CN117849560A - 结合末屏电压和局部放电的阀侧套管绝缘监测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种结合末屏电压和局部放电的阀侧套管绝缘监测方法及系统，涉及流变阀绝缘监测技术领域，包括配置传感器测量末屏电压并监测局部放电；对传感器采集的数据进行数据处理，完成数据处理后进行特征提取，将末屏电压和局部放电测量的数据集成；结合末屏电压和局部放电的特征向量构建融合向量，将融合向量输入绝缘状态判断模型，进行绝缘状态分析。本发明提供的结合末屏电压和局部放电的阀侧套管绝缘监测方法通过同时监测末屏电压和局部放电比单一的电压或放电监测更能准确地反映套管的绝缘状况。通过傅里叶变换和希尔伯特‑黄变换（HHT）对数据进行处理和分析提取关键特征，降低了数据计算量并且提升数据计算精度。
Description
技术领域
本发明涉及流变阀绝缘监测技术领域，具体为一种结合末屏电压和局部放电的阀侧套管绝缘监测方法及系统。
背景技术
在电力系统中，阀侧套管的绝缘状态是确保电力传输安全和可靠的关键因素。传统的绝缘监测方法主要依赖于定期的物理检查和简单的电气测试，如绝缘电阻测量和介电损耗测试。这些方法虽然在一定程度上有效，但存在明显的局限性。
现有技术存在一定的缺点，传统方法通常是周期性进行，无法实时监测绝缘状态，导致对绝缘性能下降的响应迟缓，增加了系统故障的风险。大多数传统方法只关注单一的电气参数，如电阻或电容，缺乏对绝缘状态全面评估的能力。传统的监测手段往往只能在绝缘性能已经显著下降时才能检测到问题，缺乏对未来潜在故障的预测能力。在高电压、高噪声的电力环境中，传统的监测方法容易受到外部干扰，影响测量的准确性和可靠性。定期的物理检查和测试需要大量的人力和物力资源，增加了系统的维护成本。
鉴于现有技术的这些局限性，迫切需要一种能够实时、全面、准确地监测和评估阀侧套管绝缘状态的方法。
发明内容
鉴于上述存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明解决的技术问题是：现有的阀侧套管绝缘监测方法存在响应延迟长，监测数据单一，以及如何实现高精度监测的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种结合末屏电压和局部放电的阀侧套管绝缘监测方法，包括配置传感器测量末屏电压并监测局部放电；对传感器采集的数据进行数据处理，完成数据处理后进行特征提取，将末屏电压和局部放电测量的数据集成；结合末屏电压和局部放电的特征向量构建融合向量，将融合向量输入绝缘状态判断模型，进行绝缘状态分析。
作为本发明所述的结合末屏电压和局部放电的阀侧套管绝缘监测方法的一种优选方案，其中：所述测量末屏电压包括使用电容式电压传感器，在套管末端高压侧接地点安装，采用高精度采样技术，在高压环境中获取电压读数，传感器将数据发送至末屏电压测量系统中，进行初步波形分析，末屏电压测量系统与电力系统监控平台对接，在监控平台展示实时数据和历史数据的数据对比图。
作为本发明所述的结合末屏电压和局部放电的阀侧套管绝缘监测方法的一种优选方案，其中：所述监测局部放电包括通过射频电流传感器和超高频传感器监测局部放电，在套管的一个截面处配置4个传感器，传感器设置为射频和超高频，捕获并分析放电信号的频率、幅度以及持续时间，利用相位解析对放电信号进行相位关联分析，准确判定放电的性质和位置，监测结果实时反馈至电力系统监控平台。
作为本发明所述的结合末屏电压和局部放电的阀侧套管绝缘监测方法的一种优选方案，其中：所述数据处理包括通过傅里叶变化对末屏电压数据进行滤波和去噪处理，表示为：
；
其中，表示进行数据处理后的末屏电压数据，/>表示末屏电压数据，/>表示傅里叶变换，/>表示逆傅里叶变换，/>表示频率 f 下的低通滤波器函数；通过HHT处理局部放电信号，对局部放电信号/>通过EMD分解为固有模态函数 IMFs表示为：
；
其中，为第/>个IMF，/>是残余信号；计算每个IMF的能量表示为：
；
其中，代表第/>个IMF的能量；确定能量阈值/>，选择能量高于阈值的IMFs进行处理，对选定的IMFs应用希尔伯特变换，表示为：
；
其中是第/>个IMF的希尔伯特变换，/>表示主值积分，对于每个IMF，/>表示用来遍历信号的时间参数，计算瞬时频率：
；
其中，表示复数的相位角，/>表示虚数单位，将选定IMFs的瞬时频率组合，构建局部放电信号的HHT谱。
