一种高置信度的局部放电联合检测方法及检测系统技术方案

本发明专利技术涉及电力设备检测技术领域，尤其涉及一种高置信度的局部放电联合检测方法及检测系统；检测步骤包括：S10：使用局放信号模拟器进行局部放电模拟，并使用检测模块进行检测；检测模块包括：高频线圈、特高频传感器和超声波传感器；分别测出三个检测部件的起始电压值、检测下限值和检测动态范围值；S20：构建权重计算模型，计算出权重值；S30：将检测模块安装在GIS设备上，并收集高频线圈、特高频传感器和超声波传感器产生的信号；S40：构建最终信号F的计算模型，形成最终信号F；S50：向外输出最终信号F，F作为判断待检测的GIS设备是否产生局部放电的依据。本发明专利技术的高置信度的局部放电联合检测方法，能提升对局部放电检测的准确度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
一种高置信度的局部放电联合检测方法及检测系统


[0001]本专利技术涉及电力设备检测
，尤其涉及一种高置信度的局部放电联合检测方法及检测系统。

技术介绍

[0002]气体绝缘组合设备(GIS，Gas Insulated Switchgear)是目前电力系统中的一类常用电气设备。GIS将以往变电站中的主要设备，例如隔离开关、断路器、互感器和母线等封装于金属壳体内部，并在其中充入一定压强的绝缘气体。因绝缘气体作用，GIS在绝缘效果良好的同时具有较小的占地面积，并且其维护成本低、环境适应性强，因此在电力系统中广泛应用。
[0003]然而，在GIS装配或长期运行的过程中，由于金属微粒、尖端毛刺等缺陷出现可能会导致绝缘性故障的发生，而局部放电是绝缘性故障的重要先兆，也是引发绝缘失效的重要诱因。若未能对局部放电进行及时检测，将会导致设备绝缘性能的进一步破坏，缩短设备绝缘寿命，甚至可能导致严重的电力事故。因此实现GIS局部放电检测，有利于设备健康长期运行，维护电力系统的安全稳定运行。
[0004]利用局部放电所伴生出来的多种物理现象，形成了各类检测方法：根据电荷移动产生的高频电流，形成了高频电流法(HFCT)；通过射频天线耦合放电激发形成的电磁波，形成了超高频法(UHF)；而利用压电式传感器耦合放电电离热膨胀形成的超声波，形成了超声法(AE)。上述方法均可用于电力设备局部放电在线监测当中，然而在其实际应用过程中，由于运行环境复杂，易受现场电磁波与声波干扰，导致漏报、误报和错报事故的发生，极大耗费了电力系统人力物力，因此需要一种能够具有更高置信度的局部放电检测方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种高置信度的局部放电联合检测方法，可以有效减少现场的干扰对检测结果准确度产生的影响，解决
技术介绍
中的问题。本专利技术还提供了一种高置信度的局部放电联合检测系统，可以达到相同的技术效果。
[0006]本专利技术提供的一种高置信度的局部放电联合检测方法，步骤包括：
[0007]S10：使用局放信号模拟器进行局部放电模拟，并使用检测模块对模拟的局部放电进行检测；检测模块包括三个检测部件：高频线圈、特高频传感器和超声波传感器；分别测出三个检测部件的起始电压值、检测下限值和检测动态范围值；
[0008]S20：构建权重计算模型：使用三个检测部件的起始电压值、检测下限值和检测动态范围值，计算出权重值；
[0009]S30：将检测模块安装在待检测的GIS设备上，并收集高频线圈、特高频传感器和超声波传感器产生的信号；
[0010]S40：构建最终信号F的计算模型：使用权重计算模型计算出的权重值，对收集到的高频线圈、特高频传感器和超声波传感器信号进行权重分配后再相加，形成最终信号F；
[0011]S50：向外输出最终信号F，F作为判断待检测的GIS设备是否产生局部放电的依据。
[0012]进一步地，在步骤S10中，对三个检测部件的起始电压值和检测下限值的具体检测方法为：
[0013]使用局放信号模拟器将模拟的局部放电电量从0开始增加，记录下高频线圈、特高频传感器和超声波传感器刚开始产生示数时模拟出的局部放电的电压作为对应检测部件的起始电压值，记录下高频线圈、特高频传感器和超声波传感器刚开始产生示数时模拟出的局部放电的电磁波频率作为检测下限值。
[0014]进一步地，在步骤S10中，每个检测部件均进行多次测量得到多个起始电压值和检测下限值，再分别对多个起始电压值和检测下限值取平均值作为三个检测部件最终的起始电压值和检测下限值。
[0015]进一步地，在步骤S10中，对三个检测部件的检测动态范围值的具体检测方法为：
[0016]对于每个检测部件，检测动态范围值DR的计算方式如下：
[0017][0018]其中，V0为局放信号模拟器未启动时该检测部件产生的噪音在以dB为单位时的数值；R
max
为该检测部件在对模拟的局部放电检测过程中的最大输出值。
[0019]进一步地，在步骤S20中，权重计算模型的具体构建方法如下：
[0020]S21：将三个检测部件的起始电压值两两进行重要度比较，并用比较值构成三阶矩阵A1；将三个检测部件的检测下限值两两进行重要度比较，并用比较值构成三阶矩阵A2；将三个检测部件的检测动态范围值两两进行重要度比较，并用比较值构成三阶矩阵A3；
