技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種基于PDHID多組分氣體的GIS設(shè)備故障診斷方法。

背景技術(shù)：

SF₆氣體具有很好的電絕緣性能和消弧性能，被廣泛用于供電局變電一次設(shè)備中，其化學(xué)性質(zhì)極其穩(wěn)定，在設(shè)備運(yùn)行情況下，基本不發(fā)生分解，但電氣設(shè)備中SF₆在電弧、電火花和局部放電等作用下，會(huì)發(fā)生分解，產(chǎn)生低氟化合物。低氟化合物化學(xué)性質(zhì)活潑，能與電氣設(shè)備中的電極材料、絕緣材料、水分和空氣等進(jìn)行一系列復(fù)雜反應(yīng)，生成多種化合物，SF₆電氣設(shè)備故障氣體可能含有HF、H₂S、SO₂、SOF₂、SO₂F₂、S₂OF₁₀、CF₄、C₃F₈、CO₂、CO等組分，但現(xiàn)有技術(shù)只能檢測(cè)其中4種組分，檢測(cè)變電一次SF₆設(shè)備內(nèi)部氣體所有組分，存在局限性，無(wú)法準(zhǔn)確、及時(shí)在SF₆變電一次設(shè)備故障潛伏性期做出診斷，及早采取措施，預(yù)防電氣設(shè)備故障的發(fā)生。

目前國(guó)內(nèi)普遍正在應(yīng)用的各種檢測(cè)方法存在以下局限：1）電化學(xué)法存在儀器零點(diǎn)漂移、儀器穩(wěn)定性差、響應(yīng)組分少的局限；2）紅外光譜法存在相互干擾、檢測(cè)靈敏度難以滿足潛伏性故障氣體檢測(cè)的局限；3）氣相色譜法熱導(dǎo)檢測(cè)器靈敏度不高，火焰度檢測(cè)器響應(yīng)非線性，響應(yīng)組分少，具調(diào)查了解國(guó)外早于00年代開(kāi)始研究，國(guó)內(nèi)近年有多家家研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行研究，但是技術(shù)還未成熟，在市場(chǎng)上未見(jiàn)大量使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于PDHID多組分氣體的GIS設(shè)備故障診斷方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種基于PDHID多組分氣體的GIS設(shè)備故障診斷方法，步驟如下：

第1步：完成對(duì)SF₆氣體中多組分雜質(zhì)氣體的定性定量分析

根據(jù)項(xiàng)目的整體構(gòu)架及需要實(shí)現(xiàn)的內(nèi)容，在基于PDHID的分析方法的基礎(chǔ)上，采用氦離子色譜儀完成對(duì)SF₆氣體中O₂、H₂、N₂、CF₄、H₂S、CO、CO₂、C₂F₆、C₃F₈、SO₂、SOF₂、SO₂F₂、CH₄、CS₂、COS的15種氣體的定性定量分析，以確定各組分的含量；

第2步：完成多組分氣體的數(shù)據(jù)保存

完成試驗(yàn)分析后對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行入庫(kù)保存，防止試驗(yàn)數(shù)據(jù)的丟失，以及滿足后續(xù)故障診斷所需數(shù)據(jù)的調(diào)用；

第3步：根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)完成GIS設(shè)備是否存在故障

根據(jù)SF₆氣體中15種雜質(zhì)氣體含量的多少及含量變化完成該GIS設(shè)備是否存在故障；

第4步：如果GIS設(shè)備存在故障，則分析判斷故障的種類以及程度

第5步：GIS設(shè)備存在的故障是否涉及GIS設(shè)備內(nèi)部固體絕緣的診斷

根據(jù)故障的種類、程度及15種雜質(zhì)氣體含量的多少及變化情況，完成分析判斷GIS設(shè)備存在的故障是否涉及固體絕緣；

第6步：GIS設(shè)備故障部位的診斷

根據(jù)GIS設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成及SF₆氣體中15種雜質(zhì)氣體含量的多少及含量變化，完成對(duì)GIS設(shè)備內(nèi)部故障發(fā)生部位的診斷；

第7步：GIS設(shè)備故障發(fā)展趨勢(shì)的診斷

根據(jù)GIS設(shè)備內(nèi)部的結(jié)構(gòu)組成及SF₆氣體中15種雜質(zhì)氣體含量的多少及含量變化，完成對(duì)GIS設(shè)備內(nèi)部故障發(fā)展趨勢(shì)的診斷；

第8步：故障處理的分析意見(jiàn)

根據(jù)故障的存在、發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)GIS設(shè)備做出處理意見(jiàn)；

第9步：GIS設(shè)備診斷的計(jì)算機(jī)3D動(dòng)畫(huà)模擬實(shí)現(xiàn)

通過(guò)計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)技術(shù)把GIS設(shè)備結(jié)構(gòu)和SF₆氣體的故障診斷結(jié)果結(jié)合，把GIS設(shè)備的故障診斷以可視化、圖形化、動(dòng)畫(huà)化、白盒式的形式展現(xiàn)出來(lái)。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述第4步中，故障的種類包括過(guò)熱性故障、放電性故障。

作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述過(guò)熱故障包括低溫過(guò)熱、中溫過(guò)熱、高溫過(guò)熱，所述放電故障包括電暈放電、局部放電、火花放電、電弧放電。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本項(xiàng)目以PDHID技術(shù)為依托，綜合運(yùn)用SF₆氣相色譜分析、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)、數(shù)據(jù)分析技術(shù)等，集成基于氦離子多組分氣體的SF₆電氣設(shè)備故障診斷技術(shù)研究，通過(guò)15種雜質(zhì)氣體濃度的變化研究關(guān)于GIS設(shè)備的3D動(dòng)畫(huà)故障情況，把GIS設(shè)備的故障診斷從不可見(jiàn)的、黑盒式的變成可視化、直觀化的形式展現(xiàn)出來(lái)，從而更加有利于判斷設(shè)備故障，便于及時(shí)進(jìn)行處理。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

