[发明专利]非接触式超声波检测局放噪声与放电的方法

说明书

本发明涉及一种非接触式超声波检测局放噪声与放电的方法，属于电力绝缘检测技术领域。该方法首先对局部放电脉冲采集数据；对采集数据计算短时时域分形波形；对采集数据计算短时频域分形波形；对短时时域分形波形进行快速傅里叶变换，得到分形特征频谱图，判断频谱图中是否存在50Hz成分、100Hz成分；对短时频域分形波形估计Weibull分布形状参数，得到形状参数α；若频谱图中是否存在50Hz成分和100Hz成分，且α在0~4范围内，则判断为存在放电；反之，则判断为噪声。本发明使用放电与噪声的时频特性及分形特性进行噪声与放电的模式识别，对电力安全运行提供了重要的指导意义，且识别度高，易于推广应用。

技术领域

本发明属于电力绝缘检测技术领域，具体涉及一种非接触式超声波检测局放噪声与放电的方法。

背景技术

20世纪50年代以来，我国的电力公共事业发展迅速，到20世纪末，我国电力系统装机容量已超过14000万千瓦，年发电量也居世界前列。在我国电力系统电压等级不断升高的同时，人们越来越重视电力系统的安全稳定运行。严重的电气设备故障不但会造成大范围停电，给人们生活带来不便，也会给国民经济带来重大损失。

电气设备是组成电力系统的基本元件，是保证供电可靠性的基础。国内外统计资料表明，电气设备绝缘性能的劣化是导致其失效的主要原因，严重时可能会导致电网大面积停电事故。而局部放电既是电气设备绝缘劣化的征兆，又是造成绝缘劣化的关键性因素。电气设备局部放电模式识别是指对电气设备的放电故障类型进行识别。

局部放电发生时会伴随某些化学反应或物理反应，放电时产生的带电质子、活性生成物、热效应等会造成绝缘材料性能劣化。局部放电对绝缘系统的损害相对缓慢，从绝缘材料的局部开始，逐步扩大，长时间的局部放电最终会导致绝缘设备的失效，是电气设备运行中的安全隐患。局部放电是由于绝缘系统中的缺陷引起的，局部放电检测不但能够及时发现绝缘系统的缺陷，还能反应绝缘设备的劣化程度，避免由于长期的局部放电引起的设备失效，是保证电力设备安全稳定运行的重要手段。

电力设备在放电过程中会产生声波，通过检测局部放电产生的超声波信号来判定局部放电的方法称为超声波检测法。非接触式超声波传感器的中心频率大约在40kHz附近，通常固定在被检测开关柜的外壳上，利用压电晶体作为声电转化元件。当设备内部发生放电时，局部放电产生的声波信号传递到开关柜表面，由超声波传感器将超声信号转换为电信号，并进一步放大后传到采集系统，以达到检测局部放电的目的。超声波检测最明显的优点是没有强烈的电磁噪声，但是开关柜内的游离颗粒对开关柜壁的碰撞可能对检测结果造成噪声；同时，由于开关柜内部绝缘结构复杂，超声波衰减严重，在绝缘内部发生的放电则有可能无法被检测到。