基于GIS可視化技術(shù)的配網(wǎng)局部放電信號(hào)檢測(cè)方法

申蕾

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，傳統(tǒng)的配電網(wǎng)局部放電信號(hào)檢測(cè)方法因?yàn)榫哂胁环€(wěn)定性，已經(jīng)不適應(yīng)于配網(wǎng)局部放電信號(hào)的檢測(cè)，因此，在傳統(tǒng)方法的基礎(chǔ)上，研究出一種基于GIS可視化技術(shù)的配網(wǎng)局部放電信號(hào)檢測(cè)方法，通過(guò)建立電纜模型對(duì)局部放電信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，在改變信號(hào)參數(shù)值的情況下對(duì)放電信號(hào)的運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行模擬，進(jìn)一步檢測(cè)出放電信號(hào)中的干擾信號(hào)源，以人為干擾和自然干擾倆方面為例分析檢測(cè)干擾信息，采用小波濾波的方式進(jìn)行處理，從神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)出發(fā)，分別列舉出放電信號(hào)和干擾信號(hào)，通過(guò)濾除周期性干擾和白噪聲干擾來(lái)達(dá)到檢測(cè)干擾信號(hào)的目的。

關(guān)鍵詞：GIS可視化技術(shù);配網(wǎng)局部放電;信號(hào)檢測(cè)方法

引言

局部放電實(shí)際就是整個(gè)絕緣介質(zhì)中的一種電氣放電，針對(duì)此種放電而言，其往往被局限于被測(cè)介質(zhì)中的某一部分，并且僅讓導(dǎo)體之間的絕緣局部進(jìn)行局部橋接，此種放電在導(dǎo)體的臨近處可能發(fā)生，或者是不可能發(fā)生。在強(qiáng)電場(chǎng)的持續(xù)影響與作用下，電力設(shè)備絕緣架構(gòu)中的一些比較薄弱的部位，會(huì)出現(xiàn)局部放電，此乃高壓絕緣中一種常見(jiàn)問(wèn)題。如果局部長(zhǎng)期存在放電情況，那么在特定條件下，會(huì)引起絕緣劣化，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)被擊穿，對(duì)電力設(shè)備開(kāi)展局部放電試驗(yàn)，除了可以獲取設(shè)備的絕緣情況外，還能及早找出設(shè)備制造、安裝方面所存在的問(wèn)題，可以明確故障原因。

1基于GIS可視化技術(shù)的配網(wǎng)局部放電信號(hào)檢測(cè)的意義

運(yùn)行電力設(shè)備中，在電場(chǎng)作用下，只有部分區(qū)域發(fā)生放電，而沒(méi)有貫穿施加電壓的導(dǎo)體之間，即尚未擊穿，這種現(xiàn)象稱為局部放電。產(chǎn)生局部放電的根本原因是電場(chǎng)不均勻，這可能是由于導(dǎo)體尖端或毛刺，也可能是絕緣體內(nèi)部或界面存在氣泡、裂紋、雜質(zhì)，或是絕緣系統(tǒng)由多種介質(zhì)復(fù)合組成。只要在局部區(qū)域的電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)該區(qū)域材料的擊穿場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，在該區(qū)域就會(huì)出現(xiàn)放電，即產(chǎn)生局部放電。

2基于GIS可視化技術(shù)的配網(wǎng)局部放電信號(hào)檢測(cè)方法

2.1特高頻檢測(cè)法

局部放電會(huì)使得電力設(shè)備內(nèi)部及外周出現(xiàn)顫動(dòng)、發(fā)光等物理和化學(xué)改變。對(duì)于特高頻檢測(cè)法來(lái)說(shuō)，它主要是通過(guò)對(duì)設(shè)備放電過(guò)程中釋放能量時(shí)產(chǎn)生的超高頻率電磁波信號(hào)進(jìn)行檢查，以此來(lái)判斷設(shè)備是否存在故障的。而這一檢測(cè)方法中的傳感器可以分為兩部分，分別是外置式傳感器和內(nèi)置式傳感器。對(duì)于二者的使用情況則應(yīng)根據(jù)具體的操作情況和設(shè)備情況進(jìn)行決定。在設(shè)備的內(nèi)部發(fā)生局部放電的情況時(shí)，釋放出來(lái)的電磁波會(huì)穿過(guò)絕緣盆子等非金屬零件散播出來(lái)，這時(shí)就可以選擇外置式特高頻傳感器進(jìn)行檢測(cè);而內(nèi)置式傳感器相對(duì)來(lái)說(shuō)是比較簡(jiǎn)單的，僅在設(shè)備里面就可以檢測(cè)到電磁波的信號(hào)。特高頻檢測(cè)法有效利用了電磁波在設(shè)備中的傳播優(yōu)勢(shì)，可以極大地減少噪音，避免外部信號(hào)干擾。

