RU2791982C2 - Analysis of the state of the electric measuring instrument - Google Patents

Analysis of the state of the electric measuring instrument Download PDF

Info

Publication number
RU2791982C2
RU2791982C2 RU2021112581A RU2021112581A RU2791982C2 RU 2791982 C2 RU2791982 C2 RU 2791982C2 RU 2021112581 A RU2021112581 A RU 2021112581A RU 2021112581 A RU2021112581 A RU 2021112581A RU 2791982 C2 RU2791982 C2 RU 2791982C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signal
partial discharge
transmission parameters
error
paragraphs
Prior art date
Application number
RU2021112581A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2021112581A (en
Inventor
Эрик ВИНКЕЛЬМАНН
Original Assignee
Машиненфабрик Райнхаузен Гмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Машиненфабрик Райнхаузен Гмбх filed Critical Машиненфабрик Райнхаузен Гмбх
Publication of RU2021112581A publication Critical patent/RU2021112581A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2791982C2 publication Critical patent/RU2791982C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: electrical measuring instrument.
SUBSTANCE: according to the method for analysing the state of the electrical working means, test voltage is applied to the measuring instrument. The measuring signal is then recorded at the connection point (AS) of the measuring instrument. Depending on this measuring signal, the transmission parameters are determined, which characterize the transmission of the signal from the partial discharge point in the measuring instrument to the connection point (AS). Depending on these transmission parameters, at least one partial discharge characteristic value is determined.
EFFECT: implementation of the claimed group of inventions will increase the accuracy of the partial discharge analysis due to the fact that an improved concept for measuring the partial discharge of an electrical measuring instrument is proposed.
15 cl, 7 dwg

Description

Изобретение касается способа анализа состояния электрического рабочего средства и испытательного устройства для анализа состояния электрического рабочего средства.The invention relates to a method for analyzing the state of an electrical working tool and a test device for analyzing the state of an electrical working tool.

Частичным разрядом, ЧР, называются локально ограниченный электрический разряд, который только частично перекрывает изоляцию между проводами и который может, но не обязательно должен возникать на границе с проводом. Частичные разряды могут обуславливаться источниками погрешностей, в частности местами неисправности или неравномерностями в электрической изоляции. Частичные разряды способствуют старению электрической изоляции и поэтому отрицательно сказываются на ее диэлектрическом качестве, в частности пробивной прочности. Для обеспечения диэлектрического качества электрических рабочих средств проводятся измерения частичных разрядов, чтобы проверить наличие частичных разрядов и при необходимости определить их специфические свойства.Partial discharge, PD, is a locally limited electrical discharge, which only partially bridges the insulation between wires and which may, but does not have to occur at the interface with the wire. Partial discharges can be caused by sources of error, such as fault points or irregularities in the electrical insulation. Partial discharges contribute to the aging of electrical insulation and therefore adversely affect its dielectric quality, in particular, breakdown strength. To ensure the dielectric quality of electrical working tools, partial discharge measurements are carried out to check for the presence of partial discharges and, if necessary, to determine their specific properties.

Естественно, сигнал, который генерируется каким-либо ЧР (TE) в ответ на испытательное напряжение, будет проходить определенный путь передачи между местом ЧР и местом измерения. В зависимости от распределения индуктивных, емкостных и резистивных элементов рабочего средства (кабели, трансформаторы и пр.) первоначальный импульс ЧР демпфируется и деформируется. В точке измерения, как правило, может измеряться только некоторая дробная часть преобразуемой в месте неисправности энергии разряда. В связи с этим говорят о так называемом кажущемся заряде. Поэтому при известных способах измерения достигаются только низкие чувствительности. Чем больше расстояние между местом ЧР и местом измерения, тем больше погрешность при определении кажущегося заряда. Для гарантии и контроля качества рабочих средств, как правило, задаются значения ЧР, которые не разрешается превышать. Их задание относится при этом к измеряемому в точке измерения кажущемуся заряду, который, в свою очередь, является только некоторой дробной частью собственно энергии разряда. Из-за этого возможна только ограниченная гарантия качества рабочего средства.Naturally, the signal that is generated by any PD (TE) in response to the test voltage will follow a specific transmission path between the PD site and the measurement site. Depending on the distribution of inductive, capacitive and resistive elements of the working tool (cables, transformers, etc.), the initial PD pulse is damped and deformed. At the measurement point, as a rule, only some fractional part of the discharge energy converted at the fault site can be measured. In this regard, they speak of the so-called apparent charge. Therefore, only low sensitivities are achieved with known measurement methods. The greater the distance between the place of the PD and the place of measurement, the greater the error in determining the apparent charge. To guarantee and control the quality of working tools, as a rule, PD values \u200b\u200bare not allowed to be exceeded. In this case, their task refers to the apparent charge measured at the measurement point, which, in turn, is only a certain fractional part of the discharge energy itself. Because of this, only a limited guarantee of the quality of the working medium is possible.

Для локализации возможной погрешности (дефекта, ошибки, повреждения) в рабочем средстве может применяться способ рефлектометрии во временной области. При этом сдвиг во времени между запитанным испытательным импульсом и измеренным отражением соответствует двойному пути до места погрешности. В измерительной технологии это значительно затрудняется демпфированием и дисперсией сигнала, так как локализация этим способом возможна только при достаточной амплитуде сигнала. Кроме того, этот способ предполагает отражение от места погрешности, что происходит не всегда в связи с волновым импедансом в месте погрешности. При работе в сети определенных рабочих средств, например, газоизолированных распределительных установок, GIS, или газоизолированных линий, GIL, локализация погрешностей вышеописанным образом часто невозможна, так как множество разрядов перекрывает, возможно, имеющееся отражение, или амплитуда локализуемого разряда слишком мала, чтобы ее еще можно было измерять по отражению.To localize a possible error (defect, error, damage) in the working tool, the time domain reflectometry method can be used. In this case, the time shift between the energized test pulse and the measured reflection corresponds to a double path to the error point. In measurement technology, this is significantly hampered by signal damping and dispersion, since localization in this way is only possible with a sufficient signal amplitude. In addition, this method involves reflection from the error location, which is not always due to the wave impedance at the error location. When working in a network of certain operating facilities, for example, gas-insulated distribution plants, GIS, or gas-insulated lines, GIL, localization of errors in the manner described above is often not possible, since many discharges overlap a possibly existing reflection, or the amplitude of the localized discharge is too small to could be measured by reflection.

Поэтому задачей настоящего изобретения является предложить улучшенную концепцию для измерения ЧР электрического рабочего средства, которая сделает возможной более высокую точность анализа ЧР.Therefore, it is an object of the present invention to propose an improved concept for measuring the PD of an electrical working tool, which will enable a higher accuracy of the PD analysis.

Эта задача решается с помощью предмета каждого из независимых пунктов формулы изобретения. Другие варианты осуществления являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.This problem is solved using the subject matter of each of the independent claims. Other embodiments are the subject of dependent claims.

Улучшенная концепция основывается на идее, идентифицировать из измерительного сигнала, который, в частности, регистрируется в ответ на подаваемое испытательное напряжение, влияние пути передачи на сигнал. Это влияние описывается параметрами передачи, которые характерны для частичного разряда или, соответственно, источника погрешности или источников погрешностей. Поэтому параметры передачи позволяют делать заключения о характеристических величинах частичного разряда.The improved concept is based on the idea, to identify from the measurement signal, which is detected in particular in response to an applied test voltage, the influence of the transmission path on the signal. This influence is described by the transmission parameters, which are characteristic of the partial discharge or, respectively, the source of error or sources of errors. Therefore, the transmission parameters make it possible to draw conclusions about the characteristic values of the partial discharge.

