基于GIS可視化技術的配網局部放電信號檢測方法

申蕾

摘要：隨著科學技術水平的不斷提高，傳統的配電網局部放電信號檢測方法因為具有不穩定性，已經不適應于配網局部放電信號的檢測，因此，在傳統方法的基礎上，研究出一種基于GIS可視化技術的配網局部放電信號檢測方法，通過建立電纜模型對局部放電信號進行檢測，在改變信號參數值的情況下對放電信號的運動情況進行模擬，進一步檢測出放電信號中的干擾信號源，以人為干擾和自然干擾倆方面為例分析檢測干擾信息，采用小波濾波的方式進行處理，從神經網絡出發，分別列舉出放電信號和干擾信號，通過濾除周期性干擾和白噪聲干擾來達到檢測干擾信號的目的。

關鍵詞：GIS可視化技術;配網局部放電;信號檢測方法

引言

局部放電實際就是整個絕緣介質中的一種電氣放電，針對此種放電而言，其往往被局限于被測介質中的某一部分，并且僅讓導體之間的絕緣局部進行局部橋接，此種放電在導體的臨近處可能發生，或者是不可能發生。在強電場的持續影響與作用下，電力設備絕緣架構中的一些比較薄弱的部位，會出現局部放電，此乃高壓絕緣中一種常見問題。如果局部長期存在放電情況，那么在特定條件下，會引起絕緣劣化，嚴重時還會被擊穿，對電力設備開展局部放電試驗，除了可以獲取設備的絕緣情況外，還能及早找出設備制造、安裝方面所存在的問題，可以明確故障原因。

1基于GIS可視化技術的配網局部放電信號檢測的意義

運行電力設備中，在電場作用下，只有部分區域發生放電，而沒有貫穿施加電壓的導體之間，即尚未擊穿，這種現象稱為局部放電。產生局部放電的根本原因是電場不均勻，這可能是由于導體尖端或毛刺，也可能是絕緣體內部或界面存在氣泡、裂紋、雜質，或是絕緣系統由多種介質復合組成。只要在局部區域的電場強度超過該區域材料的擊穿場強時，在該區域就會出現放電，即產生局部放電。

2基于GIS可視化技術的配網局部放電信號檢測方法

2.1特高頻檢測法

局部放電會使得電力設備內部及外周出現顫動、發光等物理和化學改變。對于特高頻檢測法來說，它主要是通過對設備放電過程中釋放能量時產生的超高頻率電磁波信號進行檢查，以此來判斷設備是否存在故障的。而這一檢測方法中的傳感器可以分為兩部分，分別是外置式傳感器和內置式傳感器。對于二者的使用情況則應根據具體的操作情況和設備情況進行決定。在設備的內部發生局部放電的情況時，釋放出來的電磁波會穿過絕緣盆子等非金屬零件散播出來，這時就可以選擇外置式特高頻傳感器進行檢測;而內置式傳感器相對來說是比較簡單的，僅在設備里面就可以檢測到電磁波的信號。特高頻檢測法有效利用了電磁波在設備中的傳播優勢，可以極大地減少噪音，避免外部信號干擾。

2.2超聲波檢測定位方法

設備在出現局部放電情況后，內部的分子之間會出現非常激烈的碰撞，從而形成一種壓力，這種壓力的存在會產生沖擊，由于沖擊而產生聲波或者振動，并以球面的方式朝外傳播，頻率介于20-100kHz的聲波屬于超聲波。在SF6氣體中，超聲波以縱波的方式傳播，表現出的衰減較為明顯，但是在金屬殼體、絕緣子及帶電導體中傳播時，不僅有橫波還有縱波，在固體中傳播時，橫波出現的衰減相對偏少。因為超聲波的波長相對較短，且表現出明顯的方向性，所以其帶來的能量相對集中。選擇超聲波檢測技術對設備局部放電情況進行帶電檢測，就是將壓敏傳感器放置在設備上，接受設備上的超聲波信號，通過超聲波信號對GIS設備內部的結構進行判斷，精準掌握設備內存在的異常振動缺陷或者局部放電問題，檢測到之后能夠對這些問題實現精準定位。

