GIS局放在线监测测试系统、模式识别、定位与数据分析要点
及时、准确发现局部放电并消除局部放电是一切工作的根本目的。
一、GIS局部放电在线监测方法概述
1、局放产生的原因
（1）绝缘体内部存在自由移动的金属微粒；
（2）绝缘体内或高压导体表面上存在针尖状或其他形状突出物；
（3）附近存在悬浮电位体或导体间连接点接触不好；
（4）轻微局放或制造时造成绝缘体内部或表面存在气隙、裂纹等。
2、监测方法
当介质中发生局部放电时，会产生电脉冲、电磁波、超声波、局部过热、一些新的化学产物、光等特征，与此相应的出现了下面五种监测方法。
2.1电测法
（1）耦合电容法，又称脉冲电流法。
利用贴在GIS外壳上的电容电极耦合探测局放在导体芯上引起的电压变化。该法结构简单，便于实现。在现场测试时，无法识别与多种噪声混杂在一起的局放信号，因此此方法的使用推广受到限制。
（2）超高频法。
其主要优点是灵敏度高，并通过放电源到不同传感器的时间差对放电源精确定位。但对传感器的要求很高，此法成本昂贵。
2.2非电测法
（1）超声波监测法。
由于GIS内部产生局放时会产生冲击振动及声音，因此可用腔体外壁上安装的超声波传感器测量局放量Q。它是目前除UHF法外最成熟的PD监测方法，抗电磁干扰性能好，但由于声音信号在SF6气体中的传输速率很低(约140 m/s)，信号通过不同物质时传播速率不同，不同材料的边界处还会产生反射，因此信号模式很复杂，且其高频部分衰减很快。它要求操作人员须有丰富经验或受过良好的培训，另外，长期监测时需要的传感器较多，现场使用很不方便。
（2）化学监测法。通过分析GIS中局放所引起的气体生成物的含量来确定局放的程度，但GIS中的吸附剂和干燥剂会影响化学方法的测量；断路器正常开断时产生的电弧的气体生成物也会产生影响；脉冲放电产生的分解物被大量的SF6气体稀释，因此用化学方法监测PD的灵敏度很差。另外，该方法不能作为长期监测的方法来使用。
（3）光学监测法。光电倍增器可监测到甚至一个光子的发射，但由于射线被SF6气体和玻璃强烈地吸收，因此有“死角”出现。该法监测已知位置的放电源较有效，不具备定位故障能力，且由于GIS内壁光滑而引起反射带来的影响使灵敏度不高。
2.3上述五种监测方法对比
对于某种监测技术的性能评估，首先要考虑的要素是模式识别、定位、放电强度三个方面的信息的准确性。监测技术是局部放电分析的基础，模式识别给出了导致发生局放的原因及类型，定位则给出了局放源的准确位置，放电强度给出了当前局放活动的剧烈程度，这三个方面信息的结合才能进行介质绝缘状态的合理准确评估。
二、超高频法的测试系统
1、局部放电辐射特高频电磁波的产生机理
推荐文献：
Judd M D, Farish O, Hampton B F. The excitation of UHF signals by partial discharges in GIS[J]. IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, 1996, 3 (2): 213-228.
Judd M D, Farish O, Hampton B F. Broadband couplers for UHF detection of partial discharge in gas-insulated substations[J]. IEE pro-ceedings-Science, Measurement and Technology, 1995, 142 (3): 237-243
2、监测频带
300MHz - 约3GHz以内。
局部放电所辐射的电磁波的频谱特性与局部放电源的几何形状以及放电间隙的绝缘强度有关。当放电间隙比较小时，放电过程的时间比较短，电流脉冲的陡度比较大，辐射高频电磁波的能力比较强；而放电间隙的绝缘强度比较高时，击穿过程比较快，此时电流脉冲的陡度比较大，辐射高频电磁波的能力比较强。研究表明在SF6气体及变压器油纸绝缘中局部放电所辐射出的电磁波范围可达数GHz的特高频范围。但频率越高，衰减越快，这是监测频带上限的原因。
3、GIS中特高频电磁波的传播特性
研究结果表明局部放电信号在GIS中是以横电磁波(TEM)和横电波(TE)、横磁波(TM)的形式传播，GIS的同轴结构相当于导引电磁波的波导管，TE波与TM波在其中传播的截止频率取决于GIS的结构尺寸，同时由于间隔的作用，1个GIS系统如同一系列的谐振腔，谐振腔中信号传播损耗小，信号传播时间长，通常1个ns
级的局部放电信号可以持续10 ms以上，有利于信号的检测。
4、特高频法局部放电检测方法
有特高频宽带检测法和特高频窄带检测法2种。
特高频窄带测量的中心频率通常为几百MHz，带宽为几十MHz，窄带检测方法可以任意选择频带，因而可避开现场的许多干扰，能较有效地抑制外部干扰和提高信噪比，但其检测的是一个较窄频带内的信号，检测信号的能量会受到限制。西安交通大学的特高频局放检测是典型的窄带检测设备，采用混频的方法实现特高频信号的窄带检测。
宽带检测法则将检测频带内的所有信号都送入检测系统，这种情况下信息量大，可以在足够宽的频率范围内对局部放电进行检测，避免遗漏放电特征峰。但如果有检测频带之内的干扰信号，会造成信噪比低，影响后续的分析。
5、天线和放大器
对GIS进行特高频局部放电检测的传感器包括天线、放大器和检波器。特高频天线根据安装方式可分为内置式和外置式两种。本身天线接收的UHF信号很微弱，为了减小信号衰减，提高灵敏度，放大器采用低噪音高增益UHF放大器，并在空间上紧密靠近天线。
推荐文献：
汲胜昌，土园园，李军浩，等.GIS局部放电检测用特高频天线研究现状及发展[J].高压电器，2015, 51(4): 163-172.
6、检波器
有文献在对传感器的介绍过程中对检波器进行了介绍。
检波是指将UHF信号的高频成分滤除，仅保留信号的幅值和相位信息。UHF脉冲信号包含了丰富的表征放电类型、强度、局放源及传播途径等信息，检波会损失UHF信号中的部分信息，但依然保留了大量重要的PD信息，如PD脉冲峰值、相位、脉冲重复率等。UHF信号经检波输出后得到一个缓慢变化的包络信号，其幅值与UHF信号的峰值相对应。反映了局放UHF信号的大小和形状，并结合了工频相位信号，得到放电脉冲的相位分布。根据检波信号在工频信号上的相位分布及检波信号的波形特征，进行绝缘缺陷局放类型的识别。
因此检波器是检波波形识别的关键器性。
7、特高频法测试系统近年发展的评价
局部放电的在线监测方面的应用越来越广泛。就特高频法本身而言，近十几年来并未有大的改变，但特高频信号的检测技术，特别是特高频传感器技术近年来的发展较快，涌现出了一系列不同结构、不同形式及适用于不同场合的特高频传感器。
三、超声波监测法的测试系统
1、局部放电激发超声波的产生机理
在GIS等电气设备内部发生局部放电时会产生电荷中和的过程，相应的会产生较陡的电流脉冲，电流脉冲的作用将使得局部放电发生的局部区域瞬间受热而膨胀，形成1个类似爆炸的效果，放电结束后原来受热而膨胀的区域恢复到原来的体积，这种由于局部放电产生的一涨一缩的体积变化引起了介质的疏密瞬间变化，形成超声波，从局部放电点以球面波的方式向四周传播，因此当发生局部放电时也伴随着超声波的产生。
2、声波频谱与监测频带
局部放电产生的声波频谱分布很宽，约为10Hz到10MHz。
监测到的声波频率随着不同的电气设备、放电状态、传播媒质以及环境条件的不同而改变。由于在SF6气体中声波的衰减很大，约为空气中的20倍，并且高频分量的衰减要比低频分量大得多，因此能检测到的声波低频分量比较丰富。在GIS 中，除了局部放电产生的声波外，还有导电微粒碰撞金属外壳、电磁振动以及操作引起的机械波振动等发出的声波，但是这些声波的频率都比较低。在GIS的局部放电超声波检测中，超声波传感器的谐振频率一般在25 kHz左右。
3、超声波在GIS腔体内的传播规律
GIS内局部放电的超声波信号可通过两条路径传播到超声传感器，一条是由局部放电源直接传播到GIS外壳内壁并透过金属壁到达传感器，即直达波，此部分超
声波为纵向波。另一条是先以纵向波传播到GIS外壳内壁，再沿金属壁以横向波传播到传感器，此部分波为复合波。
4、传感器
常规的局部放电超声波检测采用压电超声波传感器，将超声波信号转化为电信号进行检测并传输。传统的压电式传感器检测技术已经发展的较为成熟。
5、光纤技术在信号传输中的应用
随着光纤技术的发展，近年来有学者开始研究利用光纤本身或者外部敏感元件将超声波信号转化为光强信号的变化，进而通过光敏元件转化为电信号进行局部放电的超声一光检测。较为常用的超声一光检测采用Fabry-perot, Mach-zehnder和Michelson3种干涉原理。
由于光纤传感器本质为介电材料，其传输的是光信号，使用上安全性高；另外加上其良好的温度稳定性，因此可应用于高电压、强电磁干扰的恶劣环境；同时光信号衰减小，便于长距离传输，甚至可以将光纤传感器直接置于材料内部，和材料融为一体形成智能材料和结构。
推荐文献有：
王伟，土赞，吴延坤，等.用于油中局部放电检测的Fabry-Perot光纤超声传感技术[J].高电压技术，2014, 40(3): 814-821.