作为本发明所述的结合末屏电压和局部放电的阀侧套管绝缘监测方法的一种优选方案，其中：所述特征提取包括计算末屏电压平均波动性，表示为：
；
其中，N表示末屏电压数据点数量，完成提取后根据末屏电压平均波动性构建特征向量，/>和/>表示时间索引，i≠k，/>和/>分别表示经过傅里叶变化后/>时间点和/>时间点的末屏电压数据；对局部放电信号的HHT谱进行偏度、峰度以及熵的特征统计指标计算，表示为：
；
其中，是第/>个能量值的概率，/>表示局部放电信号偏度，/>表示局部放电信号峰度，/>表示局部放电信号熵，完成计算后进行归一化整合，构建局部放电的特征向量/>。
作为本发明所述的结合末屏电压和局部放电的阀侧套管绝缘监测方法的一种优选方案，其中：所述结合末屏电压和局部放电的特征向量包括进行数据特征融合，结合和/>创建一个新的特征向量/>使用加权方法平衡两种特征的影响，引入特征之间的绝缘交互项捕捉/>和/>之间的相互作用，将交互项添加到融合特征向量中并进行数据缩放，表示为：
；
完成结合特征构建后进行，进行绝缘状态分析。
作为本发明所述的结合末屏电压和局部放电的阀侧套管绝缘监测方法的一种优选方案，其中：所述绝缘状态分析包括将融合特征向量输入绝缘状态判断模型中，表示为：
；
其中，表示特征向量i的权重，判断输出数据是否超过预设阈值，超过预设阈值则视为绝缘失效，发送警报至电力系统监控平台，根据传感器的信息确定绝缘失效位置，当放电发生在绝缘体表面，识别为表面放电，监控平台发出表面放电信号，存在绝缘层表面损坏风险，绝缘层表面积聚灰尘或潮湿，待清洁信号，当放电发生在绝缘材料内部，识别为内部放电，监控平台发出内部放电信号，存在内部绝缘结构的局部损坏，内部材料老化，待更换信号，当放电发生在流变阀的尖锐或边缘处的空气中，识别为电晕放电，监控平台发出电晕放电信号，待检查信号；当监测到末屏电压超过安全阈值时，识别为超高压状态存在穿刺放电风险，平台发送红色危险信号；若输出数据未超过预设阈值且末屏电压低于安全阈值，则进行下一周期的绝缘状态监测，并将安全绝缘状态数据录入历史数据。
本发明的另外一个目的是提供一种结合末屏电压和局部放电的阀侧套管绝缘监测系统，其能通过傅里叶变换和希尔伯特-黄变换HHT对数据进行处理和分析，能够有效地滤波和去噪，提取关键特征，提升分析精度解决了目前的阀侧套管绝缘监测方法含有分析监测精度不足的问题。
作为本发明所述的结合末屏电压和局部放电的阀侧套管绝缘监测系统的一种优选方案，其中：包括数据采集模块，特征提取模块，绝缘分析模块；所述数据采集模块通过配置传感器测量末屏电压并监测局部放电；所述特征提取模块用于对传感器采集的数据进行数据处理，完成数据处理后进行特征提取，将末屏电压和局部放电测量的数据集成；所述绝缘分析模块用于结合末屏电压和局部放电的特征向量构建融合向量，将融合向量输入绝缘状态判断模型，进行绝缘状态分析。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序是实现结合末屏电压和局部放电的阀侧套管绝缘监测方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现结合末屏电压和局部放电的阀侧套管绝缘监测方法的步骤。
本发明的有益效果：本发明提供的结合末屏电压和局部放电的阀侧套管绝缘监测方法通过同时监测末屏电压和局部放电比单一的电压或放电监测更能准确地反映套管的绝缘状况。通过傅里叶变换和希尔伯特-黄变换（HHT）对数据进行处理和分析提取关键特征，降低了数据计算量并且提升数据计算精度。将融合向量输入绝缘状态判断模型，自动识别不同类型的放电现象，并分析放电类型。本发明在预测精度、自动化以及可靠性方面都取得更加良好的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明第一个实施例提供的一种结合末屏电压和局部放电的阀侧套管绝缘监测方法的整体流程图。
图2为本发明第三个实施例提供的一种结合末屏电压和局部放电的阀侧套管绝缘监测系统的整体流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护的范围。
实施例1
参照图1，为本发明的一个实施例，提供了一种结合末屏电压和局部放电的阀侧套管绝缘监测方法，包括：
S1：配置传感器测量末屏电压并监测局部放电。
