[发明专利]一种SF6火花放电能量分析方法

说明书

本发明公开了一种SF6火花放电能量分析方法，所述方法包括以下步骤：将高压交流电源经过高压硅堆整流后获得所需直流电源；采用直流电源给充电电容充电，并使充电电容储存不同的电压等级的能量；储存不同的电压等级的能量充电电容分别对火花放电模拟罐体缺陷进行放电并产生火花；测量火花放电间隙火花瞬间的电压和电流以计算SF6火花放电能量。本发明方法可以对火花放电模拟罐体缺陷进行定量放电并产生规律的火花，以便在定量的条件下进行进行SF6火花放电的后续研究。

技术领域

本发明涉及电力设备故障分析技术领域，特别是涉及一种SF6火花放电能量分析方法。

背景技术

气体绝缘组合电器(Gas Insulated Switchgear，简称GIS)是电力系统中重要的电气设备之一，其安全性和可靠性对于电力系统的稳定运行起到至关重要的作用。GIS中包括的重要组件为SF6气体绝缘电气设备，一旦SF6气体绝缘电气设备内发生放电性或过热性故障而导致设备停运维修，社会经济发展将受到重大损失。

SF6气体绝缘电气设备在生产、制造、运输和运行环节中，不可避免地会存在不同形式和程度的固有绝缘缺陷，在正常运行电压下，有些固有绝缘缺陷处的电场会急剧增强，随之可能产生不同程度的局部放电(PD)。一旦出现明显的PD，将大大加快缺陷周围绝缘(包括气体和固体)介质的劣化速度，而当气体介质绝缘性能劣化较为严重时，将会产生火花放电和电弧放电。一旦出现火花放电就标志着SF6气体绝缘电气设备内部绝缘状态已经下降到十分危险的地步。因此，为构建GIS设备绝缘状态在线监测和故障诊断方法体系需要对SF6气体绝缘设备进行火花放电故障分析。

在对SF6气体绝缘设备进行火花放电故障分析中，需要先获得SF6火花放电能量，然后才能在一定的SF6火花放电能量条件下进行SF6火花放电分解产物的定量检测。

因此，如何提供一种SF6火花放电能量分析方法是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种SF6火花放电能量分析方法，计算出SF6火花放电能量，并对放电气体分解产物进行分析，进而对火花放电故障的处理形成理论指导。

本法明的实施例提出一种SF6火花放电能量分析方法，包括以下步骤：

步骤1、将高压交流电源经过高压硅堆整流后获得所需直流电源；

步骤2、采用直流电源给充电电容充电，并使充电电容储存不同电压等级的能量；

步骤3、储存不同电压等级的能量的充电电容分别对火花放电模拟罐体缺陷进行放电并产生火花；

步骤4、测量火花放电间隙火花瞬间的电压和电流以计算SF6火花放电能量。

在本发明的优选实施例中，所述步骤4中采用高压探针测量并获取火花间隙两端瞬时电压波形，采用罗氏线圈测量并获取火花间隙的瞬时电流波形。高压探针没有延时地直接测量火花放电瞬间电极两端电压的变化值，且与实验室现有的示波器可测量范围进行有效匹配，优选为德国Testec HVP-40高压探针。罗氏线圈因为被测电路和测量线圈之间没有直接的电气连接，不消耗被测电路的能量，同时具有良好的电磁屏蔽特性、抗干扰能力强、宽频带和结构简单优点。

在本发明的优选实施例中，所述步骤4采用以下公式计算单次火花放电的能量E：

式中，E表示单次火花放电的能量，U(t)表示缺陷火花瞬间高压电极端所得电压，i(t)表示火花瞬间流经缺陷的电流，k表示罗氏线圈灵敏度、高压探针衰减倍数和衰减探头倍数的综合转化系数，Δt表示示波器采样时间间隔，U_m表示火花放电某采样时刻示波器采得的电压值，i_m表示火花放电某采样时刻示波器采得的电流值，m表示采样点，n表示总采样点数。