[发明专利]一种带电运行状态下的高压设备绝缘诊断方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种针对带电运行状态下的高压设备进行绝缘诊断的方法，特别是涉及一种不停电状态基于耦合混叠信号试验的高压设备绝缘诊断方法。

背景技术

高压设备在运行状态时，由于承受了工频耐压，因此当绝缘已经存在缺陷时，可能发生放电信号。传统的针对运行中的高压设备绝缘诊断的方法主要就是基于放电信号测量或温度测量，如超声波检测法、高频脉冲电流感应法、特高频检测法等，这些方法能在一定程度上实现对运行中高压设备的绝缘诊断，但是在实际使用中存在如下缺陷。第一，由于上述方法均要求较为精密的传感器接触或尽可能靠近运行中的高压设备本体，也就需要测试人员靠近高压设备，可能引入人身安全的问题；第二，上述传统的基于放电信号测量或温度测量的检测方法仅仅作为一种单向接收信号的技术模式，受现场干扰较为明显，如果检测传感器与设备本体保持一定距离，则检测灵敏度会明显下降，这限制了该类技术在运行高压设备绝缘诊断中的应用。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种带电运行状态下的高压设备绝缘诊断方法，不仅无需操作人员靠近设备一次高压端，而且通过变频试验信号发射源和相应的接收装置进行同步发射和采集，能有效避免现场干扰，抗干扰能力强，起到既不停电、又能较高灵敏度地探测到被测高压运行设备绝缘状态的目的。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明提出了一种带电运行状态下的高压设备绝缘诊断方法，主要技术思想在于：通过电磁感应原理，将变频功率信号源输出的冲击扫频脉冲信号通过被测高压设备的二次回路耦合到高压设备内部，然后对冲击扫频脉冲信号经被测高压设备内部耦合回路后的泄漏电流进行感应耦合，通过检测冲击扫频脉冲信号耦合注入到高压设备等效电气回路的能量释放特征来计算带电运行的高压设备等效对地阻抗或介质损耗因数，从而分析高压设备是否对地存在绝缘击穿放电现象。所述绝缘诊断方法具体包括以下步骤：

(一)搭建绝缘诊断系统：将开口式高频电流互感器1的次级开口端卡接到处于带电运行状态下的、含标准电压或电流二次回路的被测高压设备的二次回路、或卡接到处于带电运行状态下的被测高压电缆的外绝缘保护套上，开口式高频电流互感器1的初级输入端与受MCU控制器控制的变频功率信号源的输出相连；将电压电流采集装置和低通滤波器分别与开口式高频电流互感器1的初级输入端并联，低通滤波器的输出与工频电流采集器相连；将开口式高频电流互感器2的初级开口端卡接到开口式高频电流互感器1次级开口卡接回路的接地回路、或卡接到被测高压设备的接地回路，开口式高频电流互感器2的次级输出端与高通滤波器相连，高通滤波器的输出与高频电流采集器相连；将电压电流采集装置、工频电流采集器和高频电流采集器分别与MCU控制器进行数据交互。

所述含标准电压或电流二次回路的被测高压设备可以是独立CT(电流互感器)或PT(电压互感器)或CVT(电容式电压互感器)，或内部带CT或PT或CVT的变压器或电缆或GIS气体绝缘高压套件，等等。

所述变频功率信号源产生的电压幅度为0‐10kV，功率为0‐10kW，频率为0‐100MHz，波形可以是方波、或正弦波、或余弦波、或三角波、或PWM波、或白噪声、或雷电冲击波形等。变频功率信号源的输出延时受MCU控制器控制，可以实现在任意时刻启动或停止变频功率信号源的输出。

所述开口式高频电流互感器1为变频功率信号源的信号输出耦合端，将被测高压设备的二次回路作为开口式高频电流互感器1的二次负载；通过电磁感应原理，将变频功率信号源的输出信号通过被测高压设备的二次回路耦合到高压设备内部，或直接通过卡接到被测高压电缆的外绝缘保护套上，实现变频试验信号耦合注入到高压电缆回路。将开口式高频电流互感器1的开口端称做次级的原因是，该开口端作为信号输出端，将来自MCU控制器控制的变频功率信号源输出的信号经开口式高频电流互感器1初级输入，然后经开口式高频电流互感器1的开口端输出，因此开口式高频电流互感器1本身作为变频试验信号的发射端。

所述开口式高频电流互感器2为被试高压设备的接地端，用于感应经开口式高频电流互感器1耦合输出信号的泄漏回路电流信号，该信号经高通滤波器和受MCU控制器控制的高频电流采集器测量分析。将开口式高频电流互感器2的开口端称作初级的原因是，开口式高频电流互感器2的开口端作为耦合输入端，即信号接收端，将来自开口端耦合接收的信号通过开口式高频电流互感器2的次级绕组输出，供后续滤波和测量分析。