CN108020801B - Gil设备内置式特高频传感器灵敏度现场校核系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种GIL设备内置式特高频传感器灵敏度现场校核系统,包括脉冲信号发生器、同轴电缆、同轴电缆接口、内置式特高频传感器、GIL套管、GIL盆式绝缘子、GIS地刀盆子、局放测试及定位装置、天线式特高频传感器、外置式特高频传感器。利用上述现场校核系统,测量特高频信号在GIL设备内部传输实际衰减量,选取作为参考标准的传感器进行信号衰减量估算,对比被测传感器和参考标准传感器信号衰减量,计算被测内置式特高频传感器平均等效高度,即可得知GIL设备内置式特高频传感器灵敏度。
Description
技术领域
本发明涉及GIL设备运维技术领域,尤其涉及一种GIL设备内置式特高频传感器灵敏度现场校核系统及其方法。
背景技术
GIL与传统敞开式高压输变电设备相比,具有占地面积和空间小、安装快等一系列优点,近年GIL在电网中的应用越来越广泛。据不完全统计,GIL设备伴随有局放而产生的内部绝缘故障约60%,因此通过检测局部放电反映GIL运行状态是一种常用的运维检测手段。但近期某些电站频繁发生GIL设备局放异常和支撑绝缘子炸裂故障,GIL绝缘故障已威胁到电网的安全运行。虽然GIL发生多起绝缘故障,运行人员缺乏评估GIL设备内置式特高频传感器性能的手段,因此无法及时有效预测相关部件局放发展趋势和绝缘劣化程度。
发明专利内容
本发明针对上述问题,提供一种GIL设备内置式特高频传感器灵敏度现场校核系统及其方法。
为实现上述目标,本发明提供如下技术方案:
GIL设备内置式特高频传感器灵敏度现场校核系统,包括脉冲信号发生器与信号接收装置。
所述信号接收装置包括天线式特高频传感器、外置式特高频传感器和局放测试及定位装置,需校核的内置式特高频传感器设置于GIL设备内。
所述局放测试及定位装置通过同轴电缆与内置式特高频传感器相连,确定GIL相序后,利用局放测试及定位装置进行相应的测试计算。
所述GIL设备一端设置有套管,所述脉冲信号发生器可与所述天线式特高频传感器连接,所述天线式特高频传感器与所述GIL套管底部接触;此时,信号路径为:脉冲信号发生器—天线式特高频传感器—GIL套管—GIL内部—内置式特高频传感器。
所述GIL设备另一端设置有盆式绝缘子,所述GIL盆式绝缘子与配套的GIS地刀盆子相邻,所述脉冲信号发生器可与所述外置式特高频传感器连接,所述外置式特高频传感器与所述GIS地刀盆子接触,此时,信号路径为:脉冲信号发生器—外置式特高频传感器—GIS地刀盆子—GIL盆式绝缘子—GIL内部—内置式特高频传感器。
局放测试及定位装置的信号流向为:脉冲信号发生器—GIL盆式绝缘子/GIL套管底部--GIL内部--内置式特高频传感器--同轴电缆接口--同轴电缆--局放测试及定位装置。
所述脉冲信号发生器为纳秒级脉冲信号发生器。
所述GIL盆式绝缘子浇注口非金属屏蔽,非金属屏蔽主要提供特高频信号一个测量通道。
同时,提供一种GIL设备内置式特高频传感器灵敏度现场校核方法,包括以下步骤:
步骤一、建立GIL设备内置式特高频传感器灵敏度校核模型,反映传感器灵敏度的关键参数为平均等效高度,平均等效高度越大,灵敏度越高;
步骤二、从GIL套管底部采用天线式特高频传感器将特高频信号注入,在同相GIL内置式特高频传感器测量特高频信号幅值;
步骤三、从GIS地刀盆子采用外置式特高频传感器将特高频信号注入,在同相GIL内置式特高频传感器测量特高频信号幅值;
步骤四、从GIS地刀盆子采用外置式特高频传感器将特高频信号注入,在同相GIL盆式绝缘子浇注孔测量特高频信号幅值;
步骤五、确定注入特高频信号传播路径;
步骤六、测量注入的信号源幅值;
步骤七、测量GIL内置式特高频传感器实际衰减量;
步骤八、选取运行条件相近,且曾有效发现局放的DMS传感器作为参考标准,在相同传播路径上估算其信号衰减量;
