CN103675623A - 一种冲击电压下gis局部放电检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于多传感器的冲击电压下GIS局部放电检测方法及系统，属于电气设备试验技术领域。所述检测方法包括首先采集不大于50％试验电压下的放电信号，获得背景噪声；然后采集100％试验电压下的信号，比较多个传感器采集信号的幅值，根据幅值大小确定放电所发生的间隔。所述检测系统包括：冲击电压发生器、被试GIS、套接在GIS每个间隔接地线上的多个高频电流传感器及多通道示波器。本发明可对冲击电压下GIS的局部放电进行采集和分析，具有灵敏度高、可进行局放源定位的特点，可广泛应用于GIS的出厂、交接及大修后的冲击电压试验中。

Description

一种冲击电压下GIS局部放电检测方法及系统

技术领域

本发明涉及电气设备试验领域，特别是一种冲击电压下GIS局部放电检测方法及系统。

背景技术

气体绝缘全封闭式组合电器(Gas-insulated metal-enclosed switchgear，GIS)是目前电力系统中最重要的设备之一，其运行可靠性直接关系到电网系统的安全稳定。通常GIS(气体绝缘组合电器)在工厂中制造、试验之后，是以运输单元的方式运往安装工地的。设备在运输、储存和安装中可能发生的问题有零部件松动、脱落，电极表面刮伤或安装错位引起的电极表面缺陷，导电微粒进入或工具遗忘在装置内等。以上缺陷均会导致局部放电的产生，因此在现场对GIS进行工频耐压试验合并局部放电试验是检测GIS绝缘状态的有力手段。

目前对于GIS而言，工频耐压试验合并局部放电检测已经发展到了较为成熟的阶段。但对于GIS，现场冲击耐压试验也是其重要的试验内容，冲击电压具有幅值高、持续时间短的特点，对于某些缺陷比工频电压要敏感。在进行冲击耐压试验的同时进行局部放电试验，对于及时发现内部隐患，确保设备安全运行具有重要的实际意义。因此，冲击电压下局部放电测量技术具有重要的工程应用价值。

目前对于GIS冲击电压下局部放电的检测与分析已经得到了相关研究人员的重视，专利号申请号“201010568784.X”的发明专利“一种适用于现场的冲击电压下GIS局部放电检测方法”提出了一种针对现场的冲击电压下GIS局部放电检测方法，该专利采用高频电流传感器分别检测绝缘状态正常的以及存在绝缘缺陷的GIS设备在冲击电压下的接地电流信号，将接地电流信号转换为电压信号，提取电压信号上叠加的局部放电脉冲，建立冲击电压下局部放电脉冲特征数据库；再采用高频电流传感器检测待测GIS设备在冲击电压下的待测接地电流信号，将待测接地电流信号转换为电压信号，提取电压信号上叠加的局部放电脉冲，通过与特征数据库对照来检测待测GIS设备的绝缘状况。

专利申请号“201010568526.1”的发明专利“用于现场冲击电压下局部放电测量装置及其信号处理方法”提出了一种用于现场冲击电压下的局部放电测量装置及其信号处理方法，该装置包括电流传感器、分接头，电压衰减器，电压瞬态抑制器以及后端处理及显示系统，所述电流传感器的输出端通过积分电阻和同轴电缆连接至分接头的输入端，所述分接头的输出端一路连接至电压衰减器的输入端，另一路连接至电压瞬态抑制器的输入端；所述电压衰减器和电压瞬态抑制器的输出端分别连接至后端处理及显示系统上。

以上两个专利均是针对GIS冲击电压下局部放电的检测及分析进行提出，其传感器主要采用单个传感器，且无法进行局部放电源的定位，现场即使检测到了局部放电信号，也无法知道放电是发生在那个间隔。由于GIS设备庞大，间隔众多，采用单个传感器无法对所有间隔的放电情况进行全面检测，针对以上专利内容的缺点，本发明提供了一种基于多传感器的冲击电压下GIS局部放电检测方法及系统。

