GIS局放检测与闪络定位系统简介
SF6全封闭组合器GIS超声波局放检测技术的原理及实际应用
第30卷 2008年1月 湖州师范学院学报Jo ur nal of Huzhou Teache rs College Vol.30J an.,2008SF6全封闭组合器(GIS )超声波局放检测技术的原理及实际应用3翁时乐,刘丰文,周 平(湖州电力局,浙江湖州313000)摘 要:随着经济的快速发展,城市电网会选用更多的GIS ,而对GIS 的运行状态监测目前尚无相关手段.该技术可以在不停电状况下,在放电初期还没有发生绝缘故障时,检测GIS 内部是否存在局部放电现象,根据检测结果指导GIS 的检修工作.提高我们对GIS 的运行维护水平,降低GIS 的故障率,尽可能地减少停电时间,降低故障处理所花费的大量费用,确保设备安全和提高供电可靠性.关键词:超声波;原理;应用;缺陷分析中图分类号:TM835.4文献标识码:A 文章编号:100921734(2008)S0202212051 概述随着SF6全封闭组合器(GIS )应用的普及,GIS 的制造和安装质量,以及安全运行已越来越引起人们的重视.GIS 虽然是可以信赖的,但一旦出现故障,GIS 易造成停电时间长,维修费用高等严重后果,且在很多情况下,要准确定位内部故障点和故障类型相当困难.为此,严把产品质量关,提高GIS 的绝缘监督手段已是当务之急.GIS 全称气体绝缘变电站,是电力系统的重要设备,是保证供电可靠性的基础.虽然GIS 很少需维护,但是由于GIS 内部场强很高,一旦发生故障必将引起局部以致全部地区停电.而导致设备故障的主要原因是其绝缘性能的劣化.大型GIS 的故障造成的经济损失巨大,如果故障导致突发性爆炸易造成人员的伤亡.到目前为止,国内已发生多起由于GIS 绝缘故障引起的GIS 变电站事故.例如:韶关和溪电站的110kV GIS 、江门的220kV 和500kV GIS 、沙角电厂的220kV GIS 、宝钢的110kV 和220kV GIS 、大亚湾的400kV GIS 等变电站绝缘事故.1.1 GIS 存在的缺陷到目前为止,GIS 可分为有三相共体式和分相式两种.GIS 在结构设计上虽不尽相同,但内部结构基本一致,主要有SF6气体、绝缘支座、拉杆、盘式绝缘子、导电体、气室外壳等组成.GIS 绝缘故障的发生,可能是在产品生产、现场安装以及运行操作等过程中,GIS 气室内部留下缺陷而导致运行中故障的发生.(1)气室内导电体上和金属外壳上的异常突起.GIS 在装配过程中留下的焊疤或较大的毛刺等,往往在静化试验中无法清除,便在运行的气室内留下异常突起点,此类缺陷危害较大,造成气室内局部场强不均匀.当局部场强达到某一水平时,突起点将出现尖端闪络.对于像雷电冲击或操作产生的快速暂态冲击,突起点闪络将会导致绝缘击穿,一般超过l ~2nn 的突起点认为是有害的缺陷.(2)气室内自由金属颗粒在电场作用下获得电荷并受到静电力的作用,如果这种力超过其重力,颗粒就会从外壳上升,并在气室内运动而造成间隙性电晕放电,颗粒的形状及其位置直接影响到气室的耐压水平.颗粒越长,越接近高压导体,其危险程度就越大.如果吸附于绝缘子上,可能会导致绝缘子表面闪络受损.(3)固体绝缘内部的空隙和缺陷在电场作用下,固体绝缘内部的空隙和缺陷会产生局部放电或固体表面树枝状放电,长期累积效应使固体绝缘老化直至击穿,此类缺陷直接影响到G IS 的使用寿命.(4)电动和机械力造成气室内零配件松动.如果一屏蔽罩松脱,将直接导致电位悬浮,电气绝缘距离3收稿日期225作者简介翁时乐,工程师,从事生产管理工作:2007122:.