一种PD信号监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种PD信号监测系统，它包括：调压器T，调压器T与外部交流电压AC连接，用于调节外部交流电压AC的输出电压；隔离滤波器，隔离滤波器用于对外部交流电压AC经过调节后的输出电压进行滤波处理，隔离滤波器还与绝缘缺陷放电模型连接；绝缘缺陷放电模型，用于模拟绝缘缺陷产生的PD脉冲电流信号；绝缘缺陷放电模型还利用耦合电容Ck将绝缘缺陷产生的PD脉冲电流信号耦合到无感检测阻抗Zm上，并通过无感检测阻抗Zm将产生的PD脉冲电流信号转换成相应的脉冲电压信号输出到示波器中显示。本实用新型专利技术能够实现对PD的实时监测，并对PD量进行定量标定。

A PD Signal Monitoring System

【技术实现步骤摘要】
一种PD信号监测系统
本技术涉及局部放电
，特别是一种PD信号监测系统。
技术介绍
SF6气体由于其优良的绝缘和灭弧性能而广泛应用于气体绝缘设备中。然而，SF6气体绝缘设备(简称SF6电气设备，如气体绝缘组合电器GIS、气体绝缘断路器GCB、气体绝缘变压器GIT以及气体绝缘线路或管道GIL等)在制造、运输、安装、检修和运行等过程中，内部不可避免地会出现各种绝缘缺陷，如导体上的金属毛刺、部件松动或接触不良、导体与支撑绝缘子剥离形成的气隙、检修后的遗留物以及腔体内的金属微粒等，这些都会使SF6设备内部形成不同程度的绝缘缺陷，从而导致设备内部电场发生畸变，进而产生局部放电(PD)。当出现严重的PD时，一方面，PD会加快对设备内部绝缘的进一步破坏，最终导致绝缘故障造成停电事故，对运行中的SF6设备是一种潜在的隐患，有绝缘“肿瘤”之称；另一方面，PD又是有效表征绝缘状况的特征量，通过对SF6电气设备的PD进行检测并进行模式识别，可以在很大程度上发现SF6设备内部存在的绝缘缺陷及类型。因此，检测PD对保证SF6电气设备安全可靠运行具有重要的现实意义。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本技术的目的就是提供一种PD(局部放电)信号监测系统，能够实现对PD的实时监测，并对PD量进行定量标定。本技术的目的是通过这样的技术方案实现的，一种PD信号监测系统，它包括有：调压器T，所述调压器T与外部交流电压AC连接，用于调节外部交流电压AC的输出电压；隔离滤波器，所述隔离滤波器用于对外部交流电压AC经过调节后的输出电压进行滤波处理，所述隔离滤波器还与绝缘缺陷放电模型连接；绝缘缺陷放电模型，用于模拟绝缘缺陷产生的PD脉冲电流信号；所述绝缘缺陷放电模型还利用耦合电容Ck将绝缘缺陷产生的PD脉冲电流信号耦合到无感检测阻抗Zm上，并通过无感检测阻抗Zm将产生的PD脉冲电流信号转换成相应的脉冲电压信号输出到示波器中显示。进一步，所述绝缘缺陷放电模型内部还设置有局部放电校准仪；所述局部放电校准仪采用IEC60270中的脉冲电流法对监测系统中的PD脉冲电流信号量进行校准。进一步，所述隔离滤波器包括有第一电容C1、第二电容C2和第一电阻R1；所述第一电容C1与第二电容C2串联后再与第一电阻R1并联。进一步，所述监测系统还包括有用于实时检测SF6分解气体的气相色谱-质谱联动仪GC/MS；所述气相色谱-质谱联动仪GC/MS与所述绝缘缺陷放电模型连接。进一步，所述绝缘缺陷包括有：绝缘子表面金属污秽缺陷、绝缘子气隙缺陷和高压导体突出物绝缘缺陷。由于采用了上述技术方案，本技术具有如下的优点：(1)本技术能模拟GIS内部典型缺陷产生的PD信号，并能定量检测放电电压和放电量，PD导致的SF6气体分解产物也可以通过色谱检测系统定量检测，通过数据关联分析，可为最终实现用SF6分解组分含量诊断GIS设备绝缘故障提供理论支持；(2)本技术能够实现对PD的实时监测，并对PD量进行定量标定，通过对SF6电气设备的PD进行检测并进行模式识别，可以发现SF6设备内部存在的绝缘缺陷及类型。本技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本技术的实践中得到教导。附图说明本技术的附图说明如下：图1为PD信号监测系统的连接示意图。图2为PD信号监测系统中校准电路示意图。图3为脉冲电流测量校准曲线图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明。如图1所示；一种PD信号监测系统，它包括有：调压器T，调压器T与外部交流电压AC连接，用于调节外部交流电压AC的输出电压；隔离滤波器，隔离滤波器用于对外部交流电压AC经过调节后的输出电压进行滤波处理，隔离滤波器还与绝缘缺陷放电模型连接；隔离滤波器包括有第一电容C1、第二电容C2和第一电阻R1；第一电容C1与第二电容C2串联后再与第一电阻R1并联。