CN113296040A - 一种局放在线监测装置现场交叉比对式校验方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种局放在线监测装置现场交叉比对式校验方法，包括以下步骤：步骤1、通过实验室缺陷模拟平台模拟5pC放电量缺陷，获取人工等效脉冲信号幅值；步骤2、为待校核传感器现场脉冲注入步骤1中获取的人工等效脉冲幅值；步骤3、对待校核传感器进行校验，并记录校验数据；步骤4、根据步骤3的校验结果，进行性能比对分析，给出运维检修建议。本发明采用内置传感器注入方式对待校核传感器进行灵敏度校验，通过相对比较方式更为简洁地体现传感器灵敏度差异。

Description

一种局放在线监测装置现场交叉比对式校验方法

技术领域

本发明属于传感技术领域，涉及传感器功能校验方法，尤其是一种局放在线监测装置现场交叉比对式校验方法。

背景技术

目前，气体绝缘金属封闭开关设备(Gas Insulated Switchgear,GIS)采用SF6气体作为绝缘和灭弧介质，将断路器、隔离开关、接地开关、互感器、套管、避雷器、母线等元件封装在一密闭接地金属壳体中。由于SF6灭弧性能良好，GIS设备具有结构紧凑、占地面积小、安装方便、运行维护简单、检修周期长等优势。局部放电作为GIS绝缘劣化重要表征，已在国内外开展过广泛研究。目前关于GIS局放检测方式主要包含特高频、超声波等，其中特高频检测方式具有检测频带高，抗噪特性好等优势，在目前局放检测中广泛应用。GIS局放的特高频检测主要采取带电检测和在线监测两种方式实现。由于局部放电具有很强的随机性，带电检测过程中很可能出现漏检现象，因此在线监测对GIS设备安全稳定运行至关重要。实现GIS在线监测需要依托于前端传感器，其主要负责接收局放电磁波信号，并将其转化为电压信号传输至后端数据中台，开展局放缺陷分析。

目前特高频局放传感器的部署方式主要分为外置式和内置式两种。外置式传感器主要应用在带电检测、重症监护中，具有应用方便、检测高效、经济性好等优势，但由于部署在GIS外部，容易受到噪声干扰。内置式传感器则集成到GIS本体制造中，具有检测灵敏度高、信噪比高等优势，主要应用于在线监测系统。

受到生产工艺、安装水平、工作环境等多种因素制约，在运行一段时间后需要对传感器工作特性进行校验。对于内置式传感器，由于其安装在GIS内部，不能方便地进行拆卸、校验。

局放在线监测装置能够有效监测GIS设备运行状态，及早发现设备潜在运行隐患，对提升电力设备以及电网运行稳定性具有重要作用。为了保证监测灵敏性，局放在线监测装置普遍安装于设备内部，但这也为后续传感器性能校验带来不便影响。传统内置式传感器现场校验方法中，通常采取外置标准传感器检测幅值*比例系数方式与内置式传感器检测幅值作比较。在应用于不同电压等级、不同结构的GIS设备中时，比例系数的取值都有所不同，整体操作复杂，准确性和可靠性受试验人员技术水平影响较大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种设计合理、现场可行的局放在线监测装置现场交叉比对式校验方法。