司文荣，李军浩，袁鹏，等.超声一光法在高压电器设备局部放电检测中的应用[J].高压电器，2008, 44(1): 59-63.
祁海峰，马良柱，常军，等.熔锥招合型光纤声发射传感器系统及其应用[J].无损检测，2008, 30(6): 66-69.
6、超声波检测法的评价
局部放电的超声波检测具有现场操作简单、应用便捷的特点，一直是现场运行人员局部放电检测的重要手段。在检测方法方面，传统的压电式传感器检测技术已经发展的较为成熟，目前利用光纤进行超声信号的检测是一个具有较大空间的发展方向。此外利用超声波信号进行局放源定位近年来也得到了快速的发展。
四、故障诊断
故障诊断是指对能够表征设备故障的信息进行有效检测和采集之后，进行如下三个主要步骤：
（1）局部放电类型的模式识别：从该信息中获取能反映其最显著特征的参量，再通过构造恰当的分类器判断故障类型，判断故障的放电强度；
（2）局部放电源定位：通过数学或者物理方法对故障源进行定位；
（3）在确定故障类型与位置后对设备进行故障修复。
其中，上述（1）和（2）两个步骤涉及大量算法，在算法的精确性及适用性上进行的研究，需要较为深厚的数学知识，也正是因为目前还没有哪一种算法做到完美，能够真正在现场检测中做到不需人工介入进行放电类型的准确识别，使算法研究成为局部放电领域最具有活力的研究方向，当然，这也与局部放电本身的复杂性及缺陷分类的不确定性以及实际有效样本的不足息息相关。
五、局部放电类型的模式识别技术
1、局部放电缺陷类型
见“局放产生的原因”。
2、特征提取方法
对于绝缘缺陷局部放电类型的识别，首先要有能够准确描述放电类型的特征量，通常特征提取主要分为时域分析法和统计分析法。
2.1时域分析法
时域分析法对一次放电所产生的时域波形特征或其变换结果进行特征提取，但由于局放信号在传输过程中衰减畸变严重，难以准确提取特征量，这种方法现场应用效果欠佳。
2.2统计分析法
统计分析法采用统计参数来描绘局放特征，在局部放电模式识别领域是主要的特征提取方法。
2.2.1 PRPD谱图
局部放电的局部放电相位分布(phase resolved partial discharge, PRPD)谱图是最为广泛采用的局部放电统计分析模式。基于局部放电PRPD谱图，又衍生出很多使用不同统计算子进行统计分析的方法。其基本出发点是提取局部放电相位谱图的形状特征，利用不同放电类型具有不同的谱图形状特征进行模式识别。
2.2.2混沌特征吸引子
从时间序列上而言，局部放电具有混沌特性，因此可将局部放电时间序列在高纬相空间重构并获得各种混沌吸引子，从混沌吸引子谱图可提取特征算子进行模式识别。
3、模式分类算法
局部放电的模式识别算法也称为模式识别分类器。在局部放电模式识别研究领域，模式识别算法的研究是其中的一个热点。
3.1神经网络算法
目前应用最为广泛的模式识别算法是神经网络算法。神经网络是一种模拟人脑进行识别的数学算法，它由多个具备线性或非线性映射能力的神经元组成，神经元之间通过权系数相连。神经元是具有非线性映射能力的的函数，其信息分布存储于连接权系数中。人工神经网络具有较高的容错性和鲁棒性，其知识获取能力极强，能够有效处理含噪声的数据，这在局部放电的模式识别中极具优势。
最为广泛应用的神经网络是反向传播神经网络(back-propagation, BP)，该神经网络采用反向传播算法进行训练，是一种有导师学习网络，目前2层BP神经网络是最为常用的模式识别算法。此外径向基神经网络(radial basis function, RBF)、自组织特征映射神经网络(self-organizing map, SOM)、自适应共振神经网络(adaptive resonance theory, ART)、遗传算法神经网络(genetic algorithm, GA)等不同类型的神经网络算法均被应用于局部放电的模式识别中。
神经网络算法应用于局部放电模式识别有较长的历史，效果也较为明显，神经网络在局部寻优时比较成功，但也存在对初始权值和阈值的选取敏感；容易陷入局部极小点，致使学习过程失效；算法收敛速度慢，效率低；网络结构设置依赖于使用者的经验等缺点。
3.2 支持向量机(support vector machines SVM)
SVM是建立在统计理论和结构风险最小化原则上的一种机器学习算法，它采用核函数代替原模式空间的矢量运算来实现非线性变换。SVM能够克服小样本、多维数、局部极小点等问题，是一种极具优势的模式识别算法，近年来得到了诸多研究。
六、局部放电源定位技术
1、 UHF定位法
UHF法实现GIS局部放电定位的基本方法是时差法。时差法基本原理是由局部放电源辐射的电磁波以一定的速度(光速)在GIS中传播，到达不同位置传感器的时间不同。采用2个或多个UHF传感器检测局部放电电磁波信号，可根据电磁波传播速度和传感器接收到同一放电源的信号时间差计算局部放电源的位置，实现绝缘缺陷定位。
UHF时差定位法的优点是原理简单、运用方便、定位较为准确。不过该方法测量的信号的时差在ns量级，因此不仅需要测量设备具有很高的采样频率和频宽，还要求被测信号的起始脉冲清晰，以读取信号的起始时间。这里，时延算法、定位算法也有很多学者在做研究。
由于GIS盆式绝缘子通常是环氧树脂材料，对电磁波信号衰减较小，电磁波能够从盆式绝缘子辐射出去，UHF定位法可通过采用外置传感器检测从绝缘子辐射出来的电磁波信号实现局部放电信号检测与定位。因此UHF定位法在GIS维护现场得到广泛应用，但其由于受信号传播路径与传感器位置等因素的影响，信号起始时间往往不能准确辨识，难以实现设备缺陷的准确定位。
2、超声波定位法
超声波定位法的基本方法是通过测量局部放电产生的超声信号传播到多个不同位置的超声传感器的时延或时间差，根据时延和超声波传播速度(多传感器时可作为变量)，利用空间解析几何的方法计算局部放电源的位置，实现绝缘缺陷定位。由于超声波在电力设备常用材料介质中衰减较大，其测量有效范围较小，却能实现绝缘缺陷的准确定位。
根据超声波在GIS腔体内的传播规律，超声信号的时延读取相应地也有两种取法。由于超声波在GIS金属外壳(通常为铝材料)中传播速度快且衰减大，复合波往
往先到达传感器但其幅值却比直达波小的多。由于直达波易于分辨，因此超声定位法中常常取直达波为准读取时延时间。
超声波定位法虽然具有抗电气干扰能力强，定位准确度高的优点。但在现场使用时易受周围环境噪声的影响，特别是设备本身如果产生一定的机械振动，会使超声检测产生较大的误差。而且由于超声传感器监测有效范围较小，在局部放电定位时，需对GIS进行逐点检测，工作量非常大，现场应用较为不便。
3、采用声电联合的定位法
声电联合定位法的基本思想是先采用UHF传感器对GIS进行一次定位分析，确定绝缘缺陷的大致范围，然后同时采用UHF传感器和超声传感器进行二次定位分析，实现绝缘缺陷的准确定位。声电联合定位法由于同时检测局部放电的电磁波信号和超声波信号，因此通过对两种传感器检测到的信号进行分析能更加有效地排除现场干扰，提高局部放电定位精度和缺陷类型识别的准确性，有利于发现并确定绝缘缺陷，实现GIS的安全维护。
4、相控阵列
采用N×N个阵列传感器组成的平面相控阵作为相控阵列传感器。当采用相控阵进行局部放电源的检测时，局部放电源会辐射出特高频信号和超声波信号，以特高频信号作为基准信号，计算同一方向的超声波信号传播时延，然后结合波速首先计算出局部放电源与传感器之间的距离，再根据相控阵扫描的方位角和仰角计算出局部放电源的空间几何位置。
