CN112034309B - 一种用于高压开关柜的局部放电识别方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了属于高电压设备带电检测技术领域的一种用于高压开关柜的局部放电识别方法。首先将开关柜电压测频、测相位的模块(1)与方波发生装置(2)连接；暂态地电压传感器(3)固定在高压开关柜上，局部放电测量***(4)与暂态地电压传感器(3)连接；并对运行中的高压开关柜的局部放电信号采集；具体采用叠加方波的形式，通过暂态地电压传感器采集开关柜的局部放电信号，根据测试到信号的特征，判断是否为放电信号，分析局部放电的位置；本发明解决目前高压开关柜局部放电检测中，干扰信号大、难以正确识别的困难；可以发现开关柜中存在可能危及绝缘安全的局部放电，对及时检修、发现绝缘薄弱环节具有重要意义。

Description

一种用于高压开关柜的局部放电识别方法
技术领域
本发明属于高电压设备带电检测技术领域，特别涉及一种用于高压开关柜的局部放电识别方法。
背景技术
开关柜是使用极其广泛的开关设备，由于在设计制造和运行维护等诸多方面存在不同程度问题，而导致开关柜的事故发生率比较高。在配电网中，开关柜长期运行于高温、高压、潮湿等恶劣的环境下，其绝缘性很容易遭到损坏，进而引发局部放电。对开关柜局部放电进行监测，对绝缘故障早期准确的诊断，减少设备事故损失和非计划停运、增强运营能力、提高设备运行与维护管理水平，具有十分重要的意义。
对开关柜中存在可能危及绝缘安全的局部放电时，采取合适的方法确定，对及时检修、发现绝缘薄弱环节具有重要意义，目前能够准确判断局部放电的手段缺乏，目前高压开关柜局部放电检测中，干扰信号大、难以正确识别，识别放电与干扰的成功率不高。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于高压开关柜的局部放电识别方法；其特征在于，首先将开关柜电压测频、测相位的模块1与方波发生装置2连接；暂态地电压传感器3固定在高压开关柜上，局部放电测量***4与暂态地电压传感器3连接；并对运行中的高压开关柜的局部放电信号采集；具体采用叠加方波的形式，通过暂态地电压传感器采集开关柜的局部放电信号，根据测试到信号的特征，判断是否为放电信号，分析局部放电的位置；具体包括以下步骤：
步骤1：开关柜带电运行情况下，用暂态地电压传感器和局部放电测量***检测信号，设所测信号的绝对值最大幅值为Y；
步骤2：获取开关柜高压电的正弦电压随时间的变化情况，计算所属正弦电压的频率f和相位A，整形产生与之同频率f(单位为Hz)、同相位A的方波信号，方波信号的高电平为1至10V，低电平为0；
步骤3：把所述方波信号对地注入到开关柜的外壳上，其中所述地为与步骤1中所述暂态地电压传感器的输出信号的地共地；
步骤4：采用与步骤1中同样的传感器和测量***检测信号；
步骤5：对步骤4所得测试信号采样，采样后每个时间点的信号值称为采样数据，采样的总时间长度不少于10秒钟，且应为步骤2中所述f之倒数的整数倍；
步骤6：把步骤4所述采样的总时间从测量开始计时的时间点起，划分为10微秒长的n个时间段，时间段的编号依次为n＝1、2、3……；
步骤7：每个时间段内的采样所测信号的绝对值的幅值，如果有一个绝对值的幅值高于Y/2则把该时间段内的所有数据称作为一个有效脉冲，记录所述每个有效脉冲对应的时间段编号n，如果所述n>100000/f，从n中减去100000/f，直到n<100000/f为止；其中100000由10微秒的倒数得到；
步骤8：统计步骤4所述采样的总时间长度中所有的有效脉冲个数，记作N；
