一种高压电气设备短空气间隙击穿预警的方法技术

本发明专利技术公开了一种高压电气设备短空气间隙击穿预警的方法，给出了“直径比”和“电压比”的定义，并利用“直径比”进行放电的击穿预警，利用“直径比”DR参数不仅能有效地描述电晕放电的强弱还不受观测距离的影响，利用直径比对放电强度进行评估有较强的工程意义。本发明专利技术提出的利用“直径比”进行击穿预警的方法，有效地解决了现有技术中在进行击穿预警或现场分析时观测距离和仪器增益设置等因素造成的影响，能够简单方便的在实际现场中直接得到结果，有利于及时排除设备故障。本发明专利技术高压电气设备短空气间隙击穿预警的方法简单实用，分析高效，预警准确，有较强的推广性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于放电检测
，特别是涉及。
技术介绍
目前量化放电强度最常用的方法为脉冲电流法，量化放电强度的参数为视在放电量，但该方法属于接触式检测方法，在工程实际应用中存在一定不足:脉冲电流法现场需现场安装电流传感器，需对高压设备的结构做一定的改动，劳动强度大，且具有一定的危险性；放电往往发生于高压侧，而电流传感器安装于低压侧，电压等级较高的设备其高压侧和低压侧之间的距离可达几米甚至十多米，高压侧的放电电脉冲信号难以传播到低压侧，导致传感器难以检测到放电；每一电流传感器只能检测安装有传感器的高压设备的放电，而变电站和输电线路中高压设备数量非常庞大，若每一高压设备都安装检测系统将会导致成本太高，安装和维护工作量过大的问题；脉冲电流法难以定位到具体的放电位置。武汉大学研究了棒-板间隙时的放电量与光子数随电压变化的关系曲线，该论文量化紫外成像检测结果采用了所谓的“光子数”参数，但论文未研究其光子数随距离和增益之间的关系，也未给出如何通过所检测的光子数来预测放电量的方法。也有学者提出利用紫外图像中的光斑区域的直径大小来估计短空气间隙的绝缘状态和进行击穿预警，但紫外图像中的光斑区域的大小还受到观测距离、仪器增益设置等因素的影响，直接利用光斑区域直径大小来估计短空气间隙的绝缘状态和进行击穿预警是不妥的，在实际现场中很难对设备是否击穿进行有效评估，不利于及时排除设备故障。
技术实现思路
本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种简单高效、击穿预警准确的。本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:该高压电气设备短空气间隙击穿预警的方法提出了 “直径比”和“电压比”并给出了相应定义，设计了探究直径比随观测距离，增益，棒板间隙距离、电压之间的关系的实验方案，并分析了直径比随观测距离，增益，棒板间隙距离、电压之间的关系，通过“直径比”来进行击穿预警；所述的“直径比”，其特征为:通过日盲区的紫外光信号进行成像，分析对绝缘子的绝缘状态和击穿预警，现场应用且鉴于光斑区域近似为圆形，所以提出“直径t匕” DR(Diameter Rat1)参量，DR = Dds/Dag ；进一步Dds为紫外图像中的光斑区域的长轴，单位pixel，Dag为紫外图像中短空气间隙的距离，单位pixel ；所述的“电压比”，其特征为:电压比是被试物体上施加的电压与实际理论击穿电压的比值，在标准大气压下，极不均匀电场的击穿电压为3.38kV/cm，根据间隙距离，可以计算得到理论击穿电压值；所述的探究直径比随观测距离，增益，棒板间隙距离、电压之间的关系的实验方案，其特征为:实验的环境温度约为18°C，相对湿度为60%左右，气压为101.5kpa左右，采用棒板间隙系统，棒电极直径为3.8cm,其头部为圆锥形,顶端半径约2.0mm,板电极长宽均为2.0m，紫外成像仪型号为CoroCAM504，实验时正对放电位置，在试验的过程中除了改变仪器的增益外，其他参数采用默认设置；进一步实验前采用铝制软纹波管对易于形成放电的部位进行了有效屏蔽；其中，实验方案的具体步骤为:步骤一，按照实验接线原理图进行接线，确保接线准确安全；步骤二，将棒板间隙定为20cm,观测距离为4m, 