缩短,交流耐压水平大幅度下降.如该悬浮屏蔽接近电极则将导致屏蔽与电极间大规模放电.一旦这些缺陷活动,将在气室内产生局部放电,并发射超声信号.我们可利用局部放电试验技术测量其参数,识别各类缺陷,严把质量关,提高GIS 的安全运行水平.颗粒放电后的盘式绝缘子实物如图1所示.GIS 设备截面模拟图及颗粒实物如图2所示.国内已发生过数起较严重的GIS 事故,GIS 的免维护观点已不再被认同,而且GIS 一旦发生故障,引起的停电时间长(一般故障处理时间需要15天以上),检修费用高.GIS 一般用于城市供电,用电负荷比较重要,如检修时间长,势必造成巨大损失.据经验统计表明:60%以上的GIS 内部局放故障是可以预先检测的.因此,采用先进的GIS 现场试验及在线故障诊断技术,可以预先发现故障,及时排除故障,这样就可大大降低GIS 的故障率.GIS 在正常运行电压下不允许有局部放电存在.国标规定:GIS 每间隔局放量要求不大于1OpC.一旦由于某种缺陷造成局部放电,如尖端导致电场不均匀;导电微粒在高电场下跳动产生放电以及部件松动、接触不良放电,都会极大程度地降低绝缘强度.而电弧放电引起SF6气体分解,绝缘强度下降,又加剧了局部放电的发展,最终导致绝缘击穿.对GIS 设备的传统试验方法存在着诸多的弊病:传统的GIS 耐压试验不能在线实时检测故障的存在.传统试验不能有效去除现场的干扰和进行故障定位;具有一定的破坏性.因此,具备一套完整准确的局部放电在线检测系统是非常重要的.1.2 常规的测试方法近年来,国内外对GIS 局部放电试验技术进行了大量的研究和探讨,取得了很大的进展,但各种测试方法各有其局限性.GIS 设备局部放电在线监测的主要方法有:常规电测法、电磁波检测法、特高频检测法(U HF )、甚高频测量法(V HF )、高频接地电流法、超声波检测法.2 项目系统应用介绍2.1 超声波检测法实施情况简述目前湖州电力局已开始试用超声波局放检测法,这是一种带电测试GIS 的局放方法,通过接收局放时声波微小的间断压力信号,判断局放点位置和局放性质.该方法具有测试点布置较灵活,能近距离测试,测试灵敏度较好等优点.我们对电力设备进行高压试验,就是为了发现尚未发展为故障,及时消除隐患,保障电力系统的安全、可靠和稳定地运行,也要求测试方法灵活、简便和有效,能够判断隐患的性质和部位.因此,经过综合比较,决定采用超声波局放检测法.然而由于国内还没有相关的技术标准,所以要对国内外的研究进展进行广泛调研,才能针对同类设备初步确定GIS 设备内部状态的判断依据.2.2 超声波局放检测技术构架和原理GIS 的超声波局部放电检测流程图如图3所示.危险性评估:如果探测到局放和电晕,一般判定为危险.如中心导体的放电、电屏蔽松动等如果是壳体上的突起,视情况而定颗粒主要依据为颗粒的形状、大小和飞行时间,幅值大、飞行时间长,则需要积累相关的经验其危险性估计的原则见图222湖州师范学院学报 第30卷... 4.黑色的范围规定了危险性水平.这个水平不能直接应用到所有类型的GIS 危险性估计,建议把它作为一个警戒水平,如果达到这个界限,就应和GIS 的制作厂家联系,共同讨论基于在线超声波局放检测得到的结果情况.大多数情况下,GIS 中完全没有缺陷.当传感器处于自由空气中或位于GIS 上没有缺陷的地方时,在超声波仪器上测的有效值和周期峰值小而稳定.信号是来自环境、仪器噪声和放大器噪声等产生的背景噪音.两个水平柱只有小小的颤动,频率1和频率2没有信号.