步骤九、对比内置式特高频传感器和DMS传感器信号衰减量,得到内置式特高频传感器平均等效高度差值倍数=10^(衰减量差值/20),计算现场GIL设备内置式特高频传感器平均等效高度=DMS传感器平均等效高度/内置式特高频传感器平均等效高度差值倍数,即可得出GIL设备内置式特高频传感器的灵敏度。
进一步地,该校核方法的测试电压为220V,在测量信号幅值前,需测量试验电源是否为220V,检查试验回路所有接线,运行测试设备,检查其工作状态是否正常。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
本发明可在运行状态和停运状态的GIL设备上开展内置式特高频传感器灵敏度现场校核,为运维人员提供一种有效评估GIL设备内置式特高频传感器性能状态的检测手段,有助于运维人员及时发现相关部件的局放发展趋势和绝缘劣化程度,避免GIL设备带缺陷运行而导致非计划停电。
附图说明
图1为本发明实施例内置式特高频传感器灵敏度校核系统示意图。
图2为本发明实施例特高频信号传输路径方框图。
图3为本发明实施例GIS地刀盆子注入特高频信号信号传输路径方框图。
图中附图标记含义:1-脉冲信号发生器;2-同轴电缆;3-同轴电缆接口;4-内置式特高频传感器;5-GIL套管;6-GIL盆式绝缘子;7-GIS地刀盆子;8-局放测试及定位装置;9-天线式特高频传感器;10-外置式特高频传感器。
具体实施方式
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。
实施例
GIL设备内置式特高频传感器灵敏度现场校核方法,包括如下步骤:
步骤1、采用万用表测量电源,检查是否220V,防止电压过高损坏仪器。
步骤2、连接便携式局放测试设备线缆,确保设备接地良好,检查试验回路所有接线,运行测试设备,检查其工作状态是否正常。
步骤3、拆开GIL内置传感器盖板及高频同轴电缆。
步骤4、从GIL套管5底部采用天线式特高频传感器9将特高频信号注入,信号传输到内置式特高频传感器4后,再通过同轴电缆2的传输到局放测试及定位装置8中,通过局放测试及定位装置8在同相GIL内置式特高频传感器4测量特高频信号幅值,测试结果如表1所示。
表1套管底部到内置式特高频传感器信号传输测试数据
步骤5、从GIS地刀盆子7采用外置式特高频传感器10将脉冲信号发生器1产生的特高频信号注入,信号流动顺序为:脉冲信号发生器—GIS地刀盆子—GIL盆式绝缘子—GIL内部—内置式特高频传感器,通过局放测试及定位装置在同相GIL内置式特高频传感器4测量特高频信号幅值,测试结果如表2所示。
表2地刀到内置式特高频传感器信号传输测试数据
步骤6、从GIS地刀盆子7采用外置式特高频传感器10将特高频信号注入,在同相GIL盆式绝缘子6浇注孔测量特高频信号幅值,测试结果如表3所示;信号经过GIS地刀和GIL盆式绝缘子6三相衰减通道基本相同,由表3可知,三相信号幅值变化值±2dBm,变化率在5%范围内,说明注入信号幅值非常稳定。
表3地刀到浇注口信号传输测试数据
步骤7、确定注入特高频信号传播路径。
1)从GIL套管5底部注入点到内置式特高频传感器4测试点信号传播路径:A/C相经过5个直角拐弯,距离61.7米;B相经过3个直角拐弯,距离53.8米,具体路径如图1所示。
2)GIS地刀盆子7注入点到内置式特高频传感器4测试点信号传播路径:A/B/C相经过5个直角拐弯,同时经过6个绝缘盆子,距离约65米,直角拐弯及盆子数量如图3所示。
步骤8、测试注入信号源幅值。由于测试传感器紧靠信号发生器的传感器,信号幅值较大,现场测试中接入了20dB的信号衰减器,注入信号幅值数据如表4所示。
表4信号源幅值测试数据
步骤9、测量GIL内置式特高频传感器实际衰减量
现场开展注入信号幅值测试时,加装了信号放大器(放大增益为15dB),因此信号测量实际值为:实际测量幅值=测试幅值-15dBm;信号传输测试衰减量=注入信号等效幅值-实际测试幅值,测试结果如表5所示。
表5现场GIL设备信号传输测试衰减量