В соответствии с улучшенной концепцией предлагается способ анализа состояния электрического рабочего средства. В соответствии с этим способом на рабочее средство подается испытательное напряжение, например, вводится в рабочее средство, в частности, в некотором месте ввода рабочего средства. После этого регистрируется измерительный сигнал в месте подключения рабочего средства. В зависимости от этого измерительного сигнала находятся параметры передачи, которые характеризуют передачу сигнала от места частичного разряда в рабочем средстве к месту подключения. В зависимости от этих параметров передачи определяется по меньшей мере один показатель частичного разряда.In accordance with the improved concept, a method for analyzing the state of an electrical operating tool is proposed. In accordance with this method, a test voltage is applied to the working means, for example, is introduced into the working means, in particular, at a certain point of input of the working means. After that, the measuring signal is registered at the point of connection of the working means. Depending on this measuring signal, transmission parameters are determined which characterize the transmission of the signal from the partial discharge point in the operating medium to the connection point. Depending on these transmission parameters, at least one partial discharge index is determined.

Измерительный сигнал может пониматься как ответ на испытательное напряжение частичным разрядом. В качестве ответа на испытательное напряжение этот измерительный сигнал могут также вызывать несколько частичных разрядов вместе, например, в разных местах рабочего средства. Это включено в формулировку «место частичного разряда» и при необходимости должно пониматься как «места частичных разрядов» или соответственно.The measurement signal can be understood as a response to the partial discharge test voltage. As a response to the test voltage, this measuring signal can also be caused by several partial discharges together, for example, at different places on the operating means. This is included in the wording "partial discharge location" and should be understood as "partial discharge locations" where appropriate, or respectively.

По меньшей мере по одному из вариантов осуществления способа нахождение параметров передачи содержит дискретизацию и/или оцифровывание измерительного сигнала, вследствие которой создается дискретный измерительный сигнал.According to at least one of the embodiments of the method, finding the transmission parameters comprises sampling and/or digitizing the measuring signal, which results in the creation of a discrete measuring signal.

По меньшей мере по одному из вариантов осуществления способа параметры передачи представляют собой параметры передаточной функции, которые характеризуют передачу сигнала от места частичного разряда к месту подключения. При этом измерительный сигнал или дискретный измерительный сигнал может пониматься как отображение входного сигнала в месте частичного разряда, или в случае нескольких частичных разрядов в месте кажущегося частичного разряда, при этом передаточная функция выполняет функцию оператора отображения. Передаточная функция здесь и далее может всегда представлять собой также аппроксимацию точной передаточной функции.According to at least one of the embodiments of the method, the transmission parameters are transfer function parameters that characterize signal transmission from the partial discharge site to the connection site. In this case, the measurement signal or discrete measurement signal can be understood as a mapping of the input signal at the location of the partial discharge, or in the case of several partial discharges at the location of the apparent partial discharge, with the transfer function performing the function of the mapping operator. The transfer function hereinafter can always also be an approximation of the exact transfer function.

Испытательное напряжение представляет собой, в частности, переменное напряжение, например, имеющее частоту в пределах 0-500 Гц. Однако в разных вариантах осуществления в качестве испытательного напряжения может альтернативно применяться постоянное напряжение. Испытательное напряжение предоставляется, в частности, источником высокого напряжения, который непосредственно или опосредованно, в частности по меньшей мере через один запирающий импеданс и/или через входной фильтр, соединяется с местом ввода. Этот запирающий импеданс и/или входной фильтр могут служить для отсоединения источника высокого напряжения от остальной испытательной конструкции.The test voltage is in particular an alternating voltage, for example having a frequency in the range 0-500 Hz. However, in various embodiments, a DC voltage may alternatively be used as the test voltage. The test voltage is provided in particular by a high voltage source which is connected directly or indirectly, in particular via at least one blocking impedance and/or via an input filter, to the input point. This blocking impedance and/or input filter can serve to isolate the high voltage source from the rest of the test structure.

По меньшей мере по одному из вариантов осуществления параметры передачи находятся посредством способа линейного предиктивного кодирования (англ. „linear predictive coding“), LPC, или частей какого-либо способа LPC. Способы LPC в настоящее время применяются в обработке аудиосигналов и речи. При этом значение сигнала в определенный момент времени определяется из линейной комбинации значения сигналов в более ранние дискретные моменты времени и таким образом в известной степени предсказывается.In at least one embodiment, the transmission parameters are found by means of a linear predictive coding (LPC) method, LPC, or portions of any LPC method. LPC techniques are currently used in audio and speech processing. In this case, the signal value at a certain point in time is determined from a linear combination of the signal values at earlier discrete points in time and is thus predicted to a certain extent.

По меньшей мере по одному из вариантов осуществления нахождение параметров передачи, в частности способ LPC, содержит нахождение коэффициентов фильтрации виртуального фильтра, причем этот фильтр приближенно воспроизводит передачу сигнала.In at least one of the embodiments, finding the transmission parameters, in particular the LPC method, comprises finding the filter coefficients of a virtual filter, this filter approximately reproducing the signal transmission.

Виртуальным здесь называется фильтр, так как он не имеет физического соответствия в смысле специального конструктивного элемента фильтра, а эффективно образуется рабочим средством, измерительным контуром и при необходимости источником погрешности или источниками погрешности.A filter is called virtual here, since it does not have a physical correspondence in the sense of a special structural element of the filter, but is effectively formed by the working tool, the measuring circuit and, if necessary, the source of error or sources of error.

Например, фильтр в соответствии с LPC описывается рекурсивным уравнением, например, следующим образом:For example, a filter according to LPC is described by a recursive equation, for example, as follows:

Figure 00000001
(1)
Figure 00000001
(1)

При этом k является дискретной переменной времени, то есть натуральны числом больше нуля, y(k) является значением дискретного измерительного сигнала в дискретный момент k времени, а N представляет собой порядок аппроксимации. При этом y(k-i) = 0 задается, в случае если (k-i) меньше или равно нулю. При этом ak являются так называемыми линейными предиктоторами N-го порядка, а e(k) представляет собой погрешность прогноза.In this case, k is a discrete time variable, that is, a natural number greater than zero, y(k) is the value of the discrete measurement signal at a discrete time k, and N is the order of approximation. In this case, y(ki) = 0 is set if (ki) is less than or equal to zero. In this case, a k are the so-called linear predictors of the Nth order, and e(k) is the forecast error.

По меньшей мере по одному из вариантов осуществления предикторы ak представляют собой параметры передачи.In at least one embodiment, the predictors a k are transmission parameters.

Так как значения дискретного измерительного сигнала известны, параметры передачи могут определяться, когда минимизируется общая квадратная погрешность. Общая квадратная погрешность задана qE в соответствии с уравнениемSince the values of the discrete measurement signal are known, the transmission parameters can be determined when the total square error is minimized. The total square error is given by qE according to the equation

Figure 00000002
(2).
Figure 00000002
(2).

Для этого общая квадратная погрешность указанных ai может дифференцироваться, соответствующий результат приравниваться к нулю, и решаться результирующая система уравнений из N линейных уравнений.To do this, the total square error of the indicated a i can be differentiated, the corresponding result be equated to zero, and the resulting system of equations from N linear equations can be solved.

По меньшей мере по одному из вариантов осуществления рабочее средство имеет равномерную структуру, в частности, элементы сопротивления, индуктивные и/или емкостные элементы рабочего средства распределены равномерно. Это рабочее средство равномерной структуры может представлять собой, например, кабель, в частности экранированный кабель, например, экранированный кабель высокого напряжения, GIS или GIL.According to at least one of the embodiments, the working means has a uniform structure, in particular, the resistance elements, inductive and/or capacitive elements of the working means are evenly distributed. This operating means of uniform structure can be, for example, a cable, in particular a shielded cable, such as a shielded high voltage cable, GIS or GIL.

