GIS局放在线监测测试系统、模式识别、定位与数据分析.
GIS在线监测系统技术方案

GIS局部放电在线监测系统技术方案GIS综合在线监测系统一、产品简介GIS综合在线监测系统应用于GIS设备得局部放电与SF6气体温度、压力、密度及微水得在线监测及智能化诊断。
系统采用超高频(UHF 100MH2000MH)传感器,能够在GIS运行得条件下,监测其内部局部放电并进行定位,及时发现绝缘缺陷,广泛应用于电力、冶金等系统得110kV及以上电压等级得GIS设备得在线监测。
、系统配置及技术参数2、1外置式超高频传感器安装条件:设备无需停电检测带宽:100MH2000MH灵敏度:v 5pC匹配阻抗:50 Q外壳屏蔽:>10dB防护等级:IP652、2 超高频噪音传感器安装条件:设备无需停电监测带宽:300MH z-3000MH z匹配阻抗:50 Q防护等级:IP652、3 现场监测单元数据处理单元采用高性能得同轴电缆与超高频传感器(包括噪音传感器)连接,通过滤波、混频放大、高速采样及小波阈值滤波等抗干扰技术,提取有效得内部局方信号,通过算法处理后上传到中央处理单元。
2、5 主处理单元中央处理单元汇总数据处理器得信号,组建故障模式数据库,采用指纹识别、双神经网络引擎,对GIS 局部放电故障类型进行诊断与放电源定位,同时提取各个SF6综合检测传感器得数据,综合反映出所监测GIS设备得运行状况。
服务器:用户可选择通讯单元:TCP/IP 或可根据情况增加稳压电源:AC100-240V功率最大94%测量模式:通道不限,实时模式、事件模式,趋势图表(小时、每日、每月、年等)PD信号得相位、幅值pC放电次数、平均放电次数、放电累计等专家分析:36种高低频组合滤波高压同步信号噪音抑制硬件与软件噪音抑制高级自适应神经网络超级数据库自动识别局放类型,消除各种噪音干扰自动产生局放事件数据2D/3D 地图绘制,主接线/ 立体图自动生成报告实时模式与事件模式可以同时进行客户软件:远程控制软件(管理员)远程监控分析软件(操作员)可选功能:邮件、SMS二、系统原理GIS综合在线监测系统集成了GIS局放在线监测子系统与SF6在线监测子系统,综合监测GIS运行状况。
GIS局部放电在线监测实施方案

GIS局部放电在线监测实施方案一、概述GIS局部放电在线监测是通过在线监测系统对GIS设备的局部放电情况进行实时监测和分析,以确保GIS设备的正常运行和安全可靠。
本实施方案旨在详细介绍GIS局部放电在线监测系统的设计、安装和运行管理等方面的内容,以保障监测系统的有效运行。
二、系统设计1.监测技术选择针对GIS设备的局部放电在线监测,可以选择利用超高频法(UHF)、电容耦合法(CC)或电流互感器法(HFCT)等技术进行监测。
根据具体情况和实际需求,综合考虑各种技术的优缺点,选择合适的监测技术。
2.监测点的布置根据GIS设备的结构、工作情况和局部放电的特点,合理布置监测点。
监测点应覆盖GIS设备的关键部位,如导电插件、固定金属分隔器等,并考虑到设备的布置形式和监测点之间的距离等因素。
3.监测系统的组成监测系统主要由传感器、数据采集装置、数据传输装置和数据处理平台等组成。
传感器用于捕捉并接收GIS设备的局部放电信号,数据采集装置负责将信号转换为电信号并实时采集,数据传输装置用于传输数据至数据处理平台,数据处理平台则进行信号处理和分析。
三、安装和调试1.项目准备购买并准备所需监测设备和材料,包括传感器、数据采集装置、数据传输装置等。
2.安装调试按照监测点布置方案,逐一安装传感器,并连接到数据采集装置。
安装完毕后,对系统进行调试,确保传感器与数据采集装置正常连接。
3.系统校准完成系统安装和调试后,进行系统校准。
校准包括传感器校准和数据采集装置校准,以确保监测系统的准确性和可靠性。
四、运行管理1.日常运维定期检查监测系统各个组件的运行状态和连接情况,确保监测设备正常工作。
对设备进行维护,包括清洁、防护和维修等。
2.数据管理建立健全的数据管理系统,包括数据的采集、存储、备份和分析等工作。
对于重要数据,进行定期备份以防止数据丢失。
3.故障排除及时发现和排除监测系统中的故障,确保系统的稳定运行。
对故障原因进行分析,提出相应的解决方案,并及时修复故障。
GIS局放检测与闪络定位系统简介

