本发明专利技术涉及一种GIS局部放电在线监测校验仪及其配置验证方法，校验仪设置有脉冲信号源和发射天线；当代替高压导体尖刺模型的所述脉冲信号源通过作为所述发射天线的外置式传感器向GIS腔体内注入模拟局放源的信号时，所述校验仪对局放UHF检测装置基于特高频法在线检测该信号时的灵敏度进行校核。所述配置验证方法根据测试GIS内部典型放电源辐射的UHF信号模型的时域波形和频谱特征给出脉冲信号源的技术参数，并通过在实体的GIS平台上对高压导体尖刺模型和通过内外置式传感器向GIS腔体内注入的脉冲信号进行等效性的验证。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及GIS局部放电领域，特别涉及一种GIS局部放电在线监测校验仪及其配置验证方法。
技术介绍
GIS (全封闭气体绝缘组合开关设备)具有占地面积小、受外界环境条件影响小、可靠性高等优点，在我国城市电网中大量使用。目前我国早期投运的GIS设备已经进入了故障多发期；而电网发展的高速度也导致GIS设备厂家过负荷生产，现场安装施工条件也难以得到有效保障，大大地增加了新投运GIS设备出故障的概率和风险。这与当前全社会对电网可靠性的日益提高的要求之间产生了巨大的矛盾。电力运行部门迫切要求发展先进的在线检测和状态检修技术来保障高压电力设备的安全可靠运行。局放在线、离线监测和检测设备的测量数据作为判断一次设备运行工况的重要指标，其正确与否直接影响了对一次设备运行工况的正确判断，若一次设备存在局部放电问题，而在线监测设备没能发现或者监测的数据精度较低，未能引起技术人员足够重视，往往导致一次设备的小隐患发展成为一次设备的事故；一次设备未存在局部放电问题，而在线监测设备频发异常数据，误导技术人员进行不必要的停电检修，势必造成人力、物力、财力的浪费，也对电网运行的稳定性和可靠性造成了影响。特高频法(UHF:300MHz^3GHz)就是利用局部放电辐射出的UHF电磁波进行检测的一种方法。研究表明，GIS局部放电将会产生很陡的脉冲电流，并向四周辐射多种频率的电磁波，通过UHF传感器接收其中 30(Γ3000ΜΗζ的电磁波，可实现对局部放电的检测和定位。该方法具有抗干扰能力强、灵敏度高等特点，且这种非接触的测量方式对于二次设备和人员更安全，系统结构简单，特别适合于在线监测，因而较之其它方法具有明显的优势。近年来，局部放电UHF检测已成为广大研究者关注的热点，并广泛应用在GIS、电力GIS、电缆和发电机等电力设备上。然而，由于局部放电UHF检测技术在理论和工程应用方面不尽完善，特别是相关技术标准规范的建设十分滞后；同时国内外众多的局放设备厂商提供的产品各异，质量参差不齐。一些厂家的设备由于技术不过关，在现场检测效果不佳，而且时常出现误报警、漏报警的现象，这种情况已经严重威胁到整个在线监测产业的健康发展。上述问题的根源在于缺乏统一的标准和科学有效的手段对局部放电UHF检测装置的现场应用性能进行量化评价。国外方面，英国Strathclyde大学Judd等人率先利用TEM传输线和终端未经匹配的简易GTEM小室研究了传感器特性的时域测量技术，通过控制采集时间窗口避开反射回波的影响，实现对局部放电UHF传感器的标定。日本的Shinnobu Ishigami也利用TEM波导对电场传感器进行了标定，其思路也是基于传统的扫频法，成本较高。瑞士的DavidGautschi等提出了一种基于圆锥天线的标定方法，但是其标定系统采用的是大面积铝板和圆锥天线在大空间里测量，易受到外界环境干扰，不适合作为标准化测试设备。以上研究多是局限于对UHF传感器特性，缺少对UHF检测装置的性能指标的研究。迄今为止，对于UHF检测装置的现场标定问题，除CIGRE推荐了自己的准则之外，国际上仍未形成一致和有效的评价方法，国内这方面也处于空白阶段。开展局部放电UHF检测装置的现场灵敏度标定研究，建立起局部放电特高频现场灵敏度校验规范，是切实推动该技术发展的当务之急。因此，在这样的背景下，进行基于特高频原理的GIS局部放电在线监测系统校验仪的研究十分必要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种GIS局部放电在线监测校验仪及其配置验证方法，能够在实验室条件和现场运行中的IlOkv和220kV的GIS上实现对局放UHF检测装置的校核。