По меньшей мере по одному из вариантов осуществления рабочее средство имеет неравномерную структуру, в частности, элементы сопротивления, индуктивные и/или емкостные элементы рабочего средства распределены неравномерно. Это рабочее средство неравномерной структуры может представлять собой, например, силовой трансформатор, переключатель ступеней или какой-либо другой компонент силового трансформатора. Рабочее средство неравномерной структуры может представлять собой также силовой выключатель, разъединитель, разъединительный выключатель для применения в GIS или изолированные воздухом распределительные установки, измерительный преобразователь, разрядник для защиты от перенапряжений.According to at least one of the embodiments, the working means has an uneven structure, in particular, the resistance elements, inductive and/or capacitive elements of the working means are unevenly distributed. This non-uniform structure operating means may be, for example, a power transformer, a step switch or some other component of the power transformer. The non-uniform structure operating medium can also be a circuit breaker, a disconnector, a disconnect switch for GIS applications or air-insulated distribution systems, a measuring transducer, a surge arrester.

По меньшей мере по одному из вариантов осуществления указанный по меньшей мере один показатель содержит один или несколько источников погрешности, результатом которых является частичный разряд. Это может быть предпочтительно для рабочих средств как равномерной структуры, так и неравномерной структуры.In at least one of the embodiments, the at least one indicator contains one or more sources of error, the result of which is a partial discharge. This may be advantageous for operating media of both uniform structure and non-uniform structure.

В частности, такой вариант осуществления может быть предпочтителен в случаях применения с постоянным током (DC) или случаях применения для непрерывного контроля или, соответственно, мониторинга рабочего средства.In particular, such an embodiment may be preferred in applications with direct current (DC) or applications for continuous control or, respectively, monitoring of the working medium.

По меньшей мере по одному из вариантов осуществления указанный по меньшей мере один показатель одного или нескольких источников погрешности содержит некоторое количество источников погрешности или относительный вклад одного из источников погрешности в частичный разряд, в частности в общее значение заряда частичного разряда.In at least one embodiment, said at least one measure of one or more error sources comprises a number of error sources or the relative contribution of one of the error sources to the PD, in particular to the total charge of the PD.

По меньшей мере по одному из вариантов осуществления указанный по меньшей мере один показатель источников погрешности применяется для идентификации картины погрешности.In at least one embodiment, the at least one error source metric is used to identify the error pattern.

При известных способах измерения ЧР такая идентификация невозможна, то есть улучшенная концепция позволяет оценивать частичный разряд. В зависимости от оценки может, например, приниматься решение, необходимо ли какое-либо действие, такое как, например, техническое обслуживание, ремонт, останов или замена рабочего средства или какой-либо его части. В частности, можно избежать ненужных действий.With known methods for measuring PD, such an identification is not possible, that is, an improved concept makes it possible to evaluate a partial discharge. Depending on the assessment, for example, a decision can be made whether any action is necessary, such as, for example, maintenance, repair, shutdown or replacement of the working tool or any part thereof. In particular, unnecessary actions can be avoided.

Идентификация может осуществляться, в частности, путем распределения параметров передачи. Картина погрешности может рассматриваться как своего рода «отпечаток пальцев» источников погрешности.Identification can be carried out, in particular, by the distribution of transmission parameters. The error pattern can be viewed as a kind of "fingerprint" of error sources.

По меньшей мере по одному из вариантов осуществления картина погрешности сопоставляется с какой-либо известной характерной картиной погрешности.In at least one embodiment, the error pattern is compared to some known characteristic error pattern.

Эта известная характерная картина погрешности может браться, например, из каталога погрешностей или создаваться путем машинного обучения.This known characteristic error pattern can be taken from an error catalog, for example, or generated by machine learning.

По меньшей мере по одному из вариантов осуществления способ содержит, кроме того, генерирование ответного сигнала в зависимости от теоретического входного сигнала, который, в частности, дискретирован во времени, и параметров передачи.According to at least one of the embodiments, the method further comprises generating a response signal depending on a theoretical input signal, which is in particular time-discrete, and transmission parameters.

Этот ответный сигнал соответствует при этом теоретическому измерительному сигналу, как если бы этот теоретический входной сигнал имелся в месте частичного разряда.This response signal corresponds in this case to the theoretical measuring signal, as if this theoretical input signal were present at the partial discharge site.

По меньшей мере по одному из вариантов осуществления теоретический входной сигнал представляет собой импульсный сигнал, который аппроксимирует импульс частичного разряда. Например, теоретический входной сигнал может отличаться от нуля только в некоторый дискретный момент времени. Это соответствует обычно очень короткому времени возрастания импульса частичного разряда.In at least one embodiment, the theoretical input signal is a pulse signal that approximates a PD pulse. For example, the theoretical input signal may differ from zero only at some discrete time. This corresponds to the usually very short rise time of the PD pulse.

По меньшей мере по одному из вариантов осуществления генерирование ответного сигнала содержит определение передаточной функции из параметров передачи и применение передаточной функции к теоретическому входному сигналу.In at least one embodiment, generating a response signal comprises determining a transfer function from the transmission parameters and applying the transfer function to a theoretical input signal.

При этом «применение» следует понимать в смысле применения математического оператора. Например, применение передаточной функции к теоретическому входному сигналу может осуществляться в некотором z-пространстве. Это значит, может создаваться z-преобразование теоретического входного сигнала и перемножаться с передаточной функцией на соответствующем изображении z-пространства. Опционально результат путем обратного z-преобразования может преобразовываться обратно в дискретное временное пространство для получения ответного сигнала в дискретном временном пространстве. Альтернативно расчет может осуществляться в дискретном временном пространстве или в частотном пространстве.In this case, "application" should be understood in the sense of applying a mathematical operator. For example, applying a transfer function to a theoretical input signal can be done in some z-space. This means a z-transform of the theoretical input signal can be created and multiplied with the transfer function on the corresponding z-space image. Optionally, the inverse z-transform result can be converted back to discrete time space to obtain a response signal in discrete time space. Alternatively, the calculation may be performed in discrete time space or frequency space.

По меньшей мере по одному из вариантов осуществления указанный по меньшей мере один показатель частичного разряда содержит значение кажущегося заряда частичного разряда. В частности, этот кажущийся разряд представляет собой кажущийся разряд в месте частичного разряда.In at least one embodiment, said at least one PD index comprises an apparent charge value of the PD. In particular, this apparent discharge is an apparent discharge at the location of the partial discharge.

По меньшей мере по одному из вариантов осуществления значение кажущегося заряда частичного разряда определяется в зависимости от ответного сигнала.In at least one of the embodiments, the value of the apparent charge of partial discharge is determined depending on the response signal.

По меньшей мере по одному из вариантов осуществления определение значения кажущегося заряда содержит интеграцию ответного сигнала или сигнала, зависящего от ответного сигнала, в частности в дискретном временном пространстве. Этот зависящий от ответного сигнала сигнал может создаваться, например, путем фильтрации ответного сигнала. При этом фильтрация может соответствовать полосовой фильтрации, в частности при полосе частот по международному стандарту IEC 60270:2000, содержание которого настоящим включается сюда путем ссылки. Эта полоса частот может, например, лежать в диапазоне 100-900 кГц или соответствовать, например, 100-400 кГц.In at least one embodiment, determining the apparent charge value comprises integrating a response signal, or a signal dependent on the response signal, in particular in discrete time space. This response-dependent signal can be generated, for example, by filtering the response signal. In this case, the filtering may correspond to bandpass filtering, in particular with the frequency band according to the international standard IEC 60270:2000, the content of which is hereby incorporated by reference. This frequency band may, for example, lie in the range of 100-900 kHz or correspond to, for example, 100-400 kHz.

