Gis設備干擾信號和局部放電信號的檢測方法與裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及高壓輸電技術領域，特別是涉及一種GIS設備干擾信號和局部放電信 號的檢測方法與裝置。
【背景技術】
[0002] 封閉式氣體絕緣組合電器（Gas Insulated Switchgear, GIS)具有良好的絕緣性 能，廣泛應用于高壓輸電系統(tǒng)中。GIS運行可靠性高、維護工作量小、檢修周期長，但是由于 其的全封閉結構特點，一旦出現(xiàn)事故，造成的后果比分離敞開式設備嚴重得多，其故障修復 尤為復雜。
[0003] GIS在制造及安裝過程中容易引入缺陷，如灰塵、導電微粒、應力過高、金屬尖端、 內(nèi)裝松動等，隨著GIS運行年限的增加，缺陷會逐漸發(fā)展嚴重，在過電壓或操作過程等外界 誘因下，就會引發(fā)擊穿或閃絡現(xiàn)象。在發(fā)生這些絕緣故障前，常伴有局部放電的現(xiàn)象。局部 放電的出現(xiàn)往往說明GIS存在安裝、制造、甚至設計方面的缺陷。
[0004] 上述局部放電現(xiàn)象會激發(fā)達數(shù)千兆赫茲（GHz)的電磁波，利用特高頻電磁波信號 進行GIS設備局部放電的檢測在現(xiàn)場得到了廣泛的應用。但現(xiàn)場檢測時的干擾信號一直是 影響現(xiàn)場檢測準確度的關鍵問題，目前常用的辦法都是將采集的原始信號經(jīng)過小波分析等 濾波措施后進行干擾的剔除，但這樣也容易將局部放電信號的幅值和頻帶進行消弱，其去 噪效果通常較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 基于上述情況，本發(fā)明提出了一種GIS設備干擾信號和局部放電信號的檢測方法 與裝置，以便判別兩種信號，所采用的技術方案如下。
[0006] 一種GIS設備干擾信號和局部放電信號的檢測方法，包括步驟：
[0007] 在GIS設備內(nèi)部或周邊進行信號采樣，所述周邊為能夠反映 GIS設備局部放電現(xiàn) 象或所受干擾現(xiàn)象的范圍；
[0008] 對采樣信號進行分窗，計算每個窗內(nèi)的平均能量；
[0009] 計算相鄰窗內(nèi)的能量比值，得到能量梯度序列；
[0010] 計算能量梯度序列的最大值；
[0011] 將能量梯度序列的最大值與預定值比較，若大于預定值則將采樣信號判定為局部 放電信號，若小于預定值則將采樣信號判定為干擾信號。
[0012] -種GIS設備干擾信號和局部放電信號的檢測裝置，包括：
[0013] 傳感器，用于在GIS設備內(nèi)部或周邊進行信號采樣，所述周邊為能夠反映 GIS設備 局部放電現(xiàn)象或所受干擾現(xiàn)象的范圍；
[0014] 信號分窗模塊，用于對采樣信號進行分窗，計算每個窗內(nèi)的平均能量；
[0015] 能量梯度計算模塊，用于計算相鄰窗內(nèi)的能量比值，得到能量梯度序列，計算能量 梯度序列的最大值；
[0016] 信號判定模塊，用于將能量梯度序列的最大值與預定值比較，若大于預定值則將 采樣信號判定為局部放電信號，若小于預定值則將采樣信號判定為干擾信號。
[0017] 本發(fā)明GIS設備干擾信號和局部放電信號的檢測方法與裝置，根據(jù)干擾信號和局 部放電信號的能量梯度特征，利用能量梯度差別進行干擾信號和局部放電信號的區(qū)分，整 個過程對信號沒有任何影響，極大地提高了 GIS設備局部放電檢測的準確性，進而有助于 提尚去噪效果。
【附圖說明】
[0018] 圖1為本發(fā)明GIS設備干擾信號和局部放電信號的檢測方法的流程示意圖；
[0019] 圖2為典型的現(xiàn)場采集到的干擾信號的示意圖；
[0020] 圖3為典型的現(xiàn)場采集到的局部放電信號的示意圖；
[0021] 圖4為干擾信號的能量梯度序列圖；
[0022] 圖5為局部放電信號的能量梯度序列圖；
[0023] 圖6為本發(fā)明GIS設備干擾信號和局部放電信號的檢測裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0024] 為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發(fā)明進行進一步的詳細說明。應當理解，此處所描述的【具體實施方式】僅僅用以解釋本發(fā) 明，并不限定本發(fā)明的保護范圍。
[0025] 圖1所示為本發(fā)明GIS設備干擾信號和局部放電信號的檢測方法的流程示意圖， 本方法包括如下步驟：
[0026] 步驟slOl、在GIS設備內(nèi)部或周邊進行信號采樣。
[0027] 所述周邊不能超過一定距離，應是能夠反映GIS設備局部放電現(xiàn)象或所受干擾現(xiàn) 象的范圍。優(yōu)選地，可在GIS設備相應位置設置特高頻傳感器，例如GIS設備的盆式絕緣子 處，也可采用內(nèi)置式特高頻傳感器進行信號的傳感。采樣信號可能為局部放電信號，也可能 為干擾信號，還有可能兩種信號同時出現(xiàn)，但同時出現(xiàn)的概率較低，本方案忽略不計，只討 論一種信號的情況。