步骤10、选取作为参考标准的传感器,在相同传播路径上估算其信号衰减量。选取运行条件相近,且曾有效发现局放的DMS传感器作为参考标准,DMS传感器的衰减特性如下:
1)直线空管道的衰减约为:0.1dB/m;
2)1个直角(弧度)转弯的衰减量约为:5dB;
3)1个气密盆式绝缘子衰减量约为:2dB。
DMS传感器信号传输衰减量估算值如表6所示。
表6 DMS传感器信号传输衰减量估算
步骤11、计算现场GIL设备内置式特高频传感器平均等效高度
作为参考标准的DMS传感器平均等效高度为13mm,反映传感器灵敏度的关键参数为平均等效高度,平均等效高度越大,灵敏度越高。对比被测传感器和参考标准传感器信号衰减量,衰减量差值如7表所示。
表7被测的传感器和DMS传感器信号衰减量差值
计算被测的内置式特高频传感器平均等效高度,传感器平均等效高度差值倍数=10^(衰减量差值/20),传感器平均等效高度估算=13/传感器平均等效高度差值倍数,估算结果如表8。
表8内置式特高频传感器平均等效高度
根据内置式特高频传感器灵敏度等效于传感器平均等效高度,在得到了传感器平均等效高度估算值时,即得出了内置式特高频传感器灵敏度。
上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明,该实施例并非用以限制本发明的专利范围,凡未脱离本发明所为的等效实施或变更,均应包含于本案的专利范围中。
Claims (5)
1.GIL设备内置式特高频传感器灵敏度现场校核系统,其特征在于:包括脉冲信号发生器与信号接收装置;
所述信号接收装置包括天线式特高频传感器、外置式特高频传感器和局放测试及定位装置,需校核的内置式特高频传感器设置于GIL设备内,
所述局放测试及定位装置通过同轴电缆与内置式特高频传感器相连;
所述GIL设备一端设置有套管,所述脉冲信号发生器与所述天线式特高频传感器连接,所述天线式特高频传感器与所述GIL套管底部接触;
所述GIL设备另一端设置有盆式绝缘子,所述GIL盆式绝缘子与配套的GIS地刀盆子相邻,所述脉冲信号发生器与所述外置式特高频传感器连接,所述外置式特高频传感器与所述GIS地刀盆子接触。
2.根据权利要求1所述的GIL设备内置式特高频传感器灵敏度现场校核系统,其特征在于:所述脉冲信号发生器为纳秒级脉冲信号发生器。
3.根据权利要求1所述的GIL设备内置式特高频传感器灵敏度现场校核系统,其特征在于:所述GIL盆式绝缘子浇注口非金属屏蔽。
4.一种GIL设备内置式特高频传感器灵敏度现场校核方法,其特征在于:所述校核方法包括以下步骤:
步骤一、建立GIL设备内置式特高频传感器灵敏度校核模型,反映传感器灵敏度的关键参数为平均等效高度,平均等效高度越大,灵敏度越高;
步骤二、从GIL套管底部采用天线式特高频传感器将特高频信号注入,在同相GIL内置式特高频传感器测量特高频信号幅值;
步骤三、从GIS地刀盆子采用外置式特高频传感器将特高频信号注入,在同相GIL内置式特高频传感器测量特高频信号幅值;
步骤四、从GIS地刀盆子采用外置式特高频传感器将特高频信号注入,在同相GIL盆式绝缘子浇注孔测量特高频信号幅值;
步骤五、确定注入特高频信号传播路径;
步骤六、测量注入的信号源幅值;
步骤七、测量GIL内置式特高频传感器实际衰减量;
步骤八、选取运行条件相近,且曾有效发现局放的DMS传感器作为参考标准,在相同传播路径上估算其信号衰减量;
步骤九、对比内置式特高频传感器和DMS传感器信号衰减量,得到内置式特高频传感器平均等效高度差值倍数=10^(衰减量差值/20),计算现场GIL设备内置式特高频传感器平均等效高度=DMS传感器平均等效高度/内置式特高频传感器平均等效高度差值倍数,即可得出GIL设备内置式特高频传感器的灵敏度。
5.根据权利要求4所述的GIL设备内置式特高频传感器灵敏度现场校核方法,其特征在于:该校核方法的测试电压为220V。
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