肩的区域长18mm、宽2mm，铜肩直径约为10~1 ΟΟμπι。所述的绝缘子气隙模型使用板-板电 极以及夹在板-板电极之间的圆柱形环氧树脂和环形环氧树脂片(与高压板电极相连)来模 拟，其中板电极直径为120mm、厚度为10mm，圆柱形环氧树脂直径为60mm、高度为20mm，环形 环氧树脂片厚度为1mm、外环直径为60mm、内环直径为50_。
[0048]所述的检测系统包括脉冲电流检测系统和UHF检测系统两部分。其中脉冲电流检 测系统，主要包括耦合电容11、检测阻抗12、和数字存储示波器13; UHF检测系统的连接电路 如图6所示，主要由UHF传感器10和数字存储示波器13构成，能够检测出的UHF脉冲幅值、 重复率和相位等信息。
[0049] (2)在不同绝缘缺陷模型下开展ro实验
[0050] ①按照图1所示实验电路原理图连接各个实验装置，保证所有实验设备良好接地。 打开所述不锈钢缸体14的椭圆形顶盖15,用乙醇清洗缸体内壁和人工缺陷模型28后把顶盖 装好，保证缸体的密闭性。
[0051] ②按照第一操作指令打开所述的真空栗球阀22,启动真空栗23,对不锈钢缸体抽 真空后依次关闭真空栗球阀和真空栗。然后依次打开所述的SF6气瓶阀门和进样球阀29,向 缸体内充入0.2~0.3MPa的纯净SF6气体后依次关闭SF6气瓶阀门和进气球阀。按所述的操 作步骤，先抽真空，再充入SF6气体清洗，如此重复多次冲洗不锈钢缸体，保证缸体内水分和 氧气的含量分别小于500ppm和2000ppm后再次抽真空。
[0052] ③按照第二操作指令打开所述的SF6气瓶阀门和进气球阀，向不锈钢缸体内充入 0.3~0.5MPa的纯净SF6气体，然后依次关闭SF6气瓶阀门和进气球阀，稳定数小时，使SF6气 体扩散均匀。
[0053] ④往不锈钢缸体内安装人工绝缘缺陷之前，调节所述的调压控制台1缓慢升高实 验电压，检测装置固有起始放电电压Ug。给气体放电室9加压做完实验后，需缓慢调节调压 控制台将实验电压降为〇,关闭实验电源，然后使用接地棒对所有设备的高压端进行有效放 电之后才可以进入实验区域，下文不再复述。
[0054]⑤将不锈钢缸体抽真空，打开所述的进气球阀使空气进入缸体，保证缸体内外压 强一致，关闭进气球阀。打开不锈钢缸体的椭圆形顶盖，在所述的高压导杆17和接地导杆27 之间安装好缺陷模型后把顶盖装好，保证缸体的密闭性。重复步骤②~③，调节所述的调压 控制台缓慢升高实验电压，检测缺陷模型的起始放电电压Ust和击穿电压Ub。
[0055]⑥在Ust 和 min(Ug，Ub)之间平均取 5 个电压等级 Ul、U2、U3、U4、U5(SPUst、Ul、U2、 1]3、1]4、1]5、!1^11(恥，1]13)相邻电压之间的差值相等），重复步骤?~@，调节所述的调压控制 台缓慢升高实验电压至1]1、1]2、1]3、1]4、1]5，在每个电压等级下分别连续进行8个小时的？0实 验，每隔2个小时采集一次UHF ro信号，每次连续采集1分钟。
[0056]⑦利用脉冲电流法检测ro量
[0057] 本检测方法采用如图5所示的并联法测量回路来测量ro脉冲电流信号。参见图5示 出了一种脉冲电流法校准电路的电路图。首先对所述的气体放电室9中不同绝缘缺陷模型 28产生的ro分别进行定量标定:根据IEC 60270标准可知，脉冲电流法测得的脉冲电压幅值 U与视在放电量Q成线性关系，将局部放电校准仪33与气体放电室并联，在绝缘缺陷电极两 端产生放电量已知的脉冲信号，通过所述的数字存储示波器13可测得检测阻抗12两端的脉 冲电压峰值，从而可以得到脉冲电压峰值与视在放电量之间的线性关系。在实施连续PD实 验过程中，利用数字存储示波器测量检测阻抗两端的脉冲电压峰值U，根据定量标定得到的 脉冲电压峰值与视在放电量之间的线性关系，可计算出实际的ro视在放电量q。
[0058] ⑧利用UHF法检测ro信号
[0059] 参见图6示出了本发明一种UHF法校准电路的电路图。利用所述的数字存储示波器 13采集UHF信号，每次连续采集1分钟，可以得到PD的UHF脉冲幅值、重复率和相位等信息。先 对所述的气体放电室9中不同绝缘缺陷模型28产生的UHF 信号进行校正:首先，通过实验 室实验确定发射的UHF信号人工脉冲的参数(上升时间、半峰值时间、脉冲幅值等）。然后，调 节所述的调压控制台1向气体放电室两端加压，使内部的绝缘缺陷发生H)，在石英观察窗31 处用UHF法检测该缺陷激发的UHF信号A(用脉冲能量或幅值表示）。再然后，利用信号发生 器34向气体放电室两端注入幅值可调的UHF信号人工脉冲，在石英观察窗处检测此时的UHF 信号B。最后，利用信号发生器调节注入脉冲的相关参数，使UHF信号B与A的偏差在±10%以 内，认为此时注入的UHF人工脉冲信号即为ro的等效源信号。
[0060] 本发明提出一种多阶高斯函数作为注入脉冲的标准波形，以多阶高斯函数的上升 时间、下降时间、高斯阶数为调节参数，其函数表达式如下：
[0062] 式中，ai表示波峰的高度，bi表示波峰所在位置的横坐标X的值，ci反映了波峰的 陡度。
[0063] 本发明采用上述技术方案后，主要有以下效果：
[0064] 1、本发明中的实验平台能模拟直流GIS的PD情况，弥补了现有实验平台只能模拟 交流GIS的ro情况的不足，是直流GIS故障诊断研究的基础。
[0065] 2、本发明中的直流施压系统利用高压硅堆进行整流，再使用一个滤波电容起平波 作用，可以提供一个纹波因数满足国家标准的kV级直流实验高压，能够准确模拟直流GIS的 实际工作电压。