若GIS 中有局放或电晕,则有效值和周期峰值都比背景噪声大,频率1和频率2也出现信号.3 GIS 超声波局放诊断技术应用3.1 目前GIS 局放测试情况湖州电力局目前使用的仪器是挪威生产的Al A 21型GIS 故障诊断仪(兴迪公司提供),GIS 测试周期为1年,在销售商家技术人员的指导下已经开展了多次测试工作,数据均相对稳定,没有发现明显异常情况.利用GIS 内部故障诊断装置定期对110kV 新华变电所及110kV 良朋变电所的组合电器设备的各个部位进行了探测,并使用仪器对探测到的信号进行分析诊断,同时利用专家诊断系统对设备内部信号的特点进行危险性评估和判断.这些测试为检修维护、安全运行,以及以后的组合电器设备内部缺陷的查找、分析、判断提供了依据,以便及时准确发现设备中的缺陷,避免突发事故的发生和设备的重大损坏,保证了组合电器设备的安全可靠运行.以湖州市电力局110kV 新华变为例,此台GIS 为西门子厂家提供的三相共体式设备,我们于2006年12月15日测试110kVII 段母线压变气室A 相局放详细数据见表1.我们于2007年10月10日测试110kV II 段母线压变气室A 相局放详细数据见表2.表1 110kV II 段母线压变气室A 相A 相有效值/mv峰值/mv 50HZ/mv 100HZ/mv 上部 2.41302中部42503下部41802.6背景 1.7700 注:A 相时间:2006212215,天气:晴,气温:8℃,湿度:35%.表2 110kV II 段母线压变气室A 相A 相有效值mv峰值mv 50HZ mv 100HZ mv 上部 2.61502中部 3.8180.1 2.7下部3130 1.8背景 1.4600 通过以上测量数据的综合分析比较可以看出内部虽有稍微局放现象,但两次测试数据基本稳定,没有出现数据的大幅度突变,因此我们继续跟综测试,周期为半年.3.2 国内外相关技术测试情况超声法在国外已广泛使用许多年了,在C IGR E 、IEEE 、IEC 等在加拿大、美国、澳大利亚、马来西亚、印度、挪威德国等国都有相关的应用.该方法在国内应用比较有限,但还是有一些良好的试验反馈,如在西开的出厂试验中,兴迪公司人员利用A IA -1超声波检测仪器帮助发现并定位一处极不易发现耐压过程中闪络的地方;郑州供电局利用此仪器帮助该局发现一处有问题的油变;兰州电力局发现一进口组合电器的电压互感器内部松动的潜在故障.在交接试验时进行超声测量,可以测出几毫米的颗粒,并且这些颗粒往往对绝缘系统都有害.经验表明,一个站与另一站之间缺陷的数量可能有较大的不同到目前为止,我们认为最主要的缺陷是颗粒(不一定有害)为激活缺陷,增加发现的频率,最好是在尽可能高电压下进行测量,如我省电力试验研究所在嘉兴电厂5V 组合电器的现场验收试验中就成功地发现一开关气室内一个的颗粒3222008年 翁时乐:SF6全封闭组合器(GIS )超声波局放检测技术的原理及实际应用..00k 8m m .4 项目不足和需要改进之处GIS 设备超声波局放测试工作有着良好的效率,为了进一步发挥其作用,需要试验人员积累丰富的经验,尤其是对各种数据、图形能有较高的熟悉程度.实际工作时,由于在GIS 设备上进行测量往往需要配合人字梯等登高操作,而传感器的引线长度有限,基本都需要使用后置方式,即连接放大器,所以至少需要两人配合操作,一人专门负责选择测量点并放置传感器,另一人则携带传感器进行测量、存储数据.为了提高效率,测量时尽量按照间隔并有序地进行测量,同时要作相应的文字记录,避免出现局放仪内存储的数据与实际测量的位置对不上号的情况.因此,我们建议在目前的技术条件下,每次试验时,先记录一个背景数据,然后取不同类型设备的测试数据各一个(如断路器气室、避雷器气室、压变气室、隔离开关气室)作为参照.