【技术专栏】GIS设备状态检测技术研究（一）

【技术专栏】GIS设备状态检测技术研究（一）
第一章、GIS超声局放检测技术；
第二章、耐压过程中的超声局放检测；
第三章、基于振动响应分析的盆式绝缘子裂纹检测技术初步探索；
问题讨论
本次发出的是第一二两章。

朱太云博士的分享提供全程回顾，有兴趣的小伙伴请点击本文最末的“阅读原文”登记后通过Email获取回顾方式
2017年1月17日晚8:00，朱太云博士分享了关于GIS设备状态检测方法的一些内容，本报告根据其PPT及分享当晚的讨论整理而成。

朱博士的PPT分为两个主要部分，GIS超声局放检测技术及基于振动响应分析的盆式绝缘子裂纹检测技术初步探索。

一、GIS超声局放检测技术
报告首先回顾了局部放电的定义及产生原因，明确了局放是由于局部场强过高所产生的一种物理现象，在此基础上介绍了局放的各种检测方法。

针对本报告所重点关注的局部放电超声波检测方法，阐述了超声波法的优点，即与被测设备之间无电气连接，抗干扰性能好等。

同时也说明了该方法还是具有灵敏度低、测试范围小的缺点。

超声波检测法的基本原理是利用发生局放时放电源所产生的空间扰动，在放电源处产生超声波信号，通过对这个超声波信号的扑捉进行局放的测量。

目前存在的主要问题有：1）主要关注超声信号的峰值信息，丢失了波形信息；2）难以应对可能出现的多局放源共存的工况以及现场存在随机性干扰；3）对缺陷类型和状态的判断主要依赖仪器使用者的经验，缺乏能够准确解释超声局放信号数据，并实现故障识别的诊断系统和手段。

针对超声法的诸多问题，朱博士介绍了其所在单位和研究团队所
研究的一种基于等效时频分析的方法。

首先朱博士介绍了超声局放的检测系统，该系统采用20kHz-1000kHz的带宽，增益可调，通过传感器检测信号后进行放大等处理，送入采集系统进行采集，实现超声局放信号的测量。

在信号的处理方面，项目提出了一种带通滤波和空域相关去噪算法相结合的双重数字滤波技术。

选取Chebyshev I型带通滤波器来抑制超声测量频带外信号干扰。

采用空域相关去噪算法减少频带内白噪声信号的干扰。

在信号的提取方面，则提出了一种依据窗信号方差提取局部放电信号波形的方法。

该方法的流程图如图1所示。

图1 信号提取流程图
提取出超声局放信号之后，计算单个脉冲的波形特征参数，并进行聚类分析，从而形成所谓的“等效时频”图。

该方法的主要思想认为不同的局放源及局放和干扰信号的单个脉冲波形参数上具有差异，同一类信号会在等效时频图上聚成一簇，进而可以利用不同的聚类效果区分不同类型的放电及干扰。

典型的等效时频图如图2所示。

图2 等效时频图
从图2可以看出，不同类型的脉冲具有不同的聚类簇。

随后朱博士介绍了在实体GIS上布置典型绝缘缺陷，包括毛刺、悬浮及气隙缺陷的检测结果。

三种缺陷的等效时频聚类结果如图3所示。

图3 三种缺陷聚类结果
从图3可以看出，不同的缺陷类型具有不同的聚类分布，从而可以对其特征进行区分。

二、耐压过程中的超声局放检测
针对国网要求的GIS现场耐压过程中局放检测的要求，朱博士介绍了现场采用串联谐振方法进行耐压试验时，试验电压频率与常规的50Hz有差异的工况下局放的特征。

在实验室采用变频电源作为试验电压，研究了不同缺陷在50Hz、52Hz、75Hz及100Hz等频率时的局放特性，发现系统电压频率对局放特征的确有一定的影响。

朱太云男，博士，高级工程师
•国网安徽电科院设备状态评价中心副主任；
•2010年毕业于西安交通大学，读研阶段师从张乔根老师，开展脉冲电压下水中放电的产生、机理及应用技术研究。

•2010年毕业后进入国网安徽电科院，目前主要从事带电检测、高压试验相关工作；
•曾做为技术负责人，全程参与皖电东送安徽省内两座特高压变电站交接试验工作。

•2014年获国家电网公司特等劳动模范称号。

想与专家交流，可以采用如下方式：。