【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电场强度检测，尤其涉及基于放电特征的gis盆式绝缘子闪络判别方法及检测装置。
技术介绍
1、绝缘子内部缺陷的检测主要依靠x光探伤、局部放电试验、水压试验和工频耐压试验；但传统测量中对绝缘子表面畸变电场的测量主要是采用离线的方式，在不带电情况下进行测量；这种离线方式难以获得带电运行情况下绝缘子表面电场的实时变化情况，不利于在线运行时绝缘子在缺陷作用下电场强度变化规律的研究、gis绝缘子缺陷放电程度的评估及绝缘子寿命的预测。
技术实现思路
1、本专利技术解决的问题在于提供基于放电特征的gis盆式绝缘子闪络判别方法及检测装置，通过检测盆式绝缘子检测点的轴向、径向实时电场强度值，分析计算检测点对应的绝缘子外侧内表面的电场强度，与正常运行时的标准值对比分析，判断绝缘子内部是否发生局部放电现象，而且可以增加升降高度，将检测设备调节到更高的高度，可以增加检测范围，提高了检测效果，而且可以在检测点进行定位，可以检测到最大电场强度的位置，提高了定位效果。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：基于放电特征的gis盆式绝缘子闪络判别方法，包括以下步骤：步骤一，确定未发生放电时绝缘子外侧内表面电强度；步骤二，确定发生放电时绝缘子外侧内表面电场强度；步骤三，确定电场强度系数；步骤四，缺陷类型的判定；
3、在步骤一中，当绝缘子内部未发生等离子体放电时，电场强度沿绝缘子半径降低；根据气体绝缘组合电器内部导线的电位，计算出绝缘子内部场强；根据电场衰减规律公式推
4、
5、
6、
7、e0＝ex+ey+ez
8、在步骤二中，首先确定轴向电场强度；此时测量出的检测点附近空气中的轴向电场强度e1x与检测点所对应的绝缘子外侧内表面轴向电场强度e2x关系如下：
9、e1x＝e2x
10、再确定径向电场强度，根据检测点处一定距离内空气中的电位移矢量公式：
11、d1n＝ε1e1y
12、其中ε1为空气介电常数，e1y为利用电磁辐射检测模块所检测到的检测点附近空气中径向电场强度；
13、而σ为电荷密度检测模块测得的绝缘子表面电荷密度，其值为绝缘子外侧内表面电位移矢量d2n与检测点处一定距离内空气中的电位移矢量d1n之差：
14、d2n-d1n＝σ
15、绝缘子外侧内表面的径向电场强度为：
16、
17、由场强叠加原理，检测点对应的绝缘子外侧内表面的叠加电场e2为：
18、e2＝e2x+e2y
19、在步骤三中，首先需要确定径向方向电场强度畸变系数k1：
20、
21、还需要确定叠加电场畸变系数k2：
22、
23、在步骤四中，基于电场理论，结合电子运动规律得出：若绝缘子内部存在气孔缺陷，则会增强局部电场，特别是在与电极平行的气孔和绝缘子交界面处，其附近电场增强更为明显；相较于无气泡缺陷，当绝缘子内部存在气泡时，气泡缺陷最大内部电场强度随着气泡缺陷径向位置的增加而减小，随着轴向位置的增加先减小后增大；另外，不同半径的气泡对电场畸变的影响也不同；当气泡缺陷靠近金属，气泡缺陷最大内部电场强度随气泡缺陷半径的增加而增加，但变化程度比较小；当气泡缺陷位于其他位置时其半径对电场强度基本无影响；
24、若绝缘子表面存在裂纹，其表面的电场强度发生畸变，进而发生沿面放电；裂纹处场强呈n型分布,场强畸变先减小后增大，且随着裂纹长度的增加，裂纹处最大场强减小；
25、因此，基于不同程度放电的电场特征，对绝缘子表面以及内部划分网格，计算网格节点发生不同性质放电时传递到绝缘子外侧内表面的值记为电场强度缺陷矩阵；当前述电场强度畸变系数k1和k2确定之后，从缺陷矩阵中查询放电种类，再结合x光检测仪或超声检测仪等确定缺陷位置，则可确定绝缘子放电的位置、特征以及预测由此放电引起的绝缘子寿命。
26、优选的，所述步骤四中，稳态电场整体趋势较为平稳且均匀衰减；而考虑电子运动时的电场强度发生畸变；它放电时产生的电场强度峰值会随时间向前推移；因此，以放电时电子运动产生的合成电场强度为特征的放电判据更加准确。
27、优选的，所述步骤四中，当同时满足k1≥10％与k2≥10％，即可判断绝缘子内部已存在不同程度的放电现象。
28、优选的，所述步骤一中，气体绝缘组合电器包括数据收集车主体、升降台、升降组件、万向轮机架、滚轮、定位组件、电磁辐射检测器、电荷密度检测器、数据收集工控机和定位传感器，所述数据收集车主体的上方安装有升降台，所述升降台与数据收集车主体上安装有升降组件，所述数据收集车主体的底端外壁上分布安装有万向轮机架，所述万向轮机架的一侧转动连接有滚轮，所述万向轮机架与数据收集车主体上安装有定位组件，所述升降台的顶端外壁上安装有电磁辐射检测器，所述升降台的顶端外壁上安装有电荷密度检测器，所述数据收集车主体的顶端外壁上安装有数据收集工控机，所述数据收集工控机的顶端外壁上安装有定位传感器。
