局放检测

随着新型电力系统的建设和发展，电网对安全稳定的要求越来越高，绝缘故障是输变电设备安全运行的主要隐患，局放检测是实现设备绝缘状态监测的重要手段。针对局放检测的灵敏度和抗干扰能力双提升难题，项目组基于宽带射频脉冲检测技术，研制了基于空间射频特征定向辨识的局部放电检测系统，具备高灵敏、抗干扰能力强、检测效率高、安全易部署等特点，是一种新型非接触带电检测技术。

目前广东电网110kV及以上电压等级的GIS间隔共5000余个，以最严重的2011年度为例，共发生GIS事故（障碍）15起，较2010年增加了50%。 GIS的事故次数常年高居不下，给运行单位造成巨大的经济损失，严重影响到电网安全稳定运行和供电可靠性。因此寻求一种有效的评估GIS内部故障的方法显得尤为重要。

国网山东公司根据配网一线局放检测需求，通过智能公司整合局放成像技术和无人机平台，创新使用AI降噪技术解决无人机及环境噪声干扰难题，开发机载局放成像检测装置，切实解决现场局放检测“找不准、找得慢”难题，变革配网局放检测模式，降低一线作业人员劳动强度，提升配网设备运维管理水平。

JD-S10局放检测仪包括JD-S10-U、JD-S10-A、JD-S10-T、JD-S10-H四个模块，分别用于检测电磁波、超声波、脉冲电流和暂态地电压。

本专利针对现有GIS特高频局放监测误告警问题严重，无法准确预警设备缺陷的现状，提出了一种GIS设备局部放电诊断方法及系统，通过对各传感器信号开展相似性分析和多维度数据的融合分析，降低了误告警率，提高了设备缺陷的检出率，为电网安全稳定运行提供了保障。在申请阶段符合“不属于现有技术，也没有任何单位或者个人就同样的发明或实用新型在申请日以前向专利局提出过申请，并记载在申请日以后公布的专利申请文件或者公告的专利文件中”相关要求，在2017年11月通过“局部放电+特高频+定位”等关键字进行专利检索，与本专利接近的技术为：1）一种气体绝缘组合电器状态预警数据异常值的筛查方法（广西电网有限责任公司电力科学研究院，已授权）；2）变电设备多源局部放电信号的分离方法及装置（国网浙江省电力公司电力科学研究院、国家电网公司、浙江省电力试验研究院技术服务中心、西安交通大学，已授权）；3）一种基于局部放电带电检测的GIS风险评估方法及系统（国网湖南省电力公司电力科学研究院、华北电力大学、湖南湘能智能电器股份有限公司，实审），专利1仅适用于电缆局放检测技术领域，专利2是利用密度聚类算法把局放信号进行分离以区分不同源的局放信号，专利3是利用2路特高频信号和2路超声波信号进行局部放电源的准确定位，具体如何利用特高频信号对局部放电源定位并没有给出说明，也没有说明采用何种参数，进行何种定位方法，三个专利均不具备本专利的技术特征，且存在相应的缺陷和不足。本专利具备显著新颖性。

本项目实现开关柜红外测温、局放检测、柜面及保护装置信号状态指示等的全自动识别，继保室保护屏柜压板状态、空开位置、装置信号灯指示以及数显仪表的全自动识别读数。并且采用非接触式式供电方式，实现24小时不间断巡视，也可自定义周期和设备进行特殊巡视。

本文结合一起现场测试案例，通过利用高频与振荡波两种局放检测技术，介绍了一起35kV电缆中间接头局放缺陷 的定位与诊断分析过程，并分析了局放信号的图谱特征，对后期现场测试提出建议。

目前市面上现有的电缆局部放电检测仪一般均需停电作业，从本质上来说是一种离线检测；而且仪器操作较为复杂，不便于电力员工理解和使用。因此这种停电试验的传统方法所暴露出来的诸如检修周期长，大量耗费人力、物力等种种算端已愈来愈不能适应电力生产和供应的实际需要。 本成果在综合比较和研究目前现有电缆局部放电检测技术及装置的基础上，研究解决现有装置技术中存在的不足之处，提供一种新型的电缆局部放电检测仪，以实现运行中电缆的带电局放检测。 新型局部放电检测仪现场使用方便，不需要停电，只需直接将仪器探头接近电缆接头即可检测出电缆有无局部放电，如电缆局部放电量超过设定的数值即可发出警告。本装置具有使用简单易行、性能安全可靠的优点，可同时检测出电缆内部放电量的大小，具有无需停电、反应迅速、效率高、检测准确等特点

特高频（UHF）技术通过检测局部放电辐射电磁波信号来实现对设备局部放电的检测，抗干扰能力强，检测灵敏度高，因此在输变电设备局部放电在线检测领域取得了广泛应用。目前大多数绝缘组合电器（GIS）设备上未安装内置式UHF传感器，只能采用外置式传感器进行检测，但是由于GIS绝缘子外表面被金属法兰包裹，导致普通外置式UHF传感器很难检测到其内部的局部放电信号。为了解决这一问题，本文提出了利用金属法兰在制造时遗留的孔洞，研制GIS专用外置式UHF传感器的方法。本文在了解现有GIS盆式绝缘子金属法兰结构特点的基础上，从理论角度分析了电磁波经过金属法兰孔的传播机理，采用有限元分析软件ANSYS对126kVGIS绝缘子建模，并以此为基础分析在不同尺寸金属法兰孔情况下GIS绝缘子电场的分布情况。研制了具有射频和检波放大功能的GIS盆式绝缘子金属法兰浇注孔局放检测专用UHF放大器。最后，建立了GIS局部放电UHF检测研究平台，测试了专用UHF传感器在不同尺寸的浇注孔上对不同放电故障模型的局放检测灵敏度。

注入脉冲模拟局放是气体绝缘金属封闭组合电器(gas insulated switchgear，GIS)特高频(ultra high frequency，UHF)局放监测装置功能校验的主要方法，由于现场校验脉冲注入的耦合方式不同，模拟局放与实际局放等效性规律尚不明确，无法保证监测装置功能校验的有效性。文中首先建立126 kV GIS典型局放缺陷(尖端、悬浮、绝缘子气泡)和内/外置式脉冲注入UHF局放检测平台，并对UHF信号有效脉冲进行归一化提取；接着提出基于经验模态分解的加权本征模函数(intrinsic mode functions，IMF)信号处理方法，通过计算局放信号欧式距离平均值和最大值表征其等效性；最后与常规信号偏差法进行对比验证。研究表明，相较于常规信号等效性分析方法，加权IMF法可有效解决UHF信号波形局部差异较大的问题；使用内置传感器脉冲注入的模拟局放信号与悬浮局放信号等效性最高，局放信号的欧式距离平均值Me和最大值Ma分别为3.82%和10.28%。因此，UHF监测装置功能校验可采用恒定参数注入脉冲代替悬浮缺陷，且模拟局放可优先选择内置UHF传感器注入脉冲。文中研究可为UHF局放监测装置功能校验的脉冲注入方法提供参考。