DE112008001713B4

DE112008001713B4 - System und Verfahren zum Ermitteln der Position einer Teilentladung in einer elektrischen Einrichtung

Info

Publication number: DE112008001713B4
Application number: DE112008001713.1T
Authority: DE
Inventors: Sun-Geun Goo; Jin-Yul Yoon; Ki-Jun Park; Hyoung-Jun Ju; Ki-Sun Han
Original assignee: Korea Electric Power Corp
Current assignee: Korea Electric Power Corp
Priority date: 2007-07-02
Filing date: 2008-06-10
Publication date: 2017-02-16
Anticipated expiration: 2028-06-11
Also published as: WO2009005223A1; CN101743484B; JP2010531454A; KR100915712B1; GB201000898D0; JP5165058B2; GB2463611B; DE112008001713T5; CN101743484A; KR20090002588A; GB2463611A

Abstract

System zum Ermitteln der Position einer Teilentladung in einer elektrischen Einrichtung, in der sich elektromagnetische Signale mit unterschiedlichen Übertragungsmoden ausbreiten, umfassend:
einen Teilentladungssensor (72) zum Erfassen eines elektromagnetischen Teilentladungssignals,
eine Wellenform-Überwachungseinrichtung (74) zum Erfassen der Wellenform des durch den Teilentladungssensor erfassten Teilentladungssignals,
ein Wandlungsmodul (75) zum Anwenden einer Transformation, die eine Analyse der Ankunftszeiten unterschiedlicher Frequenzen des Teilentladungssignals ermöglicht, auf die erfasste Wellenform, und zum Aufteilen des Teilentladungssignals in Teilsignale in Übereinstimmung mit den unterschiedlichen Übertragungsmoden, und
ein Berechnungsmodul (76) zum Berechnen einer Distanz zwischen dem Teilentladungssensor und der Position der Teilentladung anhand einer Differenz in der Ankunftszeit von zwei Teilsignalen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum Überwachen einer elektrischen Einrichtung, wobei das System und das Verfahren insbesondere eine Teilentladungsposition erfassen können.
Stand der Technik
Es ist unter Umständen schwierig, eine Quelle für eine elektrische Ladung zu erfassen und zu entfernen, weil ihre Größe gewöhnlich zu klein ist, um aufgefunden werden zu können. Dementsprechend hat es sich als wichtig herausgestellt, eine Teilentladungsposition mit einer größeren Genauigkeit zu schätzen, um einen möglichen Ausfall von elektrischen Einrichtungen zu verhindern.
Die Ansätze zum Schätzen einer Teilentladungsposition lassen sich grob in solche klassifizieren, die die Dämpfung eines durch die Entladung erzeugten elektromagnetischen Entladungssignals nutzen, und in solche, die eine Differenz in der Ankunftszeit von elektromagnetischen Entladungssignalen an einem Teilentladungssensor nutzen.
Aus der Druckschrift DE 699 28 571 T2 ist ein Teilentladungsortungssystem zur Fehlerortung in einem Hochspannungskabel bekannt, bei dem eine Zeitdifferenz zwischen einem Teilentladungsimpuls und dem am entfernten Ende des Kabel reflektierten Impuls ermittelt wird.
Aus der Druckschrift JP 2000 102 159 A ist ein Verfahren und ein Gerät zu Diagnose von Störungen in Gas-isolierten elektrischen Einrichtungen bekannt, bei dem die Position einer Teilentladung anhand unterschiedlicher Frequenzen des Teilentladungssignals ermittelt wird.
1 ist eine Ansicht, die ein Verfahren zum Erfassen einer Teilentladungsposition aus dem Stand der Technik zeigt.
Wie in 1 gezeigt, enthält eine elektrische Einrichtung wie etwa ein gasisolierter Bus (GIB) 10 einen mittigen Leiter 12, einen Kasten 14 und eine Vielzahl von Teilentladungssensoren 16. Der Kasten 14 ist von dem mittigen Leiter 12 isoliert und um denselben herum vorgesehen. Die Teilentladungssensoren 16 erfassen das Auftreten von Teilentladungssignalen an dem GIB 10.