XD50 GIS局放检测与闪络定位系统简介1.概述本系统是一套针对GIS耐压试验时,检测各部位局部放电状况、定位闪络击穿点的局放检测装置。
系统采用分布式检测、全程状态跟踪、高精度时基同步与相位同步、IP化高速组网等新技术,一体化全新设计研发。
局放的检出率和定位精度相对之前装置都有一个数量级的提升。
2. 功能特征2.1灵敏度高局放检测灵敏度可达到1PC,闪络定位准确率不低于95%。
2.2定位精度高同时具备硬同步和软同步能力,所有信号测量时基偏差<1μs,不受网络速率影响,闪络定位精度可达到10cm。
2.3作业效率高各单元之间可无线和有线自动组网,电池供电,专业软件一体化操控、分析;整个系统自动适配,无需繁杂调试。
2.4安全性高检测人员和设备与高压隔离,绝对保证人员与设备安全。
2.5可靠性高整个系统按工业级标准设计,重要功能采用多重备份。
2.6适应性强可以支持32个前端,128个检测点以分布式布置同时工作,可以适配各种高压试验电源,可以兼容第三方内置传感器,可以单相、三相或单段、多段一起检测。
2.7全程跟踪整个试验过程相关状态不间断跟踪检测与汇集,参量提取系统、完整,相互印证,检测有效性高。
3. 系统架构本系统由局放检测单元(多个)、高压检测单元、时基同步单元和操控分析单元4大单元模块组成。
系统架构如下图所示:系统架构图1)局放检测单元:采集、处理被试设备的局放信号。
2)高压检测单元:采集、处理高压试验电源的电压、频率、相位和闪络时标。
3)时基同步单元:标定信号时刻值,实现各分布式单元之间的时基同步。
4)操控分析单元:协调控制整个系统的运行,汇集、处理被检设备的状态信息。
4. 组件与功能4.1局放检测单元4.1.1资源配置局放检测单元主要资源表配置 数量 功能 性能 备注超声波局放检测通道 2~3个 信号检测 灵敏度≤5pc含传感器特高频局放检测通道 1~2个 信号检测 灵敏度≤1pc含传感器时标输入接口 1个 实时同步 ≤1μs无线数据通信模块 1个 高速数据通信 ≤140Mbps 缺省WIFI,3G/4G备选无线相位接收模块 1个 零位信号接收 ≤1ms 在无时标信号时使用 有线通信模块 2个 与无线互为备份≤1000Mbps RJ45+USB高速算法处理器 1个 信号处理 FPGA嵌入式计算机 1套 综合管理 主频1G ARM数据存储 1套 数据存储 4G SDRAM内置电池 1组 电源供应 24V,2.6AH 锂电池4.1.2功能说明用于被测设备局放信号的收集、分析和处理,可进行联合检测、定位。
GIS局部放电在线监测实施方案

GIS局部放电在线监测实施方案一、引言局部放电是一种常见的设备故障形式,对电力系统的安全稳定运行具有重要影响。
因此,实施局部放电在线监测是提高电力系统可靠性和安全性的关键技术之一、本方案将介绍局部放电在线监测的实施方案。
二、目标和原则1.目标:通过监测设备的局部放电情况,及时发现和预防设备故障,以保障电力系统的正常运行。
2.原则:a.充分了解设备运行情况,选择合适的监测方法和设备。
b.信息准确、及时、全面,实现即时监测、报警和预警。
c.实施方案应具有合理性、先进性、可行性和经济性。
d.结合实际情况,采取适宜的监测策略。
三、技术选择1.传感器选择:根据设备特点和监测需求,选择适用的传感器,如超声传感器、电容耦合传感器等。
2.数据采集:选择合适的数据采集系统,并与传感器实现互联,确保数据准确采集。
3.数据传输:采用合理的数据传输方式,如有线传输或无线传输。
4.数据处理与分析:建立合理的数据处理与分析系统,对监测数据进行实时、自动处理与分析,以便及时发现异常情况。
四、实施方案1.设备选择:根据设备类型和重要程度,确定需要进行局部放电在线监测的设备。
2.传感器安装:根据设备特点和监测需求,确定传感器的安装位置和数量,并确保安装质量。
3.数据采集系统建设:设置合理的数据采集点,实现传感器与数据采集系统的互联,并建立稳定的数据采集系统。
4.数据传输系统建设:建立合理的数据传输系统,确保数据传输的准确性和及时性。
5.数据处理与分析系统建设:建立合理的数据处理与分析系统,包括数据存储、处理和分析等功能,实现对监测数据的实时处理和分析。
6.报警和预警系统建设:建立合理的报警和预警系统,实现对异常情况的即时监测和报警功能。
7.可视化监测平台建设:建立可视化监测平台,将监测数据以图形或图像方式展示,方便运维人员进行监测分析和决策。
五、实施步骤1.前期调研与准备:了解设备特点和监测需求,进行技术选择和数据采集系统建设准备工作。
GIS设备特高频局放检测及定位方法的现场应用

