振荡型冲击电压下GIS设备局部放电检测装置的制作方法

本发明涉及振荡型冲击电压下gis的特高频局部放电检测。通过高频电流传感器测得振荡型冲击电压下gis的局部放电信号，通过软件分析进行去噪、特征提取和模式识别，确定局部的放电的类型和程度，排除gis设备内部存在的安全隐患，为电力系统安全运行做出重要保障本。

背景技术：

gis(gasinsulatedswitchgear)设备自20世纪60年代实用化以来，由于其结构紧凑、占地面积小、可靠性高、配置灵活、安装方便、安全性强、环境适应能力强等优点，在我国电力系统高压输变电系统中得到广泛应用。gis设备由于产品的设计、零部件采购、厂内加工、运输、现场安装等多环节的因素，内部可能含有各种各样的缺陷。然而随着设备电压等级的不断提高，在高电压等级下的设备工频耐压试验及局放检测已经不能满足要求检测出所有缺陷。研究表明，交流耐压试验及其局放检测对gis内部绝缘子表面污染或气隙类缺陷具有较高的灵敏度，但对于导体或者接地端上的金属尖刺及电极表面划痕等局部电场集中的情况发现能力不足甚至失灵。而冲击电压能够限制电晕化作用，能够促进电子崩的发展，形成密度更大的放电，对局部放电的检测有着极大的帮助，即冲击电压下的放电量较大的局放脉冲更容易被检测，同时振动冲击电压对于检查设备中所存在的污染和异常电场结构特别有效。因此，在gis设备现场试验中添加振荡型冲击电压下的局放实验能够检测出更多耐压及其局放实验所检测不到的内部缺陷，对确保设备安全运行具有重要的实际意义。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的不足，而提出一种振荡型冲击电压下gis设备局部放电检测装置。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种振荡型冲击电压下gis设备局部放电检测装置，包括振荡冲击电压发生器，振荡冲击电压发生器输出的振荡冲击电压信号施加在gis设备的高压母线上，使gis设备产生局部放电，同时，在振荡冲击电压发生器的输出与地之间连接有提供放电参考量信号的电容分压器，在gis设备的接地线端上安装测取gis设备局部放电信号的高频电流传感器，高频电流传感器的输出端通过传输电缆与信号调理器的输入端连接，信号调理器将接收的局部放电信号进行滤波，过滤低频干扰信号后送到高速采集卡，高速采集卡同时接收滤波后的局部放电信号和放电参考量信号，高速采集卡将接收信号进行模数转换后输出给分析主机，分析主机将局部放电信号进行特征提取和模式识别，确定放电的程度和类型。

而且，振荡冲击电压发生器为基于球隙火花放电原理产生冲击电压的发生器，并通过调波电阻和调波电感产生试验用振荡型冲击波电压。

而且，所述高频电流传感器与信号调理器之间的传输电缆采用双层屏蔽线进行信号传输。

而且，所述信号调理器采用宽频带检测和高通滤波器的方式检测局放脉冲信号，通过高通滤波器过滤低频的位移电流。

而且，所述高频电流传感器和信号调理器置于屏蔽壳体内。

本发明的优点和积极效果是：

本发明在gis投运前使用振荡冲击电压下的局放检测实验，通过高频电流传感器检测gis中的局部放电信号，经由信号调理器处理，采集卡采集数据后，由局部放电软件进行分析处理，能够直观的显示在振荡冲击电压的波头以及波尾上发生的放电信号，并通过放电特征确定放电类型。这种检测方法能有效地检测出交流耐压及其局放实验检测灵敏度低的缺陷，尤其是对gis内部电极表面的污染及异常电场结构比较灵敏。与交流耐压试验配合使用能更好的检测gis内部各种各样的缺陷，为gis投运提供切实的安全保障。

附图说明

图1是本发明的系统结构示意图。

图2是本发明的系统流程框图图；

图3是本发明中电流传感器原理图，其中，i(t)为局放电流信号，e(t)为感应电压信号；

具体实施方式

以下对本发明实施例做进一步详述：需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其它实施方式，同样属于本发明保护的范围。