Благодаря тому, что ответный сигнал не подвергается воздействию существенных шумов или влияниям других помех, несмотря на демпфирование сигнала, может определяться надежное значение кажущегося заряда в месте ЧР. То есть в соответствии с улучшенной концепцией кажущийся заряд может находиться с повышенной скоростью и независимо от удаленности места подключения от места частичного разряда.Due to the fact that the response signal is not affected by significant noise or other disturbances despite signal damping, a reliable apparent charge value at the PD location can be determined. That is, in accordance with the improved concept, the apparent charge can be at an increased speed and regardless of the distance of the connection point from the place of partial discharge.

Найденное таким образом значение заряда может ставиться в соотношение с теоретическим входным сигналом. Отсюда может находиться, какая доля входного сигнала еще может измеряться в качестве выходного сигнала. Это позволяет определять преобразуемую в месте разряда энергию независимо от удаленности точки измерения от места неисправности. Для оценки состояния электрических рабочих средств это является значительным преимуществом, так как при этом может оцениваться исходящая от этого места погрешности угроза.The charge value found in this way can be related to the theoretical input signal. From here it can be determined which proportion of the input signal can still be measured as an output signal. This makes it possible to determine the energy converted at the discharge site, regardless of the distance of the measurement point from the fault site. This is a significant advantage for evaluating the state of electrical working means, since the threat emanating from this place of error can be assessed.

Значение кажущегося заряда в месте ЧР по улучшенной концепции может определяться для рабочих средств как равномерной конструкции, так и неравномерной конструкции.The value of the apparent charge at the place of the PD according to the improved concept can be determined for working means of both uniform design and non-uniform design.

По меньшей мере по одному из вариантов осуществления указанный по меньшей мере один показатель частичного разряда содержит место погрешности частичного разряда. Это место погрешности частичного разряда находится при этом в зависимости от ответного сигнала.In at least one embodiment, said at least one PD indicator contains a PD error location. This part of the partial discharge error is in this case dependent on the response signal.

По меньшей мере по одному из вариантов осуществления нахождение места погрешности частичного разряда содержит согласование эталонной функции с ответным сигналом, причем это согласование осуществляется путем согласования по меньшей мере одного параметра эталонной функции.In at least one of the embodiments, finding the location of the PD error comprises matching the reference function with the response signal, this matching being carried out by matching at least one parameter of the reference function.

По меньшей мере по одному из вариантов осуществления это согласование осуществляется с применением численного алгоритма оптимизации, например, алгоритма Левенберга-Марквардта.In at least one embodiment, this matching is performed using a numerical optimization algorithm, such as the Levenberg-Marquardt algorithm.

По меньшей мере по одному из вариантов осуществления эталонная функция представляет собой решение дифференциального уравнения для описания электрического колебательного контура. Это обосновывается тем, что частичный разряд возбуждает электрический колебательный контур между местом погрешности частичного разряда и местом подключения.In at least one embodiment, the reference function is a solution to a differential equation for describing an electrical oscillating circuit. This is justified by the fact that a partial discharge excites an electrical oscillatory circuit between the place of the partial discharge error and the connection point.

По меньшей мере по одному из вариантов осуществления определение места погрешности осуществляется в зависимости от емкости и/или индуктивности рабочего средства, причем эта емкость и/или индуктивность представляют собой, в частности, соответствующее приближенное значение.According to at least one of the embodiments, the determination of the location of the error is carried out depending on the capacitance and/or inductance of the working means, and this capacitance and/or inductance is, in particular, a corresponding approximate value.

По меньшей мере по одному из вариантов осуществления емкость и/или индуктивность находятся путем согласования эталонной функции с ответным сигналом. В частности, емкость и/или индуктивность представляют собой параметры эталонной функции, которые согласуются.In at least one embodiment, capacitance and/or inductance are found by matching the reference function to the response signal. In particular, capacitance and/or inductance are reference function parameters that are consistent.

По меньшей мере по одному из вариантов осуществления из указанного по меньшей мере одного согласованного параметра эталонной функции и геометрии рабочего средства определяется место частичного разряда.According to at least one of the embodiments, from the specified at least one matched parameter of the reference function and the geometry of the working means, the place of the partial discharge is determined.

Место частичного разряда может определяться по улучшенной концепции, в частности, для рабочих средств равномерной структуры. Благодаря тому, что ответный сигнал не подвергается воздействию существенных шумов или влияниям других помех, несмотря на демпфирование сигнала, может достигаться очень точная локализация источника погрешности, независимо от удаленности места подключения от места погрешности. Испытания позволяют ожидать точность по меньшей мере 5% относительно длины рабочего средства.The place of partial discharge can be determined according to an improved concept, in particular for working means of a uniform structure. Due to the fact that the response signal is not affected by significant noise or other disturbances despite signal damping, a very precise localization of the error source can be achieved, regardless of how far the connection point is from the error point. The tests allow an accuracy of at least 5% relative to the length of the working means to be expected.

Для рабочих средств неравномерной структуры могут находиться по меньшей мере параметры эталонной функции, в частности емкость и/или индуктивность, благодаря чему даже без детального учета геометрии рабочего средства может осуществляться качественная оценка, например, может находиться относительное положение разных источников погрешностей друг относительно друга и относительно места подключения.For working means of uneven structure, at least the parameters of the reference function, in particular capacitance and/or inductance, can be found, due to which, even without detailed consideration of the geometry of the working means, a qualitative assessment can be carried out, for example, the relative position of different error sources can be found relative to each other and relative to connection points.

В соответствии с улучшенной концепцией предлагается также испытательное устройство для анализа состояния электрического рабочего средства. Испытательное устройство имеет анализирующее устройство, которое предназначено для того, чтобы регистрировать измерительный сигнал в месте подключения рабочего средства. Этот анализирующий блок предназначен также для того, чтобы в зависимости от измерительного сигнала находить параметры передачи, которые характеризуют передачу сигнала от места частичного разряда в рабочем средстве к месту подключения. Кроме того, этот анализирующий блок предназначен для того, чтобы определять по меньшей мере один показатель частичного разряда в зависимости от параметров передачи.In accordance with the improved concept, a test device is also proposed for analyzing the state of the electrical working medium. The test device has an analyzing device, which is designed to register the measuring signal at the connection point of the working tool. This evaluation unit is also designed to determine the transmission parameters depending on the measuring signal, which characterize the transmission of the signal from the partial discharge point in the operating medium to the connection point. In addition, this parsing unit is designed to determine at least one partial discharge index depending on the transmission parameters.

По меньшей мере по одному из вариантов осуществления испытательного устройства оно содержит также источник высокого напряжения для подачи испытательного напряжения на рабочее средство.According to at least one embodiment of the test device, it also contains a high voltage source for supplying a test voltage to the operating means.

По меньшей мере по одному из вариантов осуществления испытательное устройство содержит блок связи, который может связываться с местом подключения и с анализирующим блоком, в частности может электрически непосредственно или опосредованно соединяться, и предназначен для того, чтобы предоставлять анализирующему блоку измерительный сигнал.In at least one embodiment, the test device comprises a communication unit that can communicate with the connection point and with the evaluation unit, in particular can be electrically connected directly or indirectly, and is designed to provide the evaluation unit with a measurement signal.

По меньшей мере по одному из вариантов осуществления блок связи содержит измерительный импеданс, в частности индуктивный элемент, имеющий настраиваемую индуктивность.In at least one embodiment, the communication unit comprises a measuring impedance, in particular an inductive element having an adjustable inductance.

По меньшей мере по одному из вариантов осуществления блок связи содержит подключенный к индуктивному элементу фильтрующий элемент или фильтрующую схему. Фильтрующий элемент имеет при этом, например, характеристику пропускания верхних частот или полосного пропускания.In at least one embodiment, the communication unit comprises a filter element or filter circuit connected to the inductive element. The filter element has, for example, a high pass or band pass characteristic.

