[0001]
本发明涉及电网输变电设备状态监测系统技术领域，尤其涉及一种快速识别高压开关柜内部设备工作状态的方法。
背景技术：
[0002]
开关柜是一种电气设备，开关柜外线先进入柜内主控开关，然后进入分控开关，各分路按其需要设置，如仪表，自控，电动机磁力开关和各种交流接触器等，有的还设高压室与低压室开关柜，设有高压母线，如发电厂等，有的还设有为保主要设备的低周减载。
[0003]
开关柜的主要作用是在电力系统进行发电、输电、配电和电能转换的过程中，进行开合、控制和保护用电设备，然而现有的开关柜在通电使用过程中，其内部温度过高，长时间处于高温状态，开关柜内部的电气元件容易受到损坏，因此需要使用者间或性的对开关柜的内部温度进行监测，然而现有的识别高压开关柜内部设备工作状态的方法单一，采用红外测温，仅能够通过开关柜表面的红外窗口对开关柜的内部进行温度测量，由于开关柜内部结构复杂，红外测温只能从固定角度测量，不能准确的反映设备工作温度状态，同样道理，开关柜内部结构复杂，采用暂态地电压(tev)法诊断开关柜的局部放电状态时，测量得到的数据也不准确的反映设备的工作状态，当单一的采用超声波局放数据诊断开关柜的局部放电状态时，测量得到的数据也不能全面的反映开关柜内部设备的工作状态，因此以单一的数据判断开关柜内部设备工作状态的方式，存在很大的局限性，无法有效的判断开关柜内部设备的工作状态。
[0004]
技术实现要素：
[0005]
本发明的目的在于：为了解决现有的识别高压开关柜内部设备工作状态的方法单一，以单一的数据判断开关柜内部设备工作状态的方式，存在很大的局限性，无法有效的判断开关柜内部设备工作状态的问题，而提出的一种快速识别高压开关柜内部设备工作状态的方法。
[0006]
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种快速识别高压开关柜内部设备工作状态的方法，包括红外测温、地电波局部放电检测和超声波局部放电检测，所述识别高压开关柜内部设备工作状态的方法为：s1、采用红外测温、地电波局部放电检测和超声波局部放电检测三种检测方式一同对开关柜内部工作状态进行检测；s2、设定在线式设备每天定时的对特定范围的开关柜内部设备表面温度与暂态地电压波数据相互关系进行建模；s3、得出开关柜内部设备表面温度测量及暂态地电压波局部放电数据后，对测量数据进行记录，记录数据如下：开关柜内部设备表面温度平均温度：tave；
开关柜内部设备表面温度最高温度、最低温度：tmax，tmin；开关柜内部设备表面温差：tdet；开关柜内部设备暂态地电压波局放数据：p；开关柜内部设备暂态地电压波局放平均数据：pave；开关柜内部设备超声波局放数据：s；开关柜内部设备超声波局放平均数据：save。
[0007]
s4、当tdet≥5℃时，开关柜内部设备工作状态异常，系统给出故障检修报告；s5、当(((p
-ꢀ
pave)/ pave)*100%)≥20%且p＞6db时，开关柜内部设备工作状态异常，系统给出故障检修报告；s6、在上述两个条件都不满足的情况下，采用如下计算公式进行判断：k=k1×
（t
max-t
ave
）/t+k2×
（1-（5-t）/5）+k
×
（p
max-p
ave
）/p+k
×
（s
max-s
ave
）/s
ave
;s7、当k≥k时开关柜内部设备工作状态异常，系统给出故障检修报告。
[0008]
作为上述技术方案的进一步描述：所述红外测温采用手持热像仪完成对开关柜内部设备的表面温度测量工作。
[0009]
