本发明专利技术公开了一种GIS植入式声光电联合感知缺陷诊断方法及装置，属于放电缺陷识别技术领域。本发明专利技术方法，包括：构建典型气体绝缘设备的局部放电试验回路；采集放电试验回路中每个典型气体绝缘设备局部放电时的声光电信号；针对所述声光电信号，进行特征提取；构建典型气体绝缘设备局部放电的特征空间；通过所述声光电联合感知装置同步连续采集气体绝缘设备中的声学、光学和电学信号；确定气体绝缘设备局部放电的缺陷类型。本发明专利技术高精度、高效率地实现了气体绝缘设备内部局部放电缺陷识别和预警。警。警。
【技术实现步骤摘要】
一种GIS植入式声光电联合感知缺陷诊断方法及装置
[0001]本专利技术涉及放电缺陷识别
，并且更具体地，涉及一种GIS植 入式声光电联合感知缺陷诊断方法及装置。
技术介绍
[0002]随着变电站智能化、集约化、无人化要求不断提升，越来越多变电站 采用气体绝缘设备，气体绝缘设备具有占地面积小、免维护的特点。但气 体绝缘设备中依然存在悬浮电位放电、绝缘子内部气隙放电、绝缘子沿面 放电、尖端毛刺放电、自由颗粒放电等类型缺陷，是导致气体绝缘设备绝 缘失效的重要原因，据统计，气体绝缘设备因自身绝缘故障引发的事故占 我国电网总停电30％以上。
[0003]目前，局部放电检测已用于电力设备在线监测和带电检测，通过外置 的特高频局部放电传感器、超声波局部放电传感器可以对气体绝缘设备中 发生的局部放电信号进行检测，是目前检测气体绝缘设备局部放电缺陷的 主要手段，但存在以下问题：
[0004]1)气体绝缘设备内发生的局部放电从外部测量干扰大误检率高
[0005]由于变电站电气环境复杂，尤其是在新型电力系统背景下，越来越多 电力电子设备投入使用会产生大量高频谐波，从外部测量气体绝缘设备内 部发生的局部放电信号存在大量的外部电磁干扰，淹没气体绝缘设备内部 的局部放电信号，存在漏检的风险。
[0006]2)气体绝缘设备内发生的局部放电从外部测量衰减大灵敏度低
[0007]气体绝缘设备金属外壳可有效屏蔽外界电磁干扰，所以从外部测量气 体绝缘设备内部发生的局部放电信号会有较大的衰减，尤其是越来越多气 体绝缘设备采用金属法兰的盆式绝缘子，使得局部放电产生的电磁波信号 完全被屏蔽在气体绝缘设备内部，在气体绝缘设备外部很难检测到局部放 电电磁信号，存在灵敏度低漏检率高的问题。
[0008]3)气体绝缘设备内发生的局部放电会产生多种信号但缺少融合分析方 法
[0009]局部放电可检测到的信号与放电发生原因、周围介质等因素有关。通 常，局部放电会伴随多种不同频段和不同类型的信号，除气体绝缘设备外 部干扰外，气体绝缘设备内部通过母线和变压器等设备也会引入干扰，但 目前采用的特高频局部放电检测、超声波局部放电检测等方法都是对局部 放电某一个频段进行检测，无法通过多种信号融合诊断分析局部放电源， 因此存在误检的风险。
技术实现思路
[0010]针对上述问题，本专利技术提出了一种GIS植入式声光电联合感知缺陷诊 断方法，包括：
[0011]构建典型气体绝缘设备的局部放电试验回路，并在气体绝缘试验间隔 中分别设置典型气体绝缘设备的局部放电缺陷；
[0012]通过安装在气体绝缘设备GIS试验间隔的声光电联合感知装置，采集 放电试验回路中每个典型气体绝缘设备局部放电时的声光电信号；
[0013]针对所述声光电信号，进行特征提取；
[0014]对提取的特征进行聚合，构建典型气体绝缘设备局部放电的特征空间；
[0015]通过所述声光电联合感知装置同步连续采集气体绝缘设备中的声学、 光学和电学信号；
[0016]将所述声光电联合感知装置采集的声、光、电信号进行特征提取，将 提取的特征送入气体绝缘设备局部放电特征空间中进行特征距离的计算， 确定气体绝缘设备局部放电的缺陷类型。
[0017]可选的，声光电联合感知装置，安装在气体绝缘设备GIS试验间隔的 观察窗处，所述声光电联合感知装置的传感器探头安置于气体绝缘设备内 部，所述声光电联合感知装置包括：法珀光纤超声检测传感器、光电倍增 管单光子检测传感器、特高频局部放电传感器、时钟同步模块、前端信号 处理模块、前端通讯模块、一体化外壳、站端通讯模块和站端分析计算模 块；
[0018]所述法珀光纤超声检测传感器、光电倍增管单光子检测传感器、特高 频局部放电传感器用于采集气体绝缘设备的声、光、电信号以及放电试验 回路中的声光电信号；
[0019]所述法珀光纤超声检测传感器、光电倍增管单光子检测传感器、特高 频局部放电传感器、时钟同步模块、前端通讯模块封装在一体化外壳中；
[0020]所述时钟同步模块，用于给法珀光纤超声检测传感器、光电倍增管单 光子检测传感器、特高频局部放电传感器发送同步采集时钟指令，用于声 光电信号的同步采集；
[0021]所述前端信号处理模块和前端通讯模块，用于将所述声光电信号传输 至所述站端通讯模块，通过所述站端通讯模块存入站端分析计算模块的数 据库；
[0022]所述站端分析计算模块用于对声光电信号的特征提取、对提取的特征 进行特征空间距离计算，判断气体绝缘设备内部局部放电放电类型并预警。