Возможными предельными частотами для пропускания верхних частот могут быть, например, 30 кГц или 100 кГц. Для полосного пропускания, в свою очередь, возможна, например, 100 кГц в качестве нижней предельной частоты или 400 кГц или 500 кГц в качестве верхней предельной частоты. Другие предельные частоты возможны или необходимы соответственно конкретным требованиям. В случаях применения для мониторинга могут быть необходимы, например, характеристики полосного пропускания, которые требуют верхней предельной частоты от нескольких МГц до нескольких 10 МГц.Possible cut-off frequencies for high pass can be, for example, 30 kHz or 100 kHz. For the bandwidth, in turn, it is possible, for example, 100 kHz as the lower cut-off frequency or 400 kHz or 500 kHz as the upper cut-off frequency. Other limit frequencies are possible or required according to specific requirements. In monitoring applications, for example, bandwidth characteristics may be required that require an upper frequency cutoff of a few MHz to a few 10 MHz.

По меньшей мере по одному из вариантов осуществления блок связи предназначен для того, чтобы преобразовывать сигнал, в частности сигнал тока, на своем входе в измерительный сигнал, в частности сигнал напряжения, на своем сигнальном выходе.In at least one embodiment, the communication unit is designed to convert a signal, in particular a current signal, at its input into a measuring signal, in particular a voltage signal, at its signal output.

По меньшей мере по одному из вариантов осуществления испытательное устройство содержит конденсатор связи, который может включаться между блоком связи и местом подключения, в частности может электрически непосредственно или опосредованно соединяться с местом подключения и может электрически непосредственно или опосредованно соединяться или соединен с блоком связи. Этот конденсатор связи представляет собой, например, конденсатор высокого напряжения. Конденсатор связи может, например, служить для дозарядки источника погрешности или, соответственно, поддержания электрического поля в месте неисправности.In at least one embodiment, the test device comprises a coupling capacitor, which can be connected between the communication unit and the connection point, in particular can be electrically connected directly or indirectly to the connection point, and can be connected electrically or indirectly to or connected to the communication unit. This coupling capacitor is, for example, a high voltage capacitor. The coupling capacitor can, for example, serve to recharge the error source or, accordingly, maintain the electric field at the fault location.

Другие варианты осуществления и реализации испытательного устройства вытекают непосредственно из разных вариантов осуществления способа по улучшенной концепции, и наоборот. В частности, отдельные или несколько описанных в связи с испытательным устройством компонентов и/или систем могут быть соответственно реализованы для осуществления способа.Other embodiments and implementations of the test device follow directly from the different embodiments of the method according to the improved concept, and vice versa. In particular, individual or several components and/or systems described in connection with the test device can be respectively implemented to carry out the method.

Далее изобретение поясняется в деталях на примерных вариантах осуществления со ссылкой на чертежи. Компоненты, которые являются идентичными или функционально идентичными или имеют идентичное действие, могут быть снабжены идентичными ссылочными обозначениями. Идентичные компоненты или компоненты, имеющие идентичную функцию, пояснены в каждом случае со ссылкой на фигуру, на которой они появляются впервые. Это пояснение не обязательно повторяется на последующих фигурах.The invention is further explained in detail in exemplary embodiments with reference to the drawings. Components that are identical or functionally identical or have an identical effect may be provided with identical reference numerals. Identical components or components having an identical function are explained in each case with reference to the figure in which they first appear. This explanation is not necessarily repeated in the following figures.

Показано:Shown:

фиг.1: схематичное изображение одного из примерных вариантов осуществления испытательного устройства в соответствии с улучшенной концепцией и примерного рабочего средства;Figure 1: A schematic representation of one exemplary embodiment of a test apparatus according to an improved concept and an exemplary operating means;

фиг.2a, 2b: изображения примерной передаточной функции по одному из примерных вариантов осуществления способа по улучшенной концепции;Fig.2a, 2b: images of an exemplary transfer function according to one of the exemplary embodiments of the method according to the improved concept;

фиг.3a, 3b, 3c: изображения измерительного сигнала, теоретического входного сигнала и ответного сигнала по другому примерному варианту осуществления способа по улучшенной концепции; и3a, 3b, 3c: images of the measurement signal, the theoretical input signal and the response signal according to another exemplary embodiment of the improved concept method; And

фиг.4: изображения эталонной функции и ответного сигнала по другому примерному варианту осуществления способа по улучшенной концепции.Fig.4: images of the reference function and the response signal according to another exemplary embodiment of the method according to the improved concept.

На фиг.1 показано схематичное изображение одного из примерных вариантов осуществления испытательного устройства в соответствии с улучшенной концепцией и примерного рабочего средства. Это рабочее средство в качестве примера изображено в виде экранированного кабеля, имеющего экран SC и сердечник SE. Однако рабочее средство может быть любым электрическим рабочим средством равномерной или неравномерной структуры, имеющим электрически изолированные друг от друга компоненты.Figure 1 shows a schematic representation of one of the exemplary embodiments of the test device in accordance with the improved concept and an exemplary operating means. This working means is shown as an example of a shielded cable having a shield SC and a core SE. However, the working means may be any electrical working means of uniform or non-uniform structure, having components electrically isolated from each other.

Сердечник SE и экран SC могут заменяться соответственно электрически изолированными друг от друга компонентами рабочего средства. В случае GIS или GIL это были бы, например, один из изолированных проводов и напорный резервуар указанной GIS/GIL. В случае трансформаторов это были бы, например, обмотка трансформатора и бак трансформатора. В принципе, вывод возможен всегда, если имеется соответствующая емкость, чтобы можно было дозаряжать и таким образом регистрировать по меньшей мере некоторую часть ЧР.The core SE and the shield SC can be replaced by respectively electrically isolated components of the operating means. In the case of a GIS or GIL, this would be, for example, one of the insulated wires and the pressure tank of the specified GIS/GIL. In the case of transformers, these would be, for example, the transformer winding and the transformer tank. In principle, withdrawal is always possible if there is an appropriate capacity so that at least some part of the PD can be recharged and thus recorded.

Испытательное устройство может иметь источник HV высокого напряжения, например, генератор высокого напряжения, который может подключаться к месту AS подключения рабочего средства, например, сердечнику SE. Испытательное устройство может, кроме того, иметь конденсатор KK связи и блок KE связи, которые включены последовательно друг другу. Конденсатор KK связи может подключаться, например, к месту AS подключения. Альтернативно источник HV высокого напряжения и конденсатор KK связи могут подключаться к различным местам рабочего средства, в частности источник HV высокого напряжения к месту ввода рабочего средства, в частности сердечнику SE, а конденсатор KK связи к месту AS подключения.The test apparatus may have a high voltage source HV, such as a high voltage generator, which may be connected to a working means connection point AS, such as core SE. The test apparatus may furthermore have a coupling capacitor KK and a coupling unit KE which are connected in series with each other. The coupling capacitor KK can be connected, for example, to the connection point AS. Alternatively, the high voltage source HV and the coupling capacitor KK can be connected to different places of the working means, in particular the high voltage source HV to the working means input point, in particular the core SE, and the coupling capacitor KK to the connection point AS.

Альтернативно источник высокого напряжения может представлять собой также компоненты, так или иначе необходимые для выработки или распределения энергии, такие как, например, генератор или сетевой трансформатор.Alternatively, the high voltage source can also be components that are somehow necessary for the generation or distribution of power, such as, for example, a generator or a mains transformer.

В соответствии с улучшенной концепцией испытательное устройство имеет анализирующий блок AE, который, например, электрически соединен с блоком KE связи.According to an improved concept, the test device has an evaluation unit AE, which is, for example, electrically connected to the communication unit KE.

