内部隔离开关触头温升，避免事故的发生。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

本发明提供一种用于在线监测GIS罐体内部隔离开关触头温升的方法，包括以下步骤：

步骤1：确定GIS罐体内部隔离开关触头的发射率；