[0028] 典型的現(xiàn)場采集到的干擾信號如圖2所示，典型的現(xiàn)場采集到的局部放電信號如 圖3所示。干擾信號的主要來源是各種通信信號、開關操作等，其呈現(xiàn)一種不明顯的脈沖形 式，而局部放電信號則呈現(xiàn)一種明顯的脈沖形式。本方法正是利用這種區(qū)別進行信號的檢 測。
[0029] 步驟sl02、對采樣信號進行分窗，計算每個窗內(nèi)的平均能量。
[0030] 如當采用2. 5GHz的采樣率進行信號的采集時，窗口長度設置為10個采樣點，則每 個窗內(nèi)的平均能量為：
[0031]
【主權項】
1. 一種GIS設備干擾信號和局部放電信號的檢測方法，其特征在于，包括步驟： 在GIS設備內(nèi)部或周邊進行信號采樣，所述周邊為能夠反映 GIS設備局部放電現(xiàn)象或 所受干擾現(xiàn)象的范圍； 對采樣信號進行分窗，計算每個窗內(nèi)的平均能量； 計算相鄰窗內(nèi)的能量比值，得到能量梯度序列； 計算能量梯度序列的最大值； 將能量梯度序列的最大值與預定值比較，若大于預定值則將采樣信號判定為局部放電 信號，若小于預定值則將采樣信號判定為干擾信號。
2. 根據(jù)權利要求1所述的GIS設備干擾信號和局部放電信號的檢測方法，其特征在于， 采用特高頻傳感器進行信號采樣，并按照2. 5GHz的采樣頻率進行采樣，采樣時長設置 為2 μ s，對采樣信號進行分窗時，窗口長度設置為10個采樣點。
3. 根據(jù)權利要求2所述的GIS設備干擾信號和局部放電信號的檢測方法，其特征在于， 每個窗內(nèi)平均能量的表達式為：
其中，j表示窗口編號，j = 1，2, 3,. . .，500, 為第j個窗口中第i個采樣點的 能量。
4. 根據(jù)權利要求3所述的GIS設備干擾信號和局部放電信號的檢測方法，其特征在于， 根據(jù)如下公式計算能量梯度序列：
式中，k表示窗口編號，k = 1,2，...，499。
5. 根據(jù)權利要求1或2或3或4所述的GIS設備干擾信號和局部放電信號的檢測方 法，其特征在于，所述預定值為5。
6. -種GIS設備干擾信號和局部放電信號的檢測裝置，其特征在于，包括： 傳感器，用于在GIS設備內(nèi)部或周邊進行信號采樣，所述周邊為能夠反映 GIS設備局部 放電現(xiàn)象或所受干擾現(xiàn)象的范圍； 信號分窗模塊，用于對采樣信號進行分窗，計算每個窗內(nèi)的平均能量； 能量梯度計算模塊，用于計算相鄰窗內(nèi)的能量比值，得到能量梯度序列，計算能量梯度 序列的最大值； 信號判定模塊，用于將能量梯度序列的最大值與預定值比較，若大于預定值則將采樣 信號判定為局部放電信號，若小于預定值則將采樣信號判定為干擾信號。
7. 根據(jù)權利要求6所述的GIS設備干擾信號和局部放電信號的檢測裝置，其特征在于， 所述傳感器為按照2. 5GHz的采樣頻率進行采樣的特高頻傳感器，且采樣時長為2 μ s ; 所述信號分窗模塊還用于以10個采樣點為窗口長度對采樣信號進行分窗。
8. 根據(jù)權利要求7所述的GIS設備干擾信號和局部放電信號的檢測裝置，其特征在于， 所述信號分窗模塊采用下式計算每個窗內(nèi)的平均能量：
其中，j表不窗口編號，j = 1，2, 3, · · ·，500 ?X(,+10(y-l)) 為第j個窗口中第i個采樣點的 能量。
9. 根據(jù)權利要求9所述的GIS設備干擾信號和局部放電信號的檢測方法，其特征在于， 所述能量梯度計算模塊根據(jù)如下公式計算能量梯度序列：
式中，k表示窗口編號，k = 1,2，...，499。
10. 根據(jù)權利要求6或7或8或9所述的GIS設備干擾信號和局部放電信號的檢測裝 置，其特征在于，所述預定值為5。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種GIS設備干擾信號和局部放電信號的檢測方法與裝置，對GIS設備內(nèi)部或周邊的采樣信號進行分窗，計算每個窗內(nèi)的平均能量及相鄰窗口的能量比值，得到能量梯度序列，根據(jù)該能量梯度序列的最大值判斷該采樣信號屬于干擾信號還是局部放電信號。采用本方法與裝置可以根據(jù)干擾信號和局放信號的波形能量特征進行干擾的濾除，極大的提高了GIS設備局部放電檢測的準確性。
【IPC分類】G01R19-165, G01R31-12
【公開號】CN104655914
【申請?zhí)枴緾N201510058806
【發(fā)明人】熊俊, 李光茂, 劉宇, 王斯斯, 李軍浩, 李智寧, 劉建成, 楊玨, 吳曉桂, 孔詠, 曾植榆
【申請人】廣州供電局有限公司, 西安交通大學
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2015年2月4日