气体绝缘变电站高频宽带局部放电在线监测方法

摘要

本发明公开了一种气体绝缘变电站高频宽带局部放电在线监测方法，该方法首先由外置式超宽频检测装置进行局部放电信号检测，再由高频同轴电缆实现检测的放电信号远距离传输，再由宽频带信号调理单元实现信号的多路选通和可变增益的放大衰减。然后，在监测软件的控制下通过驱动数字I/O卡和GPIB卡，由数据采集卡和示波器完成从宽频带信号调理单元传来的信号采集功能。最后，对采集得到的数据进行统计法和高频宽带法的分析及诊断。本发明的方法实现了设备监测、数据存储、故障报警、历史查询、远程监测等功能。该系统从提高硬件性能的角度，对传统的监测方法进行了极大的改进，创造性提出从两种途径在更宽的频带范围内全面地反映局部放电的本征特性。

主权项

1.一种气体绝缘变电站高频宽带局部放电在线监测方法，采用外电极法来实现超宽频带局部放电检测，其特征在于，包括以下步骤：1)首先在待监测的盘式绝缘子的外部设置一高频宽带外置局部放电检测装置，用于采集泄漏出来的局部放电电磁波信号；该局部放电检测装置为一封装盒，传感器主体为一宽频带检测天线，频带范围10MHz～3000MHz，天线一端有50欧的匹配阻抗，一侧有用于馈电的SMA高频同轴连接器；使用时该面朝向盘式绝缘子与金属壳体的缝隙处；2)由传感器检测到的信号通过高频同轴电缆，传送到宽频带信号调理单元的信号输入SMA端子上，根据实际的线缆长度，对于500MHz的信号的传输特性的衰减均在3db以内；3)由高频同轴电缆传送来的局部放电信号进入宽频带信号调理单元进行信号调理；调理单元用于模拟信号的多路选通、放大和衰减，调理后的信号传送给现场下位机的信号采集单元，下位机位于监测设备现场；4)下位机的信号采集单元由计算机、示波器和数据采集卡构成；数据采集卡插接在计算机上，其采样速率为20MS/s，模拟信号输入带宽为15MHz；示波器的采样速率为5GS/s，模拟信号输入带宽为500MHz；示波器通过通用并行接口总线电缆连接到计算机上安装的通用并行接口总线卡上；数据分析与诊断单元由计算机系统软件驱动数字I/O卡实现对宽频带信号调理单元的多路选通和可变增益控制功能，驱动数据采集卡实现统计法测量的数据采集，驱动GPIB卡实现对示波器的仪器控制功能，完成高频法测量的数据采集；5)建立数据分析与诊断单元分析与诊断单元结合统计法和高频法两种检测方法共同进行信号分析及故障诊断；统计法采用对局部放电检测装置检测到的电磁波进行最大放电幅值、平均放电量、放电次数同放电幅值的二维和三维谱图；高频法采用示波器进行单次局部放电波形的采集，其模拟带宽500MHz，采样速率为5GS/s，采用时域分析方法、频域分析方法以及基于短时傅立叶变换的时频分析方法；对气体绝缘变电站超宽频带局部放电信号进行小波包分解，得到其在各个频段内的信号，然后利用分形理论计算各频段信号的分维数，用分维数来量化地分析信号的特征峰的波形特征，得到局部放电特征峰的位置和特征峰的大小；下位机处理得到的诊断结果通过网线传到上位机；上位机位于主控室内，用于实现故障报警、历史查询、远程监测功能。