作为上述技术方案的进一步描述：所述地电波局部放电检测方法为：d1、在开关柜的前后侧设置测试点，若条件具备时，在侧面也应当设置测试点;d2、测试空气和金属中的背景噪声，测试金属背景噪声时，选择开关室内远离开关柜的金属物件，测试空气背景噪声时，远离开关柜放置一块金属板，将传感器紧挨金属板测试；d3、先用常规检测，若常规检测发现异常，再采用定位检测进一步确认；d4、结果分析时可采用纵向分析和横向分析，在检测过程中，若发现有不太明显的异常，应定期进行测试并形成记录，用来最终分析对比，若发现有异常，但无法判断的时候，可以通过检测同一房间内的其他开关柜来进行比对确认。
[0010]
作为上述技术方案的进一步描述：所述超声波局部放电检测的方法为：b1、在检测开始前，通过对背景和检测点超声波信号有效值、幅值、频率相关性、相位及原始波形的测定，判断是否正常；b2、如果有异常信号，就进一步分析确认所检测的设备是否存在明显缺陷，以确定缺陷的原因和位置；b3、对于疑似缺陷、一些间歇性和不稳定的异常信号，可以利用其它不同检测手段如特高频、红外测温、分解物分析、x射线等进行辅助检测。
[0011]
作为上述技术方案的进一步描述：所述开关柜内部设备表面温度是通过红外热像仪采集的温度矩阵中，通过预先标定的范围得到。
[0012]
作为上述技术方案的进一步描述：所述计算公式中k1=3.0；k2=0.22；k3=2.0；k3=2.8。
[0013]
作为上述技术方案的进一步描述：所述计算公式中k 值设置为0.7。
[0014]
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明中，采用基于4g或wifi式开关柜内部工作状态监控系统后，无需人工干预，实时自动巡检运行设备的温度情况并按预先设定的预警值发出声音报警信号，从而使运行人员（或通过值班调度员）能及时采取相应的措施，用减少负荷或改变系统运行方式等手段，确保设备运行的安全，提高运行人员对设备缺陷的识别能力和预见性。
[0015]
2、本发明中，系统能自动根据预先设计的巡检策略，采集当前设备的工作状态热图，记录这时设备的工作温度，同时比较当前设备的工作温度是否高于预先设置的报警温度，通过这样的工作序列以后，系统可以给出所有处于巡检策略的设备在一段时间内每天同一时间上的温度变化趋势，该温度变化趋势结合其他在线检测系统的数据（如该设备的电流变化趋势），可以极大的方便对本设备的工作状态给出准确的判断。
[0016]
3、本发明中，由于系统自动化程度较高，可实现设备自动巡检、自动预警、自动输出报表等功能，减少了人员到现场巡视次数，提高运行人员工作效率。
具体实施方式
[0017]
下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0018]
本发明提供一种技术方案：一种快速识别高压开关柜内部设备工作状态的方法，包括红外测温、地电波局部放电检测和超声波局部放电检测，识别高压开关柜内部设备工作状态的方法为：s1、采用红外测温、地电波局部放电检测和超声波局部放电检测三种检测方式一同对开关柜内部工作状态进行检测；s2、设定在线式设备每天定时的对特定范围的开关柜内部设备表面温度与暂态地电压波数据相互关系进行建模；s3、得出开关柜内部设备表面温度测量及暂态地电压波局部放电数据后，对测量数据进行记录，记录数据如下：开关柜内部设备表面温度平均温度：tave；开关柜内部设备表面温度最高温度、最低温度：tmax，tmin；开关柜内部设备表面温差：tdet；开关柜内部设备暂态地电压波局放数据：p；开关柜内部设备暂态地电压波局放平均数据：pave；开关柜内部设备超声波局放数据：s；开关柜内部设备超声波局放平均数据：save。
[0019]
s4、当tdet≥5℃时，开关柜内部设备工作状态异常，系统给出故障检修报告；s5、当(((p
-ꢀ
pave)/ pave)*100%)≥20%且p＞6db时，开关柜内部设备工作状态异常，系统给出故障检修报告；s6、在上述两个条件都不满足的情况下，采用如下计算公式进行判断：k=k1×
