[發(fā)明專利]基于電聲聯合檢測信號傳播時延補償的局部放電定位方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011589277.4
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112816835B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發(fā)明（設計）人: 王楠;閻毓杰;王紅軍;邢思瑋;劉鴻濤
• 申請（專利權）人: 武漢第二船舶設計研究所（中國船舶重工集團公司第七一九研究所）
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01R31/08
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 廖輝

本發(fā)明公開了一種基于電聲聯合檢測信號傳播時延補償的局部放電定位方法，該方法首先分別對局部放電超高頻電磁波和超聲波聲學信號進行采樣提取，獲得局部放電源產生的電磁波脈沖和聲脈沖信號；再分別提取兩種信號的傳播時延特征；以電磁波信號的傳播時延特征值作為參考基準，獲取超聲波信號的相對傳播時延，并對相對傳播時延進行金屬邊界條件下的修正補償；然后計算局部放電源與超聲波傳感器的距離；重復多次采樣計算局部放電源與單個超聲波傳感器的距離，將距離的算術平均數值作為最終判定的局部放電源與超聲波傳感器的距離；最后結合柜內的電氣布置確定局部放電源的具體位置。本發(fā)明的定位方法能更為準確地反映設備局部放電源的準確位置。

技術領域

本發(fā)明屬于局部放電檢測技術領域，具體涉及一種基于電聲聯合檢測及其信號傳播時延補償的高壓開關柜局部放電定位方法。

背景技術

高壓電力開關柜在長期運行中必然存在由于電、熱、化學因素導致絕緣缺陷，電氣絕緣強度降低，出現局部放電現象，甚至發(fā)生突發(fā)性絕緣擊穿。局部放電是設備絕緣劣化的征兆和表現形式，對開關柜設備進行局部放電檢測，可以了解柜內是否有局部放電存在和局部放電的具體位置以及局部放電的類型和放電量，以此評估開關柜設備絕緣劣化的程度和運行安全性的危害程度。

高壓開關柜的局放檢測方法主要有脈沖電流法、暫態(tài)對地電壓法、超聲法、超高頻法等。以超聲波檢測所代表的聲學檢測方式，抗電氣干擾能力強、但因信號衰減快使得檢測范圍較小、靈敏度較低。以超高頻為代表的電學檢測方式靈敏高度，動態(tài)范圍大，但因其電磁波的特性易受到超高頻電磁干擾的影響。因此，單一的運用某種檢測方法來解決局部放電的定位，存在著局限性，并不能全面、客觀、真實的反映被檢設備的運行狀況，有時甚至出現誤判斷，如何可靠地確定高動態(tài)范圍下局部放電源發(fā)生的精確位置一直以來是一個難點。

將超高頻電磁波手段與超聲波聲學手段相結合，利用電聲的物理學傳播特性確識別并找到局放發(fā)生的具體電氣部位，實現對局放故障源進行精準定位，才能從真正意義上“對癥下藥”，準確采取相應措施實施治理檢修。通常的手段是采取兩種信號的時差來解算測距以確定局部放電源的位置。但是對于高壓開關柜等金屬材質的電氣設備而言，考慮到開關柜內壁四周均為金屬板，柜內也有大量金屬連接件和隔斷，因此超高頻電磁波信號以及超聲波信號從柜內局部放電源擴散傳播的過程中不可避免會因這個金屬部件發(fā)生反射、折射，呈現出一定的信號多徑衰落情況，為此在確定電聲信號相對時差時必須要將柜內金屬部件對電磁波與超聲波的傳播影響考慮進去，如何對電聲信號傳播時延進行適當的修正補償是真正實現精準定位的重點和難點問題。

為此，迫切需要采取電聲聯合辦法，雙管齊下綜合運用超高頻和超聲波的手段尋求合適的局部放電定位方法，通過組成聲電聯合檢測系統后以聲、電信號的時差(相對傳播時延)計算測距實現快速準確定位，同時對相對傳播時延進行金屬邊界條件下的修正補償，使其能夠更為準確地反映設備局部放電源的發(fā)生準確位置和實際狀況，以達到指導高壓開關柜局放帶電檢測運維的預知性狀態(tài)檢修的目的。

發(fā)明內容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種基于電聲聯合檢測信號傳播時延補償的局部放電定位方法，針對高壓開關柜局部放電源精確定位的難題，采用電聲聯合的檢測方式，以超高頻電磁波信號為基準，在獲取超聲波脈沖信號相對電磁波信號傳播時延基礎上，實現了相對傳播時延在金屬邊界條件下的電聲聯合修正補償。進一步建立了基于電聲聯合檢測信號傳播時延補償的局部放電定位計算模型，使其能夠更為準確地反映高動態(tài)范圍以及柜體金屬邊界條件下局部放電源的發(fā)生準確位置和實際狀況，以達到指導高壓開關柜局部放電帶電檢測運維的預知性狀態(tài)檢修的目的。

一種基于電聲聯合檢測信號傳播時延補償的局部放電定位方法，該方法實現的步驟包括：

步驟一：分別對局部放電超高頻電磁波信號和超聲波聲學信號進行采樣提取，獲得局部放電源產生的電磁波脈沖信號和聲脈沖信號；

步驟二：分別提取電磁波脈沖信號和聲脈沖信號的傳播時延特征；