Wenn eine Teilentladung an dem GIB 10 auftritt, kann ein Teilentladungssensor 16, der in der Nähe einer Teilentladungsposition DP angeordnet ist, ein starkes Teilentladungssignal erfassen und kann ein anderer Teilentladungssensor 16, der fern von der Teilentladungsposition DP angeordnet ist, ein relativ schwaches Teilentladungssignal erfassen. Die Position DP kann annähernd geschätzt werden, indem eine Interpolation auf einer Kurve der Positionssignalstärke der durch die Teilentladungssensoren 16 erfassten Teilentladungssignale durchgeführt wird.
2 ist eine Ansicht, die ein Verfahren zum Erfassen einer Teilentladungsposition unter Verwendung einer Differenz in der Ankunftszeit eines elektromagnetischen Entladungssignals an einem Teilentladungssensor aus dem Stand der Technik zeigt.
In diesem Verfahren sind wie in 2 gezeigt ein erster und ein zweiter Teilentladungssensor 26, 28 in einer zu prüfenden elektrischen Einrichtung montiert, um eine Teilentladungsposition zu schätzen. Der erste und der zweite Teilentladungssensor 26, 28 sind mit einem vorbestimmten Intervall Dt an der elektrischen Einrichtung voneinander beabstandet. Wenn eine Teilentladung erzeugt wird, wird das Teilentladungssignal durch den ersten und den zweiten Teilentladungssensor 26, 28 erfasst und wird die Ankunftszeit des Signals an den Sensoren 26 und 28 durch eine Messeinheit 23 berechnet. Die Ankunftszeit variiert in Abhängigkeit von der Distanz zwischen den Entladungssensoren 16 und der Position DP, sodass eine erste Distanz D1 zwischen dem ersten Teilentladungssensor 26 und der Position DP und eine zweite Distanz D2 zwischen dem zweiten Teilentladungssensor 28 und der Position DP anhand der Ankunftszeit berechnet werden kann.
Beschreibung der Erfindung
Technisches Problem
Die oben beschriebenen herkömmlichen Verfahren benötigen mehrere Teilentladungssensoren zum Schätzen der Entladungsposition. Dabei müssen die Teilentladungssensoren ausreichend nahe zueinander installiert werden, um ein schwaches Entladungssignal erfassen zu können. Deshalb ist es schwierig, derartige Sensoren zum Beispiel in einer elektrischen Einrichtung mit einem komplexen Aufbau zu installieren.
Wenn das Intervall zwischen den Sensoren zu groß gewählt wird, kann es schwierig sein, die Sensoren mit einer Messeinheit zu verdrahten, wobei das Signal gedämpft oder deformiert werden kann, während es von den Sensoren zu der Messeinheit übertragen wird. Dadurch kann die Zuverlässigkeit der Verfahren zum Schätzen einer Teilentladungsposition beeinträchtigt werden.
Technische Lösung
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung werden ein System und ein Verfahren zum Erfassen einer Teilentladungsposition unter Verwendung eines einzelnen Teilentladungssensors angegeben.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung werden ein System und ein Verfahren zum Erfassen einer Teilentladungsposition angegeben, die die Genauigkeit verbessern können, wobei sie einen einzelnen Teilentladungssensor verwenden.
Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gibt ein System zum Erfassen einer Teilentladungsposition mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 an.
Das Wandlungsmodul kann einen Algorithmus zum gleichzeitigen Analysieren der Zeit und der Frequenz aufweisen.
Der Algorithmus kann eine Short-Time-Fourier-Transformation (STFT) oder eine Wavelet-Transformation (WT) umfassen.
Das Berechnungsmodul kann eine Gruppengeschwindigkeit eines Signals für jeden Übertragungsmodus erhalten und eine Distanz zwischen dem Teilentladungssensor und der Teilentladungsposition anhand der Gruppengeschwindigkeiten von Signalen von zwei Übertragungsmodi und anhand der Differenz in der Ankunftszeit der zwei Signale berechnen.
