CN103698675A - 一种用于振荡型冲击电压下局部放电的分析方法及其系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于振荡型冲击电压下局部放电的分析方法及其系统，其主要根据振荡型冲击电压下设备局部放电信号的采集，引入周期和角度，形成用于分析振荡型冲击电压下局部放电的谱图。
Description
技术领域
本发明涉及高电压与绝缘技术领域，尤其涉及一种用于振荡型冲击电压下局部放电的分析方法及其系统。
背景技术
大型电力变压器及气体绝缘全封闭式组合电器(Gas—insulatedmetal—enclosed switchgear，GIS)是目前电力系统中最重要的设备，其运行可靠性直接关系到电网系统的安全稳定。通常设备在工厂中制造、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。上述意外因素均会导致绝缘故障，现场耐压试验的目的是检查总体装配的绝缘性能是否完好，因此电力设备在现场必须进行现场耐压试验。目前交流耐压试验在现场的执行情况良好，但冲击耐压试验由于试验设备复杂庞大的缘故，在现场还未得到广泛的应用。基于此，IEC60060—3提出了在现场对设备采用振荡型冲击电压波形(振荡型雷电冲击、振荡型操作冲击)，振荡型冲击电压具有产生效率高的特点，适合于在现场对设备进行冲击耐压试验。
在作现场交流耐压试验的同时测量局部放电，对发现现场安装完成后设备的绝缘缺陷发挥了重要作用，国家标准和电力行业标准均对现场试验及局部放电检测方法给出了具体的规定，对于工频电压下局部放电的分析也广泛的采用所谓的PRPD(Phase Resolved Partial Discharge)谱图形式。然而，对于冲击电压特别是振荡型冲击电压下局部放电的测量，由于该项试验还未进行充分的研究，目前还没有能够充分反映在这一激励电压波形下的专门的局部放电分析方法。本发明提出了一种用于振荡型冲击电压下局部放电的分析方法，该方法能够充分反映不同缺陷在振荡型冲击电压下的放电特性，可为进一步进行振荡型冲击电压下局部放电分析提供有力的工具。
发明内容
本发明旨在解决上述技术问题而提出了一种用于振荡型冲击电压下局部放电的分析方法，其特征在于：
步骤(1)：记录施加在被试设备上的多个振荡型冲击电压信号，并且记录所述设备在所述多个信号中的每个振荡型冲击电压信号作用下所产生的每个局部放电信号；
步骤(2)：计算所述每个振荡型冲击电压信号的振荡频率；
步骤(3)：根据所述振荡频率计算相应的每个振荡型冲击电压信号的振荡周期；
步骤(4)：将每个振荡周期分为360度，结合步骤(1)所得到的每个局部放电信号，进一步计算每个振荡周期中每个局部放电信号的脉冲最大幅值及其所对应的放电角度；
步骤(5)：将所有振荡周期中的每个局部放电信号的脉冲最大幅值和其所对应的放电角度均进行累加，以累加后的局部放电信号的脉冲最大幅值和累加后的放电角度来形成表示二者关系的谱图，从而用以分析振荡型冲击电压下的局部放电特性。
此外，本发明还进一步公开了一种用于振荡型冲击电压下局部放电的分析系统，所述系统包括数据采集模块、数据分析模块和谱图形成模块，其特征在于：
数据采集模块，用于：记录施加在被试设备上的多个振荡型冲击电压信号，并且记录所述设备在所述多个信号中的每个振荡型冲击电压信号作用下所产生的每个局部放电信号；
数据分析模块，用于：计算所述每个振荡型冲击电压信号的振荡频率，并根据所述振荡频率计算相应的每个振荡型冲击电压信号的振荡周期；并且，进一步的，将每个振荡周期分为360度，结合所述数据采集模块所得到的每个局部放电信号，进一步计算每个振荡周期中每个局部放电信号的脉冲最大幅值及其所对应的放电角度；
谱图形成模块，用于：将所有振荡周期中的每个局部放电信号的脉冲最大幅值和其所对应的放电角度均进行累加，以累加后的局部放电信号的脉冲最大幅值和累加后的放电角度来形成表示二者关系的谱图，从而用以分析振荡型冲击电压下的局部放电特性；
谱图显示模块，用于显示所述谱图形成模块所形成的谱图。
附图说明
图1：IEC60060—3标准所提出的典型的振荡型冲击电压，(a)为振荡型雷电冲击电压；(b)为振荡型操作冲击电压；
图2：本发明中一个实施例所描述的与GIS中悬浮电位缺陷振荡型冲击电压下局部放电有关的测量结果；
图3：本发明中一个实施例有关的振荡型冲击电压下局部放电分析谱图。
具体实施方式
为便于本领域技术人员理解本发明，特采用GIS中存在悬浮电位缺陷时的局部放电测量结果对本发明作进一步说明。
针对本发明所公开的一种用于振荡型冲击电压下局部放电的分析方法，就这一分析方法而言，其特征在于：
步骤(1)：记录施加在被试设备上的多个振荡型冲击电压信号，并且记录所述设备在所述多个信号中的每个振荡型冲击电压信号作用下所产生的每个局部放电信号；
步骤(2)：计算所述每个振荡型冲击电压信号的振荡频率；
步骤(3)：根据所述振荡频率计算相应的每个振荡型冲击电压信号的振荡周期；
步骤(4)：将每个振荡周期分为360度，结合步骤(1)所得到的每个局部放电信号，进一步计算每个振荡周期中每个局部放电信号的脉冲最大幅值及其所对应的放电角度；
步骤(5)：将所有振荡周期中的每个局部放电信号的脉冲最大幅值和其所对应的放电角度均进行累加，以累加后的局部放电信号的脉冲最大幅值和累加后的放电角度来形成表示二者关系的谱图，从而用以分析振荡型冲击电压下的局部放电特性。