在接下来的试验中,主要是与先前记录的数据进行参照对比,良好的不需要记录,有问题的再进行记录,并且试验时带着装好配套分析软件的笔记本电脑,以防止需要存储的数据过多.对设备测试结果的分析尤为重要.对怀疑有问题存在的设备,应多选取不同部位测量,并与同间隔设备、同类型设备进行对比.通过近几年的现场实践,虽然超声波检测技术是一种比较积极有效的检测方法,可以有效监测出GIS 中的缺陷,但是从目前来看,我们试验次数较少,还无法建立完整的系统数据库.因此我们应用的深入程度和测试数据分析水平还有待进一步的完善、提高.当然,如果发现测试数据有疑问或不良时,可以结合GIS 内部SF6气体快速检测进行综合分析以确定设备运行状态.目前在上海超高压输变电公司运用的一种GIS 内部气体试纸分析法就是一种比较灵活、快速、简洁的有效手段.当前GIS 绝缘监督的主要手段是S F6气体分析技术和工频交流耐压试验,但还不完善,建议局放试验可作为GIS 的常规试验项目列入标准,可以作为一项试验规程见表3.表3 常规试验项目规程项目 周期 要求 说明局放放电测量 1.投运前2.投运后三个月,以后每一年3.必要时4.大修后110kV 及以上GIS 在电压为1.15UN/3时,放电量不大于10PC (根据IEC 标准) 1.应在交流耐压后或在耐压老炼时间内进行局放测试2.超声波带电局放测试可与SF6气体测试互为补充5 结语随着我国电力系统的高速发展以及城市现代化建设的需要,城市电网的建设及改造工作正在全国范围内展开,GIS 以其优越的性能必将得到大量的使用.从浙江省城网建设发展来看,近几年城区变电所选用的开关设备大多是GIS ,将来城市建设将以更快的速度发展,还会选用更多的GIS ,而对G IS 的运行状态监测目前尚无相关手段.该项目可以在不停电状况下,在放电初期还没有发生绝缘故障时,检测GIS 内部是否存在局部放电现象,并且能够根据检测结果指导GIS 的检修工作.这必然能提高我们对GIS 的运行维护水平,降低G IS 的故障率,且能减少停电时间,降低故障处理费用,从而确保设备安全和提高供电可靠性.参考文献:[1]韩小莲.GIS 局部放电检测系统的研究[D].西安:西安交通大学,1995.[]王昌长,李福祺电力设备的在线监测与故障诊断[D ]北京清华大学,6[3]顾文业,王志敏,顾晓安应用超声波测量法判断变压器内部局部放电的研究[]噪声与振动控制,3()[]邱毓昌用超高频法对GIS 绝缘进行在线监测[]高压电器,()422湖州师范学院学报 第30卷2..:199..J .2002.4.J .19974.。
如何使用地理信息系统进行精确定位
如何使用地理信息系统进行精确定位使用地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)进行精确定位是现代科技的重要应用之一。
GIS技术以其准确性和高效性,广泛应用于地图制作、城市规划、环境保护、交通管理等方面。
本文将介绍如何使用GIS进行精确定位,并阐述其在实际应用中的重要性。
一、GIS的基本原理在了解如何使用GIS进行精确定位之前,我们先来了解一下GIS的基本原理。
GIS是一种集成了地图数据收集、管理、分析和显示功能的系统。
它通过将地理数据与地图相结合,呈现出空间分布的相关信息。
GIS的数据主要有两种类型:矢量数据和栅格数据。
矢量数据是以点、线、面等几何元素表示的地理对象,如道路、建筑物等;而栅格数据则是以像素为单位,用于表示地理现象的连续性,如遥感图像。
