GIS和GIL特高频内置传感器本体局部放电辨识方法及装置与流程

本发明属于高电压与绝缘，具体涉及一种gis和gil特高频内置传感器本体局部放电辨识方法。

背景技术：

1、高压gis和gil设备是电力系统的关键装备。生产安装过程中由于工艺控制不佳，可能会在gis和gil内部遗留潜伏性缺陷，在运行过程中gis和gil内部潜伏性缺陷可能激发局部放电信号。因此对运行中的gis和gil设备进行局部放电检测，对掌握运行设备的绝缘状态意义重大。目前超特高压gis和gil设备基本上都安装了特高频内置传感器，并配置了特高频在线监测系统。为了抑制特高频内置传感器的工频感应电压和设备操作时的暂态过电压，在内置传感器出口端安装了阻抗为50欧姆的阻抗保护单元。在实际运行过程中，多次出现由于阻抗保护单元接触不良或者内部损坏引起的特高频局部放电在线监测系统报警，由于特高频内置传感器与绝缘件距离较近，定位无法准确区分，给gis和gil运维带来了较大困扰。

技术实现思路

1、本发明提出一种gis和gil特高频内置传感器本体局部放电辨识方法，用于指导现场运维，避免出现局部放电在线监测误判。

2、本发明所采用的技术方案在于：一种gis和gil特高频内置传感器本体局部放电辨识方法，包括：

3、基于信号采集系统，对待测试内置传感器进行现场测量，获得特高频和超声波信号；

4、对所述特高频和超声波信号进行特征提取，得到现场测量信号特征；

5、将所述现场测量信号特征与本体局部放电信号特征指纹进行比对，确认是否存在本体放电。

6、所述信号采集系统，包括：

7、特高频背景传感器，被配置为布置在距所述待测试内置传感器法兰侧面1米以内的位置；

8、特高频放大单元，具有第一输入通道和第二输入通道，所述第一输入通道接入来自所述内置传感器的特高频信号，所述第二输入通道接入来自所述特高频背景传感器的背景特高频信号，所述特高频放大单元用于对输入的两路电磁波信号分别进行滤波和放大；

9、特高频采集单元，用于对所述特高频放大单元输出的放大后的特高频信号进行原始波形采集；所述特高频采集单元被配置为采用通道阈值触发模式，并设有触发输出端口，用于输出触发信号；