更进一步的，测量末屏电压包括使用电容式电压传感器，在套管末端高压侧接地点安装，采用高精度采样技术，在高压环境中获取电压读数，传感器将数据发送至末屏电压测量系统中，进行初步波形分析，末屏电压测量系统与电力系统监控平台对接，在监控平台展示实时数据和历史数据的数据对比图。末屏电压的测量对于评估电力系统中的电压稳定性至关重要。电压的异常波动可能是系统过载、绝缘损坏或其他问题的早期迹象。准确监测这些变化有助于及时采取措施，防止可能的故障或事故。
应说明的是，监测局部放电包括通过射频电流传感器和超高频传感器监测局部放电，在套管的一个截面处配置4个传感器，传感器设置为射频和超高频，捕获并分析放电信号的频率、幅度以及持续时间，利用相位解析对放电信号进行相位关联分析，准确判定放电的性质和位置，监测结果实时反馈至电力系统监控平台。局部放电通常是绝缘材料老化或损坏的早期迹象。能够准确监测和分析这些放电，意味着可以在问题变得严重之前进行干预。这对于预防系统故障、延长设备寿命和降低维护成本具有重要意义。
S2：对传感器采集的数据进行数据处理，完成数据处理后进行特征提取，将末屏电压和局部放电测量的数据集成。
更进一步的，数据处理包括通过傅里叶变化对末屏电压数据进行滤波和去噪处理，表示为：
；
其中，表示进行数据处理后的末屏电压数据，/>表示末屏电压数据，/>表示傅里叶变换，/>表示逆傅里叶变换，/>表示频率 f 下的低通滤波器函数；通过HHT处理局部放电信号，对局部放电信号/>通过EMD分解为固有模态函数 IMFs表示为：
；
其中， 为第/>个IMF，/>是残余信号；计算每个IMF的能量表示为：
；
其中，代表第/>个IMF的能量；确定能量阈值/>，选择能量高于阈值的IMFs进行处理，对选定的IMFs应用希尔伯特变换，表示为：
；
其中是第/>个IMF的希尔伯特变换，/>表示主值积分，/>表示用来遍历信号的时间参数，对于每个IMF，计算瞬时频率：
；
其中，表示复数的相位角，/>表示虚数单位，/>在这里组成实部，组成虚部，这种复数形式允许使用复数的相位角来定义信号的瞬时频率，将选定IMFs的瞬时频率组合，构建局部放电信号的HHT谱。在复杂的电力系统中，数据往往伴随着各种噪声和干扰。有效的数据处理不仅可以提高监测数据的质量，还可以帮助更准确地分析系统的实际运行状态，通过傅里叶变换和希尔伯特-黄变换对数据进行处理，可以有效地去除噪声，提取有用的信号。
应说明的是，特征提取包括计算末屏电压平均波动性，表示为：
；
其中，N表示末屏电压数据点数量，完成提取后根据末屏电压平均波动性构建特征向量，/>和/>表示时间索引，i≠k，/>和/>分别表示经过傅里叶变化后/>时间点和/>时间点的末屏电压数据；对局部放电信号的HHT谱进行偏度、峰度以及熵的特征统计指标计算，表示为：
；
其中，是第/>个能量值的概率，/>表示局部放电信号偏度，/>表示局部放电信号峰度，/>表示局部放电信号熵，完成计算后进行归一化整合，构建局部放电的特征向量/>。
S3：结合末屏电压和局部放电的特征向量构建融合向量，将融合向量输入绝缘状态判断模型，进行绝缘状态分析。
更进一步的，结合末屏电压和局部放电的特征向量包括进行数据特征融合，结合和/>创建一个新的特征向量/>使用加权方法平衡两种特征的影响，引入特征之间的绝缘交互项捕捉/>和/>之间的相互作用，将交互项添加到融合特征向量中并进行数据缩放，表示为：
；
完成结合特征构建后进行，进行绝缘状态分析。将末屏电压和局部放电的特征向量结合，可以提供一个更全面的绝缘状态视图。这种融合方法考虑了不同类型数据的相互作用，提高了分析的全面性和准确性。
应说明的是，绝缘状态分析包括将融合特征向量输入绝缘状态判断模型中，表示为：
；
其中，表示特征向量i的权重，判断输出数据是否超过预设阈值，超过预设阈值则视为绝缘失效，发送警报至电力系统监控平台，根据传感器的信息确定绝缘失效位置，当放电发生在绝缘体表面，识别为表面放电，监控平台发出表面放电信号，存在绝缘层表面损坏风险，绝缘层表面积聚灰尘或潮湿，待清洁信号，当放电发生在绝缘材料内部，识别为内部放电，监控平台发出内部放电信号，存在内部绝缘结构的局部损坏，内部材料老化，待更换信号，当放电发生在流变阀的尖锐或边缘处的空气中，识别为电晕放电，监控平台发出电晕放电信号，待检查信号；当监测到末屏电压超过安全阈值时，识别为超高压状态存在穿刺放电风险，平台发送红色危险信号；若输出数据未超过预设阈值且末屏电压低于安全阈值，则进行下一周期的绝缘状态监测，并将安全绝缘状态数据录入历史数据。