Eine andere beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gibt ein Verfahren zum Erfassen einer Teilentladungsposition mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 5 an.
Das Teilen der gewandelten Wellenform kann das Teilen des Teilentladungssignals unter Verwendung eines Algorithmus zum gleichzeitigen Analysieren der Zeit und der Frequenz umfassen.
Die Gruppengeschwindigkeit kann unter Verwendung der folgenden Gleichung 1 berechnet werden: [Gleichung 1]
wobei „C” die Lichtgeschwindigkeit wiedergibt, „fc” eine Abschneidungsfrequenz eines Signals für jeden Modus wiedergibt und „f” eine Frequenz zu einer Ankunftszeit des Signals des entsprechenden Modus wiedergibt.
Das Berechnen einer Teilentladungsposition kann umfassen: Wählen eines ersten Übertragungsmodus und eines zweiten Übertragungsmodus; Berechnen einer Differenz in der Ankunftszeit von zwei Signalen des ersten und des zweiten Übertragungsmodus; und Berechnen einer Distanz zwischen dem Teilentladungssensor und der Teilentladungsposition durch das Eingeben der Differenz in der Ankunftszeit und der Gruppengeschwindigkeiten der zwei Signale während den Ankunftszeiten unter Verwendung der folgenden Gleichung 3: [Gleichung 3]
wobei „L” die Distanz zwischen dem Teilentladungssensor und der Teilentladungsposition wiedergibt, „vg1” und „vg2” die Gruppengeschwindigkeiten jeweils von zwei Signalen des ersten und des zweiten Übertragungsmodus wiedergeben und „Δt” die Differenz in der Ankunftszeit wiedergibt.
Vorteilhafte Effekte
Die vorliegende Erfindung kann eine verbesserte Zuverlässigkeit beim Erfassen einer Teilentladungsposition im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren mit einer Vielzahl von Teilentladungssensoren bieten.
Und weil nur ein einzelner Teilentladungssensor vorgesehen ist, können Kosten eingespart werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird im Folgenden ausführlicher mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die Ausführungsformen der Erfindung zeigen. Die Erfindung kann jedoch auch auf andere Weise ausgeführt werden und ist nicht auf die hier gezeigten Ausführungsformen beschränkt.
1 und 2 sind Ansichten, die ein Verfahren zum Erfassen einer Teilentladungsposition aus dem Stand der Technik zeigen.
3 ist eine Ansicht, die ein Verfahren zum Erfassen einer Teilentladungsposition gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
4 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Erfassen einer Teilentladungsposition gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
5 ist ein Kurvendiagramm, das eine Wellenform eines Teilentladungssignals zeigt.
6 ist ein Kurvendiagramm, das die Beziehung zwischen der Ankunftszeit und der Frequenz eines Teilentladungssignals zeigt.
7 ist eine Ansicht, die ein System zum Erfassen einer Teilentladungsposition gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
Die Erfindung wird im Folgenden ausführlicher mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die Ausführungsformen der Erfindung zeigen. Die Erfindung kann jedoch auch auf andere Weise ausgeführt werden und ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Vielmehr dienen die hier beschriebenen Ausführungsformen der beispielhaften Erläuterung der Erfindung für den Fachmann. In den Zeichnungen können die Dimensionen bestimmter Teile der Deutlichkeit halber übermäßig dargestellt sein. In den Zeichnungen werden durchgängig gleiche Bezugszeichen verwendet, um identische Elemente anzugeben. Im Folgenden werden also beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
3 ist eine Ansicht, die ein Verfahren zum Erfassen einer Teilentladungsposition gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
In dieser beispielhaften Ausführungsform wird ein gasisolierter Bus (GIB) beschrieben, der einen Kasten 32 und einen mittigen Leiter 34 umfasst, wobei die vorliegende Erfindung aber keineswegs darauf beschränkt ist, sondern auch auf verschiedene andere elektrische Einrichtungen wie etwa gasisolierte Schalteinrichtungen, Transformatoren und Elektrokabel angewendet werden kann.
