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(hào)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(shuō)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(yùn)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(yàn)之后，是以運(yùn)輸單元的方式運(yùn)往安裝工地的。設(shè)備在運(yùn)輸、儲(chǔ)存和安裝中可能發(fā)生的問(wèn)題有零部件松動(dòng)、脫落，電極表面刮傷或安裝錯(cuò)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(huì)導(dǎo)致絕緣故障，現(xiàn)場(chǎng)耐壓試驗(yàn)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(chǎng)必須進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)耐壓試驗(yàn)。目前交流耐壓試驗(yàn)在現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行情況良好，但沖擊耐壓試驗(yàn)由于試驗(yàn)設(shè)備復(fù)雜龐大的緣故，在現(xiàn)場(chǎng)還未得到廣泛的應(yīng)用?；诖耍琁EC60060— 3提出了在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)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(diǎn)，適合于在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行沖擊耐壓試驗(yàn)。
[0003]在作現(xiàn)場(chǎng)交流耐壓試驗(yàn)的同時(shí)測(cè)量局部放電，對(duì)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)安裝完成后設(shè)備的絕緣缺陷發(fā)揮了重要作用，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)均對(duì)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及局部放電檢測(cè)方法給出了具體的規(guī)定，對(duì)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(duì)于沖擊電壓特別是振蕩型沖擊電壓下局部放電的測(cè)量，由于該項(xiàng)試驗(yàn)還未進(jìn)行充分的研究，目前還沒(méi)有能夠充分反映在這一激勵(lì)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(wèn)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(gè)振蕩型沖擊電壓信號(hào)，并且記錄所述設(shè)備在所述多個(gè)信號(hào)中的每個(gè)振蕩型沖擊電壓信號(hào)作用下所產(chǎn)生的每個(gè)局部放電信號(hào)；
[0006]步驟(2):計(jì)算所述每個(gè)振蕩型沖擊電壓信號(hào)的振蕩頻率；
[0007]步驟(3):根據(jù)所述振蕩頻率計(jì)算相應(yīng)的每個(gè)振蕩型沖擊電壓信號(hào)的振蕩周期；
[0008]步驟(4):將每個(gè)振蕩周期分為360度，結(jié)合步驟(I)所得到的每個(gè)局部放電信號(hào)，進(jìn)一步計(jì)算每個(gè)振蕩周期中每個(gè)局部放電信號(hào)的脈沖最大幅值及其所對(duì)應(yīng)的放電角度；
[0009]步驟(5):將所有振蕩周期中的每個(gè)局部放電信號(hào)的脈沖最大幅值和其所對(duì)應(yīng)的放電角度均進(jìn)行累加，以累加后的局部放電信號(hào)的脈沖最大幅值和累加后的放電角度來(lái)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(gè)振蕩型沖擊電壓信號(hào)，并且記錄所述設(shè)備在所述多個(gè)信號(hào)中的每個(gè)振蕩型沖擊電壓信號(hào)作用下所產(chǎn)生的每個(gè)局部放電信號(hào);
[0012]數(shù)據(jù)分析模塊，用于:計(jì)算所述每個(gè)振蕩型沖擊電壓信號(hào)的振蕩頻率，并根據(jù)所述振蕩頻率計(jì)算相應(yīng)的每個(gè)振蕩型沖擊電壓信號(hào)的振蕩周期；并且，進(jìn)一步的，將每個(gè)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(gè)局部放電信號(hào)，進(jìn)一步計(jì)算每個(gè)振蕩周期中每個(gè)局部放電信號(hào)的脈沖最大幅值及其所對(duì)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(gè)局部放電信號(hào)的脈沖最大幅值和其所對(duì)應(yīng)的放電角度均進(jìn)行累加，以累加后的局部放電信號(hào)的脈沖最大幅值和累加后的放電角度來(lái)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(shuō)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(gè)實(shí)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(cè)量結(jié)果；
[0017]圖3:本發(fā)明中一個(gè)實(shí)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(shí)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(shí)的局部放電測(cè)量結(jié)果對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0019]針對(duì)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(gè)振蕩型沖擊電壓信號(hào)，并且記錄所述設(shè)備在所述多個(gè)信號(hào)中的每個(gè)振蕩型沖擊電壓信號(hào)作用下所產(chǎn)生的每個(gè)局部放電信號(hào)；
[0021]步驟(2):計(jì)算所述每個(gè)振蕩型沖擊電壓信號(hào)的振蕩頻率；
[0022]步驟(3):根據(jù)所述振蕩頻率計(jì)算相應(yīng)的每個(gè)振蕩型沖擊電壓信號(hào)的振蕩周期；
[0023]步驟(4):將每個(gè)振蕩周期分為360度，結(jié)合步驟(I)所得到的每個(gè)局部放電信號(hào)，進(jìn)一步計(jì)算每個(gè)振蕩周期中每個(gè)局部放電信號(hào)的脈沖最大幅值及其所對(duì)應(yīng)的放電角度；