实施例2
本发明的一个实施例，提供了一种结合末屏电压和局部放电的阀侧套管绝缘监测方法，为了验证本发明的有益效果，通过经济效益计算和仿真实验进行科学论证。
在某变电站中采取我方法发明进行测试。首先，在一段特定的高压输电线路上的阀侧套管末端安装电容式电压传感器，用于测量末屏电压。同时，在同一套管的不同位置安装4个射频和超高频传感器，用于监测局部放电。这些传感器能够捕获放电信号的频率、幅度以及持续时间，并将数据实时反馈至电力系统监控平台。
在数据采集阶段，记录了连续30天的末屏电压和局部放电数据。末屏电压数据通过傅里叶变换进行滤波和去噪处理。局部放电信号则通过希尔伯特-黄变换(HHT)进行处理，计算每个固有模态函数(IMF)的能量，并选择能量高于预设阈值的IMFs进行进一步分析。
接下来，计算末屏电压的平均波动性，并对局部放电信号的HHT谱进行偏度、峰度以及熵的特征统计指标计算。这些计算结果被用于构建特征向量。
最后，结合末屏电压和局部放电的特征向量，创建一个融合特征向量，并将其输入绝缘状态判断模型中。
表1 数据记录表
参照表1可以观察到末屏电压波动性、局部放电的偏度、峰度和熵与综合风险评分之间的关系。例如，2023-4-08的数据显示末屏电压波动性最高，其局部放电偏度和峰度也相对较高，这反映在它较高的综合风险评分上。相反，2023-4-15的各项指标均较低，其综合风险评分也相应较低。
表2 效果对比表
现有技术采取目前常用的介损测试法，测量套管介质的损耗因数，以评估其绝缘性能。现有的方法更加注重材料的测试，但是忽略了局部放电的影响，由于介损法不涉及局部放电因此不进行局部放电的数据采集。在实验期间，我方发明能够更准确地评估绝缘状态，特别是在末屏电压较高且局部放电活动增加时。现有技术在相同条件下仍评估为“良好”，表明仅依赖末屏电压的现有技术可能无法及时发现潜在的绝缘问题。本发明的方法能够提供更全面的绝缘状态评估，从而提高了监测的准确性和可靠性。
实施例3
参照图2，为本发明的一个实施例，提供了一种结合末屏电压和局部放电的阀侧套管绝缘监测系统，包括数据采集模块，特征提取模块，绝缘分析模块；
其中，数据采集模块通过配置传感器测量末屏电压并监测局部放电；特征提取模块用于对传感器采集的数据进行数据处理，完成数据处理后进行特征提取，将末屏电压和局部放电测量的数据集成；绝缘分析模块用于结合末屏电压和局部放电的特征向量构建融合向量，将融合向量输入绝缘状态判断模型，进行绝缘状态分析。
功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，RandomAccess Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。
计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置）、便携式计算机盘盒（磁装置）、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器）、光纤装置以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种结合末屏电压和局部放电的阀侧套管绝缘监测方法，其特征在于，包括：
配置传感器测量末屏电压并监测局部放电；
对传感器采集的数据进行数据处理，完成数据处理后进行特征提取，将末屏电压和局部放电测量的数据集成；
结合末屏电压和局部放电的特征向量构建融合向量，将融合向量输入绝缘状态判断模型，进行绝缘状态分析。
2.如权利要求1所述的结合末屏电压和局部放电的阀侧套管绝缘监测方法，其特征在于：所述测量末屏电压包括使用电容式电压传感器，在套管末端高压侧接地点安装，采用高精度采样技术，在高压环境中获取电压读数，传感器将数据发送至末屏电压测量系统中，进行初步波形分析，末屏电压测量系统与电力系统监控平台对接，在监控平台展示实时数据和历史数据的数据对比图。
3.如权利要求2所述的结合末屏电压和局部放电的阀侧套管绝缘监测方法，其特征在于：所述监测局部放电包括通过射频电流传感器和超高频传感器监测局部放电，在套管的一个截面处配置4个传感器，传感器设置为射频和超高频，捕获并分析放电信号的频率、幅度以及持续时间，利用相位解析对放电信号进行相位关联分析，准确判定放电的性质和位置，监测结果实时反馈至电力系统监控平台。