2.3暫態對地電壓局部放電檢測

電力設備內部局部放電脈沖激發的電磁波能在設備金屬殼體上感應一個瞬時的對地電壓，這樣可在設備外表面安裝一個特制的電容傳感器檢測到這些瞬時的電壓脈沖，從而判斷設備內部絕緣狀態。該技術可利用TEV傳感器進行測量，利用裝設在金屬柜外表面2個TEV傳感器所測量的信號到達時差，可以實現粗略的局部放電定位。暫態對地電壓必須通過設備金屬外殼間的間斷處由內表面傳至外表面才可被檢測到，因此該檢測技術不適用于金屬外殼完全密封的電力設備。該技術對尖端放電、電暈放電和絕緣子內部放電比較敏感，檢測效果好，但對沿表面放電、絕緣子表面放電不敏感，主要用于開關柜、環網柜、電纜分支箱等配電設備內部絕緣缺陷檢測。

2.4在線檢測方法

局部放電在線檢測技術的應用，需要針對待檢測對象所表現出來的不同的特性以及現象。其能夠產生的各種熱能、聲音、光纖等，都會在很大程度上影響到后續的檢測效果。因此，依據不同的類型，需要確定是用紅外檢測技術、聲檢測技術、光檢測技術還是電檢測技術，等等。而且不同的檢測方法其本身就具有較強的局限性，再加上其針對的檢測內容不同，需要臨時改進或更新的部分也各有差異。

2.5放電電源定位檢測

GIS局部放電在線檢測系統共在發現并更新電源信號之后，能夠依托多個傳感器的感應，對不同的信號來源、信號強度以及信號的類別進行識別和更新，繼而幫助技術人員尋找到發生故障的放電源，以便于隨時更換和處理。例如，當某一個GIS系統內部發生局部放電的時候，系統兩側的傳感器就會感應到局部放電源信號，并在軟件圖譜上呈現出一個系統的信號捕捉時間差，讓技術人員能夠及時有效地找到這個發生故障的放電源，既縮短了發現故障位置的時間，也在很大程度上提升了工作效率。

3應用局部放電檢測注意的事項

局部放電檢測技術的發展應用，為準確掌握設備實時運行狀態提供了有力的技術支持，能夠及時發現萌芽狀態的設備故障。在實際應用中，工作人員的技術水平和經驗在判斷故障時也很重要。在進行利用局部放電檢測技術判斷故障時，最好采用綜合判斷法，一般采用特高頻和超聲波聯合檢測法;也可以以一種為主，如特高頻檢測，然后采用其它檢測技術（如超聲波、分解物檢測、氣體成分分析、色譜分析等）加以補充驗證，才能較為準確確定故障性質和定位。另一方面，全面加強局部放電帶電檢測技術實施的落實，從當前局部放電帶電檢測工作開展情況來看，雖然在頂層設計的層面對各項技術活動的開展打下了較好的基礎，但是從具體技術落實情況來看，整體還有著較大的提升空間。因此，為了更好發揮出各項檢測技術的效果，在具體實施的各個環節需形成良性的監督管理機制，在各個檢測實施過程中，應有具體的監督人員在現場進行現場監督，確保各項檢驗技術能夠落到實處。此外，這個過程應當加強對局部放電帶電檢測技術應用效果的研討，總結各項技術應用的優勢與不足，從而更好提升檢測效果。

結束語

綜上所述，伴隨電力設備電壓等級的不斷提高，這對電力設備運行可靠性提出了更加嚴格的要求;針對局部放電而言，其作為一種對設備絕緣狀態進行評估的重要指標，已得到了廣泛應用。伴隨信息技術的越發成熟，基于數字化背景下的局部放電測試系統的作用、優勢越發凸顯。局部放電檢測技術在先進技術的驅動下，會得到更好的發展。

參考文獻

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