[发明专利]一种基于振动检测的GIS设备机械缺陷诊断系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于振动检测的GIS设备机械缺陷诊断系统及方法，包括大电流发生装置、被试GIS设备、振动信号采集装置、数据管理单元、典型机械缺陷指纹库及机械缺陷智能诊断单元，大电流发生装置与被试GIS设备导电回路相连，振动信号采集装置包括加速度传感器及数据采集终端，加速度传感器固定于被试GIS设备外壳上，数据采集终端采集加速度传感器的数据，数据管理单元用于对数据进行分类、整理及特征提取，机械缺陷智能诊断单元用于将提取的特征与典型机械缺陷指纹库进行对比。本发明能够对在交接试验阶段及已投入运行的被试GIS设备进行接卸缺陷检测，及时找出潜在缺陷隐患，从而有效避免重大事故的发生。

技术领域

本发明涉及一种GIS设备机械缺陷诊断技术，尤其涉及一种基于振动检测的GIS设备机械缺陷诊断系统与方法。

背景技术

由于GIS是全封闭组合电力设备，一旦出现事故，造成的后果比敞开设备严重的多，其故障修复尤为复杂，且其停电范围大，常涉及非故障元件。绝缘缺陷和机械缺陷是导致GIS设备故障的两大成因，绝缘缺陷可通过耐压、局放、分解产物检测等技术进行准确诊断及评估，相关技术已趋于成熟。机械缺陷主要包括断路器及隔离开关触头或母线搭接头接触异常、导杆紧固件松动、对接不对中、均压部件松动等，若不能及时发现处理，将产生持续性异常振动，导致导电部件异常磨损、频繁冲击绝缘件、影响连接件牢固等问题，进而导致螺栓松动、内部异常发热、气体泄漏、甚至绝缘击穿等事故，严重影响电网安全稳定运行。

目前，针对GIS设备机械状态检测的手段主要是开展分合闸操作的特性检测，但该方法仅能获得断路器、隔离开关的分合闸时间和平均分合闸速度，只能间接反映操作机构中少数运动部件的运行状态，难以检测出GIS设备内部部件松动、导体不对中、母线触头连接异常等机械缺陷。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术存在的问题，及时检测出GIS设备的机械缺陷，本发明提供一种基于振动检测的GIS设备机械缺陷诊断系统。

本发明的另一目的是为了提供一种基于振动检测的GIS设备机械缺陷诊断方法。

技术方案：本发明提供一种基于振动检测的GIS设备机械缺陷诊断系统，包括大电流发生装置、被试GIS设备、振动信号采集装置、数据管理单元、典型机械缺陷指纹库及机械缺陷智能诊断单元，所述大电流发生装置与被试GIS设备导电回路相连，振动信号采集装置包括加速度传感器及数据采集终端，加速度传感器固定于被试GIS设备外壳上，数据采集终端的信号输入接口与加速度传感器连接，数据采集终端的信号输出接口与数据管理单元连接，数据管理单元用于对数据进行分类、整理及特征提取，机械缺陷智能诊断单元用于将提取的特征与典型机械缺陷指纹库进行对比。

进一步的，所述大电流发生装置为集装箱式的移动式大电流发生装置，集装箱后箱门设有常闭式开口，大电流发生装置与被试GIS设备连接的电流导线从所述常闭式开口引出。

进一步的，加速度传感器至少有四个，相邻加速度传感器固定间隔不大于2m；加速度传感器的检测频带包括1Hz~4000Hz；加速度传感器的量程不小于0.05m/s²，分辨率不大于0.05mm/s²。

进一步的，所述典型机械缺陷指纹库包括主回路接触不良、主回路紧固件松动、均压件松动、外部紧固件松动四类典型GIS机械缺陷的振动信号典型图谱。

进一步的，所述典型机械缺陷指纹库包含至少两千个样本，且随着诊断系统的现场应用自主学习并不断积累更新样本。

进一步的，大电流发生装置引出的电流导线与被试GIS设备出线套管端子排相连，所述电流导线的截面积大小范围为25~100mm²、长度为10~200m。

本发明提供的一种基于振动检测的被试GIS设备机械缺陷诊断方法，包括以下步骤：

（1）向被试GIS设备施加电流；