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一種用于振蕩型沖擊電壓下局部放電的分析方法及其系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于振蕩型沖擊電壓下局部放電的分析方法及其系統(tǒng)，其主要根據(jù)振蕩型沖擊電壓下設(shè)備局部放電信號的采集，引入周期和角度，形成用于分析振蕩型沖擊電壓下局部放電的譜圖。
【專利說明】—種用于振蕩型沖擊電壓下局部放電的分析方法及其系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高電壓與絕緣【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種用于振蕩型沖擊電壓下局部放電的分析方法及其系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]大型電力變壓器及氣體絕緣全封閉式組合電器(Gas—insulated metal一enclosed switchgear，GIS)是目前電力系統(tǒng)中最重要的設(shè)備，其運行可靠性直接關(guān)系到電網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。通常設(shè)備在工廠中制造、試驗之后，是以運輸單元的方式運往安裝工地的。設(shè)備在運輸、儲存和安裝中可能發(fā)生的問題有零部件松動、脫落，電極表面刮傷或安裝錯位引起的電極表面缺陷，導(dǎo)電微粒進(jìn)入或工具遺忘在裝置內(nèi)等。上述意外因素均會導(dǎo)致絕緣故障，現(xiàn)場耐壓試驗的目的是檢查總體裝配的絕緣性能是否完好，因此電力設(shè)備在現(xiàn)場必須進(jìn)行現(xiàn)場耐壓試驗。目前交流耐壓試驗在現(xiàn)場的執(zhí)行情況良好，但沖擊耐壓試驗由于試驗設(shè)備復(fù)雜龐大的緣故，在現(xiàn)場還未得到廣泛的應(yīng)用?；诖?，IEC60060— 3提出了在現(xiàn)場對設(shè)備米用振蕩型沖擊電壓波形(振蕩型雷電沖擊、振蕩型操作沖擊)，振蕩型沖擊電壓具有產(chǎn)生效率高的特點，適合于在現(xiàn)場對設(shè)備進(jìn)行沖擊耐壓試驗。
[0003]在作現(xiàn)場交流耐壓試驗的同時測量局部放電，對發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場安裝完成后設(shè)備的絕緣缺陷發(fā)揮了重要作用，國家標(biāo)準(zhǔn)和電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)均對現(xiàn)場試驗及局部放電檢測方法給出了具體的規(guī)定，對于工頻電壓下局部放電的分析也廣泛的采用所謂的PRPD(Phase ResolvedPartial Discharge)譜圖形式。然而，對于沖擊電壓特別是振蕩型沖擊電壓下局部放電的測量，由于該項試驗還未進(jìn)行充分的研究，目前還沒有能夠充分反映在這一激勵電壓波形下的專門的局部放電分析方法。本發(fā)明提出了一種用于振蕩型沖擊電壓下局部放電的分析方法，該方法能夠充分反映不同缺陷在振蕩型沖擊電壓下的放電特性，可為進(jìn)一步進(jìn)行振蕩型沖擊電壓下局部放電分析提供有力的工具。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在解決上述技術(shù)問題而提出了一種用于振蕩型沖擊電壓下局部放電的分析方法，其特征在于:
[0005]步驟(I):記錄施加在被試設(shè)備上的多個振蕩型沖擊電壓信號，并且記錄所述設(shè)備在所述多個信號中的每個振蕩型沖擊電壓信號作用下所產(chǎn)生的每個局部放電信號；
[0006]步驟(2):計算所述每個振蕩型沖擊電壓信號的振蕩頻率；
[0007]步驟(3):根據(jù)所述振蕩頻率計算相應(yīng)的每個振蕩型沖擊電壓信號的振蕩周期；
[0008]步驟(4):將每個振蕩周期分為360度，結(jié)合步驟(I)所得到的每個局部放電信號，進(jìn)一步計算每個振蕩周期中每個局部放電信號的脈沖最大幅值及其所對應(yīng)的放電角度；
[0009]步驟(5):將所有振蕩周期中的每個局部放電信號的脈沖最大幅值和其所對應(yīng)的放電角度均進(jìn)行累加，以累加后的局部放電信號的脈沖最大幅值和累加后的放電角度來形成表示二者關(guān)系的譜圖，從而用以分析振蕩型沖擊電壓下的局部放電特性。
[0010]此外，本發(fā)明還進(jìn)一步公開了一種用于振蕩型沖擊電壓下局部放電的分析系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)分析模塊和譜圖形成模塊，其特征在于:
[0011]數(shù)據(jù)采集模塊，用于:記錄施加在被試設(shè)備上的多個振蕩型沖擊電壓信號，并且記錄所述設(shè)備在所述多個信號中的每個振蕩型沖擊電壓信號作用下所產(chǎn)生的每個局部放電信號;