[0023]可选的，典型气体绝缘设备局部的放电缺陷，包括：悬浮电位放电、 绝缘子内部气隙放电、绝缘子沿面放电、尖端毛刺放电以及自由颗粒放电。
[0024]可选的，时钟同步模块发出的同步采集指令时，对齐法珀光纤超声检 测传感器、光电倍增管单光子检测传感器以及特高频局部放电传感器的采 集时钟。
[0025]可选的，提取的特征，包括：脉冲相位、脉冲电荷量、最大脉冲次数、 脉冲上升时间、脉冲下降时间、脉冲上升/下降时间比，脉冲频率、脉冲幅 值、单位周期脉冲数量均值和单位周期脉冲数量方差。
[0026]可选的，构建典型气体绝缘设备局部放电的特征空间，包括：
[0027]通过特征聚合，合并相似分类能力的特征；
[0028]通过特征评估函数，对所述相似分类能力的特征，进行多时间尺度特 征组合检验，获取最优特征组合，构建典型气体绝缘设备局部放电的特征 空间。
[0029]本专利技术还提出了一种声光电联合感知装置，包括：包括：法珀光纤超 声检测传感器、光电倍增管单光子检测传感器、特高频局部放电传感器、 时钟同步模块、前端信号处理模块、前端通讯模块、一体化外壳、站端通 讯模块和站端分析计算模块；
[0030]所述法珀光纤超声检测传感器、光电倍增管单光子检测传感器、特高 频局部放电传感器用于采集气体绝缘设备的声、光、电信号以及放电试验 回路中的声光电信号；
[0031]所述法珀光纤超声检测传感器、光电倍增管单光子检测传感器、特高 频局部放电
传感器、时钟同步模块、前端通讯模块封装在一体化外壳中；
[0032]所述时钟同步模块，用于给法珀光纤超声检测传感器、光电倍增管单 光子检测传感器、特高频局部放电传感器发送同步采集时钟指令，用于声 光电信号的同步采集；
[0033]所述前端信号处理模块和前端通讯模块，用于将所述声光电信号传输 至所述站端通讯模块，通过所述站端通讯模块存入站端分析计算模块的数 据库；
[0034]所述站端分析计算模块用于对声光电信号的特征提取、对提取的特征 进行特征空间距离计算，判断气体绝缘设备内部局部放电放电类型并预警。
[0035]可选的，声光电联合感知装置，安装在气体绝缘设备GIS试验间隔的 观察窗处，所述声光电联合感知装置的传感器探头安置于气体绝缘设备内 部。
[0036]可选本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种GIS植入式声光电联合感知缺陷诊断方法，所述方法包括：构建典型气体绝缘设备的局部放电试验回路，并在气体绝缘试验间隔中分别设置典型气体绝缘设备的局部放电缺陷；通过安装在气体绝缘设备GIS试验间隔的声光电联合感知装置，采集放电试验回路中每个典型气体绝缘设备局部放电时的声光电信号；针对所述声光电信号，进行特征提取；对提取的特征进行聚合，构建典型气体绝缘设备局部放电的特征空间；通过所述声光电联合感知装置同步连续采集气体绝缘设备中的声学、光学和电学信号；将所述声光电联合感知装置采集的声、光、电信号进行特征提取，将提取的特征送入气体绝缘设备局部放电特征空间中进行特征距离的计算，确定气体绝缘设备局部放电的缺陷类型。2.根据权利要求1所述的方法，所述声光电联合感知装置，安装在气体绝缘设备GIS试验间隔的观察窗处，所述声光电联合感知装置的传感器探头安置于气体绝缘设备内部，所述声光电联合感知装置包括：法珀光纤超声检测传感器、光电倍增管单光子检测传感器、特高频局部放电传感器、时钟同步模块、前端信号处理模块、前端通讯模块、一体化外壳、站端通讯模块和站端分析计算模块；所述法珀光纤超声检测传感器、光电倍增管单光子检测传感器、特高频局部放电传感器用于采集气体绝缘设备的声、光、电信号以及放电试验回路中的声光电信号；所述法珀光纤超声检测传感器、光电倍增管单光子检测传感器、特高频局部放电传感器、时钟同步模块、前端通讯模块封装在一体化外壳中；所述时钟同步模块，用于给法珀光纤超声检测传感器、光电倍增管单光子检测传感器、特高频局部放电传感器发送同步采集时钟指令，用于声光电信号的同步采集；所述前端信号处理模块和前端通讯模块，用于将所述声光电信号传输至所述站端通讯模块，通过所述站端通讯模块存入站端分析计算模块的数据库；所述站端分析计算模块用于对声光电信号的特征提取、对提取的特征进行特征空间距离计算，判断气体绝缘设备内部局部放电放电类型并预警。3.根据权利要求1所述的方法，所述典型气体绝缘设备局部的放电缺陷，包括：悬浮电位放电、绝缘子内部气隙放电、绝缘子沿面放电、尖端毛刺放电以及自由颗粒放电。4.根据权利要求2所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨洋，杨宁，高飞，李丽华，贾鹏飞，韩帅，张博文，陈没，廖思卓，朱家运，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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