GIS设备特高频局放检测及定位方法的现场应用摘要:GIS在目前的社会生活实践中有着非常广泛的利用,在电力系统中发挥着重要的价值,所以在实践中需要对GIS设备的具体应用做分析。
在实践中,为了对GIS设备的运行状态以及性能做分析与理解,需要通过局放检测进行确定。
在局放检测技术的具体利用中,不同技术的应用会有不同的效果,而且技术优势差异巨大,最终的应用效果表现也比较的突出,因此在实践中对具体的检测技术以及技术的现场应用进行分析有突出的现实意义。
文章分析研究GIS设备特高频局放检测以及定位方法的现场使用,旨在为实践工作开展提供帮助与指导。
关键词:GIS设备;局放检测;定位方法高压输电线路建设对电力高效率、高质量输送有显著的意义,所以在技术进步的大环境下,高压输电线路的建设越来越频繁。
就高压输电线路建设实践来看,其中利用到的一种重要设备便是GIS设备,这种设备在应用实践中有着比较小的占地面积,可靠性突出,维护工作量比较少,因此受到了高压输电领域青睐,被大量使用[1]。
就GIS设备的具体应用来看,因为在制造和装配的过程中存在着一些工艺方面的问题,所以设备有显著的内部缺陷,这种缺陷会导致电压升高的时候引发局部电场强度的急剧增大,从而造成局部放电情况,因此在实践中为了保证GIS设备的稳定、有效利用,需要对其进行局放检测。
特高频检测方法在实践中具有比较高的灵敏度、且有突出的现场抗干扰能力,因此在确定设备问题方面有突出效果,所以利用特高频局放检测方法进行问题定位有突出的现实价值。
一、GIS设备特高频检测原理以及定位技术分析就GIS设备的局放检测实践来看,利用特高频检测技术和定位方法进行设备的整体性检测,并就问题做定位,这对于GIS设备的科学、有效、质量化应用有突出的价值。
对GIS设备的特高频检测原理以及定位技术等做分析与讨论,这对于实践工作开展来讲有显著的价值。
1.特高频检测技术明确特高频检测技术的相关原理,这对于特高频检测技术的实际应用来讲有重要的意义。
GIS局部放电在线监测实施方案

GIS局部放电在线监测实施方案一、背景气体绝缘金属封闭式开关设备(Gas Insulated SwitchGear,GIS)是一种在高压输配电系统中广泛应用的重要设备,具有小体积、大容量、高可靠性等优点。
然而,由于操作环境的变化、设备老化和制造质量等原因,GIS设备局部放电问题经常发生,可能导致设备故障和甚至事故,给输配电系统安全稳定运行带来风险。
为了及时发现GIS设备的局部放电问题,避免事故发生,需要加强对GIS设备的在线监测,提高设备的可靠性和安全性。
本文将提出一种GIS局部放电在线监测实施方案,以指导GIS设备的日常维护和运行管理工作。
二、实施方案1.系统概述GIS局部放电在线监测系统由传感器、数据采集装置、数据传输设备和监测中心组成。
传感器主要用于采集GIS设备中的温度、气体特性等数据,数据采集装置将传感器采集到的数据传输到监测中心,监测中心对数据进行分析和处理,实现对GIS设备的实时监测和远程管理。
2.设备选型在选择GIS局部放电在线监测设备时,需考虑设备的精度、灵敏度、稳定性等参数,确保设备能够准确地监测GIS设备的局部放电情况。
同时,还应考虑设备的适用性、可靠性和维护便捷性,选择具有良好性价比的监测设备。
3.安装布线在安装GIS局部放电在线监测设备时,需按照设备厂家的要求和技术规范进行布线和安装,确保设备能够正常运行。
同时,还需考虑设备的避雷防护和防护措施,确保设备在恶劣环境下也能正常运行。
4.系统联调在安装完GIS局部放电在线监测设备后,需进行系统联调和调试,确保监测设备和数据采集装置的正常运行。
同时,还需对监测中心进行调试和测试,确保系统可以实现对GIS设备的实时监测和远程管理。
5.系统使用在系统联调调试完成后,需对GIS设备的局部放电进行定期监测和分析,及时发现GIS设备中的问题,采取相应的措施进行处理,确保GIS设备的安全可靠运行。
同时,还需对系统进行定期维护和保养,确保系统长期稳定运行。
气体绝缘开关设备局部放电特高频在线监测技术及应用