GIS的关键是空间分析,它能够通过对地理数据的分析和处理,实现对地理特征的量化、描述和解释。
这样一来,我们就可以通过GIS系统进行精确定位了。
二、GPS与GIS的配合使用全球定位系统(Global Positioning System,简称GPS)是现代导航和定位的基石。
通过在空间中的至少三颗卫星接收信号,GPS可以精确测定接收器的位置。
与GIS相结合,我们可以利用GPS获取位置信息,并将其导入GIS系统,实现精确定位。
GPS与GIS配合使用可以提供高精度的位置信息,使得定位更加精准。
例如,在城市规划中,我们可以利用GPS技术对不同地点的坐标进行测量,然后导入GIS系统,通过分析得到的数据,辅助城市规划师进行合理布局和设计。
三、GIS在交通管理中的应用交通管理是一个日益重要的领域,而GIS系统在其中的应用也越来越广泛。
通过使用GIS技术,我们可以实现交通流量的实时监控、事故分析和交通规划。
例如,在城市交通管理中,我们可以利用GIS系统分析道路的状况,预测交通拥堵的地点和时间,从而制定合理的交通规划策略。
此外,利用GIS系统实时监控道路交通流量,可以及时调整交通信号灯的控制,以提高交通效率和减少拥堵。
GIS开关光局放在线监测系统设计
GIS内部的局放电流脉冲具有极陡的上升沿,其上升时间为纳秒级,激发高达数百兆赫 电磁波透过环氧材料等非金属部件传播出来,通过特制的特高频传感器可以检测到从开关内 部传出来的电磁波信号,进而判断开关柜的局放大小。
针对GIS开关的运行现状,南京弘毅电气自动化有限公司研发设计了一种基于光局放监 测原理的在线监测系统。通过对GIS开关安装光学传感器监测开关内部光信号,能够快速、 准确的判别开关内闪络情况,依据光信号的光强可判定事故的严重程度,进而决定开关柜能 否“带病”运行。
2.GIS局放监测方法 目前针对GIS开关的局放监测方法应用较为广泛的是特高频局放监测法、超声波局放监
图1 光局放监测系统结构图 4.2 光信号采集器
GIS开关内部局放时,产生的光信号通过微光传感器和 塑料光纤传送至光信号采集器,采集器将光信号进行光电和 模数转换,采样频率为1MHz。正常情况下,开关柜内应该无 任何光信号,此时采集器采得的数据为背景信号,当伴随故 障产生的光信号经过数模转换后,采集的数据中将会有尖峰 产生,采集器依据标准的故障录波格式——ComTrade格式, 记录故障前、故障中和故障后的光信号波形。采集器具有工 业以太网接口,能够将缓存的录波数据发送至光局放监测软 件,监测软件亦可通过以太网召唤各采集器的当前采样值。
1.引言 随着社会发展,用户对开关设备小型化、免维护、智能化的要求越来越高ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ在这种背景
下,体积小的气体绝缘封闭开关(Gas Insulated Swichgear,GIS)得到越来越广泛的应用。 GIS开关由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等组 成,这些设备或部件全部封闭在金属接地的外壳中,在其内部充有一定压力的SF6绝缘气 体,具有体积小,绝缘程度高,灭弧时间短的特点(冯洋,黄宏华,姜一军,等.特高压变 电站GIS局放在线监测技术提升措施及案例分析:高压电器,2017;冯新岩,赵廷志,杨承 龙,等.GIS超声波局放检测现场典型干扰分析:高压电器,2018;刘俊翔,莫文雄,栾乐, 等.一起基于在线监测与联合诊断的 GIS 局部放电缺陷分析:高压电器,2017)。
