[发明专利]一种高压开关电器触头虚接触发热的温升估测方法

说明书

一种高压开关电器灭弧室触头虚接触发热的温升估测方法，它通过监测高压开关电器所在回路中的放电信号，统计计算每个工频周期内的脉冲放电次数n、平均放电量Q和脉冲放电间隔时间，来实时估算高压开关电器触头虚接触发热的温升值。本发明一种高压开关电器触头虚接触发热的温升估测方法，能解决常规测温方法难以测量的触头虚接触时1000℃以上的超高温测量问题，能解决密闭后触头温升检测困难的问题，且检测过程可以不用停电，不影响高压开关电器的正常运行。

技术领域

本发明涉及电气设备发热的温升检测领域，具体是一种高压开关电器触头虚接触发热的温升估测方法。

背景技术

高压断路器、隔离开关等高压开关电器的触头，当接触电阻过大至出现虚接触时，极易引起温升过高，触头的长期高温可能造成接触不良，甚至设备损坏，引起主变跳闸、母线失压甚至停电事故等。随着GIS设备投运数量的不断增多以及运行年限的增长，过热型缺陷逐年增多，由于过热引起的设备故障，已造成多起设备停运甚至爆炸等事故。因此，及时地测量高压开关电器触头的温度，采取有效措施消除接触不良，是电力系统安全运行和可靠供电的重要保障。

目前，主要通过红外测温技术以及光纤传感器测温技术来测量触头的温升。其中，红外测温仪是非接触式测量，利用物体的红外热辐射，检测热源的表面温升；光纤测温则利用双金属对温度敏感的变形特性，将触头温度的变化量传感成光纤的形变量，再调制到接收光纤输出光通量上，实现对触头温升的光学测量，这是一种接触式测量。

由于灭弧的需要，高压断路器的触头被密闭在灭弧室内部，即断路器的触头一般都被密闭在金属外壳之中，外壳和触头之间充满了绝缘和灭弧介质，如GIS断路器和真空断路器。对于非接触式红外测温而言，只能测出灭弧室外壳的表面温升，难易测出内部触头的实际温升，此外红外测温范围有限，一般在1000℃以内；光纤测温的最大范围大约-40C-+400℃，此外，为避免破坏灭弧室的结构，接触式光纤测温的传感器也只能安装在外壳上，因此也只能测量外壳的温度，难以准确测出密闭在外壳内部的触头实际高温。

可见，对于密闭在金属外壳之中的触头，当出现短时或轻微虚接触过热时，由于介质和外壳的包围和阻挡，现有的测温方法将无法测量触头的实际温升。常规测温方法最大的问题是测温范围有限，对测量中低温有效，对于断路器触头虚接触发热的超高温测量，还需要探索新的测温方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，如何获得密闭在灭弧室内部的触头虚接触时的超高温升值。本发明提供一种高压开关电器触头虚接触发热的温升估测方法，可以解决密闭触头的超高温检测困难问题。

本发明的原理是，处于闭合状态的高压开关电器(如GIS断路器、真空断路器)的动、静触头，当出现虚接触时，在工作电压的作用下，虚接触的触头间会出现局部放电，进而导致触头快速发热。虚接触触头间局部放电是工作中的触头过热的主要原因，它比接触电阻发热严重得多。理论和试验表明，触头间局部放电与触头温升呈同向线性变化关系，因此，通过检测局部放电的大小就可以估计触头的温升值。

本发明的方法是，通过检测虚接触局部放电后沿导体传播的放电波，然后统计放电波的特征量，通过触头的温升值与放电波的特征量之间的函数关系，来计算虚接触触头间的温升。

本发明采取的技术方案是：

一种高压开关电器触头虚接触发热的温升估测方法，该方法对应的温升估测装置，并联在高压开关电器触头所在回路中，实时监测触头虚接触放电信号，通过统计每个工频周期内的放电量、放电次数和间隔时间等特征量，来实时估测触头虚接触发热的温升值。

所述温升估测装置包括局部放电检测系统2和数字温升估测仪3两大部分。

所述局部放电检测系统2包括耦合电容器2.1、放电检测电阻2.2和高频电缆2.3。