Wenn mit Bezug auf 3 eine Teilentladung an einer Teilentladungsposition DP in einer elektrischen Einrichtung wie etwa einem koaxial aufgebauten GIB auftritt, wird ein elektromagnetisches Teilentladungssignal erzeugt und pflanzt sich in summierten Übertragungsmodi wie etwa einem transversalelektromagnetischen (TEM) Modus und in transversalelektrischen (TE) Modi TE11, TE21, TE31 und TE41 fort.
Theoretisch weisen die Signale von anderen Übertragungsmodi als einem TEM-Modus ihre eigenen Abschneidungsfrequenzen auf, wobei nur elektromagnetische Signale mit Frequenzen über diesen Abschneidungsfrequenzen in den entsprechenden Modi übertragen werden.
Das Signal wird je nach dem Modus mit einer anderen Geschwindigkeit übertragen, sodass der Zeitpunkt, zu dem ein Teilentladungssensor 36 das Signal erfasst, je nach dem Modus variiert. Dementsprechend kann eine Distanz L zwischen dem Sensor 36 und der Teilentladungsposition DP anhand der Ankunftszeit für ein Signal jedes Modus geschätzt werden.
Wenn eine Teilentladung an einer elektrischen Einrichtung auftritt, wird ein Signal eines TEM-Modus, das mit der Lichtgeschwindigkeit C übertragen wird, zuerst durch den Sensor 36 erfasst. Dann pflanzen sich Signale der anderen Modi mit Gruppengeschwindigkeiten vg fort und werden durch den Sensor 36 erfasst. Die erfassten Entladungssignale können durch eine Wellenform-Überwachungseinrichtung 38 wie etwa ein Oszilloskop gemessen werden, sodass die Distanz L aus den gemessenen Werten berechnet werden kann.
4 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Erfassen einer Teilentladungsposition gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 5 ist ein Kurvendiagramm, das eine Wellenform eines Teilentladungssignals zeigt. Und 6 ist ein Kurvendiagramm, das die Beziehung zwischen der Ankunftszeit und der Frequenz eines Teilentladungssignals zeigt.
Wie in 4, 5 und 6 gezeigt, wird eine Wellenform eines durch den Sensor 36 erfassten Teilentladungssignals unter Verwendung der Wellenform-Überwachungseinrichtung 38 gemessen (Schritt S1).
Das Teilentladungssignal ist aus Signalen von verschiedenen Übertragungsmodi wie in 5 gezeigt synthetisiert.
Jede Ankunftszeit und jede Frequenz der Signale der verschiedenen Modi wird berechnet, um eine Gruppengeschwindigkeit (vg) aus der gemessenen Wellenform zu erhalten (Schritt S2).
Für die erste Zeit wird ein Signal des TEM-Modus, der die schnellste Gruppengeschwindigkeit aufweist, zu einem ersten Zeitpunk 52 in 5 erfasst. Dann wird ein Signal des TE11-Modus, der die zweitschnellste Gruppengeschwindigkeit aufweist, zu einem zweiten Zeitpunkt 54 erfasst und mit dem Signal des TEM-Modus synthetisiert.
Die Ankunftszeiten und die Frequenzen der Signale können genauer durch ein Schema berechnet werden, das die Signale in Übereinstimmung mit den Ankunftszeiten und Frequenzen für entsprechende Modi analysieren kann.
Zum Beispiel können Schemata mit einer hohen Zeit- und Frequenzauflösung wie etwa eine Short-Time-Fourier-Transformation (STFT) und eine Wavelet-Transformation (WT) eingeführt werden, um die Teilentladungssignale zu analysieren.
Die Beziehung zwischen der Frequenz und der Zeit können erfasst werden, indem eine STFT auf den gemessenen Teilentladungssignalen wie in 6 gezeigt ausgeführt wird. Es ist deutlich, dass die Teilentladungssignale für jeden Übertragungsmodus durch die STFT geteilt werden können. Ein Signal, das zu einem ersten Zeitpunkt 62 ankommt, ist für den TEM-Modus; und ein Signal, das zu einem zweiten Zeitpunkt 64 ankommt, ist für den TE11-Modus, wobei es sich um das zweitschnellste Signal nach dem Signal für den TEM-Modus handelt und wobei die Frequenz 66 des Signals für den TE11-Modus bei 668 MHz liegt.
