绝缘设备诊断系统和局部放电探测方法技术方案

一种绝缘设备诊断系统能够以高灵敏度和高精度来判断设备的老化，寿命，缺陷等。在多个特定频率上测量每一个电压相位角的强度，取高电压相位角作为横坐标。从某一时间段中保持所测强度峰值所得到的频谱分布的图形和强度来判断设备的老化，寿命和不正常的种类及程度。根据本发明专利技术，可以高灵敏度和高精度地测量局部放电，从而诊断设备的老化、寿命和缺陷程度。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请日为1997年12月8日、名称为“”、申请号为97125433.8的申请的分案申请。近几年来，由于电力设施安装在远处，或者由于城市供电增长，必须要加强变电站设施。为满足这些需求，诸如气体绝缘断路器或变压器的气体绝缘设备已经得到推广和使用，诸如隔离开关或断路器的变电站设备安装在一个有优良绝缘和灭弧能力的SF6气体的密封容器中，以改善对环境的适应性，并且减少每kVA的安装体积。这类气体绝缘设备的优点是它的紧凑性和它取消了接地箱体外露的充电单元，但是，它的缺点是由于高性能造成维护性诊断的困难，增加了维护和修理工作的时间周期，以及内部不正常时绝缘可靠性明显下降。采用油绝缘的变压器或者采用固体绝缘的电缆由于设备尺寸加大，或者输电距离加大，也会造成类似的问题。为了改进绝缘设备整体上的绝缘可靠性，在设备的合理设计和制造方面，已经作了常规上的各种努力。作为对供电能力的一种改进，需要确认和监视整个设备的可靠性，并且已经进行了各种研究和调查。绝缘可靠性下降的一个原因是不均匀电场。特别是用在气体绝缘设备中的SF6气体在均匀电场中显示出特别优良的绝缘特性，但是在不均匀电场下绝缘特性极度下降。干扰气体绝缘设备中电场分布的因素可以是例如高压导体表面的裂缝，或者是在装配或运输过程中金属杂质已经进入内部等缺陷。其它可能的因素是由于装配错误使高压导体不完善接触，或者是例如绝缘垫片中有空隙等缺陷。如果由于这些缺陷，在气体绝缘设备中建立了一个不均匀电场，运行中就可能造成局部放电，导致诸如整个电路破坏的严重情况。有必要在整个电路破坏以前可靠地探测局部放电，以便事先防止此类破坏。从这一背景出发，已经检查了一些用来探测出现在气体绝缘设备和任意绝缘设备中局部放电的万法。在这些方法中，有一种方法是探测由于局部放电所产生的电磁波，它是在日本专利Laid-Open 107174/1989号中所公开的。依据这一方法，提供一种诊断系统，包括许多元线电频率段分量的输入信号由装在绝缘设备上的天线接收，频谱分析仪在强度上对每一个频率扩展。所以，在分布图形和大小的基础上只探测局部放电存在/不存在。另一种诊断系统是在日本专利Laid-Open 260868/1995号中公开的。在这种系统中，从频谱的分布和强度中判断局部放电存在/不存在，以及缺陷的类型，因此，在用频谱分析仪扩展的强度频谱中，给予诸如电压相位角等周期性参数一个固定频率的强度。本专利技术的目的是提供一种，它能够在设备不同结构和电路，以及局部放电出现在不同位置情况下精确地探测局部放电。为了达到上述目的，根据本专利技术提供的绝缘设备诊断系统包括装在绝缘设备上的一个天线；一个图形发生器用于接收来自天线的局部放电信号并且产生图形，该图形通过同步元素在多个分析频率下与时间同步；神经计算机或指纹印记方法操作单元用于操作由图形发生器产生的图形；和一个判断单元用于从操作单元的操作结果，诊断出设备的不正常程度，老化或者寿命。此外，为了规定被探测的特定频率，也测量探测信号的频率分量的分布。此外，如果绝缘设备是气体绝缘断路器，从装在气体绝缘断路器不同位置上的多个天线来的局部放电信号同步地单独测量，从相同频率之间图形的频谱图形或从强度比率便可以确定局部放电的位置。此外，根据本专利技术提供的局部放电探测方法包括的步骤有从输入端输入局部放电信号；产生图形，该图形通过同步元素在多个分析频率下与时间同步；以及从所产生的图形和强度来诊断设备的不正常程度，老化或寿命。