[發明專利]超高頻天線陣列局部放電檢測系統

無效

• 申請號: 201310365449.3
• 申請日: 2013-08-21
• 公開（公告）號: CN103424675A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 沈曉嵐;李亦農
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網上海市電力公司;上海市區供電設計有限公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 上?？剖⒅R產權代理有限公司 31225
• 代理人: 林君如

技術領域

本發明涉及一種絕緣故障檢測系統，尤其是涉及一種超高頻天線陣列局部放電檢測系統。

背景技術

絕緣故障是電力設備在運行中最主要的可能故障之一，電力設備發生絕緣故障前，一般都會有一個逐漸發展的局部放電過程，最終導致絕緣擊穿。如果在這個過程能夠對運行設備進行局部放電監測和診斷，及時發現局部放電信號，提前對缺陷進行處理，就能有效避免絕緣擊穿故障的發生。對局部放電位置的定位，也有助于制定更有針對性的檢修處理方案，減少停電時間，提高檢修效率。

目前對于變電站設備的局部放電檢測和定位主要針對GIS、變壓器、容性設備等具體單一設備進行。而變電站中的任何高壓電力設備均可能會發生局部放電故障，要想對全站的一次電氣設備實施監測，就需要在每一個設備上都安裝局部放電監測裝置，所需的費用極高，監測系統的使用效率也低，而且對眾多在線監測裝置本身的維護工作量也很大。

以應用較為廣泛的GIS設備為例，目前較為成熟的GIS局部放電檢測技術主要有超高頻和超聲波局部放電檢測法，一般采用便攜設備巡檢和安裝在線監測設備兩種方式。巡檢方式因其有固定的檢測試驗周期，不能對GIS設備運行的全過程進行監控，另外，測量人員的經驗與責任心也對測量結果產生較大的影響，容易導致缺陷被遺漏；在線局放監測設備主要采用超高頻原理，目前一般都是采取在盆式絕緣子上安裝超高頻探頭的方式，為了能夠捕捉到放電信號和對信號進行定位，就需要安裝多個探頭，對于間隔較多的GIS變電站，甚至需要幾十上百個探頭，所需費用較高。因此，目前超高頻在線監測技術雖然性能已經得到認可，但因為成本較高，主要應用在一些智能化變電站等示范性工程，沒有得到廣泛的推廣和應用。

隨著經濟和社會的發展，對供電可靠性的要求越來越高，研制一種低成本、高可靠性、能夠實現對全站高壓電氣設備進行實時狀態監測、故障預警的新型在線監測裝置非常有必要。

目前對GIS、變壓器等具體設備進行局部放電定位的方法主要包括超聲波定位方法、電氣定位法和超高頻電磁波定位法。

超聲波定位方法是80年代開始發展，90年代趨于成熟的一種局部放電定位方法，目前這種方法已得到比較廣泛的應用。超聲波定位方法是利用放電產生的超聲信號和電脈沖信號之間的時延，或直接利用各超聲信號的時延進行定位的。國內國網電力研究院、華北電力大學、上海交通大學、國外美國物理聲學公司等科研機構外對超聲定位都作了較多的研究，并發展了三角定位法(球面方程法)、時間差定位法、V型曲線法、順序定位法和模式識別法等多種定位方法，其中以三角定位法和時間差法研究最多。但利用超聲波進行局放定位的方法需緊貼設備安裝多個超聲波傳感器，測試耗時長、檢測效率低，且容易漏檢，此外由于PT、CT等設備在運行中本身有一定的振動，用超聲測試這些設備，要根據測試信號判別是振動還是局放信號比較困難。

電氣定位法是指根據局部放電脈沖沿電力設備傳播規律進行定位的方法。與超聲定位不同，電氣法確定的位置為局部放電發生的電氣位置而非幾何位置。但到目前為止，由于該方法操作復雜、通用性差、受現場電磁干擾的影響較大，實際應用中很少采用電氣法。

90年代中后期以來，局部放電超高頻檢測技術迅速發展并逐步在工程中發揮了積極的作用，取得了大量的成果。大量研究結果都表明，UHF法檢測局部放電具有靈敏度高、抗干擾能力強的突出優點，為進一步解決局部放電的定位問題帶來了新的契機，并迅速成為橫跨電磁場與微波技術及高電壓絕緣診斷兩個領域的交叉性前沿課題。超高頻定位法的基本原理是采用超高頻傳感器接收同一放電源超高頻電磁波信號的時間差，然后根據這些時差和電磁波的傳播速度進行定位，該方法近幾年來在國內外都得到較多的關注，目前已有一些研究和應用報道。但由于電力設備內部結構的不同特點以及局部放電產生的電磁波在電力設備內傳播特性各異，利用超高頻方法進行設備內局部放電缺陷具體位置的定位仍處于探索階段。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種可以實現精確定位的超高頻天線陣列局部放電檢測系統。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

超高頻天線陣列局部放電檢測系統，包括：

局部放電源：放射特高頻信號的放電源，設在變電站內；

局部放電傳感器：設在局部放電源的四周，每個局部放電傳感器與局部放電源之間的距離均不相同。

所述的局部放電源與局部放電傳感器經高頻信號連接。

所述的局部放電傳感器為超寬帶天線傳感器，設有4個或以上，上述傳感器構成超寬帶天線陣列。