Jede Gruppengeschwindigkeit wird unter Verwendung der Ankunftszeit und der Frequenz für jedes Signal für jeden Übertragungsmodus berechnet (Schritt S3).
Das Signal für den TEM-Modus pflanzt sich mit Lichtgeschwindigkeit C fort; und die Gruppengeschwindigkeiten vg der anderen Signale als dem TEM-Modus können unter Verwendung der folgenden Gleichung 1 erhalten werden: [Gleichung 1]
wobei „fc eine Abschneidungsfrequenz jedes Signals für jeden Modus wiedergibt, „f” jede Frequenz jedes Signals für jeden Modus zu jeder Ankunftszeit wiedergibt und „C” die Lichtgeschwindigkeit wiedergibt.
Die Differenz (Δt) in der Ankunftszeit kann durch die folgende Gleichung 2 ausgedrückt werden: [Gleichung 2]
wobei „t1” und „t2” jeweils die Ankunftszeit von Signalen für einen ersten Übertragungsmodus und einen zweiten Übertragungsmodus angeben, „vg1” und „vg2” jeweils die Gruppengeschwindigkeiten des ersten Übertragungsmodus und des zweiten Übertragungsmodus wiedergeben und „L” eine Distanz zwischen dem Teilentladungssensor und der Entladungsposition (DP) wiedergibt.
Die Entladungsposition DP wird anhand der Gruppengeschwindigkeiten und anhand der Differenz in der Ankunftszeit zwischen Signalen für zwei Übertragungsmodi berechnet (Schritt S4).
Wie aus der Gleichung 2 deutlich wird, kann die Differenz in der Ankunftszeit durch die Gruppengeschwindigkeiten und die Distanz ausgedrückt werden. Die Distanz L zwischen dem Sensor 36 und der Entladungsposition DP kann durch die Gleichung 3 berechnet werden, die aus der Gleichung 2 zu L umgeschrieben wird: [Gleichung 3]
Die Gruppengeschwindigkeit des Signals für jeden Übertragungsmodus kann anhand der Ankunftszeit und der Frequenz bei der Ankunftszeit des in Übereinstimmung mit jedem Übertragungsmodus geteilten Teilentladungssignals berechnet werden. Folglich kann die Distanz zwischen dem Teilentladungssensor und der Teilentladungsposition DP berechnet werden, indem die Gruppengeschwindigkeit und die Differenz in der Ankunftszeit zwischen Signalen von zwei Übertragungsmodi in eine einfache Gleichung eingegeben werden. Zum Beispiel kann die Distanz L zwischen dem Teilentladungssensor und der Teilentladungsposition DP unter Verwendung der Differenz in der Ankunftszeit zwischen dem Signal des TEM-Modus und dem Signal des TE11-Modus und unter Verwendung der Gruppengeschwindigkeiten berechnet werden.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Teilentladungsposition (DP) nur mit einem einzelnen Teilentladungssensor erfasst werden, wodurch einige der Nachteile wie etwa Verzögerungen oder Deformationen im Signal und Beschränkungen hinsichtlich des Messbereichs, die bei den bestehenden Verfahren mit einer Vielzahl von Teilentladungssensoren auftreten können, beseitigt werden können.
7 ist eine Ansicht, die ein System zum Erfassen einer Teilentladungsposition gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Wie in 7 gezeigt, umfasst ein Erfassungssystem 70 einen Teilentladungssensor 72, eine Wellenform-Überwachungseinrichtung 74, ein Wandlungsmodul 75, ein Berechnungsmodul 76 und eine Speichereinheit 78. Der Teilentladungssensor 72 erfasst ein Teilentladungssignal. Die Wellenform-Überwachungseinrichtung 74 misst eine Wellenform des durch den Teilentladungssensor 72 erfassten Teilentladungssignals. Das Wandlungsmodul 75 führt eine Transformation auf der erfassten Wellenform durch und teilt die gewandelte Wellenform in Übereinstimmung mit jedem Übertragungsmodus. Das Berechnungsmodul 76 berechnet die Distanz zwischen dem Teilentladungssensor 72 und einer Teilentladungsposition unter Verwendung einer vorbestimmten Gleichung. Die Speichereinheit 78 speichert die Gleichung.