七、存在的问题和未来的发展
在线监测目前争议较大的关键原因在于在线监测装置本身的不可靠性。由于乏严格的准入机制和测试标准，导致目前局部放电在线监测装置质量参差不齐，甚至出现了由于在线监测装置本身出现故障进而导致被监测设备被迫停运的事故。实际上这些问题在带电检测装置上也都存在。
不论在线监测还是带电检测，我们的观点是一方面要保证装置本身的可靠性、准确性和灵敏性，这要求对传感器技术、数据采集技术及信号分析技术等进行持续深入的研究，特别是研究更为灵敏的、抗干扰能力更强的传感器是其中的重点。这样才能保证局部放电检测装置不误判、不错判、不漏判。另一方面要加强装置的入网检测，建立标准的局部放电检测装置准入检测环节，加强对其的质量控制，两方面结合才能从根本上解决目前局部放电检测装置存在的问题，保证局部放电检测的有效性。
（1）检测技术的盲点。现场检测过程中发现超高频法和超声波法这两种方法并不能发现所有设备的内部缺陷。更为精确的检测技术的持续研究是局部放电研究领域的重要研究内容。
（2）更为准确和深入的结果分析方法。在准确检测的基础上对检测结果进行准确的分析，并合理评价局部放电对设备的影响。需要深入基础的机理研究和放电特性研究，建立更为详细和全面的局部放电源危险程度的评估等。
（3）不同种类电压作用下局部放电的检测和分析。交流电压、直流电压、交直流复合电压、冲击电压作用下设备的局部放电检测与分析，一方面从局部放电的角度分析在这些电压作用下介质的击穿过程，另一方面则希望在耐压试验的同时进行局部放电的检测，从而提高绝缘诊断的准确程度。
（4）非常规检测方法标准体系的建立。原因在于对超高频法和超声波法这两种非常规局部放电检测方法，其检测设备的参数界定、局放源定位的方法、传感器灵敏度检验的流程等重要内容均没有定论，所以迟迟没有形成正式的标准。
八、感想
（1）这份总结大概是一篇科普性的总结，太多太多的点对应太多太多的文献。尤其是英文文献和各种算法介绍，望而生畏，也没有深入学习。
（2）基础理论的研究国外的学者做的比较多，国内学者做的更多是应用方法的研究。
（3）各类传感器那么多，各类算法也是那么多，但是却没有一种在性能上远超其他方法的、接近完美的方案。
（4）实验室的较新的研究成果应用到工程应用上还有一定的距离。
电缆接头局放在线监测系统
系统功能 ●能检测放电量、放电相位、放电次数等基本局部放电参数， 并可按照客户要求，提供有关参数的统计量。 ●最小测量放电量：5mV；表贴电极传感器的频率范围： 800kHz～500MHz；电感传感器的频率范围为500kHz～20MHz；放电脉冲分辨率：10μs。 ●能显示工频周期放电图、二维（Q-φ,N-φ,N-Q)及三维 （N-Q-φ)放电谱图。 ●可记录测量相序、放电量、放电相位、测量时间等相关参 数，可提供放电趋势图并具有预警和报警功能，可对数据库进行查询、删除、备份及打印报表等。 ●系统能够识别常见现场放电信号类型：如电晕放电、被测 电缆外部的放电、内部的放电。 ●系统应有录波功能，保存原始测试数据，及回放测试状态 时原始数据，三相电缆交叉互联下可进行放电源判相，以便离线后能清楚分析原始数据。 系统特点 ●抗干扰能力强，系统采用宽频带检测技术，应用双传感器 定向耦合脉冲信号并利用宽频差动电流脉冲时延鉴别法进行在线的干扰抑制，以剔除最难消除的随机脉冲型干扰
（发明专利）；再加上设置阀值电压、小波分析等其他综合抗干扰措施，使测量结果准确可靠。 ●采用虚拟仪器技术，将硬件模块与计算机结合，利用 LabVIEW编写软件，通过界面操作，实现各种功能，并便于进一步开拓。 ●电缆接头在线检测系统分布式结构，即电缆接头局放信号 通过分布在各个监测点的高速采集模块对信号进行选通、放大、采集，转换成数字信号，经过局域网TCP/IP通信协议，把数据传送到数据服务器，由数据服务器统一对信号进行计算、分析操作。 ●本监测方法可根据用户要求应用于在线监测或便携式带 电检测。 软件界面
arcgis栅格数据空间分析实验报告课案
实验五栅格数据的空间分析 一、实验目的 理解空间插值的原理，掌握几种常用的空间差值分析方法。 二、实验内容 根据某月的降水量，分别采用IDW、Spline、Kriging方法进行空间插值，生成中国陆地范 围内的降水表面，并比较各种方法所得结果之间的差异，制作降水分布图。 三、实验原理与方法 实验原理：空间插值是利用已知点的数据来估算其他临近未知点的数据的过程，通常用于将 离散点数据转换生成连续的栅格表面。常用的空间插值方法有反距离权重插值法（IDW）、 样条插值法（Spline）和克里格插值方法（Kriging）。 实验方法：分别采用IDW、Spline、Kriging方法对全国各气象站点1980年某月的降水量 进行空间插值生成连续的降水表面数据，分析其差异，并制作降水分布图。 四、实验步骤 ⑴打开arcmap，加载降水数据，行政区划数据，城市数据，河流数据，并进行符号化，对 行政区划数据中的多边形取消颜色填充 ⑵点击空间分析工具spatial analyst→options，在general标签中将工作空间设置为实验数据所在的文件夹
⑶点击spatial analyst→interpolate to raster→inverse distance weighted，在input points下拉框中输入rain1980，z字段选择rain，像元大小设置为10000 点击空间分析工具spatial analyst→options，在extent标签中将分析范围设置与行政区划一致，点击spatial analyst→interpolate to raster→inverse distance weighted，在input points下拉框中输入rain1980，z 字段选择rain，像元大小设置为10000
亿森开关柜局部放电在线监测系统
开关柜局部放电在线监测系统 技 术 资 料 福州亿森电力设备有限公司
开关柜局部放电在线监测系统简介 前言： 高压开关柜是使用极广且数量最多的开关设备。由于在设计、制造、安装和运行维护等方面存在着不同程度的问题，因而事故率比较高，在诸多性质的开关柜事故中，绝缘事故多发生于10千伏及以上电压等级，造成的后果也很严重。特别是小车式开关柜，绝缘事故率更高，而且往往一台出现事故，殃及邻柜的现象更为突出。因此，迫切需要对开关柜实行状态检修，对设备运行状况进行实时在线监测，根据设备的运行状态和绝缘的劣化程度，确定检修时间和措施，减少停电时间和事故的发生，提高电力系统运行的安全可靠性及自动化程度。 高压开关柜的绝缘故障主要表现为外绝缘对地闪络击穿，内绝缘对地闪络击穿，相间绝缘闪络击穿，雷电过电压闪络击穿，瓷瓶套管、电容套管闪络、污闪、击闪、击穿、爆炸，提升杆闪络，CT闪络、击穿、爆炸，瓷瓶断裂等。
各类绝缘缺陷发展到最终击穿，酿成事故之前，往往先经过局部放电阶段，局部放电的强弱能够及时反映绝缘状态，因此通过在线监测局部放电来判断绝缘状态是实现开关柜绝缘在线监测和诊断的有效手段。 本系统采用声电联合检测方法，即通过同时检测局部放电产生的暂态对低电压（TEV，国内俗称地电波）和超声波信号实现对开关柜绝缘状态的监测。 一、局放产生 局部放电，是绝缘介质中的一种电气放电，这种放电仅限制在被测介质中一部分且只使导体间的绝缘局部桥接，这种放电可能发生或可能不发生于导体的邻近。电力设备绝缘中的某些薄弱部位在强电场的作用下发生局部放电是高压绝缘中普遍存在的问题。虽然局部放电一般不会引起绝缘的穿透性击穿，但可以导致电介质（特别是有机电介质）的局部损坏。若局部放电长期存在，在一定条件下会导致绝缘劣化甚至击穿。对电力设备进行局部放电试验，不但能够了解设备的绝缘状况，还能及时发现许多有关制造与安装方面的问题，确定绝缘故障的原因及其严重程度。因此，对电力设备进行局部放电测试是电力设备制造和运行中的一项重要预防性试验。 基于对发生局部放电时产生的各种电、光、声、热等现
