GIS局部放电检测中特高频法与超声波法灵敏度的对比研究

为对特高频法和超声波法在GIS设备局部放电检测中的灵敏度进行对比,以实际的GIS设备为基础,建立了一套220kV GIS局部放电检测平台,模拟了实际中较为常见的5类放电缺陷,利用特高频法和超声波法对5类缺陷在不同电压下的局部放电同时进行了测量,并对两者获得的起始放电电压、平均视在放电量、放电次数和放电幅值进行了比较。试验结果表明:特高频法对上述5类局部放电的检测均较为灵敏;超声波法对GIS设备中绝缘子表面自由金属颗粒缺陷、绝缘子表面设备外壳内侧金属尖刺缺陷以及高压导体接触不良缺陷引起的局部放电的检测较为灵敏,但与特高频检测法相比,灵敏度仍然略低。因此建议以特高频作为GIS设备内部缺陷检测和诊断的主要手段,超声波法为辅助检测手段。     

超声波局部放电检测在GIS自由颗粒缺陷检测中的应用

气体绝缘金属封闭开关(gas insulated switchgear,GIS)设备内部自由颗粒缺陷对GIS设备安全稳定运行构成较大危害,通过对GIS自由颗粒特性进行分析,提出采用超声波局部放电检测技术检测GIS中自由颗粒缺陷的方法。应用结果表明:超声波局部放电检测能有效检测出GIS设备内部自由颗粒缺陷,提前发现潜伏性缺陷,保障设备安全运行。     

声—电—化联合检测在判别GIS自由金属颗粒放电缺陷上的应用

笔者通过应用基于局部放电的超高频、超声波以及SF_6气体分解产物的声—电—化联合检测方法,分析了一起GIS断路器气室内自由金属颗粒放电缺陷,阐述了超高频检测下对自由金属颗粒的判别,超声波对自由金属颗粒缺陷定位的优势,又根据SF_6气体分解产物检测到的特征气体对自由金属颗粒来源进行判断,最终通过解体检查以及机械开断试验最终确定断路器弧触头在分合过程中存在机械磨损,是产生自由金属颗粒的根本原因。     

GIS局部放电检测方法的分析研究

为了研究脉冲电流法、超声波法和超高频法检测GIS设备内部局部放电的优缺点,利用220 kV GIS试验段建立了一套GIS局部放电检测平台。应用脉冲电流法、超声波法以及超高频法对高压导体尖端、地电极尖端和悬浮尖端典型缺陷进行了测试,获取大量的实验数据和图谱。试验结果表明:脉冲电流法对缺陷普遍具有较高的灵敏度,但抗干扰能力较差,对于现场应用有一定局限性;超声波法对于局部放电信号灵敏度较低,但是抗电磁干扰性强;超高频法抗干扰能力强且灵敏度高,适合用于现场检测。总体来看,多种检测方法需要配合来综合确认。     

采用声电联合法的GIS局部放电定位试验研究

根据现有GIS局部放电在线检测定位技术中UHF法和超声波法的优缺点,提出了采用声电联合法的局部放电定位方法。通过在GIS装置中置入金属对地悬浮电位及自由金属颗粒模型的人工模拟缺陷方式进行了试验研究,并在变电站用声电联合定位法进行了实测。试验研究和现场应用情况表明,该方法同时检测局部放电的超高频和超声信号并对两类信号进行比较分析,能更加有效地排除现场干扰,实现运行中GIS局部放电信号的检测并对绝缘缺陷进行准确定位,特别是对于绝缘子附近的缺陷,通过确定绝缘缺陷所在的气室及其具体位置,提高了设备检修维护的效率。     

252 kV GIS隔离开关异物缺陷检测及仿真分析

针对252 kV GIS设备隔离开关超声波局部放电带电检测信号异常问题,确定GIS设备内部存在自由颗粒缺陷,建立隔离开关内部电场等效模型,依据设备内部金属材料特点研究不同类型异物颗粒受力情况,开展物理场模型下不同大小异物粒子轨迹仿真,分析隔离开关底部存在片状金属颗粒并进行解体检查验证。结果表明:超声波局放检测能有效检测设备内部异物缺陷,采用数学模型受力分析及物理场粒子轨迹仿真分析可确定设备内部异物颗粒的状况,分析确定的GIS隔离开关底部存在的毫米级铜质金属微粒与解体结果完全一致。     

