在线式高压开关柜故障监测系统的研究.PDF

》》 科研发展 在线式高压开关柜故障监测系统的研究 温州电力局 陈 达 朱海貌 马 明 叶 隆 莫永东 本论文介绍了一种新的高压开关柜故障诊断系统，该系统采用气相色谱的原理通过对各故障状态下的特征气体的分析，实现对空气绝缘高压开关柜故障 【摘要】 的诊断。论文首先对高压开关柜在故障状态下所形成的故障气体进行了分析，然后对传感器电路和测试电路进行了设计，并完成对诊断软件的设计。在此基础 上，进行了样机的制作和试验。 开关柜；特征气体；诊断 【关键词】 高压开关柜在电力系统中担负着关合 柜，最容易发生的异常是接头发热、SF6气 泄漏，只有等到压力低于报警或闭锁值 及断开电力线路、保护系统安全的双重功 体泄漏和局部放电。下文将分别研究每种 时，才能通过处罚压力接点的方式用光子 能，随着电力系统向着高电压、大机组、 异常状况的特征气体特点。 牌、指示灯间接显示出来，如果压力接点 大容量的迅速发展，电网日益扩大以及变 1.接头发热 失灵，SF6气体即使漏完运行人员也无法知 电站无人值班管理模式和综合自动化的普 接头发热是一次设备的常见故障，对 道，如果此时操作断路器可能导致设备爆 及推广，高压开关柜的安全运行越来越重 于常用的小车式开关设备，由于其断路器 炸的严重后果，因此采用另一种手段探测 要。高压开关柜内闸刀触头、电力电缆进 小车经常被移进移出，断路器的触指和触 SF6泄漏也很有必要。由于现有的SF6气体 出线的接头接触不良时，接触电阻增大， 头很容易受到撞击等外力作用而变形，导 传感器能检测到0.1ppm以下浓度的SF6气 在负载电流流过时会产生发热现象，过热 致接触不良而发热，另外其电缆接头也是 体，因此开关柜内部的SF6泄漏应该能很容 会引起金属材料的机械强度下降，绝缘材 发热故障的高发部位，由于开关柜内部发 易地检出。 料老化并可能导致击穿，形成事故。在高 热几乎不能早期发觉，接头发热故障对于 二、气体传感器设计 压开关柜中，固体绝缘中的空穴、不同特 开关柜的安全运行事关重大。接头发热产 1.传感器的选择 性的绝缘层之间，以及金属(或半导电)电 生的特征气体比较复杂，各种气体的组分 通过对不同传感器的性能比较，分析 极的尖锐边缘处，由于气体的击穿场强比 和浓度随发热温度和接头材料的不同而不 了各种传感器在寿命、灵敏度、成本、加 固体介质低得多，气体中的电场又比固体 同，主要特征气体有以下几种： 热功耗和反应速度方面的优缺点，本论文 介质中高，往往在气隙的部位产生局部放 a.烷烃和硫化氢——主要是接头电力 提出了采用电化学可燃气体传感器+离子 电。这些局部放电会造成电介质绝缘强度 脂、润滑脂、示温蜡片中杂质受热分解产 型烟雾传感器+TGS型空气质量传感器”检 逐步下降，最终导致绝缘的损坏。此外， 生，由于断路器触头无一例外地涂有润滑 测接头发热、大气型臭氧传感器检测局部 高压开关柜中还存在SF6气体的泄漏，同样 脂，如果接头发热，凡士林融化导致内部 放电、环境监测型SF6传感器检测SF6的方 会造成设备性能的下降。因此，测量和监 少量碳原子数量较少的烷烃和硫化物等杂 案。 视高压开关柜内的运行状态，是避免重大 质气化而分布在柜内的空气中，由于各种 接头发热采用电化学可燃气体传感 事故发生及控制故障恶化的有力手段，对 气体传感器对于烷烃等可燃气体灵敏度极 器，该传感器灵敏度很高，用其可满意地 于保证高压开关柜的正常运行，提高电力 高，因此很容易检出。 检出微量的硫化氢或其他可燃气体；游离 系统的运行可靠性和自动化程度具有非常 b.单质铜和氧化铜颗粒——如果温度