一种220kV及以上瓷柱式断路器闪络故障评估方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种断路器技术领域，具体涉及220kV及以上T型双断口瓷柱式断路器 由于本体绝缘设计问题造成的闪络故障的评估方法，该评估方法以故障录波电流为评估对 象，由于各类闪络故障发生机理不同，波形也会呈现不同的特征，因此，通过提取故障电流 的特征参数和波形特点可用来判别闪络故障的类别。
【背景技术】
[0002] 断路器的闪络故障是指固体绝缘子周围的气体被击穿时，沿固体绝缘子表面放电 的现象，闪络通道中的火花或电弧使绝缘表面局部过热造成炭化，损坏表面绝缘。一般来 说，瓷柱式断路器的本体绝缘设计不足会引起闪络故障，比如在雨天、污秽或覆冰的情况 下，瓷套的断口干弧距离配置和爬电距离不足引起外闪故障；交流滤波器用断路器的弧触 头间的介质恢复强度低于电源测交流暂态恢复电压与负荷侧直流高压叠加的电应力，而发 生重燃击穿；灭弧室中个存在金属异物造成触头对瓷套内壁的闪络故障等。闪络故障严重 时可能造成灭弧室爆炸，导致周边设备受损，甚至威胁人身安全，影响正常供电，因此快速 的判别闪络故障的类型，及时采取处理措施为及时恢复供电提供保障。
[0003] 目前，对双断口瓷柱式断路器的闪络故障分析和故障类型的确定需要经过一系列 的检查排查过程，其中包括一次部分现场排查和历次试验情况分析，二次部分的保护动作 分析，必要时还需对故障断路器进行解体检查，过程复杂耗时。其次，缺少针对由本体绝缘 设计问题引起的断路器闪络故障分析方面的数据库。
[0004]为此本发明专利提出一种通过提取故障电流波形特征参数及波形特点来进行区 分闪络故障类型的评估方法，通过该系统能够快速有效的判别闪络故障类型，查找故障原 因，采取有效的措施，通过该评估方法降低人为因素的影响，缩小故障分析范围和提高分析 效率，提升设备运行的管理水平。
【发明内容】
[0005] 针对上述不足，本发明的目的是提供一种针对220kV及以上瓷柱式断路器本体绝 缘设计问题造成的闪络故障的评估方法，其以故障录波电流为评估对象，由于各类闪络故 障发生机理不同，波形也会呈现不同的特征，因此，通过提取故障电流的特征参数和波形特 点可用来判别闪络故障的类别。
[0006] 为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
[0007] -种220kV及以上瓷柱式断路器闪络故障评估方法，其包括以下步骤：
[0008] 步骤1、通过故障滤波设备中故障电流波形提取故障电流波形特征数据，所述故障 电流波形特征数据包括熄弧后至出现故障电流的时间tl、故障电流持续时间t2以及故障电 流波形特点；
[0009] 步骤2、根据故障电流波形特征数据判断闪络故障类型：
[0010] 第一种情况：当媳弧后至出现故障电流的时间tl不小于400ms且不大于2000ms时， 同时故障电流波形出现持续击穿电流时，则闪络故障为因瓷柱式断路器本体绝缘设计引起 的外闪；
[0011] 第二种情况：当熄弧后至出现故障电流的时间tl不小于7ms且不大于9ms，故障电 流持续时间t2小于等于2ms，同时故障电流波形出现高频单波峰、高频单波振荡峰以及高频 振荡衰减中的任一种时，则闪络故障为因瓷柱式断路器本体绝缘设计引起的重击穿内闪；
[0012] 第三种情况：当熄弧后至出现故障电流的时间tl不小于10ms且不大于100ms时，同 时故障电流波形出现多次燃弧熄弧后稳定于正常电流时，则闪络故障为因瓷柱式断路器本 体绝缘设计引起的对绝缘壁内部放电内闪；
[0013] 当故障电流波形特征数据不属于上述三种情况的任一种时，则不属于因瓷柱式断 路器本体绝缘设计引起的闪络故障。
[0014] 所述第一种情况中还包括以下步骤:检查瓷柱式断路器瓷套表面的清洁情况，当 瓷套表面有覆冰，则所述外闪为冰闪；当瓷套表面有雨水，则所述外闪为雨闪；当瓷套表面 有污秽，则所述外闪为污闪。
[0015] 所述第二种情况中：当故障电流波形出现高频单波峰、高频单波振荡峰以及高频 振荡衰减时，对应的重击穿内闪类型分别是第一重击穿内闪、第二重击穿内闪、第三重击穿 内闪。