第五章 GIS的基本空间分析
练习 5 1.空间分析的基本操作 空间分析模块 (1) 1. 了解栅格数据 (2) 2. 用任意多边形剪切栅格数据(矢量数据转换为栅格数据) (4) 3. 栅格重分类(Raster Reclassify) (7) 4. 栅格计算－查询符合条件的栅格(Raster Calculator) (8) 5. 面积制表（Tabulate Area） (9) 6. 分区统计(Zonal Statistic) (11) 7. 缓冲区分析(Buffer) (13) 8. 空间关系查询 (16) 9. 采样数据的空间内插(Interpolate) (18) 10. 栅格单元统计（Cell Statistic） (21) 11. 邻域统计（Neighborhood） (23) 空间分析模块 本章的大部分练习都会用到空间分析扩展模块，要使用“空间分析模块”首先在ArcMap中执行菜单命令<工具>－<扩展>，在扩展模块管理窗口中，将“空间分析”前的检查框打上勾。然后，在ArcMap 工具栏的空白区域点右键，在出现的右键菜单中找到“空间分析”项，点击该项，在ArcMap中显示“空间分析”工具栏。
执行“空间分析”工具栏中的菜单命令<空间分析>－<选项>设定与空间分析操作有关的一些参数。这里请在常规选项中设定一个工作目录。因为在空间分析的过程种会产生一些中间结果，默认的情况下这些数据会存储在Windows 系统的临时路径下（C:\temp），当设置了工 作目录后，这些中间结果就会保存在指定的路径下。 1. 了解栅格数据 在ArcMap中，新建一个地图文档，加载栅格数据：Slope1，在TOC 中右键点击图层Slope1， 查看属性
电力电缆局放及环流在线监测系统技术方案
上海宜商实业发展有限公司 电缆终端接头局部放电及护套环流在线监测 系统 技术方案
目录 一、概述 (2) 二、国内外现状和发展趋势 (3) 三、系统指标及功能 (3) 1．技术指标 (3) 2．系统功能特点 (4) 四、技术方案 (4) 1．系统结构图 (4) 2．前端采集单元介绍 (5) 五、现有工作基础、装备水平及实验测试能力 (11) 六．售后服务及培训 (11)
一、概述 由于交联聚乙烯（XLPE）电缆具有绝缘性能好、易于制造和安装方便、供电安全可靠、有利于美化城市等优点，在60年代初问世以来的40余年中得到了迅速发展。在中低压领域几乎替代了油浸纸绝缘电缆，并已在高电压等级中使用。近十年来，我国城市电网中大量采用XLPE电力电缆输配电。但是这种电缆的绝缘结构中往往会由于加工技术上的难度或原材料不纯而存在气隙和有害性杂质，或者由于工艺原因，在绝缘与半导电屏蔽层之间存在间隙或半导电体向绝缘层突出，在这些气隙和杂质尖端处极易产生局部放电（PD），同时在电力电缆的安装和运行过程当中也可能会产生各种绝缘缺陷导致局部放电。由于XLPE等挤塑型绝缘材料耐放电性较差，在局部放电的长期作用下，绝缘材料不断老化最终导致绝缘击穿，造成严重事故。 我公司生产的电缆接头局放测量系统已应用到国内多个供电局，因该系统结构复杂、成本较高，所以目前主要是便携式的带电监测方式应用。经过多年的技术积累，我们已完成对国内近千个110KV、220kv、330KV电缆接头的带电检测。通过对这些数据的对比分析，发现电缆接头处的局放水平与监测的脉冲幅值有密切的联系；在此基础上，拟对原有的局放测量系统进行简化设计，只以接头处接地线上的脉冲幅值大小和接地电流值所为主要监测参量，进行实时监测，从而以较低成本，并有效方便的实现对电缆接头局放水平的在线监测。 当电缆线芯中有电流流过时，将会使金属护套上产生感应电势。在护套开路时，这个感应电势可能会很大，有时不但会危及人身安全，还会击穿金属护套的外护层，尤其是电缆线路发生过电压及短路故障时, 在金属护套上会形成很高的感应电压, 使电缆外护套绝缘发生击穿, 故应在金属护套的一定位置采用特殊的连接方式和接地方式这些不同类型的接地电流成分不仅可以反映电力电缆金属护层自身的状态，也可以反映主绝缘的品质状态（如老化以及缺陷等）引起的局部放电在内的多类故障。
利用超高频传感器(UHF)在线实时监测站内变压器的局部放电
变压器是变电站重要设备之一，其绝缘状态一直是运行维护人员的重要检测对象，局部放电是直接反应变压器绝缘故障典型参数，而针对变压器局放的监测方法很多，如超声法，脉冲电流法，色谱分析（DGA）超高频法（UHF）等，目前使用最多的是脉冲电流法，也是根据IEC-60270相关标准规定实施，能实现对放电量的大小进行标定。目前出厂试验及投运前对变压器的放电量监测也主要是根据此方法进行测量。但是现场由于电晕及其他放电干扰很多，很难将其滤除，导致系统误判率较高。超声波法是目前应用最广泛的变压器局部放电在线检测方法，且能够进行放电源的定位。但由于变压器复杂的内部结构和变压器的外壳对局部放电超声波信号的严重衰减，使得超声波检测的灵敏度很低，有时无法在现场有效地检测到信号。UHF法是在此基础发展起来的一种监测方法，特点是监测频带较高（300MHz以上），抗干扰能力较强，缺点是 无法对放电源进行有效标定。 UHF测变压器超高频局放是由原来脉冲电流法测局放发展而来一种先进的测试局放方法，由于在较高频带上测量，能有效抑制各种低频干扰，所以是目前发展较快的测试局放的手段。国电西高研发的GDPD-PTU/OL变压器局放在线监测系统采用速慧（smart quick）智能化电力测试系统（软著登字第1010215号、商标注册号14684781），HVHIPOT公司引进国际先进的高速DSP 数字处理技术及软件处理技术使我们的监测系统采集速度快准确，是电力系统电力变压器局放在线监测最经济可靠的解决方案。 一、关于变压器局部放电方面的研究 变压器内部的绝缘在运行中，长期处于工作电压的作用下，特别是随着电
压等级的提高，绝缘承受的电场强度值将趋高，在绝缘薄弱处很容易发生局部 在对绝缘材料将产生较大的破坏作用。 局部放电可使邻近的绝缘材料受到放电质点的直接轰击造成局部绝缘的损坏，由放电产生的热、臭氧及氧化氮等活性气体的化学作用，使局部绝缘受到腐蚀老化，电导增加最终导致热击穿。 变压器内部绝缘的老化及损坏，多半是从局部放电开始的。产生局部放电的原因是电场过于集中于某点，或者说某点电场强度过大。目前检测变压器局部放电故障的主要方法是：UHF特高频监测法、脉冲电流局部放电量测量法(脉冲电流法)、超声波局部放电测量法(超声波法)、电流传感器检测法和油中气 、开展对变压器局部放电实施在线监测、结合智能化诊断的专家系统分析变压器绝缘状态、及时确定绝缘缺陷的性质就显得越来越重要。 二、系统功能指标 1、技术指标 系统检测频带：0.3GHz-3GHz； ?最小可监测：实验室-80dBm放电量，动态范围70dBm； ?系统可测放电量、放电相位、放电次数，放点脉冲分辨率小于10μs，并可按照客户要求提供有关统计参数； ?系统能显示工频周期放电图、二维（Q-φ,N-φ，N-Q）及三维（N-Q-φ)放电谱图；
国内外几种电缆局部放电在线检测方法技术分析