6m, 8m, 10m, 12m, 14m, 16m, 20m,24m, 28m, 32m, 36m, 40m, 44m, 48m时，分别将调整增益由30% —100%，步长为10%，采用逐步加压法，电压由30kV — 70kV，步长一般为5kV，记录试验所得的图像；步骤三，将棒板间隙分别改为5cm, 10cm, 15cm, 30cm, 40cm, 50cm, 60cm, 70cm,重复步骤二 ；步骤四，分析数据结果，探究直径比随观测距离，增益，棒板间隙距离、电压之间的关系;所述的直径比随观测距离，增益，棒板间隙距离、电压之间的关系，其特征为:观测距离对直径比的影响可忽略不计；而随着增益的增加，直径比先是较快的增长，后增长减缓，但增长速度是一定的。增益从60 %到70 %再到80 %，直径比的增长相似，但80 %到90 %直径比的增加较小，增益在70%时，直径比随电压的增加线性度较好；直径比和电压比在各个增益下近似为直线关系，可以根据直径比判断出施加电压的大小；所述的通过“直径比”来进行击穿预警，其特征为:DR是紫外图像中的放电光斑区域的光斑直径与短空气间隙直径之比，对于某一短空气间隙，其DR越大，则意味着放电区域占间隙的本体比例越大，说明放电电离区域越大，放电越强烈，意味着发生击穿的可能性就越大；利用直径比，模糊划分将极不均匀电场中短间隙的绝缘状态划分为“好”、“较好”、“差”和“很差”四个等级，从而进行击穿预警。本专利技术具有的优点和积极效果是:本专利技术提出的，给出了“直径比”和“电压比”的定义，并利用“直径比”进行放电的击穿预警，利用“直径比”DR参数不仅能有效地描述电晕放电的强弱还不受观测距离的影响，利用直径比对放电强度进行评估有较强的工程意义。本专利技术提出的利用“直径比”进行击穿预警的方法，有效地解决了现有技术中在进行击穿预警或现场分析时观测距离和仪器增益设置等因素造成的影响，能够简单方便的在实际现场中直接得到结果，有利于及时排除设备故障。本高压电气设备短空气间隙击穿预警的方法简单实用，分析高效，预警准确，有较强的推广性。【附图说明】图1是本专利技术实施例提供的高压电气设备短空气间隙击穿预警的方法中“直径t匕”的定义的实物示意图；图2是本专利技术实施例提供的高压电气设备短空气间隙击穿预警的方法中探究直径比随观测距离，增益，棒板间隙距离、电压之间的关系的实验方案接线的原理图；图3是本专利技术实施例提供的高压电气设备短空气间隙击穿预警的方法中探究直径比随观测距离，增益，棒板间隙距离、电压之间的关系的实验方案的流程图；图4是本专利技术实施例提供的直径比与观测距离的关系示意图；图5是本专利技术实施例提供的光斑直径与距离关系的分析模型图；图6是本专利技术实施例提供的直径比与增益的关系示意图；图7是本专利技术实施例提供的直径比与电压比的关系示意图；图8是本专利技术实施例提供的各个增益下根据直径比对棒板间隙绝缘状态的模糊划分示意图。【具体实施方式】为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下:实施例1:图1是本专利技术提供的高压电气设备短空气间隙击穿预警的方法中“直径t匕”的定义的实物示意图，所述的“直径比”，其特征为:通过日盲区的紫外光信号进行成像，分析短空气间隙的绝缘状态和击穿预警，现场应用且鉴于光斑区域近似为圆形，所以提出“直径比DR(DiameterRat1)参量，DR = Dds/Dag ;其中Dds为紫外图像中的光斑区域的长轴；Dag为紫外图像中短空气间隙的距离；由于击穿一般发生在放电最强的时刻，而放电的光斑面积值具有一定的波动性，在此本专利技术选取的是一段时间内的平均光斑求其光斑直径；需要说明的是这里的直径是指沿图中红色箭头所在直线所包含的像素点的个数，直径实际上是放电光斑区域内一条直线上像素点的个数的最大值，因此本项目在此定义其单位为像素(Pixel)。