（t
max-t
ave
）/t+k2×
（1-（5-t）/5）+k
×
（p
max-p
ave
）/p+k
×
（s
max-s
ave
）/s
ave
;s7、当k≥k时开关柜内部设备工作状态异常，系统给出故障检修报告。
[0020]
系统能自动根据预先设计的巡检策略，采集当前设备的工作状态热图，记录这时设备的工作温度，同时比较当前设备的工作温度是否高于预先设置的报警温度，通过这样的工作序列以后，系统可以给出所有处于巡检策略的设备在一段时间内每天同一时间上的温度变化趋势，该温度变化趋势结合其他在线检测系统的数据，可以极大的方便对本设备的工作状态给出准确的判断，建立所有设备以及设备部件的管理体系，在自动巡检的同时对本红外热像仪巡视范围内的所有设备部件进行温度分析记录，在报警的时候可以详细到具体设备故障部位。
[0021]
具体的，红外测温采用手持热像仪完成对开关柜内部设备的表面温度测量工作，开关柜内部设备表面温度是通过红外热像仪采集的温度矩阵中，通过预先标定的范围得到。
[0022]
具体的，地电波局部放电检测方法为：d1、在开关柜的前后侧设置测试点，若条件具备时，在侧面也应当设置测试点;d2、测试空气和金属中的背景噪声，测试金属背景噪声时，选择开关室内远离开关柜的金属物件，测试空气背景噪声时，远离开关柜放置一块金属板，将传感器紧挨金属板测试；d3、先用常规检测，若常规检测发现异常，再采用定位检测进一步确认；d4、结果分析时可采用纵向分析和横向分析，在检测过程中，若发现有不太明显的异常，应定期进行测试并形成记录，用来最终分析对比，若发现有异常，但无法判断的时候，可以通过检测同一房间内的其他开关柜来进行比对确认。
[0023]
高压电气设备发生局部放电时，放电量往往先聚集在与接地点相邻的接地金属部位，形成对地电流，在设备的金属表面上传播，对于内部放电，放电量聚集在接地屏蔽的内表面，屏蔽连续时在设备外部很难检测到放电信号，但屏蔽层通常在绝缘部位、垫圈连接、电缆绝缘终端等部位不连续，局部放电的高频信号会由此传输到设备屏蔽外壳，根据麦克斯韦电磁场理论，局部放电现象的发生产生出变化的电场，变化的电场激起磁场，而变化的磁场又会感应出电场，这样，交变的电场与磁场相互激发并向外传播，形成了电磁波，当开关柜的内部元件对地绝缘发生局部放电时，小部分放电能量会以电磁波的形式转移到柜体的金属铠装上，在设备表面产生感应电流，设备表面存在波阻抗，进而在设备外层形成一个暂态对地电压，因柜体接地，电磁波在开关柜外表面感应出高频电流，利用电容耦合即可测出放电脉冲信号。
[0024]
具体的，超声波局部放电检测的方法为：b1、在检测开始前，通过对背景和检测点超声波信号有效值、幅值、频率相关性、相位及原始波形的测定，判断是否正常；b2、如果有异常信号，就进一步分析确认所检测的设备是否存在明显缺陷，以确定缺陷的原因和位置；b3、对于疑似缺陷、一些间歇性和不稳定的异常信号，可以利用其它不同检测手段如特高频、红外测温、分解物分析、x射线等进行辅助检测，超声波局部放电检测对颗粒、悬浮放电、尖端放电、松动、异物杂质等缺陷均有较好的检测效果。
[0025]
具体的，开关柜内部设备表面温度是通过红外热像仪采集的温度矩阵中，通过预先标定的范围得到，采用红外热像仪采样精度能达到
±
2℃，解决了红外热像难以识别设备安装位置的问题，便于及时判断设备的具体过热点，为准确判断并采取相应措施争取了宝
贵的时间。
[0026]
具体的，计算公式中k1=3.0；k2=0.22；k3=2.0；k3=2.8，计算公式中k 值设置为0.7，该系数来源于试验分析产生的经验数据。
[0027]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。