基于GIS设备振动特性的故障检测技术研究

摘要

气体绝缘开关设备是当今输电网络中一种应用广泛的电气设备。与传统的敞开式设备相比较，GIS具有结构紧凑、可靠性高、安全性强等众多优点，但由于其采用全封闭结构，一旦发生故障，影响范围大并且难以准确定位及快速抢修，将会带来严重的经济损失。因此，对GIS设备进行状态监测十分必要。针对GIS放电性故障和机械性故障产生振动信号的异同，进行了如下工作：
　　本文在分析已有检测技术的基础上，在实验室平台上构建了常见的GIS放电性缺陷模型，并运用针对GIS外壳振动的超声波检测方法获取了典型图谱，分析了图谱特征。
　　本文对GIS外壳振动信号特性进行了理论分析及计算，基于信号测量的原理构建了振动检测系统，详细叙述了传感器的选择依据、信号处理及采集单元的设计以及上位机软件的使用。
　　本文利用构建的振动检测系统，分别在实验室环境和现场环境条件下对GIS设备进行监测试验，并将结果进行了对比分析。结论表明：实验室试验中，对于单相GIS，当触头接触良好时，不存在振动信号；但一旦存在触头接触故障，特别是当流过触头的电流较大时，会导致振动信号迅速增加。触头接触不良时，振动信号存在以100Hz为基频的信号，且触头接触不良故障更严重时，会产生3倍频分量。而现场试验中，对于GIS的振动，多数为主频为100Hz的振动信号，与实验室试验结果较为吻合。

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第1章 绪 论

1.1 研究的背景和意义

1.2 GIS设备特点与结构

1.2.1 GIS设备的特点

1.2.2 GIS设备的基本结构

1.3国内外研究现状

1.3.1 局放检测技术

1.3.2 机械性故障检测方法

1.3.3 信号分析方法

1.3.4 GIS故障检测技术展望

1.4本文研究内容

第2章 GIS放电性缺陷的检测与分析

2.1GIS缺陷种类及超声波检测原理

2.2 实验室中缺陷模型的构建

2.3 不同类型放电性缺陷的超声波检测结果

第3章 GIS外壳振动信号在机械性故障诊断中的应用

3.1 GIS受力分析

3.2 GIS共振频率的计算

3.3 GIS外壳振动信号的测量

3.3.1振动信号的分类

3.3.2振动参数及其选择

3.4振动检测系统的构建

3.4.1传感器的选择

3.4.2 信号处理及采集单元

3.4.3 上位机软件

第4章 实验及结果分析

4.1实验室试验

4.1.1试验设备及接线

4.1.2 实验结果分析

4.2 现场试验

4.2.1 三井220kV 变电站

4.2.2 马垫220kV变电站

第5章 结论与展望

5.1 全文总结

5.2 下一步工作

参考文献

致谢