[发明专利]一种基于红外测温技术的GIS局部过热故障模拟装置

说明书

技术领域

本发明属于六氟化硫气体绝缘电气设备绝缘状态监测的技术领域，具体涉及一种基于红外测温技术的GIS局部过热故障模拟装置。

背景技术

SF₆气体绝缘电气设备以SF₆气体作为绝缘介质，具有绝缘强度高、运行稳定、占地面积小和维护工作量小等优点，在电力系统中，尤其是大中城市电网建设和改造中得到愈来愈广泛的应用。但从近年来的运行情况看，其内部不可避免的缺陷仍会引起故障并随着运行时间的增长而不断扩大，一旦故障发生，SF₆气体绝缘电气设备由于其全封闭组合式结构使得故障定位和检修工作的执行非常困难，且与分离式结构设备相比，其事故的平均停电检修时间更长、停电范围更广，由此常常导致极大的经济损失。SF₆气体绝缘电气设备的故障模式主要有机械故障、过热性故障和放电性故障三种类型，以后两种为主，并且机械故障常以过热性故障和放电性故障的形式表现出来。SF₆气体绝缘电气设备的过热性故障通常是由于接触不良等原因而使得设备的热应力超过正常值，造成绝缘加速劣化，接触面过热性故障主要涉及SF₆气体绝缘电气设备中母线及连接体之间的接触面。过热性故障的初期一般表现为持续的局部温度过高，然而GISGas Insulated Switchgear，气体绝缘封闭组合电器是全封闭结构，无法通过传感器直接测得内部发生局部过热部位的热点温度，因此，只能通过在GIS上开窗，然后透过锗玻璃窗进行红外测温。得到的内部热点温度可以反映出GIS局部过热故障的严重程度，更有利于实现SF₆气体绝缘电气设备的状态在线监测和故障诊断。

现有的SF₆气体绝缘电气设备过热性故障的模拟装置，如专利号为CN201110431132.6的“六氟化硫气体绝缘电气设备接触面过热性故障的模拟装置”专利，公开的系统主要包括开关电源、固态继电器、过热性故障模拟元件、智能数显温度调节仪和气相色谱仪。该专利的主要缺点是：它与实际的GIS监测相差太大，实际的GIS的导体上不能装有温度传感器。

发明内容

本发明的目的是针对现有的SF₆气体绝缘电气设备过热性故障的模拟装置的不足，提供一种基于红外测温技术的GIS局部过热故障模拟装置，能在实验室模拟SF₆气体绝缘电气设备内不同程度的局部过热性故障，并能够通过红外测温技术获得局部过热故障下热源的温度和内部的温度场，从而准确地评估GIS设备发生局部过热故障的严重程度，为进一步研制基于红外间接测温技术的SF₆电气设备局部过热性故障在线监测系统奠定基础。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种基于红外测温技术的GIS局部过热故障模拟装置，其特征在于：包括直流电源、固态继电器、过热性故障模拟元件、PID温度控制仪及红外测温仪，所述直流电源的输入端通过导线与220V/50Hz的市电连接，所述发热体一侧表面的中部设置发热体温度传感器，所述发热体温度传感器的两端通过带绝缘外皮的铜导线分别与两个温度传感器接线柱位于所述缸体内的端头连接，所述PID温度控制仪的输入端通过导线分别与两个温度传感器接线柱位于所述缸体外的端头连接，所述的PID温度控制仪的控制信号输出端通过导线与所述的固态继电器的控制端连接。

在上述的一种基于红外测温技术的GIS局部过热故障模拟装置，所述过热性故障模拟元件包括缸体、发热体、发热体温度传感器、温度传感器接线柱、发热体接线柱、真空泵、真空泵球阀、进气球阀、铝合金屏蔽罩、螺栓、及盆式绝缘子；

在所述缸体的底端的中心处设置两个孔径为0.5～0.7cm的圆形通孔，并通过环氧树脂将两个发热体接线柱分别固定在这两个通孔内，所述两个发热体接线柱贯穿缸体的底部，一端位于缸体内，另一端凸出缸体的底部；

在所述缸体的侧壁抽气孔的上方设置两个孔径为0.5～0.7cm的圆形通孔，并分别通过环氧树脂将两个温度传感器接线柱分别固定在这两个通孔内，所述两个温度传感器接线柱贯穿缸体的侧壁，一端位于缸体内，另一端伸出缸体的侧壁；