10、超声波传感器，安装于所述内置传感器的盖板上，且与所述内置传感器的信号引出端口的距离小于或等于30cm；

11、超声波调理单元，用于对所述超声波传感器输出的超声波信号进行滤波放大；

12、超声波采集单元，用于以所述触发信号作为外部触发源对放大后的超声波信号进行同步原始波形采集；

13、监测终端，用于控制所述特高频采集单元和所述超声波采集单元、获取采集数据，并将同源的特高频信号和超声波信号进行配对存储。

14、所述现场测量信号特征包括特高频放电信号prpd图谱、特高频信号波形特征、超声波信号波形特征、超声波和特高频信号时差；

15、所述特高频放电信号prpd图谱特征包括放电相位分布和幅值分布特征；

16、所述特高频信号波形特征包括信号持续时间、峰值时刻、内置传感器和特高频背景传感器幅值比；

17、所述超声波信号波形特征包括信号持续时间、峰值时刻。

18、所述本体局部放电信号特征指纹包括：

19、特高频信号波形持续时间超过1500ns、峰值出现在500ns后；

20、背景传感器信号幅值达到内置传感器的50%±15%；

21、超声波信号持续时间1ms±0.5ms，峰值出现在波头后0.2ms±0.1ms；

22、超声波信号滞后特高频信号75us±10us。

23、所述本体局部放电信号特征指纹由如下方法得到：

24、选取现场运行过程中存在本体局部放电缺陷的特高频内置传感器作为目标内置传感器，在所述目标内置传感器法兰侧面1米以内布置特高频背景传感器；对来自所述目标内置传感器和所述特高频背景传感器的两路电磁波信号分别进行滤波放大，并利用特高频采集单元以通道阈值触发模式对放大后的缺陷特高频信号进行原始波形采集并输出触发信号；在所述目标内置传感器盖板上安装超声波传感器，所述超声波传感器与所述目标内置传感器信号引出端口的距离小于或等于30cm；将超声波传感器输出的超声波信号经滤波放大后，由超声波采集单元以所述触发信号作为外部触发源对放大后的缺陷超声波信号进行同步原始波形采集；将同源的缺陷超声波和特高频信号进行配对存储，并从配对存储的信号中提取传感器本体典型局部放电信号特征，建立本体局部放电信号特征指纹。

25、所述特高频背景传感器的检测频带为300mhz～1500mhz；所述特高频放大单元的频带范围为300mhz - 1000mhz，放大增益为50db；所述特高频采集单元的采样率为2gs/s，模拟带宽为1ghz；所述超声波传感器的传感频带为10khz - 200khz；所述超声波调理单元的频带范围为10khz - 200khz，放大增益为60db；所述超声波采集单元的采样率为5ms/s，模拟带宽为400khz。

26、所述传感器本体典型局部放电信号特征包括特高频放电信号prpd图谱、特高频信号波形特征、超声波信号波形特征、超声波和特高频信号时差；

27、所述特高频放电信号prpd图谱特征包括放电相位分布和幅值分布特征；

28、所述特高频信号波形特征包括信号持续时间、峰值时刻、内置和背景特高频传感器幅值比；

29、所述超声波信号波形特征包括信号持续时间、峰值时刻。

30、所述将所述现场测量信号特征与本体局部放电信号特征指纹进行比对，确认是否存在本体放电，具体包括：

31、将所述现场测量信号特征与本体局部放电信号特征指纹进行比对，若现场测量信号特征满足下列本体局部放电信号特征指纹1）和2）中任意1条且满足3）和4）中任意1条，则存在内置特高频传感器本体放电；若不满足则不存在内置特高频传感器本体放电；

32、1）背景传感器信号幅值达到内置传感器的50%±15%；

33、2）内置传感器特高频信号波形持续时间超过1500ns且峰值出现在500ns后；

34、3）超声波信号持续时间1ms±0.5ms且峰值出现在波头后0.2ms±0.1ms；

35、4）超声波信号滞后特高频信号75us±10us。

36、本发明还提供了一种gis和gil特高频内置传感器本体局部放电辨识装置，包括：

37、信号获取模块，用于基于信号采集系统，对待测试内置传感器进行现场测量，获得特高频和超声波信号；

38、特征提取模块，用于对所述特高频和超声波信号进行特征提取，得到现场测量信号特征；

39、比对识别模块，用于将所述现场测量信号特征与本体局部放电信号特征指纹进行比对，确认是否存在本体放电。

40、所述信号采集系统，包括：

41、特高频背景传感器，被配置为布置在距所述待测试内置传感器法兰侧面1米以内的位置；

42、特高频放大单元，具有第一输入通道和第二输入通道，所述第一输入通道接入来自所述内置传感器的特高频信号，所述第二输入通道接入来自所述特高频背景传感器的背景特高频信号，所述特高频放大单元用于对输入的两路电磁波信号分别进行滤波和放大；

43、特高频采集单元，用于对所述特高频放大单元输出的放大后的特高频信号进行原始波形采集；所述特高频采集单元被配置为采用通道阈值触发模式，并设有触发输出端口，用于输出触发信号；