[0012]數(shù)據(jù)分析模塊，用于:計算所述每個振蕩型沖擊電壓信號的振蕩頻率，并根據(jù)所述振蕩頻率計算相應(yīng)的每個振蕩型沖擊電壓信號的振蕩周期；并且，進(jìn)一步的，將每個振蕩周期分為360度，結(jié)合所述數(shù)據(jù)采集模塊所得到的每個局部放電信號，進(jìn)一步計算每個振蕩周期中每個局部放電信號的脈沖最大幅值及其所對應(yīng)的放電角度；
[0013]譜圖形成模塊，用于:將所有振蕩周期中的每個局部放電信號的脈沖最大幅值和其所對應(yīng)的放電角度均進(jìn)行累加，以累加后的局部放電信號的脈沖最大幅值和累加后的放電角度來形成表示二者關(guān)系的譜圖，從而用以分析振蕩型沖擊電壓下的局部放電特性；
[0014]譜圖顯示模塊，用于顯示所述譜圖形成模塊所形成的譜圖。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1:1EC60060— 3標(biāo)準(zhǔn)所提出的典型的振蕩型沖擊電壓，(a)為振蕩型雷電沖擊電壓；(b)為振蕩型操作沖擊電壓；
[0016]圖2:本發(fā)明中一個實施例所描述的與GIS中懸浮電位缺陷振蕩型沖擊電壓下局部放電有關(guān)的測量結(jié)果；
[0017]圖3:本發(fā)明中一個實施例有關(guān)的振蕩型沖擊電壓下局部放電分析譜圖。
【具體實施方式】
[0018]為便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解本發(fā)明，特采用GIS中存在懸浮電位缺陷時的局部放電測量結(jié)果對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0019]針對本發(fā)明所公開的一種用于振蕩型沖擊電壓下局部放電的分析方法，就這一分析方法而言，其特征在于:
[0020]步驟⑴:記錄施加在被試設(shè)備上的多個振蕩型沖擊電壓信號，并且記錄所述設(shè)備在所述多個信號中的每個振蕩型沖擊電壓信號作用下所產(chǎn)生的每個局部放電信號；
[0021]步驟(2):計算所述每個振蕩型沖擊電壓信號的振蕩頻率；
[0022]步驟(3):根據(jù)所述振蕩頻率計算相應(yīng)的每個振蕩型沖擊電壓信號的振蕩周期；
[0023]步驟(4):將每個振蕩周期分為360度，結(jié)合步驟(I)所得到的每個局部放電信號，進(jìn)一步計算每個振蕩周期中每個局部放電信號的脈沖最大幅值及其所對應(yīng)的放電角度；
[0024]步驟(5):將所有振蕩周期中的每個局部放電信號的脈沖最大幅值和其所對應(yīng)的放電角度均進(jìn)行累加，以累加后的局部放電信號的脈沖最大幅值和累加后的放電角度來形成表示二者關(guān)系的譜圖，從而用以分析振蕩型沖擊電壓下的局部放電特性。
[0025]對于上述實施例而言，本實施例充分體現(xiàn)了本發(fā)明的核心思路:即通過記錄施加在被試設(shè)備上的振蕩型沖擊電壓信號和設(shè)備所相應(yīng)產(chǎn)生的局部放電信號，引入周期和角度，通過進(jìn)一步的綜合、累加處理形成可充分反映振蕩型沖擊電壓下局部放電特性的譜圖。
[0026]振蕩型沖擊電壓信號的波形采用IEC60060-3標(biāo)準(zhǔn)所提出的適用于現(xiàn)場的沖擊電壓波形，其典型波形如圖1所示，其具體描述可參考IEC60060-3標(biāo)準(zhǔn)的描述。
[0027]在對被試設(shè)備進(jìn)行振蕩型沖擊電壓現(xiàn)場耐壓試驗時，同時進(jìn)行局部放電的測量，同時記錄以振蕩型沖擊電壓信號作為激勵電壓信號所得到的對應(yīng)的局部放電信號，以GIS中存在懸浮電位缺陷為例，圖2為記錄的振蕩型沖擊電壓信號I和局部放電信號2。由于采用振蕩型沖擊電壓作為激勵電壓，其存在固定的振蕩頻率f，則可根據(jù)記錄的激勵電壓信號計算其振蕩頻率f，根據(jù)振蕩頻率可得到每個振蕩周期所持續(xù)的時間t。如圖2中，可存在周期1、周期2等數(shù)個振蕩周期。將每個振蕩周期所持續(xù)的時間t分為360個角度，即每個角度持續(xù)時間為t / 360。對于每個振蕩周期，求出360度內(nèi)每個角度持續(xù)時間內(nèi)的局部放電最大幅值，即對于每個振蕩周期，均可形成局部放電最大幅值U和角度Φ的一一對應(yīng)關(guān)系。將所有的振蕩周期內(nèi)的(U，Φ)進(jìn)行累加并繪制成柱狀圖，即可形成最終的OPRPD(Oscillating Phase Resolved Partial Discharge)譜圖，圖 3 即為圖 2所對應(yīng)檢測結(jié)果的OPRro放電譜圖。顯然的，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，所述譜圖并不限于柱狀圖。
[0028]根據(jù)以上分析方法，可建立相應(yīng)的用于振蕩型沖擊電壓下局部放電的分析系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)分析模塊和譜圖形成模塊，其特征在于:
[0029]數(shù)據(jù)采集模塊，用于:記錄施加在被試設(shè)備上的多個振蕩型沖擊電壓信號，并且記錄所述設(shè)備在所述多個信號中的每個振蕩型沖擊電壓信號作用下所產(chǎn)生的每個局部放電信號;
[0030]數(shù)據(jù)分析模塊，用于:計算所述每個振蕩型沖擊電壓信號的振蕩頻率，并根據(jù)所述振蕩頻率計算相應(yīng)的每個振蕩型沖擊電壓信號的振蕩周期；并且，進(jìn)一步的，將每個振蕩周期分為360度，結(jié)合所述數(shù)據(jù)采集模塊所得到的每個局部放電信號，進(jìn)一步計算每個振蕩周期中每個局部放電信號的脈沖最大幅值及其所對應(yīng)的放電角度；
[0031]譜圖形成模塊，用于:將所有振蕩周期中的每個局部放電信號的脈沖最大幅值和其所對應(yīng)的放電角度均進(jìn)行累加，以累加后的局部放電信號的脈沖最大幅值和累加后的放電角度來形成表示二者關(guān)系的譜圖，從而用以分析振蕩型沖擊電壓下的局部放電特性；
[0032]譜圖顯示模塊，用于顯示所述譜圖形成模塊所形成的譜圖。
[0033]綜上，本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中振蕩型沖擊電壓下局部放電沒有專門的分析方法和系統(tǒng)的難題，并提供了相應(yīng)的方法和系統(tǒng)。以上實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)上述說明對本發(fā)明作出不同變化的實施方式，例如波形可采用振蕩型雷電沖擊或振蕩型操作沖擊，所針對的設(shè)備可為電力變壓器或電抗器或GIS等，或者其他變化，因為實施例中的某些細(xì)節(jié)僅僅是更優(yōu)方式，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種用于振蕩型沖擊電壓下局部放電的分析方法，其特征在于: 步驟(I):記錄施加在被試設(shè)備上的多個振蕩型沖擊電壓信號，并且記錄所述設(shè)備在所述多個信號中的每個振蕩型沖擊電壓信號作用下所產(chǎn)生的每個局部放電信號； 步驟(2):計算所述每個振蕩型沖擊電壓信號的振蕩頻率； 步驟(3):根據(jù)所述振蕩頻率計算相應(yīng)的每個振蕩型沖擊電壓信號的振蕩周期； 步驟(4):將每個振蕩周期分為360度，結(jié)合步驟(I)所得到的每個局部放電信號，進(jìn)一步計算每個振蕩周期中每個局部放電信號的脈沖最大幅值及其所對應(yīng)的放電角度； 步驟(5):將所有振蕩周期中的每個局部放電信號的脈沖最大幅值和其所對應(yīng)的放電角度均進(jìn)行累加，以累加后的局部放電信號的脈沖最大幅值和累加后的放電角度來形成表示二者關(guān)系的譜圖，從而用以分析振蕩型沖擊電壓下的局部放電特性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:優(yōu)選的，所述步驟(I)中的振蕩型沖擊電壓信號為振蕩型沖擊電壓發(fā)生器所產(chǎn)生，采用分壓器進(jìn)行測量并通過示波器進(jìn)行記錄。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:優(yōu)選的，所述步驟(I)中的局部放電信號采用高頻電流傳感器或測量阻抗進(jìn)行測量并通過示波器進(jìn)行記錄。
4.一種用于振蕩型沖擊電壓下局部放電的分析系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)分析模塊和譜圖形成模塊，其特征在于: 數(shù)據(jù)采集模塊，用于:記錄施加在被試設(shè)備上的多個振蕩型沖擊電壓信號，并且記錄所述設(shè)備在所述多個信號中的每個振蕩型沖擊電壓信號作用下所產(chǎn)生的每個局部放電信號; 數(shù)據(jù)分析模塊，用于:計算所述每個振蕩型沖擊電壓信號的振蕩頻率，并根據(jù)所述振蕩頻率計算相應(yīng)的每個振蕩型沖擊電壓信號的振蕩周期；并且，進(jìn)一步的，將每個振蕩周期分為360度，結(jié)合所述數(shù)據(jù)采集模塊所得到的每個局部放電信號，進(jìn)一步計算每個振蕩周期中每個局部放電信號的脈沖最大幅值及其所對應(yīng)的放電角度； 譜圖形成模塊，用于:將所有振蕩周期中的每個局部放電信號的脈沖最大幅值和其所對應(yīng)的放電角度均進(jìn)行累加，以累加后的局部放電信號的脈沖最大幅值和累加后的放電角度來形成表示二者關(guān)系的譜圖，從而用以分析振蕩型沖擊電壓下的局部放電特性； 譜圖顯示模塊，用于顯示所述譜圖形成模塊所形成的譜圖。
【文檔編號】G01R31/12GK103698675SQ201410007097
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2014年1月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月7日
【發(fā)明者】李軍浩, 張福增, 車斌, 王國利, 韓旭濤, 李彥明, 王頌 申請人:西安交通大學(xué), 南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司