一起基于声电联合检测的特高压GIS断路器局部放电缺陷诊断分析与处理

本文介绍了一起特高压GIS内部断路器的局部放电缺陷,通过超声波及超高频两种方法对该缺陷进行检测,运用超声波检测初步判断局部放电异常信号,随后应用超高频检测技术对局部放电进行进一步确认。通过检测的特征图谱判断缺陷类型,最后利用时差定位法并结合高速示波器,实现对局部放电源定位。结合返厂解体情况,基本确定了局放原因。最后针对GIS设备的结构特点及运行特性,从在线监测、运行维护及检修等方面提出防范措施,以降低类似缺陷对系统的影响。     

基于声电联合的便携式GIS局部放电检测系统

GIS设备内部出现绝缘缺陷时会在运行中产生局部放电.为了检测和分析GIS设备的绝缘状态和发展趋势,研发出运用超高频法和超声法实时检测GIS内部局部放电信号的系统.     

GIS典型缺陷的局部放电超高频检测及模式识别

为了解决GIS局部放电带电检测难题,采用了超高频法,以GIS试验设备为对象,设计和模拟了GIS中自由金属颗粒、悬浮电位体、母线金属尖端、外壳金属尖端、绝缘子表面金属颗粒和绝缘子气泡6种典型缺陷的模型,基于超高频法对其放电信号进行检测,提取了缺陷特征参数,应用支持向量机进行模式识别,进而对支持向量机的惩罚参数"C"和核函数参数"g"进行了粒子群优化。试验结果表明:不同缺陷类型的超高频信号在图谱和提取的数据中会呈现出不同的特征;在模式识别中,粒子群方法优化支持向量机展现出了比支持向量机更好的鲁棒性和泛化能力。     

高压开关柜内部缺陷的局部放电信号特征研究

为实现内部缺陷模拟与局部放电信号特征研究,搭建高压开关柜内部缺陷的局部放电信号模拟试验平台,实现了金属尖端、悬浮电极、自由金属颗粒和绝缘气隙4种内部缺陷的实验室模拟。分析4种缺陷的暂态地电压、超声波和特高频局部放电信号特征,为开关柜内部缺陷的局部放电信号检测和诊断提供了参考。     

SF6压力对GIS典型缺陷局部放电检测灵敏度的影响

气体绝缘开关设备(gas insulated switchgear,GIS)内部气压是影响局部放电检测灵敏度的重要因素。在局部放电实验平台中构建尖端、悬浮、气隙与沿面缺陷模型,基于特高频法、高频电流法与超声法开展气压0.2~0.5 MPa下局部放电信号特征的检测实验,并对比了高频电流法和超声法局部放电检测的灵敏度。实验结果表明：气压是影响尖端、悬浮与沿面缺陷放电的关键参数,3种缺陷放电起始电压与气压成正比,同一电压下的放电幅值和脉冲次数与气压成反比;气隙缺陷放电源于绝缘层内部气泡,因此设备气压对气隙缺陷放电影响不大。高频电流法可实现不同气压下的悬浮缺陷有效检测,但未测得气隙和尖端缺陷局部放电信号;SF₆压力降低,高频电流对沿面缺陷的检测灵敏度有所提升,但仍低于特高频法。超声法可实现不同气压下的悬浮和尖端缺陷有效检测,但未测得气隙和沿面缺陷局部放电信号;SF₆压力降低,超声法对尖端缺陷的检测灵敏度提高(当气压为0.2 MPa时,超声法对尖端缺陷的检测灵敏度与特高频法相当)。     

GIS中局部放电测量用超高频方法的研究

分析了GIS中局部放电测量用超高频宽带和窄带两种方法的优缺点。实验室中模拟GIS常见 3种故障(母线上有固定金属微粒 ,盆式绝缘子表面有污秽和内部有气泡 )的超高频宽带法和窄带法局部放电测量表明 ,窄带法得到的同种故障时域波形很相似 ,而不同故障则差别较大 ,有明显的可分性。因此窄带法更有利于提取局部放电模式识别的特征参数     

UHF PD detection in gas-insulated switchgear-suitability andsensitivity of the UHF method in comparison with the IEC 270 method

UHF partial discharge detection in gas-insulated switchgear (GIS) has advantages over the conventional method. For example, UHF PD detection allows the suppression of high frequency disturbances external to the GIS. UHF PD measurements have been compared with measurements using the conventional IEC 270 method under conditions that approximate service conditions for a range of defects     