2.2超聲波檢測(cè)定位方法

設(shè)備在出現(xiàn)局部放電情況后，內(nèi)部的分子之間會(huì)出現(xiàn)非常激烈的碰撞，從而形成一種壓力，這種壓力的存在會(huì)產(chǎn)生沖擊，由于沖擊而產(chǎn)生聲波或者振動(dòng)，并以球面的方式朝外傳播，頻率介于20-100kHz的聲波屬于超聲波。在SF6氣體中，超聲波以縱波的方式傳播，表現(xiàn)出的衰減較為明顯，但是在金屬殼體、絕緣子及帶電導(dǎo)體中傳播時(shí)，不僅有橫波還有縱波，在固體中傳播時(shí)，橫波出現(xiàn)的衰減相對(duì)偏少。因?yàn)槌暡ǖ牟ㄩL(zhǎng)相對(duì)較短，且表現(xiàn)出明顯的方向性，所以其帶來(lái)的能量相對(duì)集中。選擇超聲波檢測(cè)技術(shù)對(duì)設(shè)備局部放電情況進(jìn)行帶電檢測(cè)，就是將壓敏傳感器放置在設(shè)備上，接受設(shè)備上的超聲波信號(hào)，通過(guò)超聲波信號(hào)對(duì)GIS設(shè)備內(nèi)部的結(jié)構(gòu)進(jìn)行判斷，精準(zhǔn)掌握設(shè)備內(nèi)存在的異常振動(dòng)缺陷或者局部放電問(wèn)題，檢測(cè)到之后能夠?qū)@些問(wèn)題實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位。

2.3暫態(tài)對(duì)地電壓局部放電檢測(cè)

電力設(shè)備內(nèi)部局部放電脈沖激發(fā)的電磁波能在設(shè)備金屬殼體上感應(yīng)一個(gè)瞬時(shí)的對(duì)地電壓，這樣可在設(shè)備外表面安裝一個(gè)特制的電容傳感器檢測(cè)到這些瞬時(shí)的電壓脈沖，從而判斷設(shè)備內(nèi)部絕緣狀態(tài)。該技術(shù)可利用TEV傳感器進(jìn)行測(cè)量，利用裝設(shè)在金屬柜外表面2個(gè)TEV傳感器所測(cè)量的信號(hào)到達(dá)時(shí)差，可以實(shí)現(xiàn)粗略的局部放電定位。暫態(tài)對(duì)地電壓必須通過(guò)設(shè)備金屬外殼間的間斷處由內(nèi)表面?zhèn)髦镣獗砻娌趴杀粰z測(cè)到，因此該檢測(cè)技術(shù)不適用于金屬外殼完全密封的電力設(shè)備。該技術(shù)對(duì)尖端放電、電暈放電和絕緣子內(nèi)部放電比較敏感，檢測(cè)效果好，但對(duì)沿表面放電、絕緣子表面放電不敏感，主要用于開(kāi)關(guān)柜、環(huán)網(wǎng)柜、電纜分支箱等配電設(shè)備內(nèi)部絕緣缺陷檢測(cè)。

