GIS和高压断路器的在线监测与故障诊断.ppt

7GIS和高压断路器的故障诊断 ;7.1 概述;3、劣势 （1）所有设备完全封闭，不能发现故障的早期症状 （2）设备之间距离紧凑，易于互相影响，导致故障扩大 （3）故障定位较难进行，增加处理故障的困难度及时间 ;二、GIS监测的主要内容 绝缘特性 断路器的动作特性 接地故障 导体发热 气体参数;2021/3/29 星期一;7.2、高压断路器的监测;;落地罐式断路器结构图;7.2、高压断路器的监测;变电所中对负荷的停、送电的操作，关键的设备是高压断路器 1、高压断路器无法正常合闸送电，此现象称为高压断路器开关的拒合现象，此现象在事故现场中经常出现。 2、高压断路器无法正常分闸停电，此现象称为高压断路器的拒跳现象，在现场事故处理中，此现象较普遍存在。;2、合分闸线圈回路通路监测 将合分闸线圈电路用高值电阻与电源连接，根据电路中的电流判断线圈回路是否有断路 3、操动机构的储压系统 压力监测和电动机启动时间间隔及转动时间监测 4、灭弧室和灭弧触头电磨损监测 分断电流累计值或加权分段累计间接估计电磨损程度;触头受电弧作用时的物理化学现象;5、绝缘监测：局部放电的监测 6、断路器主触头及导电部分监测 壳体温升的监测，壳体振动和监测－－－适用于有接地外壳 暂时性状态监测技术 即断路器暂时退出运行处于离线状态，但不需将断路器解体，运用体外检测技术来诊断其内部状态 1、分合过程中壳体或外壳机械振动的检测 2、动态回路电阻的检测，从而监测触头磨损情况 3、液压机构低速驱动时的驱动力的监测;7.3 高压断路器机械故障的监测和诊断;;2021/3/29 星期一;1、铁心触动阶段 T0~T1时间段，T0为断路器分（或合）命令到达时刻，是计时起点 T1为线圈中电流、磁通上升到足以驱动铁心运动，即铁心开始移动的时刻 2、铁心运动阶段 T1~T2阶段，铁心在电磁力作用下，克服了重力、弹簧力等阻力，开始加速运动，直到铁心上端面撞到支持部分停止运动为止;3、触头分、合闸阶段 T2~T3阶段，铁心已停止运动 该阶段可反映操作传动系统运动情况 T2为铁心停止运动时刻，T3为断路器辅助接点切断时刻 4、电流切断阶段 T3时刻，辅助接点切断后随之开关K???开，触头间产生电弧并被拉长，电流迅速减小到零直至熄灭。;总结： 分析i的波形和不同时刻及对应的电流等特征值可以计算出铁心启动时间、铁心运动时间、线圈通电时间等参数，得出操动机构的工作状态从而预告故障的前兆 I1 、I2 、I3电流值反映电源电压、线圈电阻及电磁铁铁心运动的速度信息。 电流有两个峰值和一个谷值点。;二、断路器操动机构行程及速度的监测 操动机构 直线式行程传感器安装在操动机构的直线运动的连杆上 旋转式光电编码器安装在断路器或操动机构的转动轴上 通过传感器测量分合闸操作动触头的运动信号 根据测得得行程曲线可以计算动触头分（合闸）操作的运动时间、动触头行程、动触头运动的平均速度等。 ;断路器合闸操作过程特性曲线;断路器分闸操作过程特性曲线;三、断路器振动信号监测 高压断路器分合闸操作过程中，机构部件的运动和撞击都会引起振动响应，所以监测外部振动信号，可以进行高压断路器机械状态监测（局部放电也会产生振动信号） 振动幅值与冲击作用力大小成正比，振动频率及衰减时间常数与高压断路器机械结构有关 选择合适的测试位置和传感器的安装方向非常重要 时域分析法和频域分析法;2021/3/29 星期一;加速度;2021/3/29 星期一;7.3 GIS绝缘故障的监测与诊断;局放源： ①自由移动的金属微粒 ②针尖状突出物 ③由于制造原因在绝缘表面上可能存在固定的微粒 ④附近存在悬浮电位体或导体间连接点接触不好 ;GIS局部放电产生的物理化学变化 1、接地线上流过高频电流，外壳上和周围产生电磁波 2、在气体中产生超声波 3、金属外壳中产生机械振动（由声波引起的） 4、使SF6气体分解;一、局放监测方法 1、电气法 GIS所有元件密封在外壳内，只能看到连接套管，或者从窥视窗里看到隔离开关的触头和引线 相比较电机变压器中直接测量外壳接地线上脉冲电流，GIS不宜用 外复电极法：外壳上敷上绝缘薄膜与金属电极以形成耦合电容 内部电极法：在法兰内部加装金属电极与外壳形成耦合电容拾取信号;2、声测法 气体中传播为纵波 参照变压器声测法 3、特高频监测 二、电量标定和故障位置确定 四、干扰的抑制措施;故障诊断 不同放电类型局放信号特征： （1）针状突出物　放电显示为负峰值上有间歇性的低脉冲，约0.5～1 pC。电压升高时放电趋于稳定，同时在正半周上偶尔出现脉冲 （2）自由金属微粒　自由金属微粒的跳跃与工频和相位无关，其产生的是一种完全随机模式的脉冲。 （3）悬浮电位体　GIS中元件的电容值一般都很大，附近存在悬浮电位体时，产生的放电量较大，在