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：即通过记录施加在被试设备上的振荡型冲击电压信号和设备所相应产生的局部放电信号，引入周期和角度，通过进一步的综合、累加处理形成可充分反映振荡型冲击电压下局部放电特性的谱图。
振荡型冲击电压信号的波形采用IEC60060-3标准所提出的适用于现场的冲击电压波形，其典型波形如图1所示，其具体描述可参考IEC60060-3标准的描述。
在对被试设备进行振荡型冲击电压现场耐压试验时，同时进行局部放电的测量，同时记录以振荡型冲击电压信号作为激励电压信号所得到的对应的局部放电信号，以GIS中存在悬浮电位缺陷为例，图2为记录的振荡型冲击电压信号1和局部放电信号2。由于采用振荡型冲击电压作为激励电压，其存在固定的振荡频率f，则可根据记录的激励电压信号计算其振荡频率f，根据振荡频率可得到每个振荡周期所持续的时间t。如图2中，可存在周期1、周期2等数个振荡周期。将每个振荡周期所持续的时间t分为360个角度，即每个角度持续时间为t／360。对于每个振荡周期，求出360度内每个角度持续时间内的局部放电最大幅值，即对于每个振荡周期，均可形成局部放电最大幅值U和角度φ的一一对应关系。将所有的振荡周期内的(U，φ)进行累加并绘制成柱状图，即可形成最终的OPRPD(Oscillating Phase Resolved Partial Discharge)谱图，图3即为图2所对应检测结果的OPRPD放电谱图。显然的，对于本领域技术人员而言，所述谱图并不限于柱状图。
根据以上分析方法，可建立相应的用于振荡型冲击电压下局部放电的分析系统，所述系统包括数据采集模块、数据分析模块和谱图形成模块，其特征在于：
数据采集模块，用于：记录施加在被试设备上的多个振荡型冲击电压信号，并且记录所述设备在所述多个信号中的每个振荡型冲击电压信号作用下所产生的每个局部放电信号；
数据分析模块，用于：计算所述每个振荡型冲击电压信号的振荡频率，并根据所述振荡频率计算相应的每个振荡型冲击电压信号的振荡周期；并且，进一步的，将每个振荡周期分为360度，结合所述数据采集模块所得到的每个局部放电信号，进一步计算每个振荡周期中每个局部放电信号的脉冲最大幅值及其所对应的放电角度；
谱图形成模块，用于：将所有振荡周期中的每个局部放电信号的脉冲最大幅值和其所对应的放电角度均进行累加，以累加后的局部放电信号的脉冲最大幅值和累加后的放电角度来形成表示二者关系的谱图，从而用以分析振荡型冲击电压下的局部放电特性；
谱图显示模块，用于显示所述谱图形成模块所形成的谱图。
综上，本发明解决了现有技术中振荡型冲击电压下局部放电没有专门的分析方法和系统的难题，并提供了相应的方法和系统。以上实施例对本发明进行了详细说明，本领域技术人员可根据上述说明对本发明作出不同变化的实施方式，例如波形可采用振荡型雷电冲击或振荡型操作冲击，所针对的设备可为电力变压器或电抗器或GIS等，或者其他变化，因为实施例中的某些细节仅仅是更优方式，并不构成对本发明的限制。
Claims (4)
1.一种用于振荡型冲击电压下局部放电的分析方法，其特征在于：
步骤(1)：记录施加在被试设备上的多个振荡型冲击电压信号，并且记录所述设备在所述多个信号中的每个振荡型冲击电压信号作用下所产生的每个局部放电信号；
步骤(2)：计算所述每个振荡型冲击电压信号的振荡频率；
步骤(3)：根据所述振荡频率计算相应的每个振荡型冲击电压信号的振荡周期；
步骤(4)：将每个振荡周期分为360度，结合步骤(1)所得到的每个局部放电信号，进一步计算每个振荡周期中每个局部放电信号的脉冲最大幅值及其所对应的放电角度；
步骤(5)：将所有振荡周期中的每个局部放电信号的脉冲最大幅值和其所对应的放电角度均进行累加，以累加后的局部放电信号的脉冲最大幅值和累加后的放电角度来形成表示二者关系的谱图，从而用以分析振荡型冲击电压下的局部放电特性。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：优选的，所述步骤(1)中的振荡型冲击电压信号为振荡型冲击电压发生器所产生，采用分压器进行测量并通过示波器进行记录。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：优选的，所述步骤(1)中的局部放电信号采用高频电流传感器或测量阻抗进行测量并通过示波器进行记录。
4.一种用于振荡型冲击电压下局部放电的分析系统，所述系统包括数据采集模块、数据分析模块和谱图形成模块，其特征在于：
数据采集模块，用于：记录施加在被试设备上的多个振荡型冲击电压信号，并且记录所述设备在所述多个信号中的每个振荡型冲击电压信号作用下所产生的每个局部放电信号；
数据分析模块，用于：计算所述每个振荡型冲击电压信号的振荡频率，并根据所述振荡频率计算相应的每个振荡型冲击电压信号的振荡周期；并且，进一步的，将每个振荡周期分为360度，结合所述数据采集模块所得到的每个局部放电信号，进一步计算每个振荡周期中每个局部放电信号的脉冲最大幅值及其所对应的放电角度；
谱图形成模块，用于：将所有振荡周期中的每个局部放电信号的脉冲最大幅值和其所对应的放电角度均进行累加，以累加后的局部放电信号的脉冲最大幅值和累加后的放电角度来形成表示二者关系的谱图，从而用以分析振荡型冲击电压下的局部放电特性；
谱图显示模块，用于显示所述谱图形成模块所形成的谱图。
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