44、超声波传感器，安装于所述内置传感器的盖板上，且与所述内置传感器的信号引出端口的距离小于或等于30cm；

45、超声波调理单元，用于对所述超声波传感器输出的超声波信号进行滤波放大；

46、超声波采集单元，用于以所述触发信号作为外部触发源对放大后的超声波信号进行同步原始波形采集；

47、监测终端，用于控制所述特高频采集单元和所述超声波采集单元、获取采集数据，并将同源的特高频信号和超声波信号进行配对存储。

48、所述现场测量信号特征包括特高频放电信号prpd图谱、特高频信号波形特征、超声波信号波形特征、超声波和特高频信号时差；

49、所述特高频放电信号prpd图谱特征包括放电相位分布和幅值分布特征；

50、所述特高频信号波形特征包括信号持续时间、峰值时刻、内置传感器和特高频背景传感器幅值比；

51、所述超声波信号波形特征包括信号持续时间、峰值时刻。

52、所述本体局部放电信号特征指纹包括：

53、特高频信号波形持续时间超过1500ns、峰值出现在500ns后；

54、背景传感器信号幅值达到内置传感器的50%±15%；

55、超声波信号持续时间1ms±0.5ms，峰值出现在波头后0.2ms±0.1ms；

56、超声波信号滞后特高频信号75us±10us。

57、所述本体局部放电信号特征指纹由如下方法得到：

58、选取现场运行过程中存在本体局部放电缺陷的特高频内置传感器作为目标内置传感器，在所述目标内置传感器法兰侧面1米以内布置特高频背景传感器；对来自所述目标内置传感器和所述特高频背景传感器的两路电磁波信号分别进行滤波放大，并利用特高频采集单元以通道阈值触发模式对放大后的缺陷特高频信号进行原始波形采集并输出触发信号；在所述目标内置传感器盖板上安装超声波传感器，所述超声波传感器与所述目标内置传感器信号引出端口的距离小于或等于30cm；将超声波传感器输出的超声波信号经滤波放大后，由超声波采集单元以所述触发信号作为外部触发源对放大后的缺陷超声波信号进行同步原始波形采集；将同源的缺陷超声波和特高频信号进行配对存储，并从配对存储的信号中提取传感器本体典型局部放电信号特征，建立本体局部放电信号特征指纹。

59、所述特高频背景传感器的检测频带为300mhz～1500mhz；所述特高频放大单元的频带范围为300mhz - 1000mhz，放大增益为50db；所述特高频采集单元的采样率为2gs/s，模拟带宽为1ghz；所述超声波传感器的传感频带为10khz - 200khz；所述超声波调理单元的频带范围为10khz - 200khz，放大增益为60db；所述超声波采集单元的采样率为5ms/s，模拟带宽为400khz。

60、所述传感器本体典型局部放电信号特征包括特高频放电信号prpd图谱、特高频信号波形特征、超声波信号波形特征、超声波和特高频信号时差；

61、所述特高频放电信号prpd图谱特征包括放电相位分布和幅值分布特征；

62、所述特高频信号波形特征包括信号持续时间、峰值时刻、内置和背景特高频传感器幅值比；

63、所述超声波信号波形特征包括信号持续时间、峰值时刻。

64、所述比对识别模块具体用于：

65、将所述现场测量信号特征与本体局部放电信号特征指纹进行比对，若现场测量信号特征满足下列本体局部放电信号特征指纹1）和2）中任意1条且满足3）和4）中任意1条，则存在内置特高频传感器本体放电；若不满足则不存在内置特高频传感器本体放电；

66、1）背景传感器信号幅值达到内置传感器的50%±15%；

67、2）内置传感器特高频信号波形持续时间超过1500ns且峰值出现在500ns后；

68、3）超声波信号持续时间1ms±0.5ms且峰值出现在波头后0.2ms±0.1ms；

69、4）超声波信号滞后特高频信号75us±10us。

70、本发明另一方面提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现第一方面所述的gis和gil特高频内置传感器本体局部放电辨识方法。

71、本发明另一方面提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现第一方面所述的gis和gil特高频内置传感器本体局部放电辨识方法。

72、与现有技术相比，本发明的优点在于：通过局部放电特高频和超声波联合检测，并进行特征分析比对，可有效识别由特高频内置传感器本体放电引起的局部放电信号，避免与gis/gil设备内部缺陷局部放电信号混淆，解决了现有在线监测装置无法有效识别该局部放电信号而导致的系统误告警问题，可有效指导传感器维修更换，提高在线监测的可靠性。