При испытании предоставляемое источником HV высокого напряжения испытательное напряжение может вводиться в рабочее средство в месте AS подключения. После этого сигнал, который создается, например, частичным разрядом в изоляции рабочего средства, может регистрироваться посредством конденсатора KK связи и блока KE связи и выдаваться в виде измерительного сигнала в анализирующий блок AE.During the test, the test voltage provided by the high voltage source HV can be injected into the operating device at the connection point AS. Thereafter, a signal which is generated, for example, by a partial discharge in the insulation of the working means, can be detected by the coupling capacitor KK and the coupling unit KE and output as a measuring signal to the evaluation unit AE.

Анализирующий блок AE может, например, оцифровывать измерительный сигнал и таким образом создавать дискретный измерительный сигнал. Примерный дискретный измерительный сигнал показан на фиг.3a.The evaluation unit AE can, for example, digitize the measurement signal and thus generate a discrete measurement signal. An exemplary discrete measurement signal is shown in FIG. 3a.

Затем анализирующий блок AE по измерительному сигналу, в частности дискретному измерительному сигналу, может находить параметры передачи, которые характеризуют передачу сигнала от места частичного разряда в рабочем средстве к месту AE подключения, и определять один или несколько показателей частичного разряда в зависимости от параметров передачи.The analysis unit AE can then find transmission parameters from the measuring signal, in particular the discrete measuring signal, which characterize the transmission of the signal from the partial discharge point in the working means to the connection point AE, and determine one or more partial discharge indicators depending on the transmission parameters.

Параметры передачи могут при этом представлять собой предикторы ai виртуального фильтра, заданного рекурсивным уравнением (1). Поэтому анализирующий блок AE может определять параметры передачи при минимизации общей квадратной погрешности qE в соответствии с уравнением (2).The transmission parameters can then be the predictors a i of the virtual filter given by the recursive equation (1). Therefore, the analysis unit AE can determine the transmission parameters while minimizing the total square error qE according to equation (2).

Параметры передачи могут пониматься как параметры передаточной функции, которая связывает теоретический входной сигнал от частичного разряда с дискретным измерительным сигналом. В частности, параметры передачи могут соответствовать местам полюсов передаточной функции в комплексном z-пространстве.The transfer parameters can be understood as transfer function parameters that relate the theoretical PD input signal to a discrete measurement signal. In particular, the transfer parameters may correspond to the pole locations of the transfer function in complex z-space.

На фиг.2a показан результат примерного определения параметров передачи. При этом каждый крестик изображает место полюса функции передачи.2a shows the result of an exemplary transmission parameter determination. In this case, each cross depicts the place of the pole of the transfer function.

На фиг.2b показана амплитуда (сплошная линия) и фазовый угол (штриховая линия) передаточной функции с фиг.2a в частотном пространстве. Для этого передаточная функция может преобразовываться из z-пространства путем обратного z-преобразования и преобразования Фурье в частотное пространство.FIG. 2b shows the amplitude (solid line) and phase angle (dashed line) of the transfer function of FIG. 2a in frequency space. To do this, the transfer function can be transformed from z-space by inverse z-transform and Fourier transform into frequency space.

По параметрам передачи и их распределению, в частности по расстоянию до расположения мест полюсов передаточной функции, можно уже непосредственно делать характеристику источника погрешности или источников погрешности, которые явились причиной частичного разряда или нескольких частичных разрядов. Например, по параметрам передачи может создаваться своего рода отпечаток пальцев источников погрешности, и этот отпечаток пальцев сравниваться, например, с известными характеристическими картинами погрешностей. В частности, таким образом может определяться количество источников погрешностей и их относительный вклад в общий частичный разряд.From the transmission parameters and their distribution, in particular the distance to the location of the poles of the transfer function, it is already possible to directly characterize the source of the error or error sources that caused the partial discharge or several partial discharges. For example, a kind of fingerprint of error sources can be created from the transmission parameters, and this fingerprint can be compared, for example, with known characteristic error patterns. In particular, the number of error sources and their relative contribution to the total partial discharge can be determined in this way.

На фиг.3b показан теоретический, в частности сознанный цифровым способом входной сигнал (сплошная линия). Так как импульс частичного разряда имеет очень быстрое время возрастания, например, в пределах наносекунд или одной наносекунды, этот теоретический входной сигнал может соответствовать, например, цифровому импульсу минимальной ширины. Площадь теоретического входного сигнала, например, равна 1.3b shows a theoretical, in particular digitally conscious, input signal (solid line). Since the PD pulse has a very fast rise time, eg in the range of nanoseconds or one nanosecond, this theoretical input signal can correspond to, for example, a minimum width digital pulse. The area of the theoretical input signal, for example, is 1.

На фиг.3b показан, кроме того, ответный сигнал (штриховая линия), который соответствует отображению теоретического входного сигнала посредством передаточной функции. На фиг.3с показан уменьшенный фрагмент фиг.3b.3b also shows the response signal (dashed line), which corresponds to the representation of the theoretical input signal by means of a transfer function. Fig. 3c shows a reduced fragment of Fig. 3b.

Ответный сигнал подобен дискретному измерительному сигналу с фиг.3a, однако почти без шумов. Оценочный сигнал AE может фильтровать и интегрировать ответный сигнал, например, в определенных, например, в указанных в IEC 60270:2000 пределах, к примеру, в пределах 100-400 кГц. Результат этой интеграции является мерой кажущегося заряда частичного разряда в месте ЧР. В примере фиг.3b и 3c цифровой входной сигнал имеет площадь 1, а интеграция фильтрованного ответного сигнала дает, например, 0,55. При сравнении этого значения с эталонным значением, которое может определяться, например, при запитывании заданного заряда калибратором ЧР, может определяться значение кажущегося заряда.The response signal is similar to the discrete measurement signal of Fig. 3a, but almost without noise. The evaluation signal AE can filter and integrate the response signal, for example within certain limits, such as those specified in IEC 60270:2000, for example within 100-400 kHz. The result of this integration is a measure of the apparent PD charge at the PD site. In the example of FIGS. 3b and 3c, the digital input signal has an area of 1, and integrating the filtered response gives, for example, 0.55. By comparing this value with a reference value, which may be determined, for example, by supplying a given charge to a PD calibrator, the apparent charge value may be determined.

Этим частичным разрядом может возбуждаться колебательный контур от места погрешности к месту AS подключения. Это колебание может описываться в общем, например, дифференциальным уравнениемWith this partial discharge, an oscillating circuit can be excited from the error point to the connection point AS. This oscillation can be described in general, for example, by the differential equation

Figure 00000003
(3)
Figure 00000003
(3)

При этом U представляет собой электрическое напряжение, R сопротивление, L индуктивность, а C емкость в колебательном контуре. Дифференциальное уравнение для соответствующего электрического тока имеет такой же вид и может применяться аналогично.In this case, U is the electrical voltage, R is the resistance, L is the inductance, and C is the capacitance in the oscillatory circuit. The differential equation for the corresponding electric current has the same form and can be applied in a similar way.

