[發明專利]用于定位部分放電的設備與方法

有效

• 申請號: 201080015862.1
• 申請日: 2010-03-18
• 公開（公告）號: CN102365555A
• 公開（公告）日: 2012-02-29
• 發明（設計）人: S·塞拉;A·卡瓦利尼;G·C·蒙塔納里;G·帕西尼
• 申請（專利權）人: 特英普科技有限公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 張欣

技術領域

本發明涉及一種設備與方法，用于定位部分放電，該部分放電發生在具有細 長形狀的電裝置中的放電點處，并產生相應電脈沖沿該裝置軸向地從該放電點 向相反方向傳播。

更具體地，本發明涉及通過探測/處理部分放電來診斷電力系統(特別是高 壓系統)的技術領域。

背景技術

應該注意，部分放電是指局限在電力系統的絕緣部分處的放電，并不會因 此導致該系統的即時故障，而是導致其逐漸劣化。通過部分放電的獨特性質， 部分放電基本被局限在絕緣系統的缺陷的范圍內。

據此，基于探測與解讀部分放電的診斷方法是科研領域中最有前景和所廣 泛研究的項目之一，因為處理涉及部分放電的信號使得可能探究發生放電的絕 緣系統中的缺陷的性質并在絕緣系統中定位缺陷的位置。

更具體而言，本發明涉及組成用于傳輸放電脈沖(也就是說，形成使脈沖 沿其傳播的路徑)的電線的具有細長形狀的電氣設備的診斷；例如，這種設備 包括用于中高壓的電線、自耦變壓器或GIL(氣體絕緣傳輸線)。

在這種類型的設備中，重要的是標識可能導致電線故障的任何缺陷，諸如， 例如，在接頭或終端或甚至在電線絕緣中的缺陷。這些缺陷一般是部分放電的 點；一般而言，因此，目的是通過使用與被檢電纜耦合的合適傳感器探測相應 的部分放電來標識這些缺陷。

已知數種用于定位沿電纜的放電點的方法。

其中一個，被稱為反射(reflectometric)方法，包括在位于電纜一端的探 測站處獲取信號，并測量在一個信號與來自電纜另一端的由該信號反射回來的 信號之間經歷的時間段。然后根據該信號在該電纜中傳播的速度計算出該信號 源與探測點之間的距離。

對于較長的電纜而言，這個方法并不是非常可靠的，因為在電纜上傳播的 信號會被衰減到某個程度而會有在探測站處完全不能探測到它們的風險。

另一個方法包括在沿電纜的不同位置處將該電纜與多個傳感器(至少2個， 一般3個)耦合(藉此形成多個探測站)。當傳感器中的一個處的信號超出預 確定的水平時，來自不同傳感器的信號可同步地獲得；該獲取時間窗必須要足 夠長以容許通過不同傳感器對傳輸中的同一個脈沖的測量。將同一個信號到達 每一個傳感器的時間進行比較，可能定位沿電纜的信號源。

該方法相比反射方法更為準確，但是引起一些問題。

第一個問題是標識一對同源(homologous)脈沖，也就是說，可分配給同 一處部分放電的并在相反方向上傳播的脈沖。

應該注意的是，在沿該設備彼此間隔開的兩個不同傳感器處探測到的一對 同源脈沖的存在意味著產生這些脈沖的放電所發生的點位于這兩個傳感器之 間。

據此，現有技術的解決方法(例如，US5070537或US6366095)教導通過 絕對時間參考，例如GPS，來同步在不同傳感器處探測到的信號。

這些現有技術的設備包括：

-與該設備在第一和第二探測站處連接，且沿該設備間隔開的第一和第二傳 感器，用于探測電信號；

-與該傳感器相連接的處理單元，用于接收信號，還具有用于選擇至少一對 信號的模塊，所述信號是在第一和第二傳感器中探測到的且代表一對同源脈沖 (也就是說，與同一處部分放電相關并沿該裝置在相反方向上傳播的脈沖)， 以及用于基于所選擇出的一對同源脈沖而計算放電點與探測站之間的距離的 模塊。

在現有技術的解決方法中，該計算模塊處理如下信息：估算電纜中的脈沖 傳播的速度、探測站之間的距離、以及所考慮的一對脈沖被探測到的時刻之間 所經過的時間。

根據所考慮的一對脈沖被探測到的時刻之間所經過的時間，推導出在一個 探測站相對于另一個探測站的方向上，放電點沿電纜所偏移的量。據此，如果 同時地探測到該對信號，其意味著放電點與兩個探測站之間是等距離的。

基于這個信息以及探測站之間的距離，計算模塊得到放電點與探測站之間 的距離。

然而，這些系統具有兩個缺點。

第一個缺點應歸于難以可靠地標識要檢查的部分放電。也就是說，在足夠 短的時間段(與所估計的在設備中的脈沖傳播速度以及傳感器之間的距離相兼 容)內由相應的傳感器探測到兩個信號這樣的事實并不能保證這些信號來自部 分放電，特別是來自同一處部分放電。