[发明专利]一种气体绝缘开关设备绝缘缺陷种类的识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种信号检测方法，具体涉及一种GIS局部放电信号检测方法。

背景技术

气体绝缘开关设备（Gas Insulated Switchgear，GIS）设备以其占地面积小，可靠性高等优点，已在电力系统中得到了广泛的应用。气体绝缘组合电器在绝缘缺陷发生绝缘击穿前会产生局部放电。局部放电是GIS绝缘缺陷的征兆和表现形式。对GIS局部放电的现象进行检测，能够较早发现其内部的绝缘缺陷，以便采取适当措施，从而防止其进一步发展造成事故。

GIS设备中的局部放电是由一系列具有极短上升时间的电流脉冲而造成的，并且其发生时会伴随着声、光、化学产物等多种物理化学现象。因此，通过探测这些物理化学现象便能够监测到GIS设备中的局部放电。

对GIS的局部放电（Partial discharge，PD，以下简称“局放”）现象进行监测和识别，是发现早期绝缘故障、预防事故的重要手段。在监测GIS局放的诸多方法中，超高频（Ultra-High Frequency，UHF）法具有灵敏度高、抗干扰能力强、可识别故障类型和可对局放进行精确定位等优点，是近20年来国内外研究的热点。

GIS中的绝缘缺陷有多种类型，如悬浮电极、自由金属颗粒、绝缘子表面污损等，不同的缺陷产生的放电特征不同，对GIS的危害程度也不一样，为了准确地评估GIS的绝缘状态，正确识别放电的类型至关重要。

目前常用于识别局放类型的方法主要是基于相位分布图谱，这种方法没有局放脉冲波形信息，另外还需要提供工频相位同步信息。

发明内容

本发明的目的是提供一种气体绝缘开关设备绝缘缺陷种类的识别方法，在不需要工频相位同步信息的情况下，该识别方法基于局放脉冲的波形，将局部放电放的UHF信号（频率范围为300MHz-3000MHz）作为由高频信号调制的低频脉冲信号解调出低频信号以获得局部放电信号的包络线，从而从局部放电超高频包络线中提取出相应的包络特征，并通过识别模式来实现超高频局部放电类型的识别，其能快速准确地判断GIS局部放电的类型，有效地提高了诊断GIS绝缘缺陷的效率及准确度，对于评估GIS的绝缘状态及制定合理的维修策略至关重要，避免由于GIS绝缘故障而导致的安全事故的发生。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种气体绝缘开关设备绝缘缺陷种类的识别方法，包括下列步骤：

（1）采集气体绝缘开关设备的局部放电超高频信号；

（2）对采集到的局部放电超高频信号进行滤波降噪以获得高信噪比的局部放电超高频信号；

（3）获得局部放电超高频信号的包络线；

由于采集到的局部放电超高频信号表现为高频振荡信号，为了能够得到局部放电超高频信号在时域中的总体趋势，则需要获得局部放电超高频信号的包络线，获得局部放电超高频信号的包络线可以采用希尔伯特变换法、检波—滤波法、高通绝对值解调法和样条曲线法等；

（4）从包络线中提取脉冲峰值V_top，峰后初现波谷V_v1，峰后初现波峰V_p1，峰后次现波谷V_v2和峰后次现波峰V_p2五个特征值；

不同类型的局部放电超高频信号的包络线在外形上均相似于振荡衰减的双指数函数，但是振荡频率、衰减时间常数外往往会存在着明显的差异，此时则需要通过提取几个关键点的数据来识别局部放电的类型，本技术方案提取脉冲峰值V_top，峰后初现波谷V_v1，峰后初现波峰V_p1，峰后次现波谷V_v2和峰后次现波峰V_p2这五个特征值；

（5）用上述五个特征值构建特征量集合在特征量集合中取区分度最高的三个特征量构建一三维特征空间{x，y,z}；

为了获得区分效果最佳的三个特征量，需要计算上述四个特征量的区分度D_ab：