国内外几种电缆局部放电在线检测方法技术分析 李华春周作春张文新从光 北京市电力公司 100031 [摘要]：本文简要的介绍国内外几种电缆局部放电在线检测方法的原理和特点，并进行了简单的分析比较。结合国内外电缆局部放电在线检测方法研究和应用情况提出当前XLPE电缆局部放电在线监测存在的问题以及在高压XLPE电缆附件局部放电在线检测研究方面今后还需要做的工作。 [关键词]：电缆、局部放电、在线检测、分析 前言 常规XLPE电缆局部放电测量多采用IEC60270法，但是其测量频带较低，通常在几十到几百kHz范围内，易受背景干扰的影响，抗干扰能力差。理论研究表明，XLPE电力电缆局部放电脉冲包含的频谱很宽，最高可达到GHz数量级。因此，选择在信噪比高的频段测量有可能有效地避免干扰的影响。目前国内外已把电缆局部放电测量的焦点转移到高频和超高频测量上。 [2][1]。 迄今为止，国内外用于XLPE电缆局部放电检测的方法有很多。但由于X LPE电缆局部放电信号微弱，波形复杂多变，极易被背景噪声和外界电磁干扰噪声淹没，所以研究开发电缆局部放电在线检测技术的难度在所有绝缘在线检测技术中是最高的。由于电缆中间接头绝缘结构复杂，影响其绝缘性能的原因很多，发生事故的概率大于电缆本体，同时在电缆中间接头处获取信号比从电缆本体获取信号灵敏度要高且容易实现，因
此通常电缆局部放电在线检测方法亦多注重于电缆附件局部放电的检测，或者在重点检测电缆中间接头和终端的同时兼顾两侧电缆局部放电的检测。电缆局部放电在线检测方法中主要的检测方法有差分法 耦合法[6、7、8、9][3、4]、方向耦合法、电磁[13、14、15、16][5]、电容分压法[10]、REDI局部放电测量法 [18][11、12]、超高频电容法、超高频电感法[17]、超声波检测法等。在众多检测方法中，差分法、方向耦合法、电 磁耦合法检测技术目前已成功应用到现场测量中。下面简要的介绍这些方法的原理和特点。 1. 电缆局部放电在线检测方法中主要的检测方法 1.1. 差分法（the differential method） 差分法是日本东京电力公司和日立电缆公司共同开发的一种方法。其基本原理见图1。将两块金属箔通过耦合剂分别贴在275kV XLPE电缆中间接头两侧的金属屏蔽筒上（此类中间接头含有将两端金属屏蔽筒连接隔断的绝缘垫圈），金属箔与金属屏蔽之间构成一个约为1500～2000pF 的等效电容。两金属箔之间连接50欧姆的检测阻抗。金属箔与电缆屏蔽筒的等效电容、两段电缆绝缘的等效电容（其电容值基本认为相等）与检测阻抗构成检测回路。当电缆接头一侧存在局部放电，另一侧电缆绝缘的等效电[3] 容起耦合电容作用，检测阻抗便耦合到局部放电脉冲信号。耦合到的脉冲信号将输入到频谱分析仪中进行窄带放大并显示信号。研究发现，频谱分析仪中心频率设在10～20MHz时，信噪比最高。差分法的检测回路
mapgis实验三 空间分析
实验报告实验项目3：空间分析综合实验课程：_GIS软件及其应用
实验指导 空间分析综合实验 所属课程名称：GIS软件及其应用 实验属性：综合 实验学时：6 （1）指导思想 在具体工作中会遇到空间分析的问题，本实验拟解决两个实际的问题，通过问题的解决，让同学熟练掌握软件的相关功能，开阔解决问题的思路。 （2）实验目的和要求 目的和要求： 1、掌握空间分析的基本方法 2、掌握图件中相关属性的转移办法 3、掌握图件空间分析求的相关面积和影响测算方法 4、解决实际工作中容易碰到的问题 一、实验步骤 (一)矢量化房屋与湖面。 将数据文件导入新建的文件工程中，在“工程文件”列表中单击右键，选择“新建区”，使用【区编辑】|【输入弧段】工具，照着已有的房屋矢量化。完成后选择【区编辑】|【区编辑】|【输入区】，再单击各个房屋即可得到区文件，命名为“房屋”。 使用相同的办法新建一个区文件，矢量化湖泊，并且命名为“湖泊”。结果如图1. 图1
(二)将居民数、楼房号变成相应属性 在区文件“房屋”的属性中添加字段“楼房号”与“居民数”，并输入如图2的数据。其中居民数应该使用整型字段而不是双精度，因为人数不可能出现小数位，只是当时没有在意这点，好在也不影响结果。 图2 将点文件的楼房号与居民数分别输入到区文件“房屋”的相应字段中。打开【库管理】|【属性库管理】，在菜单栏中点击【文件】|【装区文件】，将“房屋”打开，选择【属性】|【编辑单个属性】|【编辑单个区属性】，在弹出的对话框中一个个输入对应值。如图3. 输入完成后最终结果如图4. 图3 图4 输入属性这个步骤，本来应该使用属性表连接的方式比较快，不过在这个实验中，两个点文件本身都没有自带的相应属性，所以用不成。如果两个点文件自带属性，那么属性表连接具体步骤如下：打开点文件，点击【属性】|【属性输出】，选择 id、居民点、楼房号属性。输出类型为默认的mapgis表格（*.wb），输出文件则 自己设置，再打开需要连接这两种属性的区文件“房屋”，点击【属性】|【属性 连接】，在弹出的对话框，“连接文件”选择区文件“房屋”，“被连文件”则选择刚刚的表格文件，根据字段连接，在“连入字段”框框中选择需要的字段，确定即可。如下图。
局部放电的在线监测
局部放电的在线监测 一、绝缘内部局部放电在线监测的基本方法 局部放电的过程除了伴随着电荷的转移和电能的损耗之外，还会产生电磁辐射、超声、发光、发热以及出现新的生成物等。因此针对这些现象，局部放电监测的基本方法有脉冲电流测量、超声波测量、光测量、化学测量、超高频测量以及特高频测量等方法。其中脉冲电流法放电电流脉冲信息含量丰富，可通过电流脉冲的统计特征和实测波形来判定放电的严重程度，进而运用现代分析手段了解绝缘劣化的状况及其发展趋势，对于突变信号反应也较灵敏，易于准确及时地发现故障，且易于定量，因此，脉冲电流法得到广泛应用。目前，国内不少单位研制的局部放电监测装置普遍采用这种方法来提取放电信号。该方法通过监测阻抗、接地线以及绕组中由于局部放电引起的脉冲电流，获得视在放电量。它是研究最早、应用最广泛的一种监测方法，也是国际上唯一有标准（IEC60270）的局放监测方法，所测得的信息具有可比性。图4－4为比较典型的局部放电在线监测（以变压器为例，图中CT表示电流互感器）原理框图。 图4－4 脉冲电流法监测变压器局部放电原理框图 随着技术的发展，针对不同的监测对象，近年来发展了多种局部放电在线监测方法。如光测量、超高频测量以及特高频测量法等。利用光电监测技术，通过光电探测器接收的来自放电源的光脉冲信号，然后转为电信号，再放大处理。不同类型放电产生的光波波长不同，小电晕光波长≤400nm呈紫色，大部为紫外线；强火花放电光波长自<400nm扩展至>700nm，呈桔红色，大部为可见光，固体、介质表面放电光谱与放电区域的气体组成、固体材料的性质、表面状态及电极材料等有关。这样就可以实现局部放电的在线监测。同样，由于脉冲放电是一种较高频率的重复放电，这种放电将产生辐射电磁波，根据这一原理，可以采用超高频或特高频测量法监测辐射电磁波来实现局部放电在线监测。 日本H.KAwada等人较早实现了对电力变压器PD的声电联合监测（见图4-5）。由于被测信号很弱而变电所现场又具有多种的电磁干扰源，使用同轴电缆传递信号会接受多种干扰，其中之一是电缆的接地屏蔽层会受到复杂的地中电流的干扰，因此传递各路信号用的是光纤。通过电容式高压套管末屏的接地线、变压器中性点接地线和外壳接地线上所套装的带铁氧体（高频磁）磁心的罗戈夫斯基线圈供给PD脉冲电流信号。通过装置在变压器外壳不同位置的超声压力传感器，接受由PD源产生的压力信号，并由此转变成电信号。在自动监测器中设置光信号发生器，并向图中所示的CD及各个MC发出光信号。最常用的是，用PD 所产生的脉冲电流来触发监测器，在监测器被触发之后，才能监测到各超声传感器的超声压力波信号。后由其中的光信号接收器接收各个声、电信号。 综合分析各个传感器信号的幅值和时延，可以初步判断变压器内部PD源的位置。如果