Тогда решения уравнения (3) могут служить эталонной функцией и имеют в случае колебаний известный видThen the solutions of Eq. (3) can serve as a reference function and, in the case of oscillations, have the well-known form

Figure 00000004
в случае если
Figure 00000005
(4)
Figure 00000004
if
Figure 00000005
(4)

При этом U0 и φ представляют собой параметры, зависящие от начальных условий колебания. Для случая скользящего разряда и непериодического пограничного случая известны соответствующие решения уравнения (3). При согласовании или, соответственно, приведении в соответствие эталонной функции с ответным сигналом может, в частности, определяться емкость C или индуктивность L. На фиг.4 в качестве примера показан ответный сигнал (штриховая линия) и эталонная функция (сплошная линия). Для ясности изображения эти две кривые изображены со сдвигом во времени друг относительно друга.In this case, U 0 and φ are parameters that depend on the initial conditions of the oscillation. For the case of a sliding discharge and a non-periodic boundary case, the corresponding solutions of Eq. (3) are known. The capacitance C or the inductance L can in particular be determined by matching or matching the reference function with the response signal. FIG. 4 shows the response signal (dashed line) and the reference function (solid line) as an example. For clarity, these two curves are shown time-shifted from each other.

В случае рабочего средства равномерной структуры, например, кабеля, GIS или GIL, по геометрии рабочего средства, например, длине, поперечному сечению кабеля, поперечному сечению сердечника и при необходимости по применяемому изолирующему материалу может определяться расстояние от места погрешности до места AS подключения. То есть таким образом может определяться место погрешности.In the case of an operating medium with a uniform structure, such as a cable, GIS or GIL, the distance from the error point to the AS connection can be determined from the geometry of the operating medium, for example, length, cable cross-section, core cross-section and, if necessary, the insulating material used. That is, the place of error can be determined in this way.

У рабочего средства неравномерной структуры на основе индуктивности L и/или емкости C может осуществляться качественная характеристика источника погрешности или нескольких источников погрешности. Например, могут определяться или локализироваться относительные расстояния между местами погрешностей разных источников погрешности и местом AS подключения.The working means of uneven structure on the basis of the inductance L and/or capacitance C can be qualitatively characterized by the error source or several sources of error. For example, the relative distances between the error locations of the various error sources and the connection location AS can be determined or localized.

С помощью способа или испытательного устройства в соответствии с улучшенной концепцией становится возможен более точный анализ ЧР электрических рабочих средств. Преобразованный заряд в месте погрешности может находиться у всех видов электрических рабочих средств, в частности у кабелей, что позволяет значительно улучшить оценку состояния. При способе по улучшенной концепции становится нужным только одно единственное возбуждение, например, импульс ЧР в месте погрешности. Тем самым создается колебательный контур из индуктивных, емкостных и резистивных элементов рабочего средства и измерительного контура. Ток или, соответственно, напряжение в этом контура полностью описано. Поэтому место погрешности, в частности у кабелей, может также определяться без осуществления отражения сигнала от места погрешности. Поэтому погрешности могут распознаваться даже при низких уровнях частичного разряда, то есть низких преобразованных зарядах, и поэтому особенно заблаговременно. Кроме того, улучшенная концепция позволяет разделять разные источники частичного разряда на основе найденных параметров передачи («отпечатка пальцев»).With the method or test device according to the improved concept, a more accurate analysis of the PD of electrical working means becomes possible. The converted charge at the place of error can be found in all types of electrical working means, in particular in cables, which can significantly improve the assessment of the state. With the method according to the improved concept, only one single excitation becomes necessary, for example a PD pulse at the place of the error. Thus, an oscillatory circuit is created from inductive, capacitive and resistive elements of the working tool and the measuring circuit. The current or, respectively, the voltage in this circuit is fully described. Therefore, the location of the error, in particular with cables, can also be determined without performing a signal reflection from the location of the error. Errors can therefore be recognized even at low partial discharge levels, ie low converted charges, and therefore particularly well in advance. In addition, the improved concept makes it possible to separate different PD sources based on the found transmission parameters ("fingerprint").

Улучшенная концепция использует тот обнаруженный факт, что рабочее средство может рассматриваться как фильтр, например, как фильтр низких частот. Поэтому для нахождения параметров передачи может применяться способ LPC. При этом точность параметров передачи зависит, в частности, от порядка инвольвированного приближения, а также от имеющихся в распоряжении данных, например, от скорости считывания или отношения сигнал-шум дискретного измерительного сигнала.The improved concept makes use of the discovered fact that the working means can be considered as a filter, for example as a low pass filter. Therefore, the LPC method can be used to find the transmission parameters. In this case, the accuracy of the transmission parameters depends, in particular, on the order of the involved approximation, as well as on the data available, for example, on the reading speed or the signal-to-noise ratio of a discrete measuring signal.

Способ по улучшенной концепции может также применяться для оценки состояния компонентов передачи электрической энергии, например, в рамках длительного или непрерывного контроля во время нормальной работы компонентов (мониторинг).The method according to the improved concept can also be used to assess the state of electrical power transmission components, for example, as part of long-term or continuous monitoring during normal operation of the components (monitoring).

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙLIST OF REFERENCES

HV Источник высокого напряженияHV High voltage source

AE Анализирующий блокAE Analyzing unit

KK Конденсатор связиKK coupling capacitor

KE Блок связиKE Communication unit

AS Место подключенияAS Connection point

SC ЭкранSC Screen

SE СердечникSE Core

Claims (27)

