[发明专利]气体绝缘装置中局部放电的诊断方法和局部放电诊断系统

说明书

本发明涉及气体绝缘装置中局部放电的诊断方法和用于实施这种方法的局部放电诊断系统。尤其是，本发明涉及在气体绝缘装置中局部放电的诊断方法，其通过检测局部放电信号并使此局部放电信号经过用于诊断的条件转移的多个阶段，以及实施此方法的局部放电诊断系统。

当装置中非正常绝缘情况出现时，一个气体绝缘装置，如安装在主配电装置上的气体绝缘开关，会产生局部放电。该局部放电随即产生电磁波。作为意外电击穿的预先迹象的局部放电必须准确地被检测并且必须诊断该局部放电以决定是否有任何非正常绝缘情况从而阻止气体绝缘装置的意外电击穿。

非正常绝缘的产生包括金属异物进入气体绝缘装置中，绝缘子的缺陷，如垫片中的空隙或裂缝，防护件导体中的误接触等类似情况。

如果是由于非正常绝缘所致的局部放电，那么绝缘子逐步被破坏，并且当过电压如闪电被施加在气体绝缘装置上时有电击穿发生的可能性。因此，必须准确测定出现局部放电的部分和局部放电的电平，并且必须检测出现局部放电的部分并根据出现局部放电的部分和电平来检修。

通过电磁波，高频电流，振动或局部放电产生的声音的检测，或通过局部放电产生的气体分析来检测局部放电。

在气体绝缘装置中的SF6气体中产生的局部放电表现出具有从几纳秒到几十纳秒范围脉冲宽度的很尖的脉冲放电。局部放电产生的电磁波的频率在到高达几千兆赫的很宽的频带内。

气体绝缘装置通过密封金属外壳中的部件形成，类似导波管以有效地传送电磁波。由于气体绝缘装置的部件在金属外壳中，所以外部的电磁噪声很难接触该部件。从而局部放电产生的电磁波能通过在金属外壳里配置内部天线来高灵敏度地被检测。寻找出现局部放电部分的上述提出的方法通过内部天线接收从几兆赫到几千兆赫的很宽频带内频率的电磁波并通过频谱分析器或类似器械来分析电磁波的频率。

另一个上述提出的诊断方法接收不受外部噪声的特定频率的电磁波，或具有窄频带的频率的电磁波。而不是接收宽频带内频率的各种电磁波。

如日本专利JP-B第Hei 7-50147中所述，提出了一种分析所检测的电磁波频率的方法并且根据电磁波频率的电平来确定是否产生任何非正常情况，以及根据从波形图计算出的特征值来确定是否产生任何非正常情况。一种公知的确定方法是通过使用神经网络或模糊系统来实现图形识别。

例如，在应用神经网络的系统中，神经网络包括输入层、中间层和输出层，多个频率数据被送到输入层并且诊断结果提供到输出层。

然而，对于检测局部放电产生的电磁波并在气体绝缘装置中诊断非正常绝缘情况的公知的诊断方法来说，难以准确确定局部放电的产生和局部放电的原因。

当不低于预定电平的电平信号产生时，检测局部放电信号的公知方法确定局部放电已经发生，该预定电平具有用于确定的参考频带中的一个频率。这种方法难以从一个外部噪声信号清楚地识别一个局部放电信号。如果稳定地产生外部噪声信号，如无线电波，预先测量该外部噪声信号，并且测量包括外部噪声信号频率的频带外的的频率信号或通过噪声信号消除处理来消除外部噪声信号。然而，如果外部噪声信号不稳定地产生，如移动电话传输的通信信号，装置或天线电晕噪声的噪声，难以从外部噪声信号清楚地识别内部局部放电产生的局部放电信号。

当通过设置在气体绝缘装置中的天线检测局部放电信号时，由天线检测到的局部放电信号的频率特性受包括天线在内的传感器的频率特性和电磁波的频率特性的影响，该电磁波传播通路的频率特性由在气体绝缘装置中的箱体的形状和结构确定。从而，难以准确确定由天线检测到的信号是否是内部或外部产生的局部放电信号，并且专业人员的诊断对于确定是必要的。

当使用用于普通图形识别方法的神经网络或模糊系统的诊断方法作为诊断算法时，从检测信号中获得大量数据，需要过长的学习时间并且学习不能收敛。另外，甚至当学习收敛时由于局部放电有许多形式，也难以诊断局部放电的原因，难以查找产生局部放电的部分。

应用在公知反向传播方法中的神经网络根据分析数据的接收即时诊断并且提供分析结果。但是，由于输入层41和输出层43每个有很多节点，这使得神经网络结构的内部构造复杂，所以出现如已知数据的学习难以收敛，局部的最小值易于出现以及需要特别长学习时间这样的问题。尤其是，难以实现用实际可接受的准确性来诊断。

本发明已经考虑到上述问题，因此本发明的目的是提供一种诊断装置和在其中实施局部放电诊断的方法，该装置能够检测作为在气体绝缘装置中表示故障电击穿的预先信号的局部放电信号并能够通过局部放电信号的多条件转移实现准确诊断。