基于PDHID多組分氣體的GIS設(shè)備故障診斷方法如下：

第1步：完成對(duì)SF₆氣體中多組分雜質(zhì)氣體的定性定量分析

根據(jù)項(xiàng)目的整體構(gòu)架及需要實(shí)現(xiàn)的內(nèi)容，在基于PDHID的分析方法的基礎(chǔ)上，采用氦離子色譜儀完成對(duì)SF₆氣體中O₂、H₂、N₂、CF₄、H₂S、CO、CO₂、C₂F₆、C₃F₈、SO₂、SOF₂、SO₂F₂、CH₄、CS₂、COS的15種氣體的定性定量分析，以確定各組分的含量；該

第2步：完成多組分氣體的數(shù)據(jù)保存

完成試驗(yàn)分析后對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行入庫(kù)保存，防止試驗(yàn)數(shù)據(jù)的丟失，以及滿足后續(xù)故障診斷所需數(shù)據(jù)的調(diào)用；

第3步：根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)完成GIS設(shè)備是否存在故障診斷

根據(jù)SF₆氣體中15種雜質(zhì)氣體含量的多少及含量變化（如硫化物、氟化物、氟硫氧化物、CO等雜質(zhì)組分氣體在設(shè)備運(yùn)行中是否產(chǎn)生；如果存在，其含量的變化是多大）完成該GIS設(shè)備是否存在故障；

第4步：如果GIS設(shè)備存在故障，則分析判斷故障的種類、程度；

故障的種類分為：過(guò)熱性故障、放電性故障；

過(guò)熱故障分為：低溫過(guò)熱、中溫過(guò)熱，高溫過(guò)熱；

放電故障分為：電暈放電或局部放電、火花放電、電弧放電；

第5步：GIS設(shè)備存在的故障是否涉及GIS設(shè)備內(nèi)部固體絕緣的診斷

根據(jù)故障的種類、程度及15種雜質(zhì)氣體含量的多少及變化情況完成分析判斷GIS設(shè)備存在的故障是否涉及固體絕緣；

第6步：GIS設(shè)備故障部位的診斷

根據(jù)GIS設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成及SF₆氣體中15種雜質(zhì)氣體含量的多少及含量變化完成對(duì)GIS設(shè)備內(nèi)部故障發(fā)生的部位的診斷；

第7步：GIS設(shè)備故障發(fā)展趨勢(shì)的診斷

根據(jù)GIS設(shè)備內(nèi)部的結(jié)構(gòu)組成及SF₆氣體中15種雜質(zhì)氣體含量的多少及含量變化完成對(duì)GIS設(shè)備內(nèi)部故障發(fā)展趨勢(shì)的診斷（如：故障持續(xù)存在、故障越來(lái)越嚴(yán)重、故障在減弱等）；

第8步：故障處理的分析意見(jiàn)

根據(jù)故障的存在、發(fā)展趨勢(shì)對(duì)GIS設(shè)備做出處理意見(jiàn)（如：停電檢修、跟蹤分析等）；

第9步：GIS設(shè)備診斷的計(jì)算機(jī)3D動(dòng)畫(huà)模擬實(shí)現(xiàn)

通過(guò)計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)技術(shù)把GIS設(shè)備結(jié)構(gòu)和SF₆氣體的故障診斷技術(shù)相結(jié)合，完成實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)目把GIS設(shè)備的故障診斷從不可見(jiàn)、隱形化、黑盒式的診斷方式變成了可視化、圖形化、動(dòng)畫(huà)化、白盒式的技術(shù)轉(zhuǎn)換和創(chuàng)新。

本發(fā)明以PDHID（pulsed discharge heliumionization detector）技術(shù)為依托，綜合運(yùn)用SF₆氣相色譜分析、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)、數(shù)據(jù)分析技術(shù)，集成基于氦離子多組分氣體的SF₆電氣設(shè)備故障診斷技術(shù)研究，突破現(xiàn)有熱導(dǎo)檢測(cè)（thermal conductivity detector，TCD）及氫火焰離子（flame photometric detector，F(xiàn)ID）技術(shù)，研發(fā)一套能分析15種SF₆雜質(zhì)氣體組分的裝置，并通過(guò)這15種雜質(zhì)氣體濃度的變化創(chuàng)新的研究并開(kāi)發(fā)關(guān)于GIS設(shè)備的3D動(dòng)畫(huà)故障診斷系統(tǒng)，并探討突破由于GIS設(shè)備故障現(xiàn)象的多樣性、試驗(yàn)數(shù)據(jù)的非線性的結(jié)構(gòu)特征所帶來(lái)的故障診斷方面的阻力，把GIS設(shè)備的故障診斷從不可見(jiàn)的、黑盒式的變成了可視化、直觀化。

本發(fā)明的故障診斷方法能檢測(cè)GIS設(shè)備氣體組成種類超過(guò)15種，其缺陷上報(bào)正確率達(dá)到100%，而GIS設(shè)備故障診斷正確率大于90%，使得工作效率提升20%以上，也使得GIS設(shè)備故障率降低10%，從而使得設(shè)備壽命延長(zhǎng)10%，整體的運(yùn)行維護(hù)成本降低5%，降低停電檢修成本達(dá)到10%。

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。