GIS盆式绝缘子表面缺陷的局部放电检测
GIS盆式绝缘子表面缺陷的局部放电检测摘要:局部放电(以下简称局放)指设备绝缘系统部分被击穿的电气放电,这种放电可以发生在导体(电极)附近,也可发生在其他位置。
超声波法(Acoustic Emission,简称AE)是指通过对电力设备发生局部放电(Partial Discharge,简称PD)时产生频率介于20~200kHz区间的声波信号进行采集、处理和分析来获取设备运行状态的一种状态检测技术,又称声发射法。
超声波法由于灵敏度低,易于受到外界干扰等原因,一直没有得到广泛的应用。
关键词:GIS盆式绝缘子;表面缺陷;局部放电;检测前言气体绝缘组合电器(GIS)因其占地面积小、绝缘性能好、可靠性高、配置灵活、检修周期长、维护工作量小等优点,被广泛应用于各种电压等级的电力系统中。
随着电网电压等级和系统容量的不断增加,GIS对于保障电力系统的安全与稳定起着举足轻重的作用,对整个电网的稳定运行有着不可或缺的影响。
1盆式绝缘子表面缺陷的产生和发展机理盆式绝缘子表面缺陷是影响GIS绝缘性能的重要因素,而盆式绝缘子常常会出现气泡、异物、脏污以及裂纹缺陷。
因而探究气泡、异物、脏污以及裂纹等缺陷的产生和发展机理是研究盆式绝缘子表面缺陷的重要内容。
1.1气泡缺陷盆式绝缘子气泡缺陷主要是盆式绝缘子在生产过程中由于生产操作不规范、工艺流程不完善,导致盆式绝缘子在浇注过程中混入微量气体,造成盆式绝缘子的气泡缺陷。
再者,由于环氧树脂在固化过程中的收缩以及环氧树脂与金属电极热膨胀系数不同而产生空隙和层离。
然而,环氧树脂介电常数大于空气介电常数,因此气泡附近会承担较高的电压,产生电场畸变,造成局部放电,严重时会导致盆式绝缘子断裂。
1.2异物缺陷盆式绝缘子表面残留金属微粒是GIS最为常见的绝缘缺陷。
在外施交流电场作用下,静电力会使金属微粒在GIS腔体内做直立旋转、舞动运动。
这一过程与外施电压及微粒特性有关。
金属微粒在跳动过程中容易散射至盆式绝缘子表面。
GIS带电运行中局部放电检测方法
GIS带电运行中局部放电检测方法摘要:近年来,随着时代经济的飞速发展以及科学技术的日新月异,电网建设逐渐加快了发展的步伐,以至于六氟化硫气体绝缘金属封闭开关设备被广泛的应用于电网的发展中,而其设备带电运行中局部放电的如何检测成为当今电网建设行业领域研究的热点之一。
本文首先说明了GIS带电运行中局部放电检测的试验平台,进而确立了GIS带电运行中局部放电检测的方案,最后分析总结了GIS带电运行中局部放电检测方法。
关键词:GIS;局部放电;检测方法21世纪的今天,电网建设逐渐发展,从而对电力设备的运行以及检测提出了更高的要求,本文对GIS带电运行中的局部放电检测方法进行探讨分析,进而将一套GIS带电运行中局部放电检测平台加以构建,借助于脉冲电流法、超声波法以及高频法来检测高压导体尖端、悬浮尖端以及地电极尖端等局部放电现象,着重分析带电设备存在的局部放电问题,进而推动了现代化电网的全面建设。
一、GIS局部放电带电测试原理电力设备的绝缘系统中,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,这种现象称之为局部放电。
它是由于局部电场畸变、局部场强集中,从而导致绝缘介质局部范围内的气体放电或击穿所造成的。
它可能发生在导体边上,也可能发生在绝缘体的表面或内部。
局部放电是一种脉冲放电,它会在电力设备内部和周围空间产生一系列的光、声、电气和机械的振动等物理现象和化学变化。
GIS内部的局部放电在空间产生电磁波,在接地线上流过高频电流,使外壳对地呈高频电压。
