[发明专利]一种基于振动信号频域能量比的GIS故障诊断方法

说明书

本发明公开了一种基于振动信号频域能量比的GIS故障诊断方法，用于诊断GIS的放电性故障。方法包括：采集GIS各运行状态下的振动信号时域数据，所述运行状态包括正常运行状态和故障状态；对各运行状态下时域信号进行信号频域分析得到多个频段信号，计算各状态下各频段能量占比；计算各运行状态下第六频段能量占比的平方平均数作为各状态的特征一；计算正常运行状态特征一对应的参考区间，对比各个运行状态的特征一是否在参考区间内，不超过参考区间则判定GIS没有发生局部放电，超过则判定GIS发生了局部放电。本发明方法特征明显，实现简便，可以有效诊断GIS的局部放电故障并反映放电剧烈程度。

技术领域

本发明属于电力输电设备的状态在线监测与故障诊断技术领域，具体涉及一种基于振动信号频域能量比的气体绝缘组合电器(GIS)故障诊断方法及系统。

背景技术

气体绝缘组合电器(GIS)是以SF6气体作为绝缘介质的气体绝缘金属封闭开关设备，它是将变电站里除变压器外的各种电气设备，包括断路器、隔离开关、接地开关、互感器及母线与连接管等过渡元件全部组装在一个金属外壳内，充以SF6气体作为绝缘与灭弧介质，其具有占地空间小，运行可靠性高、检修周期长、运输方便等优点。

GIS常见故障主要有绝缘故障，机械故障与气体泄漏故障。其中，绝缘故障约占60％，机械故障约占20％，绝缘故障中由微粒及异物引起的绝缘故障率最高，主要表现为GIS腔体内部遗留异物、金属突出物或存在金属微粒导致放电，绝缘拉杆、盆式绝缘子和支撑绝缘子等部件受潮及脏污会引起内部或沿面闪络放电，诊断GIS的绝缘性故障对于保证供电的连续性和设备长期安全稳定运行有着重要的意义。

目前广泛应用于现场主要用于诊断绝缘性故障的方法有：

1)特高频法，利用装设在GIS内部电极耦合器或外部天线传感器接收局部放电辐射出的高频电磁波信号进行局部放电检测，但特高频传感器无法抑制来自变电站内高频信号与电晕放电的干扰，这会使得检测结果准确性受到影响。

2)超声波检测法，利用安装在GIS外壳上的超声波传感器接收局部放电产生的振动信号以达到检测内部局部放电的目的，其主要缺陷在于灵敏度较低，无法对故障类型进行判别。

3)SF6气体分解物分析法，通过对局部放电后SF6的分解产物的成分分析，判断绝缘故障，该方法较为复杂，并且不易实现。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提出了一种基于振动信号频域能量比的GIS故障诊断方法，解决了实际运行中GIS放电故障在线监测与诊断的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于振动信号频域能量比的GIS故障诊断方法，其特征是，包括以下过程：

采集GIS各运行状态下的振动信号时域数据，所述运行状态包括正常运行状态和故障状态；

对各运行状态下时域信号进行信号频域分析得到多个频段信号，计算各状态下各频段能量占比；

计算各运行状态下设定频段能量占比的平方平均数作为各状态的特征一；计算正常运行状态特征一对应的参考区间，

对比各个运行状态的特征一是否在参考区间内，不超过参考区间则判定GIS没有发生局部放电，超过则判定GIS发生了局部放电。

进一步的，所述故障状态包括尖刺放电与悬浮电位放电故障状态。

进一步的，采集GIS各运行状态下的振动信号时域数据后，截取设定周期的振动信号。

进一步的，截取设定周期的振动信号后，对截取的振动信号时域数据进行小波去噪。