本发明解决其现实问题是采取以下技术方案实现的：

一种局放在线监测装置现场交叉比对式校验方法，包括以下步骤：

步骤1、通过实验室缺陷模拟平台模拟5pC放电量缺陷，获取人工等效脉冲信号幅值；

步骤2、为待校核传感器现场脉冲注入步骤1中获取的人工等效脉冲幅值；

步骤3、对待校核传感器进行校验，并记录校验数据；

步骤4、根据步骤3的校验结果，进行性能比对分析，给出运维检修建议；

而且，所述步骤1的具体步骤包括：

(1)在试验平台模拟已知缺陷，调整试验电压幅值直至放电量增长至5pC，记录此时传感器部署点处特高频幅值A。

(2)关闭试验电源，在之前模拟故障点处注入人工等效脉冲，调整输入脉冲幅值直至传感器部署点处特高频幅值达到B(A＝B±20％)，记录此时人工等效脉冲幅值V1。

而且，所述步骤2的具体步骤包括：

(1)打开现场远程采集终端机柜，查找与待校验传感器相邻传感器同轴传输电缆；

(2)拧开相邻传感器同轴电缆，注入幅值为V1的人工等效脉冲。

而且，所述步骤3的具体步骤包括：

(1)在现场数据终端后台观察待校核传感器特高频幅值，并记录；

(2)若待校核传感器无明显幅值，提高注入侧人工等效脉冲幅值，直至在终端后台能够明显观察到幅值变化，记录待校核传感器特高频幅值与人工等效脉冲幅值V2；

(3)重复步骤步骤3的第(1)步和第(2)步直至所有传感器均校验完成；

而且，所述步骤4的具体步骤包括：

(1)基于传感器校验记录结果，按照本发明提出的交叉比对验证方式，快速对传感器状态进行分类；

对于A相相邻的传感器X、Y，在X点注入20V等效脉冲信号时，记录Y点幅值Q1；在Y点注入20V等效脉冲信号时，记录X点幅值Q2。

1)若Q1、Q2均有数值，但Q1<<Q2或Q1>>Q2时，检测幅值较小点处传感器灵敏度下降；

2)若Q1、Q2数值相仿，但与B、C相同位置传感器校验结果相比明显较小时，X、Y点传感器部署位置不合理；

3)若Q1、Q2其中之一数值为0情况，则0值对应处传感器采集板故障。

(2)根据传感器状态分类结果，给出运维检修建议。

本发明的优点和有益效果：

1、本发明为了更好地贴合现场实际情况，提出一种内置传感器现场校验精益化评价方案，其采用内置传感器注入方式对待校核传感器进行灵敏度校验，通过相对比较方式更为简洁地体现传感器灵敏度差异。

2、本发明提出一种针对内置式局放在线监测装置的交叉比对式现场校验方法，其采用内置式传感器注入，不同相传感器检测幅值比对、互为输入/输出幅值比对等方式实现内置式传感器性能校验，通过清晰逻辑判别实现传感器灵敏度下降、部署位置不合理以及数据采集板故障三种典型缺陷的自动识别，能够有效提升传感器校验工作效率。

3、本发明针对传感器灵敏度下降与部署位置不合理情况，可对传感器报警阈值进行下调；仅对于采集板故障情况，建议尽快更换。相比于传统校验方法仅以能否检测到幅值作为传感器评判标准，本发明能够有效区分灵敏度下降、部署位置不合理以及传感器本体故障，避免不必要的传感器更换，减少人力、资本投入。

4、本发明现场应用可行性强，其通过“等效脉冲实验室获取”得到与5pC放电量对应人工脉冲波形，利用“现场脉冲注入”方法为待校核传感器提供模拟缺陷源，最终结合“校验数据记录”与“性能比对分析”对传感器运行性能进行归类划分，并给出运维检修建议，为内置式传感器的现场校验提供解决方案。

附图说明

图1是本发明的传感器实验室部署图；

图2是本发明的局放在线监测装置现场部署示意图；

图3(a)是本发明的内置式传感器现场部署示意图(一)；

图3(b)是本发明的内置式传感器现场部署示意图(二)；

图3(c)是本发明的内置式传感器现场部署示意图(三)。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例作进一步详述：

一种局放在线监测装置现场交叉比对式校验方法，包括以下步骤：

步骤1、通过实验室缺陷模拟平台模拟5pC放电量缺陷，获取人工等效脉冲信号幅值；

所述步骤1的具体步骤包括：

(1)在试验平台模拟已知缺陷，调整试验电压幅值直至放电量增长至5pC，记录此时传感器部署点处特高频幅值A。

(2)关闭试验电源，在之前模拟故障点处注入人工等效脉冲，调整输入脉冲幅值直至传感器部署点处特高频幅值达到B(A＝B±20％)，记录此时人工等效脉冲幅值V1。

步骤2、为待校核传感器现场脉冲注入步骤1中获取的人工等效脉冲幅值；

所述步骤2的具体步骤包括：

(1)打开现场远程采集终端机柜，查找与待校验传感器相邻传感器同轴传输电缆；

(2)拧开相邻传感器同轴电缆，注入幅值为V1的人工等效脉冲。

步骤3、对待校核传感器进行校验，并记录校验数据；

所述步骤3的具体步骤包括：

(1)在现场数据终端后台观察待校核传感器特高频幅值，并记录；

(2)若待校核传感器无明显幅值，提高注入侧人工等效脉冲幅值，直至在终端后台能够明显观察到幅值变化，记录待校核传感器特高频幅值与人工等效脉冲幅值V2；

(3)重复步骤步骤3的第(1)步和第(2)步直至所有传感器均校验完成；

步骤4、根据步骤3的校验结果，进行性能比对分析，给出运维检修建议；

所述步骤4的具体步骤包括：

(3)基于传感器校验记录结果，按照本发明提出的交叉比对验证方式，快速对传感器状态进行分类；

对于A相相邻的传感器X、Y，在X点注入20V等效脉冲信号时，记录Y点幅值Q1；在Y点注入20V等效脉冲信号时，记录X点幅值Q2。

4)若Q1、Q2均有数值，但Q1<<Q2或Q1>>Q2时，检测幅值较小点处传感器灵敏度下降；

5)若Q1、Q2数值相仿，但与B、C相同位置传感器校验结果相比明显较小时，X、Y点传感器部署位置不合理；

6)若Q1、Q2其中之一数值为0情况，则0值对应处传感器采集板故障。

(4)根据传感器状态分类结果，给出运维检修建议。

对于灵敏度下降与部署位置不合理的传感器，建议降低相应传感器报警阈值；对于采集板故障传感器，建议尽快更换。

本发明的工作原理是：

图1中，对局放缺陷位置进行加压，在C2处对局放信号进行检测。当放电量达到5pC时，记录此时C2处特高频幅值A。停止加压，并对平台进行充分放电后，在C1处注入人工等效脉冲。不断调整人工等效脉冲幅值，直至C2处检测到的特高频幅值基本与A相同(A＝B±20％)，记录此时的人工脉冲幅值为V1。