发明内容

本发明针对冲击电压下GIS部放电检测及分析，提供了一种基于多传感器的冲击电压下GIS局部放电检测方法及系统。所述检测方法包含以下步骤：

步骤(1)：在被试GIS的上施加低幅值冲击电压，其幅值最大值不超过试验电压的50％，采集不同间隔接地线上套接的高频电流传感器的信号，作为背景噪声信号。

步骤(2)：升高电压至试验电压的100％，采集不同间隔接地线上套接的高频电流传感器的信号，和背景噪声信号进行比较，确定有无局部放电信号。

步骤(3)：当存在局部放电信号时，比较不同传感器检测到信号的幅值，确定局部放电发生所在的间隔。

所述检测系统包括包括冲击电压发生器(1)，分压器(2)，套接在被试GIS每个间隔接地引线上的高频电流传感器(11)～(13)，高频信号电缆(14)，滤波器(15)和示波器(16)。

缺少技术效果的描述

附图说明

图1为本发明实施例中检测系统示意图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员理解本发明，特对本发明作进一步的说明。

针对本发明所公开的一种基于多传感器的冲击电压下GIS局部放电检测方法，

步骤(1)：在被试GIS的上施加低幅值冲击电压，其幅值最大值不超过试验电压的50％，采集不同间隔接地线上套接的高频电流传感器的信号，作为背景噪声信号。

步骤(2)：升高电压至试验电压的100％，采集不同间隔接地线上套接的高频电流传感器的信号，和背景噪声信号进行比较，确定有无局部放电信号。

步骤(3)：当存在局部放电信号时，比较不同传感器检测到信号的幅值，确定局部放电发生所在的间隔。

对于上述实施例而言，本实施例充分体现了本发明的核心思路：即采用多个高频电流传感器进行被试GIS在冲击电压下的局部放电测量。就步骤(1)而言，其使得本实施例能够在初始的、低幅值冲击电压下对被试GIS进行初步的冲击耐压试验，本实施例以低幅值冲击电压的幅值最大值不超过试验电压的50％来进行，比如20％，30％或50％，之所以如此，主要是可在较低电压下观察试验波形正确与否、获得高频电流传感器的背景噪声信号水平，为后续的分析提供基础，从而提高试验效率。紧接着，步骤(2)将电压提高至试验电压进行GIS冲击耐压试验，同时进行局部放电的测量，此时如果有局部放电信号，则相比步骤(1)所获得的背景噪声，会有明显的放电脉冲出现，通过比较可以确定是否存在局部放电信号。步骤(3)为当存在局部放电信号时，比较每个间隔接地线上套接的高频电流传感器所检测到的局部放电的幅值，确定放电所发生的间隔。正是由于在每个间隔的接地引线上均套装了高频电流传感器，才使得这种比较称为可能。由于放电脉冲的衰减特征，在发生放电的间隔上所测量到的信号相比其他未发生放电的间隔上测量到的信号幅值要小，因此可以通过比较放电脉冲幅值的大小确定放电是发生在那个间隔。

针对本发明所公开的一种基于多传感器的冲击电压下GIS局部放电检测系统，包括冲击电压发生器(1)，分压器(2)，套接在被试GIS每个间隔接地引线上的高频电流传感器(11)～(13)，高频信号电缆(14)，滤波器(15)和示波器(16)，其特征在于：可在被试GIS进行冲击耐压试验的同时进行局部放电的测量，且可通过比较不同传感器测量到信号的幅值大小进行放电源的定位。

采用冲击电压发生器(1)作为试验电压的产生装置，试验电压为冲击电压，包括标准雷电冲击、标准操作冲击、振荡型雷电冲击和振荡型操作冲击四种冲击电压波形。

采用电容分压器进行试验电压波形的获得，电容分压器分压比为1000：1。

每个间隔的接地引线上均套接高频电流传感器，高频电流传感器采用罗格夫斯基线圈，多个高频电流传感器均相同，其测量频带为200kHz～30MHz。将多个高频电流传感器获得的信号通过高通滤波器接入示波器，高通滤波器为双通道，频率范围为下限5MHz，可有效抑制冲击电压发生器产生的位移电流所带来的低频干扰，信号线采用屏蔽电缆，其波阻抗为50欧姆。