步骤9：根据步骤7所述有效脉冲对应的时间段编号n，统计符合特征区间10000/(18*f)<n<20000/(9*f)的有效脉冲个数，记作M，表示有效脉冲处于放电特征相位里面的点数；
步骤10：如果M/N>0.5，认为步骤1所述开关柜中存在局部放电，应密切关注绝缘状况或者予以维修，如果0.3<M/N<0.5，认为步骤1所述开关柜中可能存在局部放电，应加强观察，如果M/N<0.3，认为步骤1所述开关柜中不存在局部放电，绝缘状况安全；
所述测频、测相位的模块由整形电路、计数器电路和输出部分依次连接组成，其中整形电路是把正弦周期信号整形为方波信号；计数器电路是通过过零点计时和时钟计数，得到信号的过零点相位和周期，所述过零点相位和周期由输出部分输出。
所述暂态地电压传感器为基于耦合电容原理的暂态地电压(TEV)传感器；
所述局部放电测量***为采样频率不低于20MHz的局部放电测试仪或者示波器，输入阻抗为不低于1兆欧。
本发明的有益效果是可以及时发现开关柜中存在可能危及绝缘安全的部位，对开关柜局部放电进行监测，对绝缘故障早期准确的诊断，及时检修；减少设备事故损失和非计划停运、增强运营能力、提高设备运行与维护管理水平，具有十分重要的意义。
附图说明
图1为高压开关柜的局部放电测试电路示意图。
具体实施方式
本发明的目的是提供一种用于高压开关柜的局部放电识别方法；
图1所示为高压开关柜的局部放电测试电路示意图，图中，对开关柜电压测频、测相位的模块1与方波发生装置2连接；该测频、测相位的模块1输出的相位和频率作为方波发生装置2的触发信号，产生统一频率和相位的标准方波；暂态地电压传感器3固定在高压开关柜上，局部放电测量***4与暂态地电压传感器3连接，对运行中的高压开关柜的局部放电信号采集；采用叠加方波的形式，主要是由于方波信号与被测高压开关柜施加的高压正弦信号同频率同相位，在被测高压开关柜绝缘薄弱处产生局部放电时，局部放电信号能更加有效的通过相位信息，与其它干扰信号分离开来；由此通过暂态地电压传感器采集开关柜的局部放电信号，根据测试到信号的特征，判断是否为局部放电信号，分析局部放电的位置；具体包括以下步骤：
步骤1：开关柜带电运行情况下，用暂态地电压传感器和测量***检测信号，设步骤1中所测信号的绝对值最大幅值为Y；
步骤2：获取开关柜高压电的正弦电压随时间的变化情况，计算正弦电压的频率f和相位A，整形产生与之同频率f(Hz)、同相位A的方波信号，方波信号的高电平为1至10V，低电平为0；
步骤3：把所述方波信号对地注入到开关柜的外壳上，其中所述地为与步骤1中所述暂态地电压传感器的输出信号的地共地；
步骤4：采用与步骤1中同样的传感器和测量***检测信号；
步骤5：对步骤4所得测试信号采样，采样后每个时间点的信号值称为采样数据，采样的总时间长度不少于10秒钟，且应为步骤2中所述正弦电压的频率f之倒数的整数倍；
步骤6：把步骤4所述采样的总时间从测量开始计时的时间点起，划分为10微秒长的n个时间段，时间段的编号依次为n＝1、2、3……；
步骤7：每个时间段内的采样数据如果有一个绝对值高于Y/2，把该时间段内的所有数据称作为一个有效脉冲，记录所述每个有效脉冲对应的时间段编号n，如果所述n>100000/f，从n中减去100000/f，直到n<100000/f为止；
步骤8：统计步骤4所述采样的总时间长度中所有的有效脉冲个数，记作N；
步骤9：根据步骤7所述有效脉冲对应的时间段编号n，统计符合特征区间10000/(18*f)<n<20000/(9*f)的有效脉冲个数，记作M；