29、优选的，所述升降组件包括安装槽、第一电机、蜗杆、转动套筒、升降槽、丝杆、涡轮、升降杆、滑板、螺纹槽、磁性吸附盘和磁性吸附板，所述数据收集车主体内开设有安装槽，所述安装槽的一侧内壁上转动连接有蜗杆，所述安装槽的另一侧内壁上镶嵌安装有第一电机，且第一电机的输出轴一端固接于蜗杆的外壁上，所述蜗杆的一侧外壁上啮合安装有涡轮，所述涡轮的顶端外壁上固定连接有丝杆，所述数据收集车主体的中部转动连接有转动套筒，且丝杆的一侧转动连接于转动套筒的内壁上，所述转动套筒内安装有升降杆，所述升降杆的一侧外壁上对称焊接有滑板，所述转动套筒的一侧内壁上对应滑板开设有升降槽，所述升降杆内对应丝杆位置开设有螺纹槽。
30、优选的，所述转动套筒的一侧安装有磁性吸附盘，且磁性吸附盘的顶端贴合连接于安装槽的内壁上，所述转动套筒的底端外壁上对称安装有磁性吸附板，且磁性吸附板的底端贴合连接于涡轮的外壁上。
31、优选的，所述定位组件包括第二电机、椭圆形转动轮、滑轨、刹车板、移动板、滑槽、弹簧和刹车轮，所述万向轮机架的一侧转动连接有刹车轮，且刹车轮的一侧转动连接于滚轮的外壁上，两个所述刹车轮的一侧贴合连接有刹车板，所述刹车板的顶端外壁上固定连接有移动板，所述数据收集车主体的底端外壁上对称焊接有滑轨，所述移动板的一侧对应滑轨位置开设有滑槽，两个所述移动板的一侧外壁上贴合连接有椭圆形转动轮，所述数据收集车主体的底端镶嵌安装有第二电机，且第二电机的底端固定连接有椭圆形转动轮的外壁上，两个所述刹车板的一侧外壁上对称焊接有弹簧。
32、优选的，所述数据收集工控机的电性输出端与电磁辐射检测器的电性输入端电性相连，所述数据收集工控机的电性输出端与电荷密度检测器的电性输入端电性相连。
33、优选的，所述数据收集工控机的电性输本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于放电特征的GIS盆式绝缘子闪络判别方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，确定未发生放电时绝缘子外侧内表面电强度；步骤二，确定发生放电时绝缘子外侧内表面电场强度；步骤三，确定电场强度系数；步骤四，缺陷类型的判定；
2.根据权利要求1所述的基于放电特征的GIS盆式绝缘子闪络判别方法，其特征在于，所述步骤四中，稳态电场整体趋势较为平稳且均匀衰减；而考虑电子运动时的电场强度发生畸变；它放电时产生的电场强度峰值会随时间向前推移；因此，以放电时电子运动产生的合成电场强度为特征的放电判据更加准确。
3.根据权利要求1所述的基于放电特征的GIS盆式绝缘子闪络判别方法，其特征在于，所述步骤四中，当同时满足K1≥10％与K2≥10％，即可判断绝缘子内部已存在不同程度的放电现象。
4.根据权利要求1所述的基于放电特征的GIS盆式绝缘子闪络判别方法的检测装置，其特征在于，所述步骤一中，气体绝缘组合电器包括数据收集车主体(1)、升降台(2)、升降组件(3)、万向轮机架(4)、滚轮(5)、定位组件(6)、电磁辐射检测器(7)、电荷密度检测器(8)、数据收集工控机
5.根据权利要求4所述的基于放电特征的GIS盆式绝缘子闪络判别方法的检测装置，其特征在于，所述升降组件(3)包括安装槽(301)、第一电机(302)、蜗杆(303)、转动套筒(304)、升降槽(305)、丝杆(306)、涡轮(307)、升降杆(308)、滑板(309)、螺纹槽(3010)、磁性吸附盘(3011)和磁性吸附板(3012)，所述数据收集车主体(1)内开设有安装槽(301)，所述安装槽(301)的一侧内壁上转动连接有蜗杆(303)，所述安装槽(301)的另一侧内壁上镶嵌安装有第一电机(302)，且第一电机(302)的输出轴一端固接于蜗杆(303)的外壁上，所述蜗杆(303)的一侧外壁上啮合安装有涡轮(307)，所述涡轮(307)的顶端外壁上固定连接有丝杆(306)，所述数据收集车主体(1)的中部转动连接有转动套筒(304)，且丝杆(306)的一侧转动连接于转动套筒(304)的内壁上，所述转动套筒(304)内安装有升降杆(308)，所述升降杆(308)的一侧外壁上对称焊接有滑板(309)，所述转动套筒(304)的一侧内壁上对应滑板(309)开设有升降槽(305)，所述升降杆(308)内对应丝杆(306)位置开设有螺纹槽(3010)。