实验4-1 GIS空间分析(空间分析基本操作)
实验4-1、空间分析基本操作 一、实验目的 1. 了解基于矢量数据和栅格数据基本空间分析的原理和操作。 2. 掌握矢量数据与栅格数据间的相互转换、 栅格重分类(Raster Reclassify)、 栅格计算－查询符合条件的栅格(Raster Calculator)、 面积制表（Tabulate Area）、 分区统计(Zonal Statistic)、 缓冲区分析(Buffer) 、采样数据的空间内插(Interpolate)、 栅格单元统计（Cell Statistic）、 邻域统计（Neighborhood）等空间分析基本操作和用途。 3. 为选择合适的空间分析工具求解复杂的实际问题打下基础。 二、实验准备 预备知识： 空间数据及其表达 空间数据（也称地理数据）是地理信息系统的一个主要组成部分 。空间数据是指以地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文经济景观数据，可以是图形、图像、文字、表格和数字等。它是GIS 所表达的现实世界经过模型抽象后的内容，一般通过扫描仪、键盘、光盘或其它通讯系统输入GIS。 在某一尺度下，可以用点、线、面、体来表示各类地理空间要素。有两种基本方法来表示空间数据：一是栅格表达; 一是矢量表达。两种数据格式间可以进行转换。 空间分析 空间分析是基于地理对象的位置和形态的空间数据的分析技术，其目的在于提取空间信息或者从现有的数据派生出新的数据，是将空间数据转变为信息的过程。 空间分析是地理信息系统的主要特征。空间分析能力（特别是对空间隐含信息的提取和传输能力）是地理信息系统区别与一般信息系统的主要方面，也是评价一个地理信息系统的主要指标。 空间分析赖以进行的基础是地理空间数据库。空间分析运用的手段包括各种几何的逻辑运算、数理统计分析，代数运算等数学手段。空间分析可以基于矢量数据或栅格数据进行，具体是情况要根据实际需要确定。 空间分析步骤 根据要进行的空间分析类型的不同， 空间分析的步骤会有所不同。通常，所有 的空间分析都涉及以下的基本步骤，具体 在某个分析中，可以作相应的变化。 空间分析的基本步骤: a) 确定问题并建立分析的目标和要满足 的条件 b) 针对空间问题选择合适的分析工具 c) 准备空间操作中要用到的数据。 d) 定制一个分析计划然后执行分析操作。 e) 显示并评价分析结果
电缆接头局部放电在线监测系统
电缆接头局部放电在线监测系统 一、 前言 随着我国城市规模的扩大，电缆线路占城市供电线路的比例愈来愈大，供电的重要性也愈加明显，保证城市用电安全是电力部门的首要任务。电缆线路的故障多发生在电缆接头上。而电缆接头的故障多数起因于电缆接头产生了局部放电。通常电缆接头产生局部放电时，它会逐步发展成为电弧，然后击穿闪络，造成系统跳闸。 对运行中的电缆接头进行局部放电在线监测，是电缆状态维修技术开展的依据。监测电缆接头的局部放电，可防患于未然，避免电缆接头事故扩大，造成停电事故的产生。 武汉利捷电子技术有限责任公司结合变压器局部放电在线监测技术实践经验，对电磁波 在电缆的传播规律进行了系列研究，研制了电缆接头局部放电在线监测系统。 二、 电缆接头局部放电检测原理 在电缆接头的两端屏蔽层安装两只性能完全一样的高频传感器。传感器中电缆中局部放电信号与干扰信号的极性可以鉴别。 图1 局部放电信号与干扰的鉴别原理 （实线为局部放电信号，虚线为干扰信号） 见图1，当电缆接头内发生局部放电时，局部放电信号从放电源处向两边穿过电缆接头的传感器，其方向是相反的。而外部干扰信号是相同方向的。利用放电脉冲和干扰信号在电缆接头的传播规律，进行极性判别，可将局部放电信号分离出来。 电缆接头 电缆内部放电 干扰信号 2#高频传感器 传感器同名端 1#高频传感器
三、电缆接头局部放电在线监测系统实施方案 1. 电缆进线端接头 对于电缆进线端接头，其特点是：它们主要集中在变电站内，为此，采用集中式监测系统。见图2，电缆接头两侧各安装1只传感器，传感器获取的信号通过同轴电缆进入信号放电和调理单元，然后通过32/1多路模拟开关依次进入A/D 卡进行数字处理。数字化处理后由计算机采用极性判别软件将电缆接头的信息进行数据处理，剔除干扰信号，将局部放电的脉冲个数，幅值，时间记录下来并用3D 图形显示并存储起来。系统主机配备无线接收系统，接收电缆引出端接头的监测数据。 图2 电缆进线端接头局部放电在线监测系统框图 2. 电缆引出端接头 对于电缆引出端接头，其特点由用户的位置确定，方向分散，距离变电站有一定距离（可离变电站几百米或更远）。为此对于电缆引出端接头，采用嵌入式单元进行数据采样、数据处理及传输系统等任务。无线数据传输至变电站内的监测系统主机。见图4。 #1 ABC A/D 卡 #2 ABC #3 ABC #4 ABC #5 ABC …… ABC #N ABC 主机 多路模拟开关 无线数据 接收系统 系统 信号放大、调理单元 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 电缆接头
GIS空间分析报告实验报告材料
标准文案 本科学生综合性、设计性 实验报告 姓名＿任富祖＿学号＿134130412 专业地理信息系统班级2013级GIS 实验课程名称地理信息系统原理 指导教师＿董铭＿ 开课学期 2014 至＿2015 学年＿下学期 上课时间 2015＿年 3-6月 云南师范大学旅游与地理科学学院
图一 (三)空间分析 （1）在界面中观看加载进来的两个面图层，发现在安徽省境界外仍然有湖的存在，而在省外的是我们不考虑的，所以我们要将它删掉。如图二所示
图二 （2）选择“arctoolbox”中“extract”选项下的“clip”选项，将“湖”当做输入 图层，“城市区域”当做裁剪图层。如图三 图三 （3）图层输出了以后，发现湖在省外的部分都没有了，打开“湖—clip”的属性表， 点击字段下面的自动计算更新一下数据，发现数据和以前的也不一样了。如图四，当 所以数据都更新好之后进入下一步。
图四 （4）这一步要做的是计算土地面积，土地面积就是行政区域减掉湖的面积，所以这一步我们要用的空间叠合分析中的另外一个工具“erase”。打开“arctoolbox”，点击“overlay”选中“erase”工具，双击，出现了如图五的对话框，我们选择“城市区域”为输入图层，而“湖—clip”为擦去图层，点击OK，生成了“城市区域—Erase” 图层。 图六
（5）点击右键，打开属性表，更新一下数据，这些土地的面积就是减掉湖的面积之后所剩下的了。如图七 图七 图八是之前没有减掉湖面积的属性表，我们可以进行一下对比。 图八 （6）添加字段“人口数”这些是从网上查找下来的资料，每个城市的总人数，知道人口数和土地面积了以后，我们就可以计算人口密度了。新建一个字段“人口密度”点击右键，选择“field Calculator”选择人口密度=[人口数]/[面积]，这样字段下面就会自动计算出各个城市的人口密度了。如图九
GIS局放在线监测测试系统、模式识别、定位与数据分析.
