[发明专利]用于避雷器的故障检测方法、系统及设备

权利要求书

1.一种用于避雷器的故障检测方法，其特征在于，所述故障检测方法包括：

获取所述避雷器的功率及所处环境温度；

获取所述避雷器的热红外影像，根据所述热红外影像得到所述避雷器内部的温度；

判断所述避雷器内部温度与所述环境温度的温差是否大于对应功率的预设温度阈值；

若是，则确定所述避雷器处于故障状态。

2.根据权利要求1所述的用于避雷器的故障检测方法，其特征在于，所述预设温度阈值阈值基于避雷器温升仿真模型的最大温升值，所述避雷器温升仿真模型的建立方法包括：

确定模型的控制方程和边界条件；

其中控制方程包括：

质量守恒方程：；

动量守恒方程：；

能量守恒方程：；

固体传热控制方程：；

式中，ρ、Cp、k分布为相应气体或固体材料的密度、比热容和导热系数；u为速度矢量；p为气体压强；μ为气体动力粘度；g为重力加速度；Δρ为气体热膨胀引起的密度差；I为单位矩阵；Q为体积热量；

边界条件为恒温边界条件：

避雷器辐射边界为：

式中，ε为避雷器表面发射率；qr为表面流入辐射换热总热通量；J为流出辐射热通量；G为表面入射辐射热通量；σ为斯忒藩-玻尔兹曼常数；

局部传热系数为：

式中，为局部传热系数，为谢尔特准则的局部表达式[2]，为热导率，X为避雷器竖壁换热面边界层坐标；

基于所述模型，进行避雷器内部发热故障的多物理场耦合求解，其中施加电压、环境温度和材料的边界条件，通过有限元网格划分结果；

处理分析所述有限元网格划分结果得到对应环境温度下，避雷器在各功率下对应的最大温升值。

3.根据权利要求1所述的用于避雷器的故障检测方法，其特征在于，所述故障检测方法还包括：

通过高频脉冲电流法、特高频法和/或超声波法检测所述避雷器，辅助判断所述避雷器是否处于故障状态。

4.一种避雷器的故障检测系统，其特征在于，所述故障检测系统包括监控模块、热成像转换模块、判断模块和存储模块，

所述监控模块，用于获取所述避雷器功率及所处环境温度；

所述热成像转换模块，用于获取所述避雷器的热红外影像，根据所述热红外影像得到所述避雷器内部的温度；

所述判断模块，用于判断所述避雷器内部温度与所述环境温度的温差是否大于预设温度阈值，若是，则确定所述避雷器处于故障状态；

所述存储模块，用于存储预设温度阈值。

5.根据权利要求4所述的故障检测系统，其特征在于，所述预设温度阈值阈值基于避雷器温升仿真模型的最大温升值。

6.根据权利要求4所述的故障检测系统，其特征在于，所述故障检测装置还包括高频脉冲电流模块、特高频模块和/或超声波模块，

所述高频电流模块，用于通过检测所述避雷器，辅助判断所述避雷器是否处于故障状态。

7.一种用于避雷器的故障检测设备，其特征在于，包括故障检测终端和检测分析终端，所述故障检测终端用于获取避雷器的工作参数，所述工作参数包括所述避雷器的实际工作温度，其中所述故障检测终端包括红外采集模块、MCU模块和无线发送模块，所述红外采集模块、MCU模块和无线发送模块依次电连接；

所述检测分析终端用于根据所述避雷器的工作参数判断所述避雷器的工作状态，所述检测分析终端包括无线接收模块、数据处理模块和存储模块，所述无线发送端与无线接收端通信连接，所述数据处理模块与无线接收端和存储模块连接。

8.根据权利要求7所述的用于避雷器的故障检测装置，其特征在于，所述故障检测终端还包括与所述MCU模块电连接的特高频模块和/或高频电流模块；

其中，所述特高频模块、所述高频电流模块用于获取所述避雷器的局部放电参数。