绝缘缺陷放电模型，用于模拟绝缘缺陷产生的PD脉冲电流信号；绝缘缺陷放电模型还利用耦合电容Ck将绝缘缺陷产生的PD脉冲电流信号耦合到无感检测阻抗Zm上，并通过无感检测阻抗Zm将产生的PD脉冲电流信号转换成相应的脉冲电压信号输出到WavePro7100XL数字存储示波器(模拟频带1GHz，采样率20GHz，存储深度48MB)中显示，以实现对PD的实时监测，并对PD量进行定量标定。其中，耦合电容设置在密闭的气体绝缘组合电器(GasInsulatedSwitchgear，GIS)气室内，保证在额定电压下，监测系统本身局部放电量PD小于2pC。如图2和图3所示，绝缘缺陷放电模型内部还设置有局部放电校准仪；局部放电校准仪采用IEC60270中的脉冲电流法对上述PD信号检测中的PD脉冲电流信号量进行校准。监测系统还包括有用于实时检测SF6分解气体的气相色谱-质谱联动仪GC/MS；气相色谱-质谱联动仪GC/MS与绝缘缺陷放电模型连接。放电强度和持续时间的影响：目前大量研究认为不管哪种类型的放电故障，SF6分解气体产物含量都大致与放电能量成比例。2009年中国电力科学研究院利用一个110kV1:1的GIS故障仿真设备，研究较强和较弱两种PD强度对气体分解产物的影响。两次试验均施加90kV电压，使PD量维持在相对稳定的水平，其中放电较强时为50～70pC，较弱时为30pC。这一结果表明气体分解产物含量正比于PD强度及放电持续时间、反比于放电气室内的气体总质量，PD强度Q可表示为：Q＝kmΔp/Δt；式中，Δp是气体分解产物在Δt时间内的浓度改变量；m为放电气室内的气体总质量；k为转换系数，取决于试验检测结果。由此可认为，在不考虑吸附剂影响的前提下，如果SF6绝缘设备内发现气体分解产物含量在增加且产气速率在加大时，可以推断存在PD活动，且PD强度在增大，气体分解产气速率每提高一倍，对应于PD强度增加50％。绝缘缺陷包括有：绝缘子表面金属污秽缺陷、绝缘子气隙缺陷和高压导体突出物绝缘缺陷。具体实施例1，高压导体突出物绝缘缺陷。高压导体突出物绝缘缺陷，简称N(Needle)类缺陷。指GIS在装配过程中留下的焊疤或较大的毛刺等，在净化试验中无法清除，便在气室内留下异常突起点。此类缺陷危害较大，在稳态交流电压下，其突出部位分布在电场中形成局部高场强区，当局部电场强度大于气体的绝缘强度时，就会引发PD。由于放电只是发生在局部区域而没有贯穿整个电极之间，因此这种电晕有时显得较为稳定。本技术采用的真型GIS金属突出物缺陷，将铜金属丝缠绕并固定在高压导电杆上，突出的部分用以模拟高压导体上的异常突起点，所有金属突出物缺陷下的实验中电极突出长度均为2cm。针尖端部经过打磨处理，曲率半径约为0.3mm。每组试验放电时间为96h，工频电压受每日用电负荷变化的影响，势必会引起缺陷模型外施电压的波动进而影响PD的产生及放电量的大小，因此在监测PD时要考虑到放电量随时段的变化特性；同时，由于数据存储空间及数据处理时间的限制，全天监测PD既不必要也不现实，因此结合每日用电负荷随时段的变化规律，制定PD信号监测方案描述如下：以每组试验正式开始起计，把一组试验平均划分为4天，保证本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种PD信号监测系统，其特征在于，所述监测系统包括有：调压器T，所述调压器T与外部交流电压AC连接，用于调节外部交流电压AC的输出电压；隔离滤波器，所述隔离滤波器用于对外部交流电压AC经过调节后的输出电压进行滤波处理，所述隔离滤波器还与绝缘缺陷放电模型连接；绝缘缺陷放电模型，用于模拟绝缘缺陷产生的PD脉冲电流信号；所述绝缘缺陷放电模型还利用耦合电容Ck将绝缘缺陷产生的PD脉冲电流信号耦合到无感检测阻抗Zm上，并通过无感检测阻抗Zm将产生的PD脉冲电流信号转换成相应的脉冲电压信号输出到示波器中显示。

【技术特征摘要】
1.一种PD信号监测系统，其特征在于，所述监测系统包括有：调压器T，所述调压器T与外部交流电压AC连接，用于调节外部交流电压AC的输出电压；隔离滤波器，所述隔离滤波器用于对外部交流电压AC经过调节后的输出电压进行滤波处理，所述隔离滤波器还与绝缘缺陷放电模型连接；绝缘缺陷放电模型，用于模拟绝缘缺陷产生的PD脉冲电流信号；所述绝缘缺陷放电模型还利用耦合电容Ck将绝缘缺陷产生的PD脉冲电流信号耦合到无感检测阻抗Zm上，并通过无感检测阻抗Zm将产生的PD脉冲电流信号转换成相应的脉冲电压信号输出到示波器中显示。2.如权利要求1所述的PD信号监测系统，其特征在于，所述绝缘缺陷放电模型内部还设置有局部放电校...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯雨杉，肖剑锋，谢刚文，邱妮，姚强，苗玉龙，张施令，胡晓锐，宫林，籍勇亮，
申请(专利权)人：国网重庆市电力公司电力科学研究院，国家电网有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆,50