4.如权利要求3所述的结合末屏电压和局部放电的阀侧套管绝缘监测方法，其特征在于：所述数据处理包括通过傅里叶变化对末屏电压数据进行滤波和去噪处理，表示为：
；
其中，表示进行数据处理后的末屏电压数据，/>表示末屏电压数据，/>表示傅里叶变换，/>表示逆傅里叶变换，/>表示频率 f 下的低通滤波器函数；
通过HHT处理局部放电信号，对局部放电信号通过EMD分解为固有模态函数 IMFs表示为：
；
其中， 为第/>个IMF， />是残余信号；
计算每个IMF的能量表示为：
；
其中， 代表第/>个IMF的能量；
确定能量阈值，选择能量高于阈值的IMFs进行处理，对选定的IMFs应用希尔伯特变换，表示为：
；
其中是第 />个IMF的希尔伯特变换， />表示主值积分，对于每个IMF，/>表示用来遍历信号的时间参数，计算瞬时频率：
；
其中， 表示复数的相位角，/>表示虚数单位，将选定IMFs的瞬时频率组合，构建局部放电信号的HHT谱。
5.如权利要求4所述的结合末屏电压和局部放电的阀侧套管绝缘监测方法，其特征在于：所述特征提取包括计算末屏电压平均波动性，表示为：
；
其中，N表示末屏电压数据点数量，完成提取后根据末屏电压平均波动性构建特征向量，/>和/>表示时间索引，i≠k，/>和/>分别表示经过傅里叶变化后/>时间点和/>时间点的末屏电压数据；
对局部放电信号的HHT谱进行偏度、峰度以及熵的特征统计指标计算，表示为：
；
其中，是第/>个能量值的概率，/>表示局部放电信号偏度，/>表示局部放电信号峰度，/>表示局部放电信号熵，完成计算后进行归一化整合，构建局部放电的特征向量/>。
6.如权利要求5所述的结合末屏电压和局部放电的阀侧套管绝缘监测方法，其特征在于：所述结合末屏电压和局部放电的特征向量包括进行数据特征融合，结合和/>创建一个新的特征向量/>使用加权方法平衡两种特征的影响，引入特征之间的绝缘交互项捕捉/>和/>之间的相互作用，将交互项添加到融合特征向量中并进行数据缩放，表示为：
；
完成结合特征构建后进行，进行绝缘状态分析。
7.如权利要求6所述的结合末屏电压和局部放电的阀侧套管绝缘监测方法，其特征在于：所述绝缘状态分析包括将融合特征向量输入绝缘状态判断模型中，表示为：
；
其中，表示特征向量i的权重，判断输出数据是否超过预设阈值，超过预设阈值则视为绝缘失效，发送警报至电力系统监控平台，根据传感器的信息确定绝缘失效位置，当放电发生在绝缘体表面，识别为表面放电，监控平台发出表面放电信号，存在绝缘层表面损坏风险，绝缘层表面积聚灰尘或潮湿，待清洁信号，当放电发生在绝缘材料内部，识别为内部放电，监控平台发出内部放电信号，存在内部绝缘结构的局部损坏，内部材料老化，待更换信号，当放电发生在流变阀的尖锐或边缘处的空气中，识别为电晕放电，监控平台发出电晕放电信号，待检查信号；
当监测到末屏电压超过安全阈值时，识别为超高压状态存在穿刺放电风险，平台发送红色危险信号；
若输出数据未超过预设阈值且末屏电压低于安全阈值，则进行下一周期的绝缘状态监测，并将安全绝缘状态数据录入历史数据。
8.一种采用如权利要求1~7任一所述的结合末屏电压和局部放电的阀侧套管绝缘监测方法的系统，其特征在于：包括数据采集模块，特征提取模块，绝缘分析模块；
所述数据采集模块通过配置传感器测量末屏电压并监测局部放电；
所述特征提取模块用于对传感器采集的数据进行数据处理，完成数据处理后进行特征提取，将末屏电压和局部放电测量的数据集成；
所述绝缘分析模块用于结合末屏电压和局部放电的特征向量构建融合向量，将融合向量输入绝缘状态判断模型，进行绝缘状态分析。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的结合末屏电压和局部放电的阀侧套管绝缘监测方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的结合末屏电压和局部放电的阀侧套管绝缘监测方法的步骤。
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Citations (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012007924A (ja) * | 2010-06-23 | 2012-01-12 | Mitsubishi Electric Corp | 回転電機の絶縁診断装置 |