根据“直径比”的定义可知，DR实际上是紫外图像中的放电光斑区域的光斑直径与短空气间隙直径之比，该参数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压电气设备短空气间隙击穿预警的方法，其特征在于，该高压电气设备短空气间隙击穿预警的方法提出了直径比并给出了相应定义，设计了探究直径比随观测距离，增益，棒板间隙距离、电压之间的关系的实验方案，并分析了直径比随观测距离，增益，棒板间隙距离、电压之间的关系，通过“直径比”来进行击穿预警；所述的直径比，其特征为：通过日盲区的紫外光信号进行成像，分析短空气间隙的绝缘状态和击穿预警，现场应用且鉴于光斑区域近似为圆形，所以提出“直径比”DR(Diameter Ratio)参量，DR＝Dds/Dag；Dds为紫外图像中的光斑区域的长轴，单位pixel，Dag为紫外图像中短空气间隙的距离，单位pixel；所述的“电压比”，其特征为：电压比是被试物体上施加的电压与实际理论击穿电压的比值，在标准大气压下，极不均匀电场的击穿电压为3.38kV/cm，根据间隙距离，可以计算得到理论击穿电压值；所述的探究直径比随观测距离，增益，棒板间隙距离、电压之间的关系的实验方案，其特征为：实验的环境温度约为18℃，相对湿度为60％，气压为101.5kpa，采用棒板间隙系统，棒电极直径为3.8cm，其头部为圆锥形，顶端半径2.0mm，板电极长宽均为2.0m，紫外成像仪型号为CoroCAM504，实验时正对放电位置，在试验的过程中除了改变仪器的增益外，其他参数采用默认设置。...

【技术特征摘要】
1.一种高压电气设备短空气间隙击穿预警的方法，其特征在于，该高压电气设备短空气间隙击穿预警的方法提出了直径比并给出了相应定义，设计了探究直径比随观测距离，增益，棒板间隙距离、电压之间的关系的实验方案，并分析了直径比随观测距离，增益，棒板间隙距离、电压之间的关系，通过“直径比”来进行击穿预警； 所述的直径比，其特征为:通过日盲区的紫外光信号进行成像，分析短空气间隙的绝缘状态和击穿预警，现场应用且鉴于光斑区域近似为圆形，所以提出“直径比”DR(DiameterRat1)参量，DR = Dds/Dag ； Dds为紫外图像中的光斑区域的长轴，单位pixel，Dag为紫外图像中短空气间隙的距离，单位pixel ； 所述的“电压比”，其特征为:电压比是被试物体上施加的电压与实际理论击穿电压的比值，在标准大气压下，极不均匀电场的击穿电压为3.38kV/cm，根据间隙距离，可以计算得到理论击穿电压值； 所述的探究直径比随观测距离，增益，棒板间隙距离、电压之间的关系的实验方案，其特征为:实验的环境温度约为18°C，相对湿度为60%，气压为101.5kpa，采用棒板间隙系统，棒电极直径为3.8cm,其头部为圆锥形,顶端半径2.0mm,板电极长宽均为2.0m,紫外成像仪型号为CotoCAM504，实验时正对放电位置，在试验的过程中除了改变仪器的增益外，其他参数采用默认设置。2.如权利要求1所述的高压电气设备短空气间隙击穿预警的方法，其特征在于，实验前采用铝制软纹波管对易于形成放电的部位进行了有效屏蔽； 其中，实验方案的具体步骤为: 步骤一，按照实验接线原理图进行接线，确保接线准确安全； ...

【专利技术属性】
技术研发人员：王胜辉，刘云鹏，律方成，冯宏恩，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：河北;13