气体绝缘开关设备局部放电特高频在线监测技术及应用李兴旺;卢启付;吕鸿;王宇;王流火【摘要】分析了各种气体绝缘开关(gas insulated switchgear,GIS)局部放电检测方法,认为特高频(ultra high fre-quency,UHF)法抗干扰能力较强,检测效率较高,可实现在线监测、故障模式识别及定位.以一起UHF在线监测系统发现的GIS设备缺陷为例,分析并总结运行经验.运行经验表明,时连续性的局部放电信号要重点关注,应监测24 h局部放电的发展情况,必要时利用便携式设备进行复测,排除现场干扰,确定故障位置,进行解体处理.通过安装GIS设备局部放电UHF在线监测系统,可发现GIS设备隐患,有效保证电力系统的安全稳定运行.【期刊名称】《广东电力》【年(卷),期】2012(025)006【总页数】5页(P91-95)【关键词】气体绝缘开关;局部放电;特高频法;在线监测【作者】李兴旺;卢启付;吕鸿;王宇;王流火【作者单位】广东电网公司电力科学研究院,广东广州510080;广东电网公司电力科学研究院,广东广州510080;广东电网公司电力科学研究院,广东广州510080;广东电网公司电力科学研究院,广东广州510080;广东电网公司电力科学研究院,广东广州510080【正文语种】中文【中图分类】TM595气体绝缘开关(gas insulated switchgear,GIS)设备具有可靠性高、占地面积小、安全性高等优点,在电力系统中被广泛应用。
进行GIS设备局部放电在线监测可及时发现存在的隐患,是保障电网安全运行的重要措施。
国际大电网委员会(International Council on Large Electric Systems,CIGRE)于1998年统计了1967—1992年投入运行的不同电压等级的GIS设备绝缘故障情况,故障率均超过了GIS设备绝缘所要求的0.1次/年的指标[1-2],电压等级升高导致绝缘故障率随之增大。
GIS设备局部放电试验标准作业指导书

GIS设备局部放电试验标准作业指导书一、引言近年来,随着电力行业的快速发展,GIS(气体绝缘开关设备)在电力系统中的应用越来越广泛。
然而,由于GIS设备在长期运行过程中容易出现局部放电问题,这不仅会影响设备的正常运行,还可能导致设备的损坏和事故的发生。
因此,制定一份合理的局部放电试验标准作业指导书对于确保GIS设备的安全运行具有重要意义。
二、局部放电试验的目的局部放电试验的主要目的是检测GIS设备中可能存在的局部放电缺陷,及时发现并解决问题,确保设备的可靠性和安全性。
通过局部放电试验,可以评估设备的绝缘状态,提前预防设备故障的发生,延长设备的使用寿命。
三、试验准备1. 设备检查:在进行局部放电试验之前,必须对设备进行全面的检查,确保设备的正常运行。
包括检查设备的连接情况、绝缘件是否完好、仪器设备是否正常工作等。
2. 试验环境:试验应在干燥、无尘、无水汽的环境中进行,以保证试验结果的准确性。
3. 试验设备:选择适当的试验设备,包括高压发生器、放电检测仪、数据采集系统等。
四、试验步骤1. 试验前准备:按照设备的要求,对试验设备进行校准和调试,确保其工作正常。
2. 试验参数设定:根据设备的要求,设置试验的电压、频率、时间等参数。
3. 试验操作:将试验设备连接到GIS设备上,逐步升高试验电压,记录并监测设备的局部放电情况。
4. 数据分析:通过数据采集系统,获取试验过程中的相关数据,对数据进行分析和处理,判断设备的绝缘状态。
5. 试验结果评估:根据试验结果,评估设备的绝缘状态是否符合要求,确定是否需要进行维修或更换。
五、试验安全措施1. 试验人员必须具备相关的电气知识和操作技能,严格按照操作规程进行试验操作。
2. 试验设备必须符合相关的安全标准,确保试验过程中不会对人员和设备造成伤害。
3. 试验现场必须保持整洁,设备周围不得堆放杂物,以免影响试验结果和安全。
4. 在试验过程中,如发现异常情况,应立即停止试验,并采取相应的措施进行处理。
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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): 237-2432、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。