[发明专利]局部放电声电联合检测定位系统及其定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种电力设备技术领域的方法，具体是一种用于现场验收模式下的组合式气体绝缘开关局部放电声电联合检测定位系统及其定位方法。

背景技术

检测局部放电是监测大型电力设备的绝缘状态的重要手段。近年来众多学者在这方面做了深入的研究。根据CIGRE23.10工作组的国际调查报告，1985年以前投入的GIS的562次故障中绝缘故障占60％，1985年以后投入的GIS的247次故障中绝缘故障占51％，绝缘击穿的后果比较严重，因而受到国内外的关注。据2002年我国电力系统高压开关事故分析报告所统计，5起GIS的事故均为绝缘事故。2005年上海超高压GIS运行故障统计分析显示绝缘故障占65.1。

由以上的统计数据可以看出，在GIS的事故中，绝缘事故占了很大的比重，因此要想对GIS进行有效的检测，必须深入研究其绝缘性能以及对绝缘故障进行及时的监测和诊断，才能真正实现状态维修，从而确保电力系统的安全可靠运行。

目前GIS绝缘检测与诊断最有效的方法就是局部放电检测。局部放电既是GIS绝缘劣化的征兆和表现形式，又是绝缘进一步劣化的原因。由于绝缘击穿的后果经常比较严重，因而受到国内外的关注。显然，对GIS进行局部放电检测能够有效地发现其内部早期的绝缘缺陷，以便采取措施，避免其进一步发展，提高GIS的可靠性。它还可以弥补耐压试验的不足，通过局部放电检测能发现GIS制造和安装的“清洁度”，能发现绝缘制造工艺和安装过程中的缺陷、差错，并能确定故障位置，从而进行有效的处理，确保设备的安全运行。因此，开展GIS局部放电检测研究具有十分重要的现实意义。

GIS的局部放电检测方法大致可以分为两大类型：电测法和非电测法，其具体主要可分为以下五种方法：

1、耦合电容法：又称为脉冲电流法，它利用贴在GIS外壳上的电容电极耦合探测由于局部放电而在导体芯上引起的电压变化。该方法结构简单，便于实现。但是在现场测试时，无法识别与多种噪声混杂在一起的局部放电信号，因此这种方法的使用推广受到了很大限制；

2、超高频法：英国Strathclyde大学提出的超高频(Ultra High Frequency，UHF)法目前已经成功应用到GIS生产和运行中，它是一种利用超高频率信号进行局部放电监测的方法。在UHF法中传感器并非起电容耦合的作用，而是接收UHF信号的天线，所以UHF法的原理与脉冲电流法是不同的。它最主要的优点是高灵敏度，并能够通过放电源到不同传感器的时间差对放电源进行精确定位。它对传感器的采集精度和带宽要求很高，因此造价较高；

3、超声波监测法：由于GIS内部产生局部放电信号的时候，会产生冲击的振动及声音，因此可以用腔体外壁上安装的超声波传感器来测量局部放电信号。超声波法是目前使用的除UHF方法之外最成熟的局部放电监测方法。

4、化学监测法：通过分析GIS中局部放电所引起的气体生成物的含量来确定局部放电的严重程度，但是GIS中的吸附剂和干燥剂可能会影响化学方法的测量；断路器正常开断时产生的电弧产生的气体生成物，也会产生影响；脉冲放电产生的分解物会被大量的SF6气体所稀释，因此就局部放电监测而言，化学方法的灵敏度很差；另外，该方法不能作为长期监测的方法来使用；

5、光学监测法：光电倍增器可以监测到甚至一个光子的发射，但是由于射线被SF6气体和玻璃强烈地吸收，因此有“死角”出现，该方法对于已知放电源位置的监测比较有效，但不具备对故障的定位能力。并且由于GIS内壁光滑而引起的反射所带来的影响，造成灵敏度不高。

表1-1 GIS中局部放电监测方法的性能一览表