[发明专利]一种气体绝缘电气设备局部放电多源联合检测方法

摘要

本发明属于六氟化硫（SF₆）气体绝缘电气设备的绝缘状态在线监测技术领域，具体涉及一种气体绝缘电气设备局部放电多源联合检测方法。本发明主要包括实验准备、清洗不锈钢缸体、充入SF₆气体、工频交流SF6气体PD试验、脉冲电流法检测、超高频传感器检测、荧光光纤传感器检测及放电气体采集与组分检测等步骤。本发明方法操作简单，易于推广，为多维信息联合检测方法提供借鉴。本发明广泛用于工频条件下SF₆气体绝缘电气设备局部放电多传感器联合检测，为PD分解特性及分解理论的多维度信息提取提供一种简易的试验方案。

主权项

一种气体绝缘电气设备局部放电多传感器联合检测实验方法，其特征在于，具体包括：实验准备的步骤：首先放置人工绝缘缺陷模型并对装置除尘处理，然后检查试验装置气密性，接着采用气体清洗不锈钢腔体，最后进行SF₆气体充气；工频交流条件下SF₆气体PD信号的联合检测模拟实验的步骤，具体包括：检测实验一，固有缺陷测试：开展SF₆气体PD试验先要对整个试验装置的固有PD特性进行测试，在相同的试验条件下，通过模拟无人工缺陷模型的时候，试验装置不发生局部放电的试验电压的阈值；不放置人工模拟缺陷条件下完成第(1)步，检查试验电路的连接安全性后，开启电源通过调压台调控加载在无人工缺陷模型时的装置上的工频电压，随着慢慢的增大外加工频电压，观察连接在检测装置的数字存储示波器上的信号，一旦发现出现微小的放电脉冲信号，记录并定义该时刻的装置上外施电压为装置固有的起始PD电压U_g；完成起始PD电压值确定工作后，将外施电压降低为0并切断调压控制台输入端与220V/50Hz市电的连接，用接地棒对整个试验装置中的所有设备高压端接地放电；然后导通真空泵球阀，开启外接的真空泵将所述的放电室内进行抽真空处理，观察真空压力表其显示为0.01MPa以下时，顺序关闭所述的真空泵球阀和真空泵；检测实验二，工频交流SF₆气体PD试验：首先打开气体放电室一侧的石英玻璃观察窗口，人工将制作好的缺陷模拟模型通过接地导电杆的螺纹结构与其连接，通过接地导电杆底部的调节装置调节缺陷两个电极之间的距离使电极与缺陷两端紧密连接；通过接法兰然后将石英玻璃装上，用“O”形橡胶垫密封并用12根螺杆直径为15mm的螺钉压紧固定；然后用SF₆对所述的不锈钢腔体进行气体清洗，完成该步骤后继续向不锈钢腔体内冲入0.04MPa的SF₆气体，开启电源通过调压台调控加载在人工缺陷模型时的装置上的工频电压，观察连接在检测装置的数字存储示波器上的信号，一旦发现出现微小的放电脉冲信号时，记录并定义该时刻的装置上外施电压为装置的起始PD电压U_st，以U_st定为基准设定1.1U_st、1.2U_st、1.3U_st、1.4U_st、1.5U_st、1.6U_st、1.7U_st、1.8U_st八个工频外施电压开展试验，施加在缺陷模型的试验电压不应该超过装置固有的起始PD电压U_g；继续调节工频外施电压增大到1.2U_st，在1.2U_st的电压下对人工绝缘缺陷进行连续96h的PD试验，每12h进行一次试验数据采集；连续96h的PD试验后即可得到一种人工绝缘缺陷在该试验电压下的八次采样数据；将外施电压降低为0并切断调压控制台输入端与220V/50Hz市电的连接，使用接地棒对整个试验装置中的所有设备高压端接地放电；然后导通真空球阀，开启外接的真空泵将所述的放电室内进行抽真空处理，观察真空压力表其显示为0.01MPa以下时，顺序关闭所述的真空泵球阀和真空泵并断开；然后用SF₆对所述的不锈钢腔体进行气体清洗，完成该步后继续向不锈钢腔体内冲入0.04MPa的SF₆气体，通过调压台调节工频外施电压增大到1.3U_st，在1.3U_st的电压下对人工绝缘缺陷进行连续96h的PD试验，每12h进行一次试验数据采集；连续96h的PD试验后即可得到一种人工绝缘缺陷在该试验电压下的八次采样数据；将外施电压降低为0并切断调压控制台输入端与220V/50Hz市电的连接，使用接地棒对整个试验装置中的所有设备高压端接地放电；然后导通真空球阀，开启外接的真空泵将所述的放电室内进行抽真空处理，观察真空压力表其显示为0.01MPa以下时，顺序关闭所述的真空泵球阀和真空泵并断开；如此重复洗气充气加压的试验步骤，完成1.1U_st、1.2U_st、1.3U_st、1.4U‑_st、1.5U_st、1.6U_st、1.7U_st、1.8U_st八个工频外施电压下的试验数据；基于该试验研究数据，研究人员根据八种试验电压下各种SF₆分解气体含量及产气速率、超高频信号、荧光光纤的光信号所得到的数据信息提取表征PD强度的特征量，研究SF₆气体PD分解的机理；检测实验三，脉冲电流检测：采用IEC60270法中的并联法测量PD脉冲电压信号，将一局部放电校准仪与所述的气体放电室内人工绝缘缺陷并联，通过所述的局部放电校准仪在绝缘缺陷两极产生放电量已知的脉冲信号，通过连接的所述数字存储示波器可以测得所述的检测电阻两端的脉冲电压峰值U，而脉冲电压幅值U与视在放电量Q成线性关系，因此依据脉冲电流法测得的脉冲电压峰值U计算出视在放电量Q；检测实验四，超高频传感器检测：在用调压器加压前将超高频传感器固定外置在正对绝缘缺陷的位置，通过超高频传感器在数字存储示波器记录背景噪声，了解实验环境噪声水平，然后在96h的连续PD试验过程中，每到11～12h时将数字存储示波器接入超高频信号，进行工频周期的PD信号采集，设置示波器的采样频率为50MS/s，时间分辨率为2ms/div，采样点数为1M，即20ms时间长度，研究人员根据经验在判断所述的数字示波器上局部放电信号稳定时，开始采集每个试验电压下2500个工频周期放电波形数据，并同时通过电容分压器上引出的电缆接入示波器中的获取工频参考电压的相位信息；检测实验五，荧光光纤传感器检测：在96h的连续PD试验过程中，每到11～12h时将数字存储示波器接入荧光光纤采集，设置示波器的采样频率为50MS/s，时间分辨率为2ms/div，采样点数为1M，即20ms时间长度，开始采集每个试验电压下2500个工频周期放电波形数据，并同时通过电容分压器上引出的电缆接入示波器中的获取工频参考电压的相位信息；检测实验六，放电气体的采集和检测：在96h的连续PD试验过程中，放电12h之后，将外施电压降低为0并切断调压控制台输入端与220V/50Hz市电的连接，使用接地棒对整个试验装置中的所有设备高压端接地放电；然后将采样袋连接在采样口上并导通采样球阀，进行一次放电气体的采集，完成后关闭采样球阀；然后调节电压升至下一个试验电压值继续进行PD试验，12h后再进行一次放电气体采集如此往复。