步骤10：如果M/N>0.5，认为步骤1所述开关柜中存在局部放电，应密切关注绝缘状况或者予以维修，如果0.3<M/N<0.5，认为步骤1所述开关柜中可能存在局部放电，应加强观察，如果M/N<0.3，认为步骤1所述开关柜中不存在局部放电，绝缘状况安全；
所述暂态地电压传感器为基于耦合电容原理的暂态地电压(TEV)传感器；
所述测量***为采样频率不低于20MHz的局部放电测试仪或者示波器，输入阻抗为不低于1兆欧。

Claims (4)

1.一种用于高压开关柜的局部放电识别方法；其特征在于，首先将开关柜电压测频、测相位的模块(1)与方波发生装置(2)连接；暂态地电压传感器(3)固定在高压开关柜上，局部放电测量***(4)与暂态地电压传感器(3)连接；并对运行中的高压开关柜的局部放电信号采集；具体采用叠加方波的形式，通过暂态地电压传感器采集开关柜的局部放电信号，根据测试到信号的特征，判断是否为放电信号，分析局部放电的位置；具体包括以下步骤：
步骤1：开关柜带电运行情况下，用暂态地电压传感器和局部放电测量***检测信号，设所测信号的绝对值最大幅值为Y；
步骤2：获取开关柜高压电的正弦电压随时间的变化情况，计算所属正弦电压的频率f和相位A，整形产生与之同频率f(Hz)、同相位A的方波信号，方波信号的高电平为1至10V，低电平为0；
步骤3：把所述方波信号对地注入到开关柜的外壳上，其中所述地为与步骤1中所述暂态地电压传感器的输出信号的地共地；
步骤4：采用与步骤1中同样的传感器和测量***检测信号；
步骤5：对步骤4所得测试信号采样，采样后每个时间点的信号值称为采样数据，采样的总时间长度不少于10秒钟，且应为步骤2中所述f之倒数的整数倍；
步骤6：把步骤5所述采样的总时间从测量开始计时的时间点起，划分为10微秒长的n个时间段，时间段的编号依次为n＝1、2、3……；
步骤7：每个时间段内的采样所测信号的绝对值的幅值，如果有一个绝对值的幅值高于Y/2则把该时间段内的所有数据称作为一个有效脉冲，记录所述每个有效脉冲对应的时间段编号n，如果所述n>100000/f，从n中减去100000/f，直到n<100000/f为止；其中100000由10微秒的倒数得到；
步骤8：统计步骤5所述采样的总时间长度中所有的有效脉冲个数，记作N；
步骤9：根据步骤7所述有效脉冲对应的时间段编号n，统计符合特征区间10000/(18*f)<n<20000/(9*f)的有效脉冲个数，记作M，表示有效脉冲处于放电特征相位里面的点数；
步骤10：如果M/N>0.5，认为步骤1所述开关柜中存在局部放电，应密切关注绝缘状况或者予以维修，如果0.3<M/N<0.5，认为步骤1所述开关柜中可能存在局部放电，应加强观察，如果M/N<0.3，认为步骤1所述开关柜中不存在局部放电，绝缘状况安全。
2.根据权利要求1所述用于高压开关柜的局部放电识别方法；其特征在于，所述测频、测相位的模块由整形电路、计数器电路和输出部分依次连接组成，其中整形电路是把正弦周期信号整形为方波信号；计数器电路是通过过零点计时和时钟计数，得到信号的过零点相位和周期，所述过零点相位和周期由输出部分输出。
3.根据权利要求1所述用于高压开关柜的局部放电识别方法；其特征在于，所述暂态地电压传感器为基于耦合电容原理的暂态地电压(TEV)传感器。
4.根据权利要求1所述用于高压开关柜的局部放电识别方法；其特征在于，所述局部放电测量***为采样频率不低于20MHz的局部放电测试仪或者示波器，输入阻抗为不低于1兆欧。
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