基于GIS可视化技术的配网局部放电信号检测方法

申蕾

摘要：随着科学技术水平的不断提高，传统的配电网局部放电信号检测方法因为具有不稳定性，已经不适应于配网局部放电信号的检测，因此，在传统方法的基础上，研究出一种基于GIS可视化技术的配网局部放电信号检测方法，通过建立电缆模型对局部放电信号进行检测，在改变信号参数值的情况下对放电信号的运动情况进行模拟，进一步检测出放电信号中的干扰信号源，以人为干扰和自然干扰俩方面为例分析检测干扰信息，采用小波滤波的方式进行处理，从神经网络出发，分别列举出放电信号和干扰信号，通过滤除周期性干扰和白噪声干扰来达到检测干扰信号的目的。

关键词：GIS可视化技术;配网局部放电;信号检测方法

引言

局部放电实际就是整个绝缘介质中的一种电气放电，针对此种放电而言，其往往被局限于被测介质中的某一部分，并且仅让导体之间的绝缘局部进行局部桥接，此种放电在导体的临近处可能发生，或者是不可能发生。在强电场的持续影响与作用下，电力设备绝缘架构中的一些比较薄弱的部位，会出现局部放电，此乃高压绝缘中一种常见问题。如果局部长期存在放电情况，那么在特定条件下，会引起绝缘劣化，严重时还会被击穿，对电力设备开展局部放电试验，除了可以获取设备的绝缘情况外，还能及早找出设备制造、安装方面所存在的问题，可以明确故障原因。

1基于GIS可视化技术的配网局部放电信号检测的意义

运行电力设备中，在电场作用下，只有部分区域发生放电，而没有贯穿施加电压的导体之间，即尚未击穿，这种现象称为局部放电。产生局部放电的根本原因是电场不均匀，这可能是由于导体尖端或毛刺，也可能是绝缘体内部或界面存在气泡、裂纹、杂质，或是绝缘系统由多种介质复合组成。只要在局部区域的电场强度超过该区域材料的击穿场强时，在该区域就会出现放电，即产生局部放电。

2基于GIS可视化技术的配网局部放电信号检测方法

2.1特高频检测法

局部放电会使得电力设备内部及外周出现颤动、发光等物理和化学改变。对于特高频检测法来说，它主要是通过对设备放电过程中释放能量时产生的超高频率电磁波信号进行检查，以此来判断设备是否存在故障的。而这一检测方法中的传感器可以分为两部分，分别是外置式传感器和内置式传感器。对于二者的使用情况则应根据具体的操作情况和设备情况进行决定。在设备的内部发生局部放电的情况时，释放出来的电磁波会穿过绝缘盆子等非金属零件散播出来，这时就可以选择外置式特高频传感器进行检测;而内置式传感器相对来说是比较简单的，仅在设备里面就可以检测到电磁波的信号。特高频检测法有效利用了电磁波在设备中的传播优势，可以极大地减少噪音，避免外部信号干扰。

2.2超声波检测定位方法

设备在出现局部放电情况后，内部的分子之间会出现非常激烈的碰撞，从而形成一种压力，这种压力的存在会产生冲击，由于冲击而产生声波或者振动，并以球面的方式朝外传播，频率介于20-100kHz的声波属于超声波。在SF6气体中，超声波以纵波的方式传播，表现出的衰减较为明显，但是在金属壳体、绝缘子及带电导体中传播时，不仅有横波还有纵波，在固体中传播时，横波出现的衰减相对偏少。因为超声波的波长相对较短，且表现出明显的方向性，所以其带来的能量相对集中。选择超声波检测技术对设备局部放电情况进行带电检测，就是将压敏传感器放置在设备上，接受设备上的超声波信号，通过超声波信号对GIS设备内部的结构进行判断，精准掌握设备内存在的异常振动缺陷或者局部放电问题，检测到之后能够对这些问题实现精准定位。

2.3暂态对地电压局部放电检测

电力设备内部局部放电脉冲激发的电磁波能在设备金属壳体上感应一个瞬时的对地电压，这样可在设备外表面安装一个特制的电容传感器检测到这些瞬时的电压脉冲，从而判断设备内部绝缘状态。该技术可利用TEV传感器进行测量，利用装设在金属柜外表面2个TEV传感器所测量的信号到达时差，可以实现粗略的局部放电定位。暂态对地电压必须通过设备金属外壳间的间断处由内表面传至外表面才可被检测到，因此该检测技术不适用于金属外壳完全密封的电力设备。该技术对尖端放电、电晕放电和绝缘子内部放电比较敏感，检测效果好，但对沿表面放电、绝缘子表面放电不敏感，主要用于开关柜、环网柜、电缆分支箱等配电设备内部绝缘缺陷检测。

2.4在线检测方法

局部放电在线检测技术的应用，需要针对待检测对象所表现出来的不同的特性以及现象。其能够产生的各种热能、声音、光纤等，都会在很大程度上影响到后续的检测效果。因此，依据不同的类型，需要确定是用红外检测技术、声检测技术、光检测技术还是电检测技术，等等。而且不同的检测方法其本身就具有较强的局限性，再加上其针对的检测内容不同，需要临时改进或更新的部分也各有差异。

2.5放电电源定位检测

GIS局部放電在线检测系统共在发现并更新电源信号之后，能够依托多个传感器的感应，对不同的信号来源、信号强度以及信号的类别进行识别和更新，继而帮助技术人员寻找到发生故障的放电源，以便于随时更换和处理。例如，当某一个GIS系统内部发生局部放电的时候，系统两侧的传感器就会感应到局部放电源信号，并在软件图谱上呈现出一个系统的信号捕捉时间差，让技术人员能够及时有效地找到这个发生故障的放电源，既缩短了发现故障位置的时间，也在很大程度上提升了工作效率。

3应用局部放电检测注意的事项

局部放电检测技术的发展应用，为准确掌握设备实时运行状态提供了有力的技术支持，能够及时发现萌芽状态的设备故障。在实际应用中，工作人员的技术水平和经验在判断故障时也很重要。在进行利用局部放电检测技术判断故障时，最好采用综合判断法，一般采用特高频和超声波联合检测法;也可以以一种为主，如特高频检测，然后采用其它检测技术（如超声波、分解物检测、气体成分分析、色谱分析等）加以补充验证，才能较为准确确定故障性质和定位。另一方面，全面加强局部放电带电检测技术实施的落实，从当前局部放电带电检测工作开展情况来看，虽然在顶层设计的层面对各项技术活动的开展打下了较好的基础，但是从具体技术落实情况来看，整体还有着较大的提升空间。因此，为了更好发挥出各项检测技术的效果，在具体实施的各个环节需形成良性的监督管理机制，在各个检测实施过程中，应有具体的监督人员在现场进行现场监督，确保各项检验技术能够落到实处。此外，这个过程应当加强对局部放电带电检测技术应用效果的研讨，总结各项技术应用的优势与不足，从而更好提升检测效果。

结束语

综上所述，伴随电力设备电压等级的不断提高，这对电力设备运行可靠性提出了更加严格的要求;针对局部放电而言，其作为一种对设备绝缘状态进行评估的重要指标，已得到了广泛应用。伴随信息技术的越发成熟，基于数字化背景下的局部放电测试系统的作用、优势越发凸显。局部放电检测技术在先进技术的驱动下，会得到更好的发展。

参考文献

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