同时,所产生的机械效应使管道内气体压力骤增,产生声波和超声波,并传到金属外壳上,使外壳产生机械振动。
另外,局部放电产生光效应和热效应可使绝缘介质分解。
总之,这些伴随局部放电而产生的各种物理和化学变化可以为监测电力设备内部绝缘状态提供检测信号。
目前,GIS绝缘带电测试最方便有效的方法就是局部放电检测。
局部放电既是GIS绝缘劣化的征兆和表现形式,又是绝缘进一步劣化的原因。
GIS超高频局部放电试验研究
GIS超高频局部放电试验研究作者:史恒超李小叶聂海全李纪强来源:《科技视界》 2014年第30期史恒超李小叶聂海全李纪强(平高集团有限公司,河南平顶山 467001)【摘要】随着GIS应用的广泛,其运行中的可靠性受到了越来越多的关注。
由于GIS内部可能存在有金属毛刺、悬浮电位、运行中绝缘老化等各种缺陷,从而对设备的安全运行造成威胁,因此GIS的在线监测技术得到了更多的重视。
本文介绍了GIS超高频测试系统试验验证的一种方法。
【关键词】GIS;超高频;内置传感器;试验验证0 引言近年来由于GIS的优越性能,其在电力系统中得到了越来越多的应用。
运行经验表明,GIS 可靠性非常高,但其内部不可避免的缺陷仍会引起事故并逐步扩大。
在GIS制造过程中,导体表面光洁度不良可能出现金属毛刺、绝缘件在浇筑过程中存在气隙、螺栓未紧固到位造成安装运输时的松动或接触不良、气室内部电极处理不良产生的金属自由微粒、以及绝缘介质在GIS运行中的老化等各种缺陷,都可能导致程度不同的局部放电。
在局部放电长期存在的情况下,GIS的电气绝缘性能会逐渐劣化,从而导致GIS内部的绝缘击穿或绝缘件的沿面闪络,使设备出现运行故障而引起系统停电。
传统测量GIS内部局部放电的方法是脉冲电流法,也称为耦合电容法[1-2],测量频率在10MHz以内。
其优点是可对局部放电进行定量测量,试验前一般会通过校准系统对试验回路进行电荷量的校准,通过调整耦合电容与试品等值电容的比值,可以改变局放电荷量测量的灵敏度,工厂内常采用此方法测量GIS局部放电。
如果试验工装本身产生超过试品的局放水平,则应对试验回路进行优化,一般工厂内的电磁干扰较小,试验背景值可小于2pC。
超高频法(UHF)是利用装在GIS上的局放传感器捕捉超高频电磁波来对局放信号进行分析。
UHF法的主要优点有:根据所测信号的频谱,可以区分不同的缺陷类型,从而便于对GIS绝缘强度进行分析;抗干扰能力强,可以屏蔽运行现场的电磁干扰,对GIS内局放信号进行甄别;可以对局部放电源进行定位,从而快速找出缺陷位置;运行时可以进行在线监测。
GIS局部放电特高频检测技术的研究
GIS局部放电特高频检测技术的研究一、概述随着电力系统的不断发展,气体绝缘组合电器(GIS)因其优异的绝缘性能和紧凑的结构设计,在电力传输和分配中得到了广泛的应用。
GIS设备在运行过程中,由于设计制造缺陷、安装过程中的不当操作以及运行环境的恶化等原因,可能会产生局部放电现象。
局部放电是GIS设备绝缘性能恶化的重要征兆,长期存在将严重影响设备的正常运行,甚至导致整个电力系统的故障。
对GIS局部放电的检测与监测显得尤为重要。
特高频(UHF)检测技术作为一种新型的局部放电检测手段,因其具有抗干扰能力强、灵敏度高等优点,近年来在GIS局部放电检测中得到了广泛的应用。
特高频检测技术通过接收GIS设备内部局部放电产生的特高频电磁波信号,实现对局部放电的有效检测和定位。
该技术不仅可以用于设备的预防性维护,还可以在设备运行过程中进行实时监测,及时发现并处理潜在的绝缘缺陷,从而提高GIS设备的运行可靠性和电力系统的稳定性。
