[发明专利]一种GIS内部接头温度在线监测装置及方法

说明书

本发明公开一种GIS内部接头温度在线监测装置及方法，监测装置包括光纤光栅传感器、信号贯通盘、光纤测温调节模块和上位机，光纤光栅传感器固定在GIS设备内部接头位置，每个内部接头上的光纤光栅传感器通过信号贯通盘连接至光纤测温调节模块，光纤测温调节模块与上位机通信连接。监测方法基于当测点温度改变时，分布式光纤光栅传感器依据热膨胀和热光效应会引起纤芯折射率改变。本发明能够在满足GIS设备绝缘性、密封性要求的基础上，实现GIS内部接头温度在线监测的目的。

技术领域

本发明涉及GIS设备测温技术领域，尤其涉及一种GIS内部接头温度在线监测装置及方法。

背景技术

气体绝缘组合电器(Gas Insulated Switchgear,简称GIS)是充有一定压力SF₆绝缘气体的金属筒内封闭而形成的组合电器，被广泛应用于电力系统。近五年来，在110kV及以上组合电器故障中，由于GIS设备接头接触不良、放电造成的异常发热现象频繁发生。目前，对于GIS设备气体压力、局放等状态均有相对成熟的监测解决方案，但对内部接头异常发热现象尚未能实现可靠预警。随着组合电器数量的不断增加，运维的工作量也随之增加，在线监测技术是减轻检修工作量和降低事故率行之有效的方法，是评估设备运行状态的重要手段。

目前，GIS温度在线监测技术主要难度在于传感器性能无法满足实际需求，具体表现在传感器灵敏度及测温精度不够，无法快速响应GIS母线温度变化。电力系统中常用的非在线监测手段如红外测温方法，主要采用手持式红外热像仪对GIS母线温度进行定期检测，其分辨率与测温精度较高，但价格昂贵，测试的有效性易受到环境等因素的影响，而且难以实现在线监测系统的一体化集成。此外，GIS设备高电压、大电流、高温度、强电磁场、密封严等特点使其内部接头温度监测十分困难，尤其是GIS设备对密封性与内部整体清洁度的苛刻要求，使得GIS接头温度在线监测一直是电力业内难以攻克的技术难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种GIS内部接头温度在线监测装置及方法，在满足GIS设备绝缘性、密封性要求的基础上，实现GIS内部接头温度在线监测的目的。

为了解决所述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种GIS内部接头温度在线监测装置，包括光纤光栅传感器、信号贯通盘、光纤测温调节模块和上位机，光纤光栅传感器固定在GIS设备内部接头位置，每个内部接头上的光纤光栅传感器通过信号贯通盘连接至光纤测温调节模块，光纤测温调节模块与上位机通信连接。

进一步的，信号贯通盘安装在GIS设备的手孔处，信号贯通盘为圆盘形，信号贯通盘上开有多个使光纤光栅传感器通过的连接孔。

进一步的，所述光纤测温调节模块包括宽谱光源、环形器、光开关、光谱仪模块、数据采集与处理模块、通信模块，光开关与光纤光栅传感器的尾纤相连，环形器连接在宽谱光源、光开关、光谱仪之间，用于传输宽谱光源至光开关、光开关至光谱仪模块的光信号，光谱仪模块与数据采集与处理模块相连，数据采集与处理模块通过通信模块与上位机相连。

进一步的，所述通信模块为IEC61850驱动模块。

进一步的，光纤光栅传感器以GIS设备内部的盆支撑绝缘子为界限，位于盆支撑绝缘子与导体螺栓固结侧的光纤光栅传感器采用陶瓷串式光纤光栅传感器，位于盆支撑绝缘子与导体插接式连接侧的光纤光栅传感器采用陶瓷单点式光纤光栅传感器。

进一步的，陶瓷串式光纤光栅传感器按照平行于接头和垂直于接头各一串的方式设置。

进一步的，光纤光栅传感器的测温端头通过捆扎的方式紧固在被测接头表面。