[0066] 3、本发明研制了四种典型的绝缘缺陷模型，涵盖了实际直流GIS中常见的金属突 出物、自由金属微粒、绝缘子表面污染、绝缘子气隙四种绝缘缺陷，模拟合理且准确。
[0067] 4、本发明中的实验平台采用螺纹结构连接气体放电室内的导电杆和绝缘缺陷模 型电极，能够调节高压电极与地电极之间的距离，便于研究UHF PD信号与放电强度之间的 关系。
[0068] 5、本发明使用UHF法检测PD信号，并提出一种多阶高斯函数作为注入脉冲的标准 波形，可以检测ro的脉冲幅值、重复率和相位等信息，检测灵敏度高、抗干扰能力强、检测直 接、可实现在线监测和故障定位。
[0069] 6、本发明中的实验平台结构简单、成本低，实验过程和检测手段简单、易掌握。
[0070]最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将 一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作 之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语"包括"、"包含"或者其任何其他变体意 在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那 些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者 设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句"包括一个……"限定的要素，并不排 除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0071] 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他 实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0072] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的 一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明 将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。
【主权项】
1. 一种直流GIS的ro模拟装置的控制方法，所述装置包括绝缘缺陷模型，盛放所述绝缘 缺陷模型的气体放电室，向所述气体放电室两端提供连续可调的直流电压的直流施压系 统，以及获取直流GIS的ro的脉冲电压信号和UHF信号的检测系统，其特征在在于， 在将所述绝缘缺陷模型放入所述气体放电室之前，所述方法包括： 控制所述直流施压系统缓慢升高实验电压，确定所述模拟装置的固有起始放电电压； 在将所述绝缘缺陷模模型放入所述气体放电室之后，所述方法包括： 控制所述气体放电室按照第一预设操作指令动作，以利用SF6气体对所述气体放电室进 行清洗； 控制所述气体放电室按照第二预设操作指令动作，以向所述气体放电室填充均匀的 SFe； 控制所述直流施压系统缓慢升高实验电压，确定所述绝缘缺陷模型的起始放电电压和 击穿电压； 确定所述固有起始放电电压和所述击穿电压中的最小电压，获取起始放电电压和所述 最小电压之间若干个等电压等级的电压值； 调整所述直流施压系统依次输出大小为所述电压值的实验电压； 在所述电压值的实验电压下，控制所述检测系统采集PD的脉冲电压信号以及UHF信号。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制所述气体放电室按照第一预设操 作指令动作，以对所述气体放电室进行清洗，包括： 步骤A:开启所述气体放电室的真空栗球阀和真空栗，以将所述气体放电室抽为真空状 态； 步骤B:关闭所述真空球阀和所述真空栗，开启所述气体放电室的进样球阀和SF6气瓶阀 门，向所述气体放电室充入SF6; 步骤C:重复所述步骤A，直至所述气体放电室内的气体含量满足预设条件。3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制所述气体放电室按照第二预设操 作指令动作，以向所述气体放电室填充均匀的SF 6,包括： 关闭所述真空球阀和所述真空栗，开启所述气体放电室的进样球阀和SF6气瓶阀门，向 所述气体放电室充入预设压强的SF6。4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制所述检测系统采集PD的脉冲电压 信号以及UHF信号之后，还包括： 调节所述直流施压系统的实验电压为零，对所述模拟装置的高压端进行放大操作。
【专利摘要】本申请公开了一种直流GIS的PD模拟装置的控制方法。该控制方法在进行PD模拟实验前首先通过控制气体放电室各个控制阀的开启和关闭利用SF6气体对气体放电室进行清洗，进而向气体放电室内充入预设压强的SF6气体。通过调整直流施压系统的输出电压，在不同的电压等级实现对直流GIS的PD模拟。本发明所公开的控制方法可按照实验步骤自动按照相应的控制指令控制各个部件动作，自动化程度高。
【IPC分类】G01R31/12
【公开号】CN105699862
【申请号】CN201610044893
【发明人】苗玉龙, 伏进, 邱妮, 曾福平, 姚强, 唐炬, 李龙, 杨旭
【申请人】国网重庆市电力公司电力科学研究院, 国家电网公司, 武汉大学
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2016年1月22日