GIS局部放电特高频在线监测系统传感器配置方案研究

笔者通过在一个220 kV GIS线变间隔断路器气室、母线气室和进线气室安装尖刺故障模型,在盆式绝缘子和绝缘衬垫上进行检测,验证了特高频传感器的灵敏度及衰减特性。结果表明:在外加电压7 kV、视在放电量为5 pC的试验条件下,UHF传感器就可以准确地检测放电信号,并准确判断放电类型及故障位置。试验发现局部放电产生的电磁波经过L型、T型、断路器仓、CT等结构,发生了明显衰减。不带金属屏蔽环的盆式绝缘子和绝缘衬垫,更有利于检测放电产生的电磁波信号。根据测试结果提出了合理的GIS局部放电特高频在线监测系统传感器配置方案。     

基于尺度-能量熵特征对的特高频局部放电辨识方法

对气体绝缘组合电器(GIS)进行局部放电(PD)检测,可以发现GIS内部早期绝缘缺陷和隐患,并预防绝缘事故发生。文中采用复小波分解(CWT)对GIS内部特高频(UHF)PD信号进行多尺度分解,分析了CWT能量熵(CWT-EE)随CWT尺度的变化规律,发现UHF PD信号信息主要分布在能量熵变化梯度较大的尺度下。为此,文中提取CWT-EE及其对应尺度,构建尺度-能量熵(SP-EE)特征对,既保留了PD信号能量特征信息,又保留了UHF PD信号小波尺度信息。最后,采用支持向量机(SVM)进行UHF PD类型辨识,结果表明:SP-EE特征对不但可以有效识别GIS内部4种典型绝缘缺陷,而且能够有效降低UHF PD信号分解层数和PD特征维数。     

基于时频分析与分形理论的GIS局部放电模式识别特征提取方法

识别局部放电(PD)的缺陷类型是评估电气设备绝缘状况的一项重要指标,通过特高频传感器(UHF)可获取局部放电信号.然而,传统的基于统计参数的信号特征提取方法存在高维数和无效信息过多的缺点,该文提出了一种基于时频分析和分形理论的气体绝缘组合电气(GIS)局部放电模式识别特征提取方法.首先利用小波变换对局部放电信号获取能量...     

用超高频诊断GIS中固定金属微粒导致的局部放电

模拟了GIS中3种固定金属微粒导致的局部放电。用笔者设计的超高频局部放电检测系统分别对其进行了测量,并提取了局部放电信号高频窄带的谱图特征,建立了3种故障的指纹库。     

GIS支撑绝缘子内部放电缺陷综合诊断方法现场应用

介绍了基于特高频局部放电检测和X射线成像检测的气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）支撑绝缘子内部放电缺陷综合诊断方法,并进行了分析和现场应用研究。以某110 kV GIS为例,利用特高频法对运行中的GIS进行局部放电检测,在检测到异常信号后,通过干扰排除和多通道信号时延定位确定缺陷位置、缺陷类型。对于支撑绝缘子内部放电缺陷,利用X射线成像检测技术对缺陷情况进行确认,从而实现缺陷综合诊断,指导设备检修。     

GIS局部放电常规检测和超声波检测方法的应用比较

介绍了几种GIS局部放电常用的检测技术,并应用常规脉冲电流检测法和超声波检测法对模拟的GIS运行中常见的几种典型缺陷,包括带电导体上尖端、壳体内壁上尖端、自由金属颗粒、悬浮电位、绝缘子内气泡以及黏附在绝缘子表面的金属颗粒等进行了检测。再通过对测试系统记录的放电脉冲和超声波脉冲的相位分布比较、不同缺陷在一定电压下的脉冲放电量大小比较,以及不同缺陷超声波脉冲有效值和周期峰值的特征和大小比较,总结得到在上述各种典型绝缘缺陷情况下,应用这两种检测方法所得波形和信号的主要特征,为超声波局部放电检测技术在GIS现场交流耐压试验和运行阶段的有效应用提供参考。     

局部放电特高频检测校准影响因素研究

局部放电特高频(UHF)法广泛应用于电气设备在线监测,由于UHF信号传递函数的影响因素相当繁复,至今未能实现定量校准。为研究UHF检测技术定量校准的影响因素,分析了典型局部放电源的放电机理,通过试验研究了UHF信号的传播规律以及天线测量特性。研究表明,基于特征参量放电量的UHF检测校准可靠性与放电源有较大关联,电晕放电与悬浮放电的校准曲线更能准确表征设备绝缘缺陷的严重程度,内部气隙放电与沿面放电的准确性则相对较差。UHF信号能量衰减至平稳期所需距离随频率增高而变小,而UHF信号频率变化时不影响传感器在不同角度测量的信号能量衰减变化规律。因此,UHF信号校准必须综合考量具体的放电类型与测量条件。研究结果可为构建UHF校准体系的进一步研究提供参考,对推进UHF法在电力设备故障诊断和绝缘状态评估中的应用具有重要意义。