[发明专利]用于避雷器的故障检测方法、系统及设备

说明书

本发明提供一种用于避雷器的故障检测方法、系统及设备，该故障检测方法，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。本发明能够通过热红外成像监控避雷器的工作状态，及时通过避雷器内部的热成像发现避雷器的故障状态，无需人工至现场勘察，可通过自动检测避雷器是否处于故障状态。

技术领域

本发明涉及故障检测领域，尤其是一种用于避雷器的故障检测方法、系统及设备。

背景技术

避雷器由于密封性能下降导致内部受潮，或者由于阀片老化导致绝缘性能下降之后，在持续运行电压下，常常会产生温升异常或者局部放电。温升异常或者局部放电会导致避雷器性能进一步下降，使避雷器失效，从而失去对电力系统的保护作用，危害电力系统的安全。因此，需要定期对避雷器进行现场检查，确保避雷器性能良好，稳定运行。

传统的检查方法有人工现场观测避雷器外观，通过红外成像仪检测避雷器温度分布，通过紫外成像或者超声波方法检测避雷器局部放电等。关于局部放电检测紫外成像仪可以检测避雷器表面的局部放电，精度高，但是不能检测内部放电，人工判断往往会出现误判。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中避雷器内部故障人工难以判断的缺陷，提供一种用于避雷器的故障检测方法、系统及装置。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

第一方面提供一种用于避雷器的故障检测方法，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。

较佳地，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、C_p、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；q_r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。

较佳地，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。

第二方面提供一种避雷器的故障检测系统，所述故障检测装置包括：

监控模块，用于获取所述避雷器功率及所处环境温度；