| CN102981084A (zh) * | 2012-12-07 | 2013-03-20 | 深圳市双合电气股份有限公司 | 一种电力系统变压器综合监控系统 |
| CN104765920A (zh) * | 2015-04-01 | 2015-07-08 | 华北电力大学 | 电容式套管绝缘缺陷设计方法及装置 |
| CN106841949A (zh) * | 2017-03-09 | 2017-06-13 | 杭州安脉盛智能技术有限公司 | 三相异步交流电机定子绝缘在线监测方法和装置 |
| CN108845217A (zh) * | 2018-08-23 | 2018-11-20 | 四川多成电力工程安装有限责任公司 | 基于模糊网络融合的变压器套管监测方法 |
| CN109406972A (zh) * | 2018-12-12 | 2019-03-01 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种开关柜绝缘状态联合监测方法 |
| CN110470955A (zh) * | 2019-07-22 | 2019-11-19 | 国网江苏省电力有限公司南京供电分公司 | 一种城市综合管廊电缆绝缘状态实时监控系统 |
| CN111337798A (zh) * | 2020-03-05 | 2020-06-26 | 国网四川电力送变电建设有限公司 | 一种特高压换流变压器绝缘监测及局部放电故障诊断方法 |
| CN113295700A (zh) * | 2021-05-11 | 2021-08-24 | 国网安徽省电力有限公司信息通信分公司 | 一种基于物联网的输电线路外绝缘状态监测方法及系统 |
| CN113449803A (zh) * | 2021-07-09 | 2021-09-28 | 西安交通大学 | 不同绝缘缺陷局部放电类型区分方法、系统、设备及存储介质 |
| CN113553756A (zh) * | 2021-06-08 | 2021-10-26 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种含气泡油纸绝缘状态评估模拟测试的方法及系统 |
| CN113805022A (zh) * | 2021-10-14 | 2021-12-17 | 山东达驰高压开关有限公司 | 基于光电联合技术对组合电器绝缘性能检测方法和设备 |
| CN113985223A (zh) * | 2021-09-24 | 2022-01-28 | 广东电网有限责任公司广州供电局 | 一种高压干式套管的多参量智能识别系统及应用 |
| CN114236332A (zh) * | 2021-12-06 | 2022-03-25 | 深圳供电局有限公司 | 一种电力电缆绝缘状态判断方法及系统 |
| CN115389881A (zh) * | 2022-08-24 | 2022-11-25 | 广东电网有限责任公司佛山供电局 | 一种电缆中间接头的绝缘状态评估方法及装置 |
| CN116340878A (zh) * | 2023-02-17 | 2023-06-27 | 西安交通大学 | 电力设备局部放电多参量融合识别方法、装置、电子设备 |
| CN117434397A (zh) * | 2023-09-19 | 2024-01-23 | 国网上海市电力公司 | 一种基于微型传感器的主变套管绝缘监测系统及其方法 |
| CN117607522A (zh) * | 2023-09-28 | 2024-02-27 | 国网河南省电力公司电力科学研究院 | 可不拆卸校验的高压套管末屏电流取样装置及监测系统 |
Patent Citations (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012007924A (ja) * | 2010-06-23 | 2012-01-12 | Mitsubishi Electric Corp | 回転電機の絶縁診断装置 |
| CN102981084A (zh) * | 2012-12-07 | 2013-03-20 | 深圳市双合电气股份有限公司 | 一种电力系统变压器综合监控系统 |
| CN104765920A (zh) * | 2015-04-01 | 2015-07-08 | 华北电力大学 | 电容式套管绝缘缺陷设计方法及装置 |