进一步提供的局部放电探测方法包括的步骤有从输入端输入局部放电信号；确定强度，其中，用FFT或者频谱分析仪将局部放电信号中每一个频率扩展，选择出具有高强度的多个特定频率，探测局部放电信号中每一频率的强度，选择出强度超过预先规定值的多个特定频率，或者从多个特定频率中选出具有最高强度的频率；产生图形，该图形通过同步元素在多个分析频率下与时间同步；和处理至少一个图形，或者将该图形显示在屏幕上，来探测局部放电。进一步提供的局部放电探测方法包括的步骤有从输入端输入局部放电信号；产生图形，该图形通过同步元素在多个分析频率下与时间同步；准备采样数据，通过将不同频率的图形平均得到的平均数据或已知数据与各图形差分，或者通过差分由装在不同地点的天线所探测到的图形在相同频率之间的强度来进行；和从所准备的采样数据的强度或图形来诊断设备的不正常程度，老化或寿命。此外，通过神经或指纹印记方法处理图形，可以诊断设备的不正常程度或类型，老化或寿命。附图说明图1为示出本专利技术的一个实施例的绝缘设备诊断系统结构的图；图2为示出图1所示绝缘设备诊断系统的一种修正结构的图；图3为示出图1所示绝缘设备诊断系统一种修正结构的图；图4为示出图1所示绝缘设备诊断系统一种修正结构的图；图5为示出本专利技术的另一个实施例的绝缘设备诊断系统结构的图；图6为示出图5所示绝缘设备诊断系统一种修正结构的图；图7为示出本专利技术的另一个实施例的绝缘设备诊断系统结构的图；图8为示出图7所示绝缘设备诊断系统一种修正结构的图；图9为示出本专利技术的另一个实施例的绝缘设备诊断系统结构的图；图10为示出本专利技术的另一个实施例的绝缘设备诊断系统结构的图；图11为说明测量原理的图；图12为示出图10所示绝缘设备诊断系统一种修正结构的图13为示出本专利技术的另一个实施例的绝缘设备诊断系统结构的图；图14为示出本专利技术的另一个实施例的绝缘设备诊断系统结构的图；图15为示出图14所示绝缘设备诊断系统一种修正结构的图；图16为示出由于导电杂质引起局部放电实例的图；图17为示出当垫片断裂和分离时局部放电频谱实例的图；图18为测量设备中电磁波时噪音电平图；图19为相对于电压相角和缺陷类型的分布强度图。如图1所示，本实施例的绝缘设备诊断系统结构包括一个天线1，用于接收局部放电所产生的电磁波，它安装在诸如气体绝缘设备，变压器或电缆等绝缘设备中；一个放大器2，用于接收和放大来自天线1的信号；周期性元素信号发生器4，用于产生同步元素信号；多个频谱分析仪3，用于接收周期性元素信号发生器4的信号和由放大器2放大的信号，进行特殊频率的频率分析；图形发生器5，通过多个分析频率的同步元素信号产生与时间同步的图形，也就是说，产生的图形具有相对于电压相位角的特殊频率的强度分布；图形比较器6用于比较由图形发生器5所生成的图形；和判断单元7用于在图形比较器6结果的基础上进行判断。这里，频率是固定的不同频率，它们是通过输入诸如到达设备之前的伪脉冲之类信号，和通过对它们的测量而确定的。图形发生器5产生图形，该图形通过同步元素在多个分析频率下与时间同步。利用这一结构，在操作过程中可以同步地准备具有时间元素的探测数据，通过在每一频率下探测数据的图形与基本数据比较，就可以将局部放电信号从噪声中识别出来。特别是由局部放电所产生的电磁波的频率分布和幅值随电力设备的电路或者局部放电位置而改变。由于电磁波在特殊频率上被比较，噪声和局部放电信号可以被区别开来，因为从图形上可以作实现相关。此外，从所获得的探测数据的强度上可以估计出达到介电击穿的寿命。图2所示为图1所示实施例的绝缘设备诊断系统的修正结构。所作的修正是由神经计算机8来处理图形比较部分。这一神经计算机可以通过事先给予其教师数据来高精度地进行对甚至未知图形的判本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种局部放电探测方法，包括的步骤有：从输入端输入局部放电信号；产生图形，该图形通过同步元素在多个分析频率下与时间同步；以及从所产生的图形或强度来诊断设备的不正常程度，老化或寿命。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：六户敏昭，远藤奎将，山极时生，篠原亮一，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]