6.根据权利要求5所述的基于放电特征的GIS盆式绝缘子闪络判别方法的检测装置，其特征在于，所述转动套筒(304)的一侧安装有磁性吸附盘(3011)，且磁性吸附盘(3011)的顶端贴合连接于安装槽(301)的内壁上，所述转动套筒(304)的底端外壁上对称安装有磁性吸附板(3012)，且磁性吸附板(3012)的底端贴合连接于涡轮(307)的外壁上。
7.根据权利要求4所述的基于放电特征的GIS盆式绝缘子闪络判别方法的检测装置，其特征在于，所述定位组件(6)包括第二电机(601)、椭圆形转动轮(602)、滑轨(603)、刹车板(604)、移动板(605)、滑槽(606)、弹簧(607)和刹车轮(608)，所述万向轮机架(4)的一侧转动连接有刹车轮(608)，且刹车轮(608)的一侧转动连接于滚轮(5)的外壁上，两个所述刹车轮(608)的一侧贴合连接有刹车板(604)，所述刹车板(604)的顶端外壁上固定连接有移动板(605)，所述数据收集车主体(1)的底端外壁上对称焊接有滑轨(603)，所述移动板(605)的一侧对应滑轨(603)位置开设有滑槽(606)，两个所述移动板(605)的一侧外壁上贴合连接有椭圆形转动轮(602)，所述数据收集车主体(1)的底端镶嵌安装有第二电机(601)，且第二电机(601)的底端固定连接有椭圆形转动轮(602)的外壁上，两个所述刹车板(604)的一侧外壁上对称焊接有弹簧(607)。
8.根据权利要求4所述的基于放电特征的GIS盆式绝缘子闪络判别方法的检测装置，其特征在于，所述数据收集工控机(...
【技术特征摘要】
1.基于放电特征的gis盆式绝缘子闪络判别方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，确定未发生放电时绝缘子外侧内表面电强度；步骤二，确定发生放电时绝缘子外侧内表面电场强度；步骤三，确定电场强度系数；步骤四，缺陷类型的判定；
2.根据权利要求1所述的基于放电特征的gis盆式绝缘子闪络判别方法，其特征在于，所述步骤四中，稳态电场整体趋势较为平稳且均匀衰减；而考虑电子运动时的电场强度发生畸变；它放电时产生的电场强度峰值会随时间向前推移；因此，以放电时电子运动产生的合成电场强度为特征的放电判据更加准确。
3.根据权利要求1所述的基于放电特征的gis盆式绝缘子闪络判别方法，其特征在于，所述步骤四中，当同时满足k1≥10％与k2≥10％，即可判断绝缘子内部已存在不同程度的放电现象。
4.根据权利要求1所述的基于放电特征的gis盆式绝缘子闪络判别方法的检测装置，其特征在于，所述步骤一中，气体绝缘组合电器包括数据收集车主体(1)、升降台(2)、升降组件(3)、万向轮机架(4)、滚轮(5)、定位组件(6)、电磁辐射检测器(7)、电荷密度检测器(8)、数据收集工控机(9)和定位传感器(10)，所述数据收集车主体(1)的上方安装有升降台(2)，所述升降台(2)与数据收集车主体(1)上安装有升降组件(3)，所述数据收集车主体(1)的底端外壁上分布安装有万向轮机架(4)，所述万向轮机架(4)的一侧转动连接有滚轮(5)，所述万向轮机架(4)与数据收集车主体(1)上安装有定位组件(6)，所述升降台(2)的顶端外壁上安装有电磁辐射检测器(7)，所述升降台(2)的顶端外壁上安装有电荷密度检测器(8)，所述数据收集车主体(1)的顶端外壁上安装有数据收集工控机(9)，所述数据收集工控机(9)的顶端外壁上安装有定位传感器(10)。
5.根据权利要求4所述的基于放电特征的gis盆式绝缘子闪络判别方法的检测装置，其特征在于，所述升降组件(3)包括安装槽(301)、第一电机(302)、蜗杆(303)、转动套筒(304)、升降槽(305)、丝杆(306)、涡轮(307)、升降杆(308)、滑板(309)、螺纹槽(3010)、磁性吸附盘(3011)和磁性吸附板(3012)，所述数据收集车主体(1)内开设有安装槽(301)，所述安装槽(301)的一侧内壁上转动连接有蜗杆(303)，所述安装槽(301)的另一侧内壁上镶嵌安装有第一电机(302)，且第一电机(302)的输出轴一端固接于蜗杆(303)的外壁上，所述蜗杆(303)的一侧外壁上啮合安装有涡轮(307)，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：钟黎明，宋宁宁，李华文，许明，马津，高义斌，宁晋峰，吕永红，张婷婷，王文先，
申请(专利权)人：国网山西省电力公司长治供电公司，
类型：发明
国别省市：
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