CN101685131A - 气体绝缘组合电器局部放电的定位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种气体绝缘组合电器(GIS)局部放电的定位方法，是通过超高频定位法揉合声发射定位法的综合定位方法，对GIS内局部放电进行定位。所述方法先利用超高频定位法对局部放电信号进行初步定位，确定一放电区域；再利用声发射定位法在上述放电区域内对放电点的具体位置进行确定，使得GIS局部放电的定位速度及准确度得到很大提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种放电定位方法，特别涉及一种气体绝缘组合电器局部放电的定位方法。
背景技术
气体绝缘组合电器(Gas Insulated Switchgear，以下简述为GIS)因为其绝缘度高、结构紧凑、占地面积小、可靠性能高等特点，在电力系统的发电厂及变电站中得到广泛应用。但是在使用过程中会遇到一些问题，其中以绝缘问题为主。
GIS在制造及安装过程中容易引入缺陷，如灰尘、导电微粒、应力过高、金属尖端、内装松动等，随着GIS运行年限的增加，缺陷会逐渐发展严重，在过电压或操作过程等外界诱因下，就会引发击穿或闪络现象。在发生这些绝缘故障前，常伴有局部放电的现象。局部放电现象的出现往往说明GIS存在安装、制造、甚至设计方面的缺陷。
上述局部放电现象会激发达数千兆赫兹(GHz)的电磁波，GIS内部局部放电持续发展容易引发绝缘击穿故障，因而出现停电事故，给国民经济造成损失，所以对GIS的局部放电进行监测及定位就显得尤为重要。
现有的GIS局部放电定位方法，如中国专利公告号为100363748的“气体绝缘组合电器局部放电在线检测定位装置及定位方法”，虽公开了对GIS局部放电的定位方法，但是其仍仅依靠超高频检测的方法进行定位，定位不够精确。而无论上述专利及相关现有技术，都不同程度上存在定位不够精确，获得放电信号的特征数据也同样不够精确的弊端，从而影响检修及分析的科学性。
另外，还可利用声发射(Acoustic Emission，以下简述为AE)，有时也称为应力波发射，其常应用在对材料的结构形变及裂纹扩展等方面的检测。但是，若利用声发射技术对GIS局部放电进行检测，又会使得检测效率低，而且受GIS固有振动影响。
有鉴于此，如何提供一种气体绝缘组合电器局部放电的定位方法，来减少上述弊端已成为业界亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种气体绝缘组合电器局部放电的定位方法，以提高定位速度及准确度。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种气体绝缘组合电器(GIS)局部放电的定位方法，其包括以下步骤：先利用超高频定位法在所述气体绝缘组合电器内确定一放电区域；再利用声发射定位法在所述放电区域内确定放电点的具体位置。
所述超高频定位法是利用超高频传感器及超高频信号的记录装置对放电区域进行确定，可具体包括以下步骤：首先，在所述气体绝缘组合电器内设置两个超高频传感器对超高频信号进行监测；接着，通过记录装置对两个超高频传感器监测到的超高频信号的波形进行同步记录；再利用记录到的两个波形的时间差计算获得一放电区域。较佳的，上述两个超高频传感器的高频响应特性相同；两个超高频传感器是设置在所述气体绝缘组合电器两端；所述记录装置与每个超高频传感器连接的信号线长度相同。
所述声发射定位法包括以下步骤：先在所述放电区域内布设声发射传感器；再根据所述声发射传感器监测到的声发射信号的强度确定所述放电点的具体位置，其中以声强等高线的图示确定放电点的具体位置。
本发明的气体绝缘组合电器局部放电的定位方法，是通过超高频定位法揉合声发射定位法的综合定位方法，对GIS内局部放电进行定位，该方法先利用超高频定位法对局部放电信号进行初步定位，确定一放电区域；随后，利用声发射定位法在上述放电区域内对放电点的具体位置进行确定。上述方法经过超高频特定位法的初步定位后，在范围较小的放电区域内进行声发射定位，不仅有效解决了声发射定位效率低的问题，而且使得定位更加精确有效，还能够更快发现放电点的精确位置。
附图说明
图1为本发明GIS局部放电定位方法的一较佳实施例的示意图。
具体实施方式
以下通过具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明也可通过其他不同的具体实例加以实施或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
本发明中所述气体绝缘组合电器(Gas Insulated Switchgear，以下简述为GIS)局部放电定位方法，可应用于电力系统的发电厂及变电站的GIS内部局部放电的定位及研究。
本发明的气体绝缘组合电器局部放电的定位方法是：先利用超高频定位法在所述气体绝缘组合电器内确定一放电区域；再利用声发射定位法在所述放电区域内确定放电点的具体位置。
