[發(fā)明專利]一種高壓IGBT局部放電電流時域參數(shù)的確定方法和裝置

有效

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• 申請日: 2017-07-19
• 公開（公告）號: CN107544005B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 付鵬宇;金銳;文騰;王浩宇;李立;趙志斌
• 申請（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué);全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院;國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)河北省電力公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 北京安博達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發(fā)明提供了一種高壓IGBT局部放電電流時域參數(shù)的確定方法和裝置，對高壓IGBT的局部放電電流進行預(yù)篩選得到局部放電脈沖；然后對預(yù)篩選出的局部放電脈沖進行計數(shù)，并提取局部放電脈沖的電流幅值；最后根據(jù)局部放電脈沖的電流幅值得到局部放電脈沖的時域參數(shù)。本發(fā)明根據(jù)本發(fā)明提供的高壓IGBT局部放電電流時域參數(shù)的確定方法得到的局部放電脈沖的時域參數(shù)能夠靈敏地對高壓IGBT設(shè)計和制造過程中的絕緣缺陷進行檢測和辨識；且本發(fā)明在不對測試獲得的大量原始數(shù)據(jù)進行降噪預(yù)處理的條件下，準確且快速地提取局部放電電流中局部放電脈沖的時域參數(shù)，進而獲得高壓IGBT中的絕緣缺陷的局部放電模式。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高壓IGBT局部放電電流時域參數(shù)的確定方法和裝置。

背景技術(shù)

柔性直流輸電技術(shù)以其調(diào)制靈活、系統(tǒng)緊湊、安全可靠成為解決新能源大規(guī)模并網(wǎng)問題、遠距離大容量輸電問題的優(yōu)選技術(shù)方案。柔性直流輸電技術(shù)的核心是實現(xiàn)電高壓柔性直流換流閥和高壓直流斷路器等高壓大功率電力電子裝備的靈活變換與調(diào)控，而構(gòu)建高壓大功率電力電子裝備的核心元器件是全控型高壓大功率電力電子器件。現(xiàn)階段，柔性直流輸電技術(shù)用的全控型高壓大功率電力電子器件主要是高壓IGBT。

高壓IGBT在工作過程中能承受高電壓應(yīng)力表明高壓IGBT具有強絕緣性能，為了提高高壓IGBT的耐電壓擊穿能力，通常采取的措施是設(shè)計IGBT終端和對高壓IGBT使用表面鈍化工藝。設(shè)計IGBT終端和對高壓IGBT使用表面鈍化工藝的措施直接決定了生產(chǎn)出的IGBT是否具有耐高電壓的能力。然而高壓IGBT的表面鈍化工藝涉及清洗、涂覆、光刻、刻蝕及固化等多步復(fù)雜的工藝，每一步工藝都可能引入雜質(zhì)或材料合成缺陷。同時，高壓IGBT的鈍化層表面在工作過程中需要承受高電場。為了保證高壓IGBT在使用過程中不發(fā)生電擊穿，需要對IGBT終端和表面鈍化結(jié)構(gòu)設(shè)計和合成中的絕緣薄弱環(huán)節(jié)進行檢測和分析。

現(xiàn)有技術(shù)中的局部放電測量技術(shù)可以檢測絕緣系統(tǒng)中存在的缺陷，但沒有采用局部放電測量技術(shù)對使用表面鈍化工藝的高壓IGBT進行絕緣缺陷的檢測。同時，現(xiàn)有的局部放電測量技術(shù)主要是基于IEC60270中的測量方法，基于IEC60270中的測量方法中，測量結(jié)果只記錄經(jīng)過局部放電測量儀處理后的窄頻放電電流幅值，并不記錄寬頻局部放電電流時域信號。然而，由于高壓IGBT的放電信號很微弱，于是現(xiàn)有局部放電測量技術(shù)用于高壓IGBT的局部放電測量靈敏度較低。寬頻局部放電電流時域信號含更豐富信息，用寬頻局部放電電流的時域參數(shù)能更靈敏地識別出高壓IGBT的絕緣缺陷。

然而，由于局部放電脈沖的時間很短，對寬頻局部放電電流時域信號測量需要很高的采樣率，故測試過程中會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)。如何從大量的數(shù)據(jù)中準確、自動地提取局部放電電流時域參數(shù)并得出其統(tǒng)計規(guī)律是數(shù)據(jù)處理的難點。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種高壓IGBT局部放電電流時域參數(shù)的確定方法和裝置，先獲取高壓IGBT的局部放電電流，對局部放電電流進行預(yù)篩選得到局部放電脈沖；然后對預(yù)篩選出的局部放電脈沖進行計數(shù)，并提取局部放電脈沖的電流幅值；最后根據(jù)局部放電脈沖的電流幅值快速準且準確的得到了局部放電脈沖的時域參數(shù)。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種高壓IGBT局部放電電流時域參數(shù)的確定方法，包括：

獲取高壓IGBT的局部放電電流，對局部放電電流進行預(yù)篩選得到局部放電脈沖；

對預(yù)篩選出的局部放電脈沖進行計數(shù)，并提取局部放電脈沖的電流幅值；

根據(jù)局部放電脈沖的電流幅值確定時域參數(shù)。

所述對局部放電電流進行預(yù)篩選得到局部放電脈沖包括：

按照時間增加的順序逐點比較局部放電電流的電流值與設(shè)定的局部放電電流的篩選閾值，搜索電流值大于篩選閾值的局部放電電流點；