Das Wandlungsmodul 75 weist einen Wandlungsalgorithmus zum wandeln eines Teilentladungssignals auf, in dem verschiedene Übertragungsmodi zu einem Zeit-Frequenz-Verteilungssignal mit einer hohen Zeit- und Frequenzauflösung synthetisiert sind. Zum Beispiel kann wenigstens einer von verschiedenen Wandlungsalgorithmen wie etwa eine Short-Time-Fourier-Transformation (STFT) und eine Wavelet-Transformation (WT) in dem Wandlungsmodul 75 eingebettet sein.
Die Teilentladungssignale können in Übereinstimmung mit ihren Ankunftszeiten und Frequenzen durch den Wandlungsalgorithmus geteilt werden. Dabei unterscheiden sich die Ankunftszeiten und die Frequenzen voneinander in Übereinstimmung mit den Übertragungsmodi der Teilentladungssignale, sodass das geteilte Signal den Übertragungsmodi entsprechen kann.
Das Berechnungsmodul 76 empfängt Frequenzen und Ankunftszeiten für zwei Signale von zwei Übertragungsmodi aus dem Wandlungsmodul 75, um Gruppengeschwindigkeiten der zwei Signale zu berechnen, und schätzt die Distanz zwischen der Teilentladungsposition und dem Teilentladungssensor 72 anhand der Differenz in der Ankunftszeit und anhand der Gruppengeschwindigkeiten.
Das Wandlungsmodul 45 und das Berechnungsmodul 46 können entweder in einem Mikroprozessor programmiert sein oder in Hardware implementiert sein. Zum Beispiel können das Wandlungsmodul 45 und das Berechnungsmodul 46 Halbleiterchips oder Einchips sein, die jeweils ihre Funktionen ausführen. Die Speichereinheit 48 kann ein Speicher sein, der separat in dem System montiert ist oder mit dem Wandlungsmodul 45 und/oder dem Berechnungsmodul 46 integriert ist.
In beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist ein einzelner Teilentladungssensor vorgesehen, um eine Teilentladungsposition zu erfassen. Eine Distanz zwischen dem Teilentladungssensor und der Teilentladungsposition kann anhand der Differenz in der Ankunftszeit und anhand der Gruppengeschwindigkeiten von in Übereinstimmung mit Übertragungsmodi geteilten Teilentladungssignalen geschätzt werden.
Die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können weiterhin eine verbesserte Zuverlässigkeit beim Erfassen einer Teilentladungsposition im Vergleich zu den herkömmlichen Verfahren bieten, die eine Vielzahl von Teilentladungssensoren verwenden.
Und weil nur ein einzelner Teilentladungssensor vorgesehen ist, können Kosten eingespart werden.
Es wurden verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei zu beachten ist, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist und dass der Fachmann verschiedene Änderungen und Modifikationen an denselben vornehmen kann, ohne dass deshalb der durch die beigefügten Ansprüche definierte Erfindungsumfang verlassen wird.

Claims

System zum Ermitteln der Position einer Teilentladung in einer elektrischen Einrichtung, in der sich elektromagnetische Signale mit unterschiedlichen Übertragungsmoden ausbreiten, umfassend: einen Teilentladungssensor (72) zum Erfassen eines elektromagnetischen Teilentladungssignals, eine Wellenform-Überwachungseinrichtung (74) zum Erfassen der Wellenform des durch den Teilentladungssensor erfassten Teilentladungssignals, ein Wandlungsmodul (75) zum Anwenden einer Transformation, die eine Analyse der Ankunftszeiten unterschiedlicher Frequenzen des Teilentladungssignals ermöglicht, auf die erfasste Wellenform, und zum Aufteilen des Teilentladungssignals in Teilsignale in Übereinstimmung mit den unterschiedlichen Übertragungsmoden, und ein Berechnungsmodul (76) zum Berechnen einer Distanz zwischen dem Teilentladungssensor und der Position der Teilentladung anhand einer Differenz in der Ankunftszeit von zwei Teilsignalen.