| CN106841949A (zh) * | 2017-03-09 | 2017-06-13 | 杭州安脉盛智能技术有限公司 | 三相异步交流电机定子绝缘在线监测方法和装置 |
| CN108845217A (zh) * | 2018-08-23 | 2018-11-20 | 四川多成电力工程安装有限责任公司 | 基于模糊网络融合的变压器套管监测方法 |
| CN109406972A (zh) * | 2018-12-12 | 2019-03-01 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种开关柜绝缘状态联合监测方法 |
| CN110470955A (zh) * | 2019-07-22 | 2019-11-19 | 国网江苏省电力有限公司南京供电分公司 | 一种城市综合管廊电缆绝缘状态实时监控系统 |
| CN111337798A (zh) * | 2020-03-05 | 2020-06-26 | 国网四川电力送变电建设有限公司 | 一种特高压换流变压器绝缘监测及局部放电故障诊断方法 |
| CN113295700A (zh) * | 2021-05-11 | 2021-08-24 | 国网安徽省电力有限公司信息通信分公司 | 一种基于物联网的输电线路外绝缘状态监测方法及系统 |
| CN113553756A (zh) * | 2021-06-08 | 2021-10-26 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种含气泡油纸绝缘状态评估模拟测试的方法及系统 |
| CN113449803A (zh) * | 2021-07-09 | 2021-09-28 | 西安交通大学 | 不同绝缘缺陷局部放电类型区分方法、系统、设备及存储介质 |
| CN113985223A (zh) * | 2021-09-24 | 2022-01-28 | 广东电网有限责任公司广州供电局 | 一种高压干式套管的多参量智能识别系统及应用 |
| CN113805022A (zh) * | 2021-10-14 | 2021-12-17 | 山东达驰高压开关有限公司 | 基于光电联合技术对组合电器绝缘性能检测方法和设备 |
| CN114236332A (zh) * | 2021-12-06 | 2022-03-25 | 深圳供电局有限公司 | 一种电力电缆绝缘状态判断方法及系统 |
| CN115389881A (zh) * | 2022-08-24 | 2022-11-25 | 广东电网有限责任公司佛山供电局 | 一种电缆中间接头的绝缘状态评估方法及装置 |
| CN116340878A (zh) * | 2023-02-17 | 2023-06-27 | 西安交通大学 | 电力设备局部放电多参量融合识别方法、装置、电子设备 |
| CN117434397A (zh) * | 2023-09-19 | 2024-01-23 | 国网上海市电力公司 | 一种基于微型传感器的主变套管绝缘监测系统及其方法 |
| CN117607522A (zh) * | 2023-09-28 | 2024-02-27 | 国网河南省电力公司电力科学研究院 | 可不拆卸校验的高压套管末屏电流取样装置及监测系统 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| TIANYI ZHANG 等: "Partial Discharge Recognition in Real Switchgear Based on Soft Scoring Mechanism and Multi-Mode Fusion", 《2023 IEEE 6TH INTERNATIONAL ELECTRICAL AND ENERGY CONFERENCE》, 10 July 2023 (2023-07-10), pages 4521 - 4527 * |
| 谢庆 等: "基于可拓云模型与综合赋权的油纸绝缘阀侧套管状态评估", 《高压电器》, vol. 59, no. 7, 16 July 2023 (2023-07-16), pages 136 - 144 * |
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