为了达到上述目的，本专利技术的第一个技术方案是提供一种GIS局部放电在线监测校验仪的配置验证方法，所述配置验证方法包括: 建立GIS内部典型放电源辐射的UHF信号的模型，根据相应模型的时域波形和频谱特征，来给定所述校验仪中设置的一个用以模拟局放源的脉冲信号源的技术参数要求； 以及，在实体的GIS平台上对局放源产生的UHF信号的传播衰减规律和利用内外置式传感器向GIS腔体内注入脉冲信号的传播衰减规律进行对比，以现场验证所述校验仪中脉冲信号源通过发射天线向GIS腔体内注入信号以代替高压导体尖刺模型的放电信号的有效性。其中，建立的所述UHF信号的模型包括: 高压导体尖刺模型； 造成悬浮电位的高压导体接触不良模型中的高压导体一点接触不良模型、高压导体多点接触不良模型，和高压导体贯穿绝缘子造成接触不良的模型；造成悬浮电位的接地体之间的多点接触不良模型； 以及，模拟盆式绝缘子上表面闪络引起绝缘故障的金属颗粒模型，其进一步包括:盆式绝缘子的表面上放置自由金属颗粒群时的模型、放置间距大小相同或不同的金属颗粒对时的模型，以及在空气中模拟放置单个金属颗粒时的模型。所述配置验证方法中根据所述UHF信号的模型，分别测试并比对在相同或不同电压作用下，对于常规检测局部放电信号，特高频的检波输出信号和参考电压的放电波形和放电信号的频谱图；其中，为所述常规检测局部放电信号设定有相同或不同的标定结果；根据测试及比对的结果得到所述脉冲信号源输出的脉冲信号的上升沿，并确保了脉冲信号辐射的能量能够覆盖各个所述局放UHF信号的主要频段。所述配置验证方法中验证所述脉冲信号源经过发射天线发射后由传感器接收的信号与各种所述模型放电信号频谱的相似度的方法，包括以下步骤: 分别测试脉冲源经单极探针、外置式发射天线和内置式发射天线辐射信号时的时域波形和频域波形； 在脉冲信号源不同输出电压时经单极探针辐射的信号波形进行对比，以确定辐射信号的时域和频域波形的幅值将随着输出电压值的减小而变小的特征； 以及，将辐射的信号的频域波形，与各个所述UHF信号的模型的放电波形进行相似度对比，以验证所述脉冲信号源的脉冲信号等价于高压导体尖刺模型的放电信号。所述配置验证方法中还分别对局放源经过GIS直腔体模型、绝缘子模型、GIS的T型头的拐角模型时，以及脉冲信号具有不同脉冲宽度时进行信号衰减特性的仿真及统计。所述配置验证方法中还包括分别在IlOkV和220kV的GIS平台内进行的以下操作，包括: 在相应的GIS腔体内设置高压导体尖刺模型来输出局放源时，使用设置在GIS腔体内的内置式传感器进行检测，以及采用外置式传感器对设置在GIS平台的多个盆式绝缘子上进行逐一检测，以现场标定并测试局放源的信号衰减数据； 将所述脉冲信号源输出的脉冲信号作为模拟局放源时，通过设置在GIS腔体内的内置式传感器注入并采用外置式传感器对设置在GIS平台的多个盆式绝缘子上进行逐一检测，或者通过设置在GIS平台上的其中一个盆式绝缘子注入并采用外置式传感器对其他的盆式绝缘子进行逐一检测，以测试模拟局放源的信号衰减数据； 以及，进一步通过对比相应条件下的衰减数据，以实现对所述高压导体尖刺模型获得的局放源等效于所述脉冲信号源通过内置式或外置式传感器注入时模拟的局放源的验证。本专利技术的另一个技术方案是提供一种GIS局部放电在线监测校验仪，其包括通过上述配置验证方法获得的脉冲信号源和发射天线；当代替高压导体尖刺模型的所述脉冲信号源通过作为所述发射天线的外置式传感器向GIS腔体内注入模拟局放源的信号时，所述校验仪对局放UHF检测装置基本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种GIS局部放电在线监测校验仪的配置验证方法，其特征在于，所述配置验证方法包括：建立GIS内部典型放电源辐射的UHF信号的模型，根据相应模型的时域波形和频谱特征，来给定所述校验仪中设置的一个用以模拟局放源的脉冲信号源的技术参数要求；以及，在实体的GIS平台上对局放源产生的UHF信号的传播衰减规律和利用内外置式传感器向GIS腔体内注入脉冲信号的传播衰减规律进行对比，以现场验证所述校验仪中脉冲信号源通过发射天线向GIS腔体内注入信号以代替高压导体尖刺模型的放电信号的有效性。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：都泓蔚，殷立军，孙阳盛，张华，常鹏，华月申，聂鹏晨，于盛楠，宋涛，张合召，张浩杰，贺鑫，张思平，
申请(专利权)人：国家电网公司，上海神洁环保科技发展有限公司，上海市电力公司，
类型：发明
国别省市：
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