分压器得到的试验电压信号和高频电流传感器得到的局部放电信号接入示波器进行采集和分析，示波器采用泰克4104，具有四通道、1G带宽，5GHz采样率。

下面采用一个具有三个间隔的GIS来说明本发明所述检测系统的具体实施方式，其应用示意图如附图1所示。

其中：冲击电压发生器1可产生标准雷电冲击、标准操作冲击、振荡型雷电冲击和振荡型操作冲击四种冲击电压波形，电容分压器2与冲击电压发生器1并联，被试GIS与电容分压器2并联，冲击电压通过套管(3)施加到被试GIS内部的高压导杆上，被试GIS具有三个间隔，为别为(4)、(6)、(7)，每个间隔之间具有盆式绝缘子(5)进行隔离，每个间隔的接地引线分别为(8)、(9)、(10)，每个间隔的接地引线上均套接高频电流传感器(11)、(12)、(13)，这样连同分压器信号共有四路信号，其中三路高频电流传感器通过高频信号电缆(14)进入滤波器并接入示波器，而分压器信号则直接接入示波器。

由于盆式绝缘子的衰减和隔离作用，使得每个高频电流传感器测量到的放电幅值均不一样，当某个间隔内发生局部放电时，套接在此间隔接地引线上的传感器检测到的放电幅值会在所有传感器中表现为最大，因此根据多个传感器所检测到信号的比较即可确定放电所发生的位置。

实际试验中，根据试验的需要，可以灵活调整各参赛，例如取：冲击电压发生器参数可根据被试设备额定电压进行选取，分压器变比也可根据实际情况进行选取，传感器个数可根据被试GIS的间隔数进行选择。

以上对本发明所提供的一种基于多传感器的冲击电压下GIS局部放电检测方法及系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种基于多传感器的冲击电压下GIS局部放电检测方法，其特征在于：

步骤(1)：在被试GIS上施加低幅值冲击电压，其幅值最大值不超过试验电压的50％，

采集不同间隔接地线上套接的高频电流传感器的信号，作为背景噪声信号；

步骤(2)：升高冲击电压至试验电压的100％，采集不同间隔接地线上套接的高频电流传感器的信号，和背景噪声信号进行比较，确定有无局部放电信号；

步骤(3)：当存在局部放电信号时，比较不同传感器检测到的局部放电信号的幅值，确定发生局部放电的间隔。

2.如权利要求1所述的一种基于多传感器的冲击电压下GIS局部放电检测方法，其特征在于：所述采集不同间隔接地线上套接的高频电流传感器的信号，包括采集套接在被试GIS每个间隔上的高频电流传感器的信号。

3.如权利要求1所述的一种基于多传感器的冲击电压下GIS局部放电检测方法，其特征在于：步骤(3)是通过比较不同间隔接地线上传感器得到的放电脉冲幅值进行放电源位置的确定。

4.如权利要求1所述的一种基于多传感器的冲击电压下GIS局部放电检测方法，其特征在于：所述冲击电压包括标准雷电冲击电压、标准操作冲击电压、振荡型雷电冲击电压和振荡型操作冲击电压。

5.一种基于多传感器的冲击电压下GIS局部放电检测系统，包括冲击电压发生器(1)，分压器(2)，套接在被试GIS每个间隔接地引线上的高频电流传感器(11-13)，高频信号电缆(14)，滤波器(15)和示波器(16)，其特征在于：冲击电压发生器(1)产生冲击电压，冲击电压经过分压器(2)进行分压，分压器与被试GIS相连，通过分压后冲击电压在被试GIS内激发局部放电，通过高频电流传感器测量局部放电信号，局部放电信号经高频信号电缆(14)和滤波器(15)后传输至示波器(16)；滤波器(16)比较不同传感器测量到的局部放电信号的幅值大小，定位放电源的位置。

6.如权利要求5所述的一种基于多传感器的冲击电压下GIS局部放电检测系统，其特征在于：采用冲击电压发生器作为GIS的试验电压源。

7.如权利要求5所述的一种基于多传感器的冲击电压下GIS局部放电检测系统，其特征在于：每个间隔均在其接地引线上套接高频电流传感器进行局部放电信号的检测，多个高频电流传感器均相同，其频带范围为200kHz～30MHz。

8.如权利要求1所述的一种基于多传感器的冲击电压下GIS局部放电检测系统，其特征在于：高频电流传感器得到的局部放电信号通过高通滤波器接入所述示波器，高通滤波器的下限频率范围为5MHz。

9.如权利要求5所述的一种基于多传感器的冲击电压下GIS局部放电检测系统，其特征在于：分压器获得的冲击电压信号与局部放电信号同时接入所述示波器。

10.如权利要求5所述的一种基于多传感器的冲击电压下GIS局部放电检测系统，其特征在于：信号电缆采用屏蔽电缆，优选的，其波阻抗为50欧姆。

Images