图2中，假设待测传感器位置为G1，拧开G2侧传感器对应同轴电缆，并按照箭头指示方向注入幅值为V1的人工等效脉冲信号，并在数据后台记录待测传感器G1的特高频幅值。若未能检测到明显幅值，则提高人工等效脉冲信号幅值直至G1出现明显幅值变化，记录此时G1特高频幅值与人工等效脉冲幅值V2。

针对在线监测传感器现场校验结果开展交叉比对分析，可将传感器分为正常、部署位置不合理、传感器灵敏度下降以及采集板故障四种状态，现对其分类原则进行具体说明：

传感器现场部署位置如图3(a)所示，校验结果如表1所示。对比传感器25、28互为输入情况下的校验结果，28号传感器仅能接收到25号传感器侧注入信号幅值为40V时的缺陷模拟信号。同时25、26、27号传感器分别部署于同一间隔的A、B、C三相，通过横向比对，推断28号传感器灵敏度下降，需降低其报警阈值。

表1传感器25、26、27、28、29、30信号注入与接收情况

传感器现场部署位置如图3(b)所示，校验结果如表2所示。10、18号传感器互为输入时，仅在脉冲幅值达到40V时才能检测到缺陷模拟信号，同时10、11、12号传感器部署于同一间隔的A、B、C三相，推断10、18号传感器现场部署位置过远，需对10、18号传感器报警阈值同步下调。

表2传感器10、11、12、16、17、18信号注入与接收情况

传感器现场部署位置如图3(c)所示，校验结果如表3所示。70、82、89号传感器作为输入端时，86号传感器未能检测到缺陷模拟信号，推测为86号传感器本体故障或采集板故障。86号传感器作为输入端时，89号传感器能够检测到数据，证明86号传感器本体无故障，因此推测为86号传感器采集板故障。

表3传感器70、82、86、89信号注入与接收情况

其它情况下，输入侧人工脉冲幅值为20V，输出侧均能检测到明显幅值，证明该传感器工作状态正常。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

Claims (5)

1.一种局放在线监测装置现场交叉比对式校验方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、通过实验室缺陷模拟平台模拟5pC放电量缺陷，获取人工等效脉冲信号幅值；

步骤2、为待校核传感器现场脉冲注入步骤1中获取的人工等效脉冲幅值；

步骤3、对待校核传感器进行校验，并记录校验数据；

步骤4、根据步骤3的校验结果，进行性能比对分析，给出运维检修建议。

2.根据权利要求1所述的一种局放在线监测装置现场交叉比对式校验方法，其特征在于：所述步骤1的具体步骤包括：

(1)在试验平台模拟已知缺陷，调整试验电压幅值直至放电量增长至5pC，记录此时传感器部署点处特高频幅值A；

(2)关闭试验电源，在之前模拟故障点处注入人工等效脉冲，调整输入脉冲幅值直至传感器部署点处特高频幅值达到B(A＝B±20％)，记录此时人工等效脉冲幅值V1。

3.根据权利要求1所述的一种局放在线监测装置现场交叉比对式校验方法，其特征在于：所述步骤2的具体步骤包括：

(1)打开现场远程采集终端机柜，查找与待校验传感器相邻传感器同轴传输电缆；

(2)拧开相邻传感器同轴电缆，注入幅值为V1的人工等效脉冲。

4.根据权利要求1所述的一种局放在线监测装置现场交叉比对式校验方法，其特征在于：所述步骤3的具体步骤包括：

(1)在现场数据终端后台观察待校核传感器特高频幅值，并记录；

(2)若待校核传感器无明显幅值，提高注入侧人工等效脉冲幅值，直至在终端后台能够明显观察到幅值变化，记录待校核传感器特高频幅值与人工等效脉冲幅值V2；

(3)重复步骤步骤3的第(1)步和第(2)步直至所有传感器均校验完成。

5.根据权利要求1所述的一种局放在线监测装置现场交叉比对式校验方法，其特征在于：所述步骤4的具体步骤包括：

(1)基于传感器校验记录结果，按照本发明提出的交叉比对验证方式，快速对传感器状态进行分类；

对于A相相邻的传感器X、Y，在X点注入20V等效脉冲信号时，记录Y点幅值Q1；在Y点注入20V等效脉冲信号时，记录X点幅值Q2；

1)若Q1、Q2均有数值，但Q1<<Q2或Q1>>Q2时，检测幅值较小点处传感器灵敏度下降；

2)若Q1、Q2数值相仿，但与B、C相同位置传感器校验结果相比明显较小时，X、Y点传感器部署位置不合理；

3)若Q1、Q2其中之一数值为0情况，则0值对应处传感器采集板故障；

(2)根据传感器状态分类结果，给出运维检修建议。

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