[发明专利]一种气体绝缘组合电器内部局部放电检测实现装置及方法

说明书

本发明公开了一种气体绝缘组合电器内部局部放电检测实现装置及方法，该装置包括：光信号测量单元采集气体绝缘组合电器内部局部放电产生的光信号转换得到第一电压信号；特高频信号测量单元接收气体绝缘组合电器内部局部放电产生的特高频频段的电磁波信号转换得到第二电压信号；处理器根据第一电压信号和第二电压信号判断气体绝缘组合电器内部局部放电的严重程度。通过实施本发明，将特高频信号测量单元与光信号测量单元结合为一个整体，具有一体化与小型化的特点，能够实现同步测量局部放电的特高频信号与光信号，弥补单一特高频检测法受环境电磁信号干扰的影响以及单一光测法存在检测死角的不足，避免局部放电信号的漏检与误检。

技术领域

本发明涉及电力设备局部放电监测技术领域，具体涉及一种气体绝缘组合电器内部局部放电检测实现装置及方法。

背景技术

气体绝缘全封闭组合电器(Gas Insulated Switchgear，GIS，简称气体绝缘组合电器)也称为封闭式组合电器或气体绝缘变电站，它将断路器、互感器、避雷器、隔离开关、接地开关、母线、连接件和出线终端电气设备或部件全部封闭在接地的金属外壳中，并在其内部充入一定压力的SF6绝缘气体，采用环氧树脂制作的盆式绝缘子作为母线与外壳间的绝缘支撑，将多个绝缘间隔(气室)连接起来，组成一个完整的气体绝缘组合电器站。气体绝缘组合电器替代了以空气作为设备或部件间的绝缘结构的敞开式变电站，具有占地面积小、可靠性高、检修周期长、受外界环境影响较小、损耗少、噪音低等诸多优点。自20世纪60年代起开始投入使用，现已在世界各地广泛运行，并在电气领域起着举足轻重的作用。气体绝缘组合电器设备如今不仅大量应用于高压、超高压领域，同样涉及特高压领域。

气体绝缘组合电器一向有“免维护”的美誉。然而现实中从全球电力系统中的气体绝缘组合电器运行状况来看，近年来国内外气体绝缘组合电器安全事故频发。由于当前世界各电网电压等级的不断提升和电力系统容量的不断加大，气体绝缘组合电器设备的内部绝缘故障数量陡然上升。根据国际大电网会议工作组的报告，不同电压等级气体绝缘组合电器设备故障率均超过0.1次/(百间隔·年)的指标。并且电压等级越高，绝缘故障率越高。对于气体绝缘组合电器特有的封装式特征，一旦发生故障，其检修周期相对较长，引起的停电时间长，检修过程复杂，检测费用高，并且停电事故对正常社会生活秩序造成严重影响，对国民经济带来损失。

由于气体绝缘组合电器设备结构复杂，对设备生产制造、安装、检修的工艺和质量要求极高，在设备生产、运输、安装和长期运行过程中，由于操作不当、绝缘老化等因素，会在设备内部产生绝缘缺陷，导致局部电场畸变，从而诱发局部放电(Partial Discharge，简称PD)。导致气体绝缘组合电器设备发生绝缘故障的主要原因有以下四种：高压导体上的金属突起缺陷、设备内部自由移动金属微粒缺陷、绝缘子表面金属污染物缺陷以及绝缘子气隙缺陷。如果不能及时发现绝缘故障并采取合理的措施，设备内部的绝缘缺陷会在局部放电的作用下逐渐劣化，从而诱发更加严重的局部放电，加速设备绝缘的劣化和失效，最终引发绝缘击穿事故，带来重大人员伤亡和经济损失。

目前对超高压、特高压变电站中的气体绝缘设备进行局部放电检测主要采用特高频法和超声波法，其中超声波法因超声衰竭快、检测范围小，常用于配合其他方法进行放电源定位，特高频法检测灵敏度高，覆盖范围宽，适宜于各种局放检测的场合，然而在经历了近20年的快速发展之后，目前特高频检测技术遇到了瓶颈，主要是基于特高频方法的在线监测系统诊断结果的可靠性及结论性方面存在严重的问题，目前国内许多超高压和特高压变电站都安装了基于特高频检测技术的局放在线监测系统，然而迄今为止，在发生多起绝缘缺陷放电击穿事故的情况下，未能成功预警一次，相反，诸多电力公司运维单位均反映，特高频在线监测系统经常发出报警信息，每天报警几百次乃至几千次，这种情况在特高压变电站尤为突出，这些虚警和漏警严重扰乱了电网运维单位的正常工作秩序、降低了在线监测系统的实用价值和意义。

特高频局部放电在线监测方法诊断结果的可靠性低，是由于在超高压、特高压变电站内存在诸多的内、外部电磁干扰，对于这些干扰，目前特高频检测方法的免疫力还不够，既难以抑制，又难以判别。

发明内容