[發明專利]一種GIS環氧絕緣表面缺陷局部放電檢測方法及裝置

在審

• 申請號: 202110443129.X
• 申請日: 2021-04-23
• 公開（公告）號: CN113325276A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 韓帥;高飛;廖思卓;楊寧;張博文;賈鵬飛;陳沒;李麗華;楊洋
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 姜麗樓

本發明提供一種GIS環氧絕緣表面缺陷局部放電檢測方法及裝置，所述方法包括：獲取環氧絕緣表面的局部放電信號；對所述局部放電信號進行統計分析，確定環氧樹脂不同絕緣缺陷類型的最優試驗電壓、頻率及試驗時間；根據所述環氧樹脂不同絕緣缺陷類型的最優試驗電壓、頻率及試驗時間，檢測環氧樹脂的絕緣缺陷；所述裝置包括：數據獲取單元，用于獲取G I S環氧絕緣表面的局部放電信號；數據分析單元，用于對所述局部放電信號進行統計分析，確定環氧樹脂不同絕緣缺陷類型的最優試驗電壓、頻率及試驗時間；數據輸出單元，根據所述環氧樹脂不同絕緣缺陷類型的最優試驗電壓、頻率及試驗時間，檢測環氧樹脂的絕緣缺陷。

技術領域

本發明屬于GIS局部放電檢測技術領域，尤其涉及一種基于高頻電壓激勵的GIS環氧絕緣表面缺陷局部放電多源信息聯合檢測裝置。

背景技術

自環氧樹脂(epoxy resin,EP)在1909年被人們發現以來，它因機械強度大、熱穩定性能好，易固化以及絕緣性能出眾等優勢，而被作為一種重要的固體絕緣材料廣泛應用于電力機器、高壓絕緣開關、換流變壓器套管等各類高新電氣設備中。以氣體絕緣組合電器(Gasinsulated switchgear,GIS)為例，其內部的盆式絕緣子與柱式絕緣子均由環氧樹脂制成。然而，由于環氧樹脂絕緣部件制作工藝復雜、安裝條件苛刻、運行過程中易遭受電-熱-機械應力的沖擊等因素使得環氧樹脂絕緣部件易發生表面缺陷。如果表面缺陷在初期未被檢測出來，這些絕緣缺陷持續發展將會引發設備故障。近十年國內共發生35kV及以上故障256起，其中環氧樹脂絕緣故障146起。因此，環氧絕緣表面缺陷檢測技術的有效性對于提升GIS設備的安全可靠運行具有重要意義。

通常，絕緣故障均由一些細微缺陷發展而來，這些缺陷在GIS運行過程中會產生局部放電，局部放電信號包含豐富的設備絕緣狀態信息，局部放電帶電檢測能有效發現GIS的潛伏性絕緣缺陷。然而，當前所采用的各種局部放電檢測手段均有一定的局限性，尤其是(一)缺乏對在實際運行工況下的絕緣子表面亞毫米/毫米級微金屬顆粒局部放電量的認識；(二)現有檢測裝置僅針對具有良好重復性的放電行為，導致對間歇性放電的忽視和漏判，最終造成GIS的突發性擊穿和閃絡；(三)現有局部放電在線檢測設備抗電磁干擾能力不足，遠遠無法滿足工程現場的需要，致使現有局放在線檢測裝置出現大量誤報、漏報。

根據CIGRE WG33/23-12調研報告發現：只有55％的絕緣故障可通過現有的檢測方法在故障發生前提前發現—盲檢率高達45％。

根據現有研究發現，局部放電特性受電壓頻率和波形的影響，當頻率高于1kHz時，高頻電壓對局部放電的激勵作用逐漸顯現，能有效應對環氧樹脂缺陷的隱蔽特性，使故障的盡早發現成為可能。

發明內容

本發明的目的是針對GIS環氧絕緣表面缺陷局部放電檢測能力的有效性，提出一種基于高頻電壓激勵的GIS環氧絕緣表面缺陷局部放電多源信息聯合檢測裝置。為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

基于高頻電壓激勵的GIS環氧絕緣表面缺陷局部放電多源信息聯合檢測裝置，包括：硬件配置和軟件處理程序；其中硬件配置由高頻試驗電壓源、保護電阻、高壓探頭、高速示波器、信號處理計算機、局部放電檢測儀、試驗腔體、恒溫恒濕箱以及高頻同軸電纜組成；軟件處理程序為基于LABVIEW可視化程序的局部放電數據采集與處理系統；所述高頻試驗電壓源經保護電阻分別與高壓探頭及試驗腔體相連；所述局部放電檢測儀置于試驗腔體處，試驗腔體置于恒溫恒濕箱內部；所述高壓探頭與局部放電檢測儀經高頻同軸電纜與高速示波器相連，進行環氧絕緣表面缺陷局部放電信號的傳輸；所述信號處理計算機與高速示波器相連，通過局部放電數據采集與處理系統進行絕緣表面缺陷局部放電信號的采集、處理與分析。

進一步，所述高頻試驗電壓源采用頻率為1kHz-20kHz，幅值為0-100kV的連續可調正弦激勵電壓源。