[0016] 进一步地，本发明可以建立与断路器各类闪络事故相关的典型故障电流的波形特 征参量数据库、故障类型数据库、和故障原因分析及处理措施数据库3个数据库，通过这3个 数据库形成评价系统的数据支持基础，关键部分是诊断评估分析:直接通过输入故障录波 所提供的波形数据与数据库中特征波形的特征参量进行对比归类，形成评估结果，输出报 告包含故障原因处理措施。系统还包含历史数据统计系统，通过记录收集每次经该评估方 法闪络故障数据形成事例数据统计，方便使用者借鉴查询。
[0017] 本发明与现有技术相比，其有益效果在于:通过该评估方法可以准确地判别因本 体绝缘设计不足瓷柱式双断口断路器的闪络类型，有效避免误判，节省闪络故障分析时间， 提高故障分析可靠性。
【附图说明】
[0018] 图1是本发明一种220kV及以上瓷柱式断路器闪络故障诊断系统的结构框图；
[0019]图2是本发明一种220kV及以上瓷柱式断路器闪络故障评估方法的流程图；
[0020] 图3是故障电流为击穿电流的典型波形；
[0021] 图4是故障电流为高频单波峰的典型波形；
[0022] 图5是故障电流为高频单波振荡峰的典型波形；
[0023] 图6是故障电流为高频振荡衰减的典型波形；
[0024] 图7是故障电流为多次燃弧熄弧后稳定于正常电流的典型波形。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明的内容做进一步详细说明。
[0026] 实施例
[0027] 一种220kV及以上瓷柱式断路器闪络故障评估方法，应用于对220kV及以上T型双 断口瓷柱式断路器本体绝缘设计问题造成的闪络故障的评估，此处闪络主要是指双断口断 路器外闪和内闪，其中外闪细分为雨闪、冰闪及污闪，内闪分为重击穿及对绝缘内壁内部放 电内闪，对于重击穿内闪，根据处理措施不同，又分为第一重击穿内闪、第二重击穿内闪和 第三重击穿内闪，分别对应故障电流波形出现高频单波峰、高频单波振荡峰以及高频振荡 衰减。
[0028]为了评估和诊断220kV及以上瓷柱式断路器闪络故障，在本发明较佳的实施例中， 提供一种220kV及以上瓷柱式断路器闪络故障诊断系统，如图1所示，其主要有输入单元、数 据库单元、分析单元以及结果输入单元组成。其中：
[0029]输入单元：需提供的数据来源于故障录波设备中故障电流波形，提取的特征数据 包括:1)故障断路器台账信息:断路器调度编号，相别，电压等级，断路器型号，生产厂家，投 运时间；2)波形特征数据:断路器断开后出现故障电流的时间点(ms)，峰值电流大小(A)，持 续时间长短(ms )，电流波形特点，瓷套表面清洁情况。
[0030] 数据库单元:提供故障类型数据库、波形特征参量数据库以及故障原因分析及处 理措施数据库，其中，故障类型数据库每个故障类型对应于故障原因分析及处理措施数据 库中一个原因分析和处理措施。
[0031] 分析单元，用于诊断分析评估:通过提取故障电流录波的特征数据与分类数据库 中的特征参量进行对比归类分析，判断是否属于闪络故障以及闪络故障类型。
[0032] 输出单元，用于评估结果的输出：评估结果以评估报告的形式输出，包括设备基本 信息，闪络故障类型，可能产生该类故障的原因汇总，针对每个原因所能采取的有效措施。
[0033] 特征波形是指在发生上述闪络时故障电流的波形特征参量，每一类闪络故障都有 其特殊的波形，波形特征参量存于波形特征参量数据库，数据库内包含所有闪络故障的特 征参量数据。这里的波形特征参量主要包括8种类型的闪络故障：
[0034] 具体评估方法请参照图2所示，其包括以下步骤：
[0035] 1、通过故障滤波设备中故障电流波形提取故障电流波形特征数据，所述故障电流 波形特征数据包括熄弧后至出现故障电流的时间tl、故障电流持续时间t2、故障电流波形 特点以及瓷套表面清洁情况。
[0036] 2、将上述故障电流波形特征数据与波形特征参量数据库的特征参量进行对比，判 断闪络故障类型：
[0037] 其中，波形特征参量包括以下七种情形：
[0038] 第一种情况：当熄弧（断路器断开）后至出现故障电流的时间tl不小于400ms且不 大于2000ms时，故障电流波形出现持续击穿电流，同时瓷套表面有覆冰。提取故障电流波形 特征数据如果在此种