及时、准确发现局部放电并消除局部放电是一切工作的根本目的。 一、GIS局部放电在线监测方法概述 1、局放产生的原因 （1）绝缘体内部存在自由移动的金属微粒； （2）绝缘体内或高压导体表面上存在针尖状或其他形状突出物； （3）附近存在悬浮电位体或导体间连接点接触不好； （4）轻微局放或制造时造成绝缘体内部或表面存在气隙、裂纹等。 2、监测方法 当介质中发生局部放电时，会产生电脉冲、电磁波、超声波、局部过热、一些新的化学产物、光等特征，与此相应的出现了下面五种监测方法。 2.1电测法 （1）耦合电容法，又称脉冲电流法。 利用贴在GIS外壳上的电容电极耦合探测局放在导体芯上引起的电压变化。该法结构简单，便于实现。在现场测试时，无法识别与多种噪声混杂在一起的局放信号，因此此方法的使用推广受到限制。 （2）超高频法。 其主要优点是灵敏度高，并通过放电源到不同传感器的时间差对放电源精确定位。但对传感器的要求很高，此法成本昂贵。 2.2非电测法 （1）超声波监测法。
由于GIS内部产生局放时会产生冲击振动及声音，因此可用腔体外壁上安装的超声波传感器测量局放量Q。它是目前除UHF法外最成熟的PD监测方法，抗电磁干扰性能好，但由于声音信号在SF6气体中的传输速率很低(约140 m/s)，信号通过不同物质时传播速率不同，不同材料的边界处还会产生反射，因此信号模式很复杂，且其高频部分衰减很快。它要求操作人员须有丰富经验或受过良好的培训，另外，长期监测时需要的传感器较多，现场使用很不方便。 （2）化学监测法。通过分析GIS中局放所引起的气体生成物的含量来确定局放的程度，但GIS中的吸附剂和干燥剂会影响化学方法的测量；断路器正常开断时产生的电弧的气体生成物也会产生影响；脉冲放电产生的分解物被大量的SF6气体稀释，因此用化学方法监测PD的灵敏度很差。另外，该方法不能作为长期监测的方法来使用。 （3）光学监测法。光电倍增器可监测到甚至一个光子的发射，但由于射线被SF6气体和玻璃强烈地吸收，因此有“死角”出现。该法监测已知位置的放电源较有效，不具备定位故障能力，且由于GIS内壁光滑而引起反射带来的影响使灵敏度不高。 2.3上述五种监测方法对比 对于某种监测技术的性能评估，首先要考虑的要素是模式识别、定位、放电强度三个方面的信息的准确性。监测技术是局部放电分析的基础，模式识别给出了导致发生局放的原因及类型，定位则给出了局放源的准确位置，放电强度给出了当前局放活动的剧烈程度，这三个方面信息的结合才能进行介质绝缘状态的合理准确评估。
交流高压电缆局部放电的在线监测
交流高压电缆局部放电的在线监测 陈敬德，1140319060；指导老师：李旭光 （上海交通大学电气工程系，上海，200240） 摘要：在XLPE电缆投入运行后，由于绝缘的老化变质、过热、机械损伤等，使得电缆在运行中绝缘裂化，为了防止由于绝缘劣化造成电缆运行事故，需要对电缆的运行状态进行即时监测，监测系统控制着电缆及其附件的质量。局部放电是目前比较有效的在线监测方法，局部放电检测目前相应有电磁耦合法、超高频法和超声波法、光学测量法等，本文将着重论述这些方法各自的优势与不足，同时对目前发展起来的PD混沌监测方法进行讨论。 关键词：XLPE电缆；在线监测；局部放电；混沌法 0引言 随着电力系统的飞速发展以及旧城改造工程的进行，电力电缆在电力网络中的应用愈发广泛。电力电缆的基本结构包括线芯、绝缘层、屏蔽层和保护层四个部分。其中线芯即导体，是电力电缆中传输电能的部分，是电缆的主要结构。绝缘层将线芯与外界电气上隔离。屏蔽层包括导体屏蔽层和绝缘屏蔽层，一般存在于15kV及以上电缆中。保护层是用来防止外界的杂质和水分的渗入和外力的破坏 [1]。 电力电缆按照电压等级分类有低压电缆(35kV 及以下输配电线路)、中低压电缆(35kV及以下)、高压电缆(110kV及以上)、超高压电缆(275～800kV)、特高压电缆(1000kV及以上)。按照绝缘材料电力电缆可以分为塑料绝缘电缆和橡皮绝缘电缆。其中油纸绝缘电缆应用历史最长。它安全可靠，使用寿命长，价格低廉。主要缺点是敷设受落差限制。塑料绝缘电缆主要用于低压电缆，常用的绝缘材料有聚氯乙烯、聚乙烯、交联聚乙烯。橡皮绝缘电缆弹性好，适合用于移动频繁弯曲半径小的敷设地点。 我国早期使用的多是油纸绝缘电缆，但自1970 年以来，交联聚乙烯(XLPE)电力电缆得以广泛应用，并逐渐取代了油纸绝缘电缆的地位。XLPE电缆电气性能优越，具有击穿电场强度高、介质损耗小、载流量大等优点因而得到了广泛的应用。 在线检测电缆故障的方法有很多，如直流分量法、损耗电流谐波分量法、局部放电法等，其中，局部放电法是目前用于现场比较有效的在线检测方法。XLPE电缆发生局部放电时一般会产生电流脉冲、电磁辐射、超声波等现象，根据检测物理量的不同，局部放电检测相应有电磁耦合法、超高频法和超声波法等，其中，电磁耦合法由于传感器灵敏度高、安装方便，且与电缆无电气连接，是目前应用最为广泛的一种方法。 本文主要论述了XLPE电缆局部放电在线监测的一些基本方法的优势与缺陷，并对电缆局部放电的混沌监测方法进行了讨论[2]。 1 PD在线监测的意义以及技术 难点 局部放电，是绝缘介质中的一种电气放电,这种放电仅限制在被测介质中一部分且只使导体间的绝缘局部桥接，这种放电可能发生或可能不发生于导体的邻近。电力设备绝缘中的某些薄弱部位在强电场的作用下发生局部放电是高压绝缘中普遍存在的
GIS局部放电在线监测实施方案
天津市电力公司 220kV春华路站及220kV米兰站GIS局部放电在线监测 实施方案 北京圣泰实时电气技术有限公司 2013年1月
GIS局部放电在线监测技术实施方案 一、监测系统总体结构 目前GIS局放监测系统通常采用两种结构：集中式和分布式。 集中式结构的采集单元通常具备多个监测通道（一般为4通道以上），其优点在于将多个传感器信号集中到一个集中器内，可大大降低集中器的成本，然而，要将多个传感器信号都集中到同一个集中器，无论集中器安装在任何位置，总会有一部分传感器需要很长的信号电缆，这就会带来较大的局放信号的衰减，从而影响到局放监测的灵敏度，要解决局放信号在传输过程中的衰减，只能通过光纤进行传输，然而这就需要在传感器端对局放信号进行处理，这样一来，传感器又须引入电源，而且在传感器端进行信号处理还会带来局放信号的失真，从而影响到对局放信号诊断的准确度。 SIM3-PD GIS局部放电在线监测系统采用了分布式结构，每个采集单元具备3个局放监测通道，可监测高压电气设备的ABC三相，采集单元就近安装在UHF 局放传感器的附近，只需较短的同轴电缆即可将局放信号引至采集单元，既解决了信号传输过程中的衰减，也解决了信号处理过程中的失真问题，但其唯一劣势就在于采集单元的通道数较少导致需要的采集单元数量增多，因而成本较高。 SIM3-PD GIS局部放电在线监测系统的分布式结构如下图所示：
1、春华路220kV变电站在线监测系统平面布置图
2、米兰220kV变电站在线监测系统平面布置图
二、传感器的安装 GIS局放传感器安装于GIS盆式绝缘子的位置，首先用一条60mm宽的金属带将盆式绝缘子的绝缘部分包裹，在安装传感器的位置留出一个缺口，这样外界干扰信号不会通过盆式绝缘子进入到GIS内部影响测量的准确性，UHF局放传感器通过2条不锈钢抱箍沿盆式绝缘子的周向固定到盆式绝缘子上，同时抱箍还起到固定金属带的作用，如下图所示。 三、采集单元的安装 采集单元为250mm*300mm*130mm的单元箱结构（如下左图），每个GIS局放信号采集单元具有3个特高频局放通道，传感器信号通过同轴电缆沿GIS外壁引入采集单元，采集单元通过专用的安装支架和抱箍安装在GIS设备附近的角钢上，如下右图所示：
ArcGIS空间大数据处理实验报告材料
实验四空间数据处理 实验容： 掌握空间数据的处理（融合、拼接、剪切、交叉、合并）的基本方法和原理，领会其用途。掌握地图投影变换的基本原理和方法，熟悉ArcGIS中投影的应用及投影变换的方法和技术，并了解地图投影及其变换在实际中的应用。 实现方法： （一）空间数据处理 打开ArcMap，在菜单栏中选择“地理处理->环境”，打开环境变量对话框。在环境变量对话框中的常规设置选项中，设定“临时工作空间”为“D:\04实验四\04实验四\Exec4”，如图1所示。 图1 第1步裁剪实体 在ArcMap中，添加数据“县界.shp”、“clip.shp”（Clip中有四个实体），添加完后如图2所示。