在本实施例中，上述所述超高频定位法是利用超高频传感器及超高频信号的记录装置对放电区域进行确定，较佳的，可具体包括以下步骤：首先，在所述气体绝缘组合电器内设置两个超高频传感器对超高频信号进行监测；接着，通过记录装置对两个超高频传感器监测到的超高频信号的波形进行同步记录；再利用记录到的两个波形的时间差计算获得一放电区域。需要说明的是，其中，上述两个超高频传感器的高频响应特性相同，以便于测量数据时不受超高频传感器不相同的高频响应特性影响；两个超高频传感器是设置在所述气体绝缘组合电器两端，这样是为了能够增大超高频传感器的监测范围，此仅为最佳实施例；所述记录装置与每个超高频传感器连接的信号线长度相同，以避免由于传输信号线的长短而产生的误差。
另外，于本实施例中，上述记录装置可为示波器，较佳的，示波器可选用宽带高速示波器。
需要说明的是，上述超高频定位法还可包括定位前的预处理，例如进行频谱分析、频率筛查后确定监测频带、在监测频带内进行单频跟踪等相关步骤。
上述进行初步定位是依据所述记录装置对超高频信号的时域波形进行记录，并通过两波形的时间差分析计算而确定放电区域的。请参阅图1，其显示了本发明的定位方法的示意图，如图所示：在GIS内设置两个超高频传感器1、2，且这两个超高频传感器的高频响应特性、信号电缆长度相同，设两个超高频传感器之间的距离为S，而放电位置3到其中一超高频传感器2的距离为x，两传感器接收到放电信号的时间差为Δt(可由波形得知)，超高频电磁波的传播速度为c(3×108m/s)，则放电位置可按下式计算：x＝(cΔt+S)/2。根据超高频原始波形的前几个脉冲的时间差，并考虑固有误差，精度可达1m，其中，要求所述记录装置(示波器)的采样率不能低于109Sa/s，带宽不低于1GHz。
当然，经过上述初步定位，确定的放电区域可控制在1m以内，但是，在实际中往往需要更加准确的定位，所以，接着在上述放电区域内，也就是大约在1m的区域内利用声发射定位法进行放电点的具体定位，于本实施例中，该声发射定位法包括以下步骤：先在所述放电区域内布设声发射传感器；再根据所述声发射传感器监测到的声发射信号的强度确定所述放电点的具体位置，其中以声强等高线的图示确定放电点的具体位置。例如根据声发射信号在GIS外壳四周的强度分布、沿着GIS外壳轴向传播情况、经过盆式绝缘子的衰减情况的研究，可知声发射信号的衰减较快，而进行定点定位时可根据声强等高线图完成，以强度最大点定位，精度可达10cm。
综上所述，本发明的气体绝缘组合电器局部放电的定位方法，是通过超高频定位法揉合声发射定位法的综合定位方法，对GIS内局部放电进行定位，该方法先利用超高频定位法对局部放电信号进行初步定位，确定一放电区域；再利用声发射定位法在上述放电区域内对放电点的具体位置进行确定，而经过超高频特定位法的初步定位后，在范围较小的放电区域内进行声发射定位，不仅有效解决了声发射定位效率低的问题，而且使得定位更加精确有效，还能够更快发现放电点的精确位置。
上述实施例仅为例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与变化。因此，本发明的权利保护范围，应以权利要求书的范围为依据。
Claims (8)
1、一种气体绝缘组合电器局部放电的定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
利用超高频定位法在所述气体绝缘组合电器内确定一放电区域；
利用声发射定位法在所述放电区域内确定放电点的具体位置。
2、如权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述超高频定位法是利用超高频传感器及超高频信号的记录装置对放电区域进行确定。
3、如权利要求2所述的定位方法，其特征在于，所述超高频定位法包括以下步骤：
在所述气体绝缘组合电器内设置两个超高频传感器对超高频信号进行监测；
通过所述记录装置对两个超高频传感器监测到的超高频信号的波形进行同步记录；
利用记录到的两个波形的时间差计算获得一放电区域。
4、如权利要求3所述的定位方法，其特征在于，所述两个超高频传感器的高频响应特性相同。
5、如权利要求3所述的定位方法，其特征在于，所述两个超高频传感器设置在所述气体绝缘组合电器两端。
6、如权利要求3所述的定位方法，其特征在于，所述记录装置与每个超高频传感器连接的信号线长度相同。
7、如权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述声发射定位法包括以下步骤：
在所述放电区域内布设声发射传感器；
根据所述声发射传感器监测到的声发射信号的强度确定所述放电点的具体位置。
8、如权利要求7所述的定位方法，其特征在于，所述声发射定位法是以声强等高线的图示确定放电点的具体位置。
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