一种振荡型冲击电压下gis设备局部放电检测装置，如图1或2所示，包括振荡冲击电压发生器，振荡冲击电压发生器输出的振荡冲击电压信号施加在gis设备的高压母线上，使gis设备的内部腔体或盆式绝缘子上产生局部放电，同时，在振荡冲击电压发生器的输出与地之间连接有作为冲击电压信号提取单元，用于提供局部放电信号参考量信号的电容分压器，在gis设备的接地线端上安装高频电流传感器，高频电流传感器测取gis设备的局部放电信号，高频电流传感器的输出端通过传输电缆与信号调理器的输入端连接，将测取的局部放电信号传送给信号调理器，信号调理器的输出端与高速采集卡连接，信号调理器将接收的局部放电信号进行滤波，过滤低频干扰信号后送到高速采集卡，高速采集卡同时接收滤波后的局部放电信号和冲击电压信号提取单元输送的局部放电信号的参考量信号，高速采集卡采集局部放电信号，实现模数转换，高速采集卡的输出端与分析主机连接，分析主机将局部放电信号进行特征提取和模式识别，确定放电的程度和类型。

在本发明的具体实施中，振荡冲击电压发生器为基于球隙火花放电原理产生冲击电压的发生器，并通过调波电阻和调波电感的作用产生试验用振荡型冲击波电压。振荡冲击电压发生器具体产生上升沿为1.2μs,半峰值为48μs，振荡频率为360khz，幅值高达150kv可调的振荡冲击电压波形。

在本发明的具体实施中，如图3所示，所述高频电流传感器具体采用一款镍锌磁环为作为高频电流传感器的磁芯。磁环的内外径分别为26mm,45mm,高为15mm,初始磁导率为10，绕制匝数为22，传感器带宽为1m-120m。

在本发明的具体实施中，所述高频电流传感器与信号调理器之间的传输电缆采用双层屏蔽线进行信号传输，以减少环境信号的干扰。

在本发明的具体实施中，由于冲击电压本身将带来位移电流问题，冲击电压的频谱较宽，频率最高可到几百khz，其产生的位移电流严重影响局放脉冲的信噪比，对局放信号的测量产生干扰。由于sf6气体绝缘中的局放脉冲电流频谱高达数ghz，因此所述信号调理器采用宽频带检测和高通滤波器的方式检测局放脉冲信号，通过高通滤波器过滤低频的位移电流，保留高频的局部放电信号，提高局部放电信号的信噪比。

在本发明的具体实施中，为了消除强电和弱电之间的干扰，将所述高频电流传感器和信号调理器置于屏蔽壳体内。

在本发明的具体实施中，所述高速采集卡为4通道pci接口采集卡，单通道最高采样率为40m，分辨率14位，入口电压量程为5v，用于采集局部放电信号，实现模数转换。

在本发明的具体实施中，所述分析主机将局部放电信号进行特征提取和模式识别，确定放电的程度和类型，具体是指分析主机内的局部放电分析软件，基于labview平台开发，有滤波去噪，局放信号与冲击波信号对比相位分析，局放信号类型诊断，添加到数据库和历史数据管理功能，信息直观，操作简便。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种振荡型冲击电压下GIS设备局部放电检测装置，包括振荡冲击电压发生器，振荡冲击电压发生器输出施加在GIS设备上，同时在振荡冲击电压发生器的输出与地之间连接有电容分压器，在GIS设备上安装测取GIS设备局部放电信号的高频电流传感器，高频电流传感器的输出与信号调理器连接，信号调理器的输出与高速采集卡连接，高速采集卡同时还接收放电参考量信号，高速采集卡将接收信号进行模数转换后输出给分析主机，分析主机将局部放电信号进行特征提取和模式识别，确定放电的程度和类型。本发明能够更好的检测GIS内部各种各样的缺陷，为GIS投运提供切实的安全保障。

技术研发人员：郝春艳;郭军科;贺欣;于香英;高宇;赵鹏;苏展;卢立秋;于金山;甘智勇;刘鸿芳;刘盛终;马伯杨
受保护的技术使用者：天津市电力科技发展有限公司
技术研发日：2017.04.19
技术公布日：2017.07.07