图2 ●开始编辑，激活Clip图层，选中Clip图层中的一个实体，如图3所示。 图3 ●点击工具栏上按钮，打开ArcToolBox，选择“分析工具->提取->裁剪”， 如图4所示，弹出裁剪对话框，指定输入的实体为“县界”，剪切的实体为“Clip”（必须为多边形实体），并指定输出实体类路径及名称为“县界_Clip1”，如图5所示。裁剪完成后弹出如图6所示的对话框。
图4 图5
图6 ●依次选中Clip主题中其他三个实体，重复以上操作步骤，完成操作后得到四 个图层——“县界_Clip1”，“县界_Clip2”，“县界_Clip3”，“县界_Clip4”，如图7所示。完成操作后，保存编辑。 图7 第2步拼接图层 ●在ArcMap中新建一个地图文档，加载在上一步操作中得到的4个图层，如 图8所示。
图8 ●在工具箱中选择“数据管理工具->常规->追加”,设置输入实体和输出实体，拼 接效果如图9所示。 图9 ●右键点击图层“县界_Clip1”,在出现的右键菜单中执行“数据->导出数据”,弹 出导出数据对话框，将输出的图层命名为“YONK.shp”,如图10所示。
GIS局放在线监测系统运维导则
北京领翼中翔科技有限公司 GIS设备局放在线监测及故障诊断系统安装、运行、维护导则 北京领翼中翔科技有限公司 2011年6月
1、总则 GIS（气体绝缘全封闭组合电器）具有较高的安全可靠性，但由于加工、运输、现场装配等多种原因,使得GIS不可避免地存在绝缘缺陷而影响其长期稳定、可靠运行。这些缺陷通常比较微小和隐蔽，不足以导致在工频耐压试验时立即击穿，但投入运行后在正常运行电压作用下会发生局部放电，使缺陷逐渐发展扩大，甚至造成整个绝缘击穿或沿面闪络，从而对设备的安全运行造成威胁。GIS局部放电在线监测能够帮助及时发现GIS的绝缘缺陷，避免绝缘故障，提高GIS的安全运行水平。基于GIS局部放电在线监测，可以实现GIS绝缘的状态维修，减少停电时间和节省维修费用。 鉴于此，GIS局放在线监测系统的正确安装以及安装后运行的稳定、可靠性，数据采集的准确性等将直接影响到对GIS设备运行情况的正确判断，为了更好的维护GIS局放在线监测系统，保证该系统的稳定、可靠运行特制定本运维导则。 2、范围 本导则规定了GIS局放在线监测及故障诊断系统在安装、运行过程中相关技术人员对设备操作、异常及故障处理的行为准则。本导则适用于GIS局放在线监测及故障诊断系统的安装、运行、维护。 3、系统相关标准 GB/T 7354－2003 《局部放电测量》 DL/T 417－2006 《电力设备局部放电现场测量导则》 GB/T16927.1—1997 《高电压试验技术第一部分：一般定义和试验要求》 GB/T16927.2—1997 《高电压试验技术第二部分：测量系统》
GB/T 4208-1993 《外壳防护等级的分类（IP代码）》 GB/T19862-2005 《工业自动化仪表绝缘电阻、绝缘强度技术要求和试验方》DL/T 720/2000 《电力系统继电保护柜、屏通用技术条件》 DL/T 595 《电力设备预防性试验规程》 GB/T 6388 《运输包装收发货标志》 GB 191 《包装储运图示标志》 4、系统结构 系统采用分级分层的体系结构。具体可以分为监测系统主站（以下简称主站）/监测系统分站（子站或者厂站）/监测系统子站三层结构；用户可以根据具体情况和应用规模选择不设立分站或设立一级/多级分站系统；系统结构如图一所示。 图一在线监测系统结构图
电缆多状态在线监测系统
ES-2015电缆多状态在线监测系统 一、综述 目前全国大多数电力公司一样，对电力隧道、沟道内主干电缆的管理还处于计划检修阶段，一般采用定期巡视的方法对电缆的运行状况进行检查。从经济角度和技术角度来说，计划检修都有很大的局限性，例如定期试验和检修造成了很大的直接和间接经济浪费，许多绝缘缺陷和潜在的故障无法及时发现。 随着国家电力基础设施投入的逐年增大，电力隧道的长度也正在迅速增加，由于运行维护人员的增长速度远远跟不上电力基础设施的增长速度，致使电力隧道运行工作面临着巨大压力，再者随着城市的加速发展，电力沟道和高压管线的迅速增长，电力负荷的急剧增加，电力公司对隧道的运行维护工作面临着巨大压力。如何保证隧道内电缆不因过载、过热等情况突发大的运行安全事故，隧道内积水、可燃气体等不影响到供电系统的安全等新的要求，想解决当前面临的种种问题，仅靠大量增加运行人员数量来应对电力隧道的迅速增长和管理压力已经不现实，采用现代化的技术手段来提高电力隧道运行维护水平是当务之急。 电力隧道加装水位、气体探测装置，可有效监测到隧道内水位及气体情况，及时发现由于外部跑水至电力隧道内，外部可燃气体进入隧道内等情况。通过水位、气体监测报警，及时发现隐患点所在位置及水位数值、气体成分含量等情况，为及时有效处置提供技术支撑，改善电力隧道运行环境，保证电力隧道及隧道内电力电缆的安全稳定运行有重要意义。 电缆是电缆网发生故障几率较大的设施，分别通过传感器耦合电缆接地线的信号、传感器对电缆接头的局部放电及分布式光纤测温系统对电缆进行监测数据采集，将其采集到的接地电流参量、局部放电参量及电缆温度参量传送到监测中心，对电缆的运行状态进行分析评估，实现电缆运行状态的时时监控，从而为电力部门有效的预防事故灾害的发生提供有力的的保障。 二、总体结构 电力电缆多状态在线监测系统，主要对电缆局部放电、温度、接地电流、有害气体及水位，井盖进行在线监测，将监测信号上传至工业服务器进行处理存储，可实现对各技术监测量进行界面显示，谱图分析，报表打印，数据查询，报警等功能。系统结构图如下：
实验报告三：空间分析实验—市区择房
实验三：空间分析实验—市区择房 一、实验目的 熟练掌握ArcGIS缓冲区分析和叠置分析操作，综合利用各项空间分析工具解决实际问题。 二、仪器设备 计算机，Arcgis. 城市市区交通网络图（network.shp） 商业中心分布图（Marketplace.shp） 名牌高中分布图（school.shp） 名胜古迹分布图（famous place.shp） 三、实验任务 找出符合要求的住房区 1．所寻求的区域要满足以下条件： ①离主要交通要道200m之外，以减少噪音污染（ST为道路数据中类型为交通要道的要素）。 ②在商业中心的服务围之，服务围以商业中心规模大小（属性字段YUZHI）来确定。 ③距名牌高中在750m之，以便小孩上学便捷。 ④距名胜古迹500m之，环境幽雅。 2．对每个条件进行缓冲区分析，将符合条件的区域取值为1，不符合条件的取值为0，得到各自的分值图。 3．运用空间叠置分析对上述4个图层叠加求和，并分等定级，确定合适的区域。 四、实验要点及流程 1．加载缓冲区工具 点击菜单Tools—>Customize… 在“Customize”对话框选择Tools—>Buffer Wizard…，按住鼠标右键将Buffer Wizard 拉入工具栏中。 2．打开地图文档 点击菜单File—>Open，打开D：\GIS_Data\Ex1\city.mxd文件。 （1）主干道噪音缓冲区的建立 ①在交通网络图层（network.shp）上右键选择Open Attribute Table，打开属性表。 ②单击Option按钮，选择Select by Attributes，打开Attributes of network对话框。 ③在SQL表中，设置查询条件表达式：“TYPE”＝‘ST’（需点击“Field”下的“TYPE”，而后单击“Get Unique Values”按钮，则将“TYPE”的全部属性值加入上面列表框中），单击“Apply”按钮，选择出市区的主要道路（图6）。 ④对选择的主干道建立缓冲区：点击缓冲区按钮，打开缓冲区生成对话框。参数如下： A．The features of a laver：network。 B．选中Use Only the Selected Feature复选框。