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的制作方法
【專利摘要】本發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，其主要根據振蕩型沖擊電壓下設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
【技術領域】
[0001]本發明涉及高電壓與絕緣【技術領域】，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。
【背景技術】
[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)是目前電力系統中最重要的設備，其運行可靠性直接關系到電網系統的安全穩定。通常設備在工廠中制造、試驗之后，是以運輸單元的方式運往安裝工地的。設備在運輸、儲存和安裝中可能發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，導電微粒進入或工具遺忘在裝置內等。上述意外因素均會導致絕緣故障，現場耐壓試驗的目的是檢查總體裝配的絕緣性能是否完好，因此電力設備在現場必須進行現場耐壓試驗。目前交流耐壓試驗在現場的執行情況良好，但沖擊耐壓試驗由于試驗設備復雜龐大的緣故，在現場還未得到廣泛的應用。基于此，IEC60060— 3提出了在現場對設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生效率高的特點，適合于在現場對設備進行沖擊耐壓試驗。
[0003]在作現場交流耐壓試驗的同時測量局部放電，對發現現場安裝完成后設備的絕緣缺陷發揮了重要作用，國家標準和電力行業標準均對現場試驗及局部放電檢測方法給出了具體的規定，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，可為進一步進行振蕩型沖擊電壓下局部放電分析提供有力的工具。
【發明內容】
[0004]本發明旨在解決上述技術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):記錄施加在被試設備上的多個振蕩型沖擊電壓信號，并且記錄所述設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):根據所述振蕩頻率計算相應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，結合步驟(I)所得到的每個局部放電信號，進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的放電角度均進行累加，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，本發明還進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，所述系統包括數據采集模塊、數據分析模塊和譜圖形成模塊，其特征在于:
[0011]數據采集模塊，用于:記錄施加在被試設備上的多個振蕩型沖擊電壓信號，并且記錄所述設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生的每個局部放電信號;
[0012]數據分析模塊，用于:計算所述每個振蕩型沖擊電壓信號的振蕩頻率，并根據所述振蕩頻率計算相應的每個振蕩型沖擊電壓信號的振蕩周期；并且，進一步的，將每個振蕩周期分為360度，結合所述數據采集模塊所得到的每個局部放電信號，進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的放電角度均進行累加，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標準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的測量結果；
[0017]圖3:本發明中一個實施例有關的振蕩型沖擊電壓下局部放電分析譜圖。
【具體實施方式】
[0018]為便于本領域技術人員理解本發明，特采用GIS中存在懸浮電位缺陷時的局部放電測量結果對本發明作進一步說明。
[0019]針對本發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:記錄施加在被試設備上的多個振蕩型沖擊電壓信號，并且記錄所述設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):根據所述振蕩頻率計算相應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，結合步驟(I)所得到的每個局部放電信號，進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的放電角度均進行累加，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，本實施例充分體現了本發明的核心思路:即通過記錄施加在被試設備上的振蕩型沖擊電壓信號和設備所相應產生的局部放電信號，引入周期和角度，通過進一步的綜合、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標準所提出的適用于現場的沖擊電壓波形，其典型波形如圖1所示，其具體描述可參考IEC60060-3標準的描述。
[0027]在對被試設備進行振蕩型沖擊電壓現場耐壓試驗時，同時進行局部放電的測量，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，則可根據記錄的激勵電壓信號計算其振蕩頻率f，根據振蕩頻率可得到每個振蕩周期所持續的時間t。如圖2中，可存在周期1、周期2等數個振蕩周期。將每個振蕩周期所持續的時間t分為360個角度，即每個角度持續時間為t / 360。對于每個振蕩周期，求出360度內每個角度持續時間內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的一一對應關系。將所有的振蕩周期內的(U，Φ)進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所對應檢測結果的OPRro放電譜圖。顯然的，對于本領域技術人員而言，所述譜圖并不限于柱狀圖。
[0028]根據以上分析方法，可建立相應的用于振蕩型沖擊電壓下局部放電的分析系統，所述系統包括數據采集模塊、數據分析模塊和譜圖形成模塊，其特征在于:
[0029]數據采集模塊，用于:記錄施加在被試設備上的多個振蕩型沖擊電壓信號，并且記錄所述設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生的每個局部放電信號;
[0030]數據分析模塊，用于:計算所述每個振蕩型沖擊電壓信號的振蕩頻率，并根據所述振蕩頻率計算相應的每個振蕩型沖擊電壓信號的振蕩周期；并且，進一步的，將每個振蕩周期分為360度，結合所述數據采集模塊所得到的每個局部放電信號，進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的放電角度均進行累加，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，本發明解決了現有技術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的難題，并提供了相應的方法和系統。以上實施例對本發明進行了詳細說明，本領域技術人員可根據上述說明對本發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節僅僅是更優方式，并不構成對本發明的限制。
【權利要求】
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):記錄施加在被試設備上的多個振蕩型沖擊電壓信號，并且記錄所述設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):根據所述振蕩頻率計算相應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，結合步驟(I)所得到的每個局部放電信號，進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的放電角度均進行累加，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.根據權利要求1所述的方法，其特征在于:優選的，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生器所產生，采用分壓器進行測量并通過示波器進行記錄。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于:優選的，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行測量并通過示波器進行記錄。
4.一種用于振蕩型沖擊電壓下局部放電的分析系統，所述系統包括數據采集模塊、數據分析模塊和譜圖形成模塊，其特征在于: 數據采集模塊，用于:記錄施加在被試設備上的多個振蕩型沖擊電壓信號，并且記錄所述設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生的每個局部放電信號; 數據分析模塊，用于:計算所述每個振蕩型沖擊電壓信號的振蕩頻率，并根據所述振蕩頻率計算相應的每個振蕩型沖擊電壓信號的振蕩周期；并且，進一步的，將每個振蕩周期分為360度，結合所述數據采集模塊所得到的每個局部放電信號，進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的放電角度均進行累加，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 優先權日:2014年1月7日
【發明者】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, 南方電網科學研究院有限責任公司
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