2.4在線檢測(cè)方法

局部放電在線檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，需要針對(duì)待檢測(cè)對(duì)象所表現(xiàn)出來(lái)的不同的特性以及現(xiàn)象。其能夠產(chǎn)生的各種熱能、聲音、光纖等，都會(huì)在很大程度上影響到后續(xù)的檢測(cè)效果。因此，依據(jù)不同的類型，需要確定是用紅外檢測(cè)技術(shù)、聲檢測(cè)技術(shù)、光檢測(cè)技術(shù)還是電檢測(cè)技術(shù)，等等。而且不同的檢測(cè)方法其本身就具有較強(qiáng)的局限性，再加上其針對(duì)的檢測(cè)內(nèi)容不同，需要臨時(shí)改進(jìn)或更新的部分也各有差異。

2.5放電電源定位檢測(cè)

GIS局部放電在線檢測(cè)系統(tǒng)共在發(fā)現(xiàn)并更新電源信號(hào)之后，能夠依托多個(gè)傳感器的感應(yīng)，對(duì)不同的信號(hào)來(lái)源、信號(hào)強(qiáng)度以及信號(hào)的類別進(jìn)行識(shí)別和更新，繼而幫助技術(shù)人員尋找到發(fā)生故障的放電源，以便于隨時(shí)更換和處理。例如，當(dāng)某一個(gè)GIS系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生局部放電的時(shí)候，系統(tǒng)兩側(cè)的傳感器就會(huì)感應(yīng)到局部放電源信號(hào)，并在軟件圖譜上呈現(xiàn)出一個(gè)系統(tǒng)的信號(hào)捕捉時(shí)間差，讓技術(shù)人員能夠及時(shí)有效地找到這個(gè)發(fā)生故障的放電源，既縮短了發(fā)現(xiàn)故障位置的時(shí)間，也在很大程度上提升了工作效率。

3應(yīng)用局部放電檢測(cè)注意的事項(xiàng)

局部放電檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，為準(zhǔn)確掌握設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)提供了有力的技術(shù)支持，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)萌芽狀態(tài)的設(shè)備故障。在實(shí)際應(yīng)用中，工作人員的技術(shù)水平和經(jīng)驗(yàn)在判斷故障時(shí)也很重要。在進(jìn)行利用局部放電檢測(cè)技術(shù)判斷故障時(shí)，最好采用綜合判斷法，一般采用特高頻和超聲波聯(lián)合檢測(cè)法;也可以以一種為主，如特高頻檢測(cè)，然后采用其它檢測(cè)技術(shù)（如超聲波、分解物檢測(cè)、氣體成分分析、色譜分析等）加以補(bǔ)充驗(yàn)證，才能較為準(zhǔn)確確定故障性質(zhì)和定位。另一方面，全面加強(qiáng)局部放電帶電檢測(cè)技術(shù)實(shí)施的落實(shí)，從當(dāng)前局部放電帶電檢測(cè)工作開(kāi)展情況來(lái)看，雖然在頂層設(shè)計(jì)的層面對(duì)各項(xiàng)技術(shù)活動(dòng)的開(kāi)展打下了較好的基礎(chǔ)，但是從具體技術(shù)落實(shí)情況來(lái)看，整體還有著較大的提升空間。因此，為了更好發(fā)揮出各項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)的效果，在具體實(shí)施的各個(gè)環(huán)節(jié)需形成良性的監(jiān)督管理機(jī)制，在各個(gè)檢測(cè)實(shí)施過(guò)程中，應(yīng)有具體的監(jiān)督人員在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督，確保各項(xiàng)檢驗(yàn)技術(shù)能夠落到實(shí)處。此外，這個(gè)過(guò)程應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)局部放電帶電檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用效果的研討，總結(jié)各項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)與不足，從而更好提升檢測(cè)效果。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，伴隨電力設(shè)備電壓等級(jí)的不斷提高，這對(duì)電力設(shè)備運(yùn)行可靠性提出了更加嚴(yán)格的要求;針對(duì)局部放電而言，其作為一種對(duì)設(shè)備絕緣狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估的重要指標(biāo)，已得到了廣泛應(yīng)用。伴隨信息技術(shù)的越發(fā)成熟，基于數(shù)字化背景下的局部放電測(cè)試系統(tǒng)的作用、優(yōu)勢(shì)越發(fā)凸顯。局部放電檢測(cè)技術(shù)在先進(jìn)技術(shù)的驅(qū)動(dòng)下，會(huì)得到更好的發(fā)展。

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