[0024]步驟(5):將所有振蕩周期中的每個(gè)局部放電信號(hào)的脈沖最大幅值和其所對(duì)應(yīng)的放電角度均進(jìn)行累加，以累加后的局部放電信號(hào)的脈沖最大幅值和累加后的放電角度來(lái)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(duì)于上述實(shí)施例而言，本實(shí)施例充分體現(xiàn)了本發(fā)明的核心思路:即通過(guò)記錄施加在被試設(shè)備上的振蕩型沖擊電壓信號(hào)和設(shè)備所相應(yīng)產(chǎn)生的局部放電信號(hào)，引入周期和角度，通過(guò)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(hào)的波形采用IEC60060-3標(biāo)準(zhǔn)所提出的適用于現(xiàn)場(chǎng)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(duì)被試設(shè)備進(jìn)行振蕩型沖擊電壓現(xiàn)場(chǎng)耐壓試驗(yàn)時(shí)，同時(shí)進(jìn)行局部放電的測(cè)量，同時(shí)記錄以振蕩型沖擊電壓信號(hào)作為激勵(lì)電壓信號(hào)所得到的對(duì)應(yīng)的局部放電信號(hào)，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(hào)I和局部放電信號(hào)2。由于采用振蕩型沖擊電壓作為激勵(lì)電壓，其存在固定的振蕩頻率f，則可根據(jù)記錄的激勵(lì)電壓信號(hào)計(jì)算其振蕩頻率f，根據(jù)振蕩頻率可得到每個(gè)振蕩周期所持續(xù)的時(shí)間t。如圖2中，可存在周期1、周期2等數(shù)個(gè)振蕩周期。將每個(gè)振蕩周期所持續(xù)的時(shí)間t分為360個(gè)角度，即每個(gè)角度持續(xù)時(shí)間為t / 360。對(duì)于每個(gè)振蕩周期，求出360度內(nèi)每個(gè)角度持續(xù)時(shí)間內(nèi)的局部放電最大幅值，即對(duì)于每個(gè)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(duì)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(duì)應(yīng)檢測(cè)結(jié)果的OPRro放電譜圖。顯然的，對(duì)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(gè)振蕩型沖擊電壓信號(hào)，并且記錄所述設(shè)備在所述多個(gè)信號(hào)中的每個(gè)振蕩型沖擊電壓信號(hào)作用下所產(chǎn)生的每個(gè)局部放電信號(hào);
[0030]數(shù)據(jù)分析模塊，用于:計(jì)算所述每個(gè)振蕩型沖擊電壓信號(hào)的振蕩頻率，并根據(jù)所述振蕩頻率計(jì)算相應(yīng)的每個(gè)振蕩型沖擊電壓信號(hào)的振蕩周期；并且，進(jìn)一步的，將每個(gè)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(gè)局部放電信號(hào)，進(jìn)一步計(jì)算每個(gè)振蕩周期中每個(gè)局部放電信號(hào)的脈沖最大幅值及其所對(duì)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(gè)局部放電信號(hào)的脈沖最大幅值和其所對(duì)應(yīng)的放電角度均進(jìn)行累加，以累加后的局部放電信號(hào)的脈沖最大幅值和累加后的放電角度來(lái)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(méi)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(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)上述說(shuō)明對(duì)本發(fā)明作出不同變化的實(shí)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(duì)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?yàn)閷?shí)施例中的某些細(xì)節(jié)僅僅是更優(yōu)方式，并不構(gòu)成對(duì)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(gè)振蕩型沖擊電壓信號(hào)，并且記錄所述設(shè)備在所述多個(gè)信號(hào)中的每個(gè)振蕩型沖擊電壓信號(hào)作用下所產(chǎn)生的每個(gè)局部放電信號(hào)； 步驟(2):計(jì)算所述每個(gè)振蕩型沖擊電壓信號(hào)的振蕩頻率； 步驟(3):根據(jù)所述振蕩頻率計(jì)算相應(yīng)的每個(gè)振蕩型沖擊電壓信號(hào)的振蕩周期； 步驟(4):將每個(gè)振蕩周期分為360度，結(jié)合步驟(I)所得到的每個(gè)局部放電信號(hào)，進(jìn)一步計(jì)算每個(gè)振蕩周期中每個(gè)局部放電信號(hào)的脈沖最大幅值及其所對(duì)應(yīng)的放電角度； 步驟(5):將所有振蕩周期中的每個(gè)局部放電信號(hào)的脈沖最大幅值和其所對(duì)應(yīng)的放電角度均進(jìn)行累加，以累加后的局部放電信號(hào)的脈沖最大幅值和累加后的放電角度來(lái)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(hào)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(cè)量并通過(guò)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(hào)采用高頻電流傳感器或測(cè)量阻抗進(jìn)行測(cè)量并通過(guò)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(gè)振蕩型沖擊電壓信號(hào)，并且記錄所述設(shè)備在所述多個(gè)信號(hào)中的每個(gè)振蕩型沖擊電壓信號(hào)作用下所產(chǎn)生的每個(gè)局部放電信號(hào); 數(shù)據(jù)分析模塊，用于:計(jì)算所述每個(gè)振蕩型沖擊電壓信號(hào)的振蕩頻率，并根據(jù)所述振蕩頻率計(jì)算相應(yīng)的每個(gè)振蕩型沖擊電壓信號(hào)的振蕩周期；并且，進(jìn)一步的，將每個(gè)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(gè)局部放電信號(hào)，進(jìn)一步計(jì)算每個(gè)振蕩周期中每個(gè)局部放電信號(hào)的脈沖最大幅值及其所對(duì)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(gè)局部放電信號(hào)的脈沖最大幅值和其所對(duì)應(yīng)的放電角度均進(jìn)行累加，以累加后的局部放電信號(hào)的脈沖最大幅值和累加后的放電角度來(lái)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(hào)】G01R31/12GK103698675SQ201410007097
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)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(guó)利, 韓旭濤, 李彥明, 王頌 申請(qǐng)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