[0021]S22：将起始电压值、检测下限值和检测动态范围值两两进行重要度比较，并将比较值形成三阶矩阵A4；
[0022]S23：分别计算矩阵A1、A2、A3和A4的一致性比率CR1、CR2、CR3和CR4；对一致性比率数值大于0.1的矩阵，将该矩阵内部分或全部的元素的数值进行替换，直至该矩阵的一致性比率数值小于或等于0.1；
[0023]S24：分别计算矩阵A1、A2、A3和A4在最大特征值时的特征向量，并将特征向量元素归一化；归一化后的向量的元素即为权重值。
[0024]进一步地，在步骤S23中，对一致性比率数值的计算方法如下：
[0025]对于矩阵A
n
，计算A
n
矩阵的最大特征值λ
n
，并将A
n
的阶数记为m
n
；
[0026]计算一致性指标CI
n
＝(λ
n
‑
m
n
)/(m
n
‑
1)；
[0027]计算一致性比率CR
n
＝CI
n
/RI
n
；
[0028]其中，n的取值为1、2、3、4；RI
n
为矩阵A
n
的一致性参考值，为常数。
[0029]进一步地，在步骤S24中，对矩阵A1、A2、A3和A4特征向量元素归一化的具体算法为：
[0030]对于A
n
矩阵，求出其在最大特征值时的特征向量I
n
为：
[0031][0032]对特征向量元素进行归一化，可得归一化后的向量C
n
为：
[0033][0034]n的取值为1、2、3、4。
[0035]进一步地，在步骤S40中，最终信号F计算模型的具体构建方法如下：
[0036]在步骤S24中，可得：
[0037][0038]记在步骤S30中高频线圈产生的信号为x，特高频传感器产生的信号为y，超声波传感器产生的信号为z；
[0039]最终信号F的计算模型为：
[0040]F＝C
41
(C
11
x+C
12
y+C
13
z)+C
42
(C
21
x+C
22
y+C
23
z)+C
43
(C
31
x+C...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高置信度的局部放电联合检测方法，其特征在于，步骤包括：S10：使用局放信号模拟器进行局部放电模拟，并使用检测模块对模拟的局部放电进行检测；检测模块包括三个检测部件：高频线圈、特高频传感器和超声波传感器；分别测出三个检测部件的起始电压值、检测下限值和检测动态范围值；S20：构建权重计算模型：使用三个检测部件的起始电压值、检测下限值和检测动态范围值，计算出权重值；S30：将检测模块安装在待检测的GIS设备上，并收集高频线圈、特高频传感器和超声波传感器产生的信号；S40：构建最终信号F的计算模型：使用权重计算模型计算出的权重值，对收集到的高频线圈、特高频传感器和超声波传感器信号进行权重分配后再相加，形成最终信号F；S50：向外输出最终信号F，F作为判断待检测的GIS设备是否产生局部放电的依据。2.根据权利要求1所述的高置信度的局部放电联合检测方法，其特征在于，在步骤S10中，对三个检测部件的起始电压值和检测下限值的具体检测方法为：使用局放信号模拟器将模拟的局部放电电量从0开始增加，记录下高频线圈、特高频传感器和超声波传感器刚开始产生示数时模拟出的局部放电的电压作为对应检测部件的起始电压值，记录下高频线圈、特高频传感器和超声波传感器刚开始产生示数时模拟出的局部放电的电磁波频率作为检测下限值。3.根据权利要求2所述的高置信度的局部放电联合检测方法，其特征在于，在步骤S10中，每个检测部件均进行多次测量得到多个起始电压值和检测下限值，再分别对多个起始电压值和检测下限值取平均值作为三个检测部件最终的起始电压值和检测下限值。4.根据权利要求1所述的高置信度的局部放电联合检测方法，其特征在于，在步骤S10中，对三个检测部件的检测动态范围值的具体检测方法为：对于每个检测部件，检测动态范围值DR的计算方式如下：其中，V0为局放信号模拟器未启动时该检测部件产生的噪音在以dB为单位时的数值；R
max
为该检测部件在对模拟的局部放电检测过程中的最大输出值。5.据权利要求1所述的高置信度的局部放电联合检测方法，其特征在于，在步骤S20中，权重计算模型的具体构建方法如下：S21：将三个检测部件的起始电压值两两进行重要度比较，并用比较值构成三阶矩阵A1；将三个检测部件的检测下限值两两进行重要度比较，并用比较值构成三阶矩阵A2；将三个检测部件的检测动态范围值两两进行重要度比较，并用比较值构成三阶矩阵A3；S22：将起始电压值、检测下限值和检测动态范围值两两进行重要度比较，并将比较值形成三阶矩阵A4；S23：分别计算矩阵A1、A2、A3和A4的一致性比率CR1、CR2、CR3和CR4；对一致性比率数值大于0.1的矩阵，将该矩阵内部分或全部的元素的数值进行替换，直至该矩阵的一致性比率数值小于或等于0.1；S24：分别计算矩阵A1、A2、A3和A4在最大特征值时的特征向量，并将特征向量元素归一
化；归一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玉杰，赵科，李洪涛，杨景刚，高山，肖焓艳，刘咏飞，马径坦，庄添鑫，刘建军，
申请(专利权)人：江苏省电力试验研究院有限公司国网江苏省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：