1. Способ анализа состояния электрического рабочего средства, причем способ содержит:1. A method for analyzing the state of an electrical working tool, the method comprising: - подачу на рабочее средство испытательного напряжения;- supply of test voltage to the working means; - регистрацию измерительного сигнала в месте (AS) подключения рабочего средства;- registration of a measuring signal in the place (AS) of connection of a working means; - нахождение параметров передачи, которые представляют собой параметры передаточной функции и характеризуют передачу сигнала от места частичного разряда в рабочем средстве к месту (AS) подключения, в зависимости от измерительного сигнала;- finding the transmission parameters, which are transfer function parameters and characterize the signal transmission from the partial discharge point in the working medium to the connection point (AS), depending on the measuring signal; - определение по меньшей мере одного показателя частичного разряда в зависимости от параметров передачи.- determining at least one indicator of partial discharge depending on the transmission parameters. 2. Способ по п. 1, при этом нахождение параметров передачи содержит обработку измерительного сигнала в соответствии со способом линейного предиктивного кодирования.2. The method according to claim 1, wherein finding the transmission parameters comprises processing the measurement signal in accordance with the linear predictive coding method. 3. Способ по любому из пп. 1 или 2, при этом нахождение параметров передачи содержит нахождение коэффициентов фильтрации виртуального фильтра, причем фильтр приближенно воспроизводит передачу сигнала.3. The method according to any one of paragraphs. 1 or 2, wherein finding the transmission parameters comprises finding the filter coefficients of the virtual filter, the filter approximately reproducing the signal transmission. 4. Способ по любому из пп. 1-3, при этом нахождение параметров передачи содержит дискретизацию и/или оцифровывание измерительного сигнала.4. The method according to any one of paragraphs. 1-3, wherein finding the transmission parameters comprises sampling and/or digitizing the measurement signal. 5. Способ по любому из пп. 1-4, при этом упомянутый по меньшей мере один показатель частичного разряда содержит один или несколько источников погрешности, результатом которых является частичный разряд.5. The method according to any one of paragraphs. 1-4, wherein said at least one PD indicator contains one or more error sources that result in PD. 6. Способ по п. 5, при этом упомянутый по меньшей мере один показатель одного или нескольких источников погрешности содержит некоторое количество источников погрешности или относительный вклад одного из источников погрешности в частичный разряд.6. The method according to claim 5, wherein said at least one indicator of one or more error sources contains a number of error sources or the relative contribution of one of the error sources to partial discharge. 7. Способ по любому из пп. 1-6, при этом способ содержит, кроме того, генерирование ответного сигнала в зависимости от теоретического входного сигнала и параметров передачи.7. The method according to any one of paragraphs. 1-6, the method further comprising generating a response signal depending on the theoretical input signal and transmission parameters. 8. Способ по п. 7, при этом упомянутый по меньшей мере один показатель частичного разряда содержит значение для кажущегося заряда частичного разряда.8. The method of claim 7, wherein said at least one PD index comprises a value for the apparent charge of the PD. 9. Способ по любому из пп. 7 или 8, при этом упомянутый по меньшей мере один показатель частичного разряда содержит место погрешности частичного разряда.9. The method according to any one of paragraphs. 7 or 8, wherein said at least one PD indicator contains the location of the PD error. 10. Способ по п. 9, при этом определение места погрешности осуществляют в зависимости от емкости и/или индуктивности рабочего средства.10. The method according to claim 9, wherein the location of the error is determined depending on the capacitance and / or inductance of the working medium. 11. Способ по любому из пп. 1-10, при этом рабочее средство является11. The method according to any one of paragraphs. 1-10, while the working tool is - кабелем, в частности экранированным кабелем, например кабелем высокого напряжения;– a cable, in particular a shielded cable, such as a high voltage cable; - газоизолированной распределительной установкой, GIS;- gas-insulated distribution plant, GIS; - газоизолированной линией, GIL;- gas insulated line, GIL; - силовым трансформатором или- power transformer or - переключателем ступеней или другим компонентом силового трансформатора.- step switch or other component of the power transformer. 12. Испытательное устройство для анализа состояния электрического рабочего средства; испытательное устройство, содержащее анализирующее устройство (AE), которое выполнено для того, чтобы12. Test device for analyzing the state of the electrical working tool; test device containing an evaluating device (AE) which is designed to - регистрировать измерительный сигнал в месте (AS) подключения рабочего средства;- register the measuring signal at the place (AS) of connection of the working tool; - в зависимости от измерительного сигнала находить параметры передачи, которые представляют собой параметры передаточной функции и характеризуют передачу сигнала от места частичного разряда в рабочем средстве к месту (AS) подключения; и- depending on the measuring signal, find the transmission parameters, which are the parameters of the transfer function and characterize the signal transmission from the place of partial discharge in the working tool to the place (AS) of connection; And - определять по меньшей мере один показатель частичного разряда в зависимости от параметров передачи.- to determine at least one indicator of partial discharge depending on the transmission parameters. 13. Испытательное устройство по п. 12, содержащее, кроме того, источник (HV) высокого напряжения для подачи испытательного напряжения на рабочее средство.13. Test apparatus according to claim 12, further comprising a high voltage source (HV) for applying a test voltage to the working means. 14. Испытательное устройство по любому из пп. 12 или 13, содержащее, кроме того, блок (KE) связи, который выполнен с возможностью связываться с местом (AS) подключения и с анализирующим блоком (AE) и выполнен для того, чтобы предоставлять анализирующему блоку (AE) измерительный сигнал.14. Test device according to any one of paragraphs. 12 or 13, further comprising a communication unit (KE) which is configured to communicate with the connection point (AS) and with the evaluation unit (AE) and is configured to provide the evaluation unit (AE) with a measuring signal. 15. Испытательное устройство по любому из пп. 12-14, включающее в себя, кроме того, конденсатор (KK) связи, который выполнен с возможностью включаться между блоком (KE) связи и местом (AS) подключения.15. Test device according to any one of paragraphs. 12-14, further including a coupling capacitor (KK) which is configured to be connected between the coupling unit (KE) and the connection point (AS).
RU2021112581A 2018-10-26 2019-10-24 Analysis of the state of the electric measuring instrument RU2791982C2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018126743.6 2018-10-26

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2021112581A RU2021112581A (en) 2022-11-28
RU2791982C2 true RU2791982C2 (en) 2023-03-15

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1758601A1 (en) * 1990-03-26 1992-08-30 Производственное Объединение По Наладке, Совершенствованию Технологии И Эксплуатации Электростанций И Сетей "Союзтехэнерго" Device for measuring partial discharges in high-voltage electric equipment insulation
RU2365928C1 (en) * 2007-12-03 2009-08-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС(ИрИИТ)) Method of remote acoustoelectromagnetic diagnosis of state of line insulation of alternating current overhead system for railway transport
RU2536795C1 (en) * 2013-08-06 2014-12-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) High-voltage diagnostic method against partial discharge parameters
KR101574615B1 (en) * 2015-06-18 2015-12-11 지투파워(주) A partial discharge monitoring and diagnosis system for power devices by using signal detection based on statistical phase-angle patterns
DE102017116613B3 (en) * 2017-07-24 2018-08-09 Maschinenfabrik Reinhausen Gmbh Method and test device for measuring partial discharge pulses of a shielded cable
US10197615B2 (en) * 2012-10-05 2019-02-05 Prysmian S.P.A. Partial discharge detection system and method with synchronization

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1758601A1 (en) * 1990-03-26 1992-08-30 Производственное Объединение По Наладке, Совершенствованию Технологии И Эксплуатации Электростанций И Сетей "Союзтехэнерго" Device for measuring partial discharges in high-voltage electric equipment insulation
RU2365928C1 (en) * 2007-12-03 2009-08-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС(ИрИИТ)) Method of remote acoustoelectromagnetic diagnosis of state of line insulation of alternating current overhead system for railway transport
US10197615B2 (en) * 2012-10-05 2019-02-05 Prysmian S.P.A. Partial discharge detection system and method with synchronization
RU2536795C1 (en) * 2013-08-06 2014-12-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) High-voltage diagnostic method against partial discharge parameters
KR101574615B1 (en) * 2015-06-18 2015-12-11 지투파워(주) A partial discharge monitoring and diagnosis system for power devices by using signal detection based on statistical phase-angle patterns
DE102017116613B3 (en) * 2017-07-24 2018-08-09 Maschinenfabrik Reinhausen Gmbh Method and test device for measuring partial discharge pulses of a shielded cable

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2656025C (en) Detection and monitoring of partial discharge of a power line
Nattrass Partial discharge measurement and interpretation
Fuhr Procedure for identification and localization of dangerous PD sources in power transformers
US9110117B2 (en) System and method for detecting voltage dependence in insulation systems based on harmonic analysis
US20210356507A1 (en) State analysis of an electrical operating resource
Zhao et al. Performance evaluation of online transformer internal fault detection based on transient overvoltage signals
Mashikian et al. Location of partial discharges in shielded cables in the presence of high noise
Abadie et al. Influence of pressure on partial discharge spectra
Sweetser et al. Sweep frequency response analysis transformer applications
Dolce et al. Test instrument for the automatic compliance check of cast resin insulated windings for power transformers
Xu et al. Loss current studies of partial discharge activity
RU2791982C2 (en) Analysis of the state of the electric measuring instrument
Lewin et al. Locating partial discharge sources in high voltage transformer windings
Arumugam et al. Understanding partial discharges in low‐power relay and silicone cable modified to suit high‐voltage requirement of deep sea electrical system
CN110531227A (en) A kind of device and method of the quality of insulation of detection high pressure extrusion cable
SEITZ et al. Long lengths transmission power cables on-site testing up to 500 kV by damped AC voltages
RU2495445C2 (en) Determination of deteriorated insulating property in insulation between two members of inductive operating component
Bagheri et al. Transformer frequency response analysis: A mathematical approach to interpret mid-frequency oscillations
Raedler et al. Electrical interferences in SFRA measurements
Kanegami et al. Partial Discharge Detection with High‐Frequency Band through Resistance–Temperature Sensor of Hydropower Generator Stator Windings
Lee et al. A Comprehensive Review of Partial Discharge Modeling and Measurement in WBG-based AC Machine Drives
James et al. Interpretation of partial discharge quantities as measured at the terminals of HV power transformers
Mraz et al. Guidelines for PD measurement according to IEC 60270
Aslam et al. Prognostication of Failures Using Signal-to-Noise Ratio to Determine Partial Discharges Activities in Power Transformers
Hauschild et al. Partial discharge measurement