System nach Anspruch 1, wobei das Wandlungsmodul (75) einen Algorithmus zur Ermittlung eines Zeit-Frequenz-Spektrums des Teilentladungssignals aufweist.
System nach Anspruch 2, wobei der Algorithmus einen STFT-Algorithmus, Short-Time-Fourier-Transformation, oder einen WT-Algorithmus, Wavelet-Transformation, umfasst.
System nach Anspruch 1, wobei das Berechnungsmodul (76) eine Gruppengeschwindigkeit des Teilsignals für jeden Übertragungsmodus erhält und eine Distanz zwischen dem Teilentladungssensor und der Teilentladungsposition anhand der Gruppengeschwindigkeiten von zwei Teilsignalen von zwei Übertragungsmoden und anhand der Differenz in der Ankunftszeit der zwei Teilsignale berechnet.
Verfahren zum Berechnen der Position einer Teilentladung in einer elektrischen Einrichtung, in der sich elektromagnetische Signale mit unterschiedlichen Übertragungsmoden ausbreiten, mit den Schritten: Erfassen der Wellenform eines Teilentladungssignals mit Hilfe eines Teilentladungssensors (72), Anwenden einer Transformation, die eine Analyse der Ankunftszeiten unterschiedlicher Frequenzen des Teilentladungssignals ermöglicht, auf die erfasste Wellenform und Aufteilen des Teilentladungssignals in Übereinstimmung mit den unterschiedlichen Übertragungsmoden, und Berechnen einer Distanz zwischen dem Teilentladungssensor (72) und der Position der Teilentladung anhand einer Differenz in der Ankunftszeit von zwei Teilsignalen.
Verfahren nach Anspruch 5, des Weiteren umfassend die Schritte: Berechnen einer Gruppengeschwindigkeit des Teilsignals für jeden Übertragungsmodus anhand einer Frequenz des Teilsignals, wobei die Distanz anhand von Gruppengeschwindigkeiten von zwei Teilsignalen von zwei Übertragungsmoden und anhand der Differenz in der Ankunftszeit der zwei Teilsignale berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Aufteilen des Teilentladungssignals unter Verwendung einen Algorithmus zur Ermittlung eines Zeit-Frequenz-Spektrums des Entladungssignals erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Algorithmus einen STFT-Algorithmus, Short-Time-Fourier-Transformation, oder einen WT-Algorithmus, Wavelet-Transformation, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Gruppengeschwindigkeit unter Verwendung der folgenden Gleichung 1 berechnet wird: [Gleichung 1]
wobei „C” die Lichtgeschwindigkeit wiedergibt, „fc” eine Abschneidungsfrequenz eines Signals für jeden Modus wiedergibt und „f” eine Frequenz zu einer Ankunftszeit des Signals des entsprechenden Modus wiedergibt.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Berechnen einer Teilentladungsposition umfasst: Wählen eines ersten Übertragungsmodus und eines zweiten Übertragungsmodus, Berechnen einer Differenz in der Ankunftszeit der Teilsignale des ersten und des zweiten Übertragungsmodus, und Berechnen einer Distanz zwischen dem Teilentladungssensor (72) und der Teilentladungsposition durch das Eingeben der Differenz in der Ankunftszeit und der Gruppengeschwindigkeiten der zwei Teilsignale zu den Ankunftszeiten in die folgende Gleichung 3: [Gleichung 3]
wobei „L” die Distanz zwischen dem Teilentladungssensor und der Teilentladungsposition wiedergibt, „vg1” und „vg2” die Gruppengeschwindigkeiten der Teilsignale des ersten und des zweiten Übertragungsmodus wiedergeben und „Δt” die Differenz in der Ankunftszeit wiedergibt.