[发明专利]基于状态特征映射的固体绝缘表面缺陷诊断方法

说明书

基于状态特征映射的固体绝缘表面缺陷诊断方法，涉及固体绝缘缺陷诊断方法。目前的固体绝缘缺陷诊断方法不能有效地对绝缘缺陷放电引发击穿或闪络故障的风险进行评估和预警。本发明包括以下步骤：进行绝缘缺陷在长期电压下放电状态特征库的建立；在此基础对样本库中固体绝缘表面缺陷放电的自然状态阶段划分；依据PCA和FCM方法对实时检测数据进行放电状态自动映射；放电击穿风险的诊断和预报。本技术方案解决了高压电力设备固体绝缘表面缺陷放电故障诊断和预警难题，实现有效地对现场工程条件下绝缘缺陷放电引发击穿或闪络故障的风险进行评估和预警。

技术领域

本发明涉及固体绝缘缺陷诊断方法，尤其涉及基于状态特征映射的固体绝缘表面缺陷诊断方法。

背景技术

电力设备绝缘健康是保证供电可靠性的基础，是电力安全生产的根本保证。随着输电、变电的不断提高，电压等级也在不断提高，电气设备的可靠运行及故障诊断越发显得重要。从现场故障统计数据来看，高压设备固体绝缘缺陷由于不可恢复和具有累积性的特点，最终引发击穿或闪络故障的概率要远远高于其他型式的缺陷。特别是固体绝缘沿面放电会使绝缘在短时间内损坏，对设备造成危害严重。

目前，在GIS等高压设备局部放电诊断方面，工程上只能基于模式识别及故障定位的结果，由具有经验的专家根据绝缘理论进行猜测和推理，具有很大的主观性和不确定性。实验室的研究则往往通过升压加压方法，通过不同外施电压下的放电相位、幅值、次数及图谱等的变化，给出放电发展阶段的论断。由于人工升压过程引发了绝缘缺陷电场的突变，造成了放电参数的突变，使得放电阶段的划分与运行情况产生了本质的差异。同时，实验过程施加电压过高，也与工程中设备实际运行条件有着巨大差别，绝缘缺陷放电特征参数发展变化被人为升压过程掩盖掉了。此外，放电阶段的划分也不具有科学性，而是依据施加的电压水平为参考制定，不能有效地对绝缘缺陷放电引发击穿或闪络故障的风险进行评估和预警。

发明内容

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供基于状态特征映射的固体绝缘表面缺陷诊断方法，以达到有效地对现场工程条件下绝缘缺陷放电引发击穿或闪络故障的风险进行评估和预警的目的。为此，本发明采取以下技术方案。

基于状态特征映射的固体绝缘表面缺陷诊断方法，包括以下步骤：

1)建立绝缘缺陷在长期电压下的放电状态特征库；

建库基于特高频法，对沿面放电发展至击穿全过程的放电信号进行实时采集，获得长期电压作用下的统计参数样本并存储，形成状态特征量样本库，参数包括局部放电幅度、放电次数等相关参数；

建库包括以下子步骤：

101)构建试验系统；

试验系统包括加压试验装置、特高频检测装置及GIS设备，加压试验装置用于输出试验所需电压，特高频检测装置用于进行局部放电信号的实时检测、数据采集和存储；

102)构建绝缘子沿面缺陷模型；

在GIS设备的绝缘盆子靠近高压导杆处放置一段金属导线模拟缺陷，金属导线一端为楔形尖端，用绝缘胶带固定在绝缘盆子表面；

103)加压试验；

在起始电压U_i和击穿电压U_b之间，选取多个电压等级，先施加接近Ub的电压，使其在较短的时间内击穿；接着由高到低施加多组不同恒定电压，记录沿面放电击穿全过程；

104)数据分析；

根据加压试验数据，进行数据分析，获得局部放电信号各统计参量放电发展趋势图；

2)对样本库中固体绝缘表面缺陷放电的状态划分；