本文旨在深入研究GIS局部放电特高频检测技术,分析其检测原理、方法及应用现状,并探讨该技术在GIS局部放电检测和定位中的优化与改进。
通过本文的研究,期望能为GIS设备的故障诊断和预防性维护提供更为准确、有效的技术手段,为电力系统的安全稳定运行提供有力保障。
1. GIS(气体绝缘金属封闭开关设备)的重要性及其在电力系统中的应用GIS,即气体绝缘金属封闭开关设备,是现代电力系统中不可或缺的关键组成部分。
其重要性不仅体现在提高电力系统的运行效率和稳定性上,更在于对电力输送和分配过程的安全保障。
GIS设备以其独特的结构和性能优势,在电力系统中发挥着日益重要的作用。
GIS设备具有出色的绝缘性能。
相比于传统的空气绝缘开关设备,GIS采用气体绝缘,大大提高了设备的绝缘强度,使其能够承受更高的电压等级,满足大规模、远距离电力输送的需求。
GIS 设备结构紧凑、占地面积小,有效解决了传统开关设备占地面积大、空间利用率低的问题,特别适用于城市电网和工矿企业等空间有限的场所。
GIS局部放电检测方法及原理
GIS局部放电检测方法及原理GIS(气体绝缘开关设备)是一种常用于电力系统中的高压设备,它采用气体作为绝缘介质,用于控制和隔离电力系统中的高压设备。
在GIS 设备中,局部放电(Partial Discharge,简称PD)是一种重要的故障指标,可以用于评估设备的绝缘性能是否正常。
本文将详细介绍GIS局部放电检测的方法及其原理。
1.GIS局部放电检测方法目前,常用的GIS局部放电检测方法主要包括以下几种:(1)超声波检测法:利用超声波在气体中传播的特性,通过检测局部放电产生的声波信号来实现局部放电的检测。
这种方法无需拆卸设备,能够在运行状态下进行检测,具有非侵入性和实时性的优势。
(2)电磁波检测法:利用电磁波在空气中传播的特性,通过检测局部放电产生的电磁波信号来实现局部放电的检测。
这种方法具有高灵敏度和高分辨率的优势,能够检测到较小的局部放电缺陷。
(3)紫外光检测法:利用紫外光在放电过程中产生的光辐射特性,通过检测紫外光信号来实现局部放电的检测。
这种方法具有高灵敏度和高精度的优势,可以检测到微弱的局部放电信号。
(4)红外热像检测法:利用红外热像仪检测设备在放电过程中产生的热量分布,通过检测温度异常来实现局部放电的检测。
这种方法可以实现在线、快速、大面积的局部放电检测。
(5)电流及电压检测法:通过测量设备上的电流和电压信号来检测局部放电。
这种方法可以实现实时监测,但对设备的侵入较大,需要在设备上安装传感器。
(6)脉冲幅值检测法:利用局部放电产生的脉冲信号的幅值变化来检测局部放电。
这种方法具有高灵敏度和高分辨率的优势,可以实时监测设备的绝缘状态。
2.GIS局部放电检测原理局部放电是指电气设备中的绝缘缺陷在电场作用下产生的局部放电现象。
其原理主要包括以下几个方面:(1)电压应力作用下的击穿:当GIS设备中绝缘缺陷的电场强度超过断电场强度时,就会发生击穿放电,形成局部放电。
(2)暂态电容器作用:GIS设备中存在着许多构成暂态电容器的绝缘缺陷,当电压变化时,这些暂态电容器会发生充放电过程,形成局部放电。
GIS局部放电超声波检测技术
GIS局部放电超声波检测技术一、GIS局部放电超声波检测原理SF6气体绝缘组合电气设备(GIS)因其具有故障低、免维护等特点而在电力系统中被广泛使用。
但是GIS具有全封闭的特殊性,使得除了进行微水检测等少数试验项目外,现行的高压电气设备例行试验的大多数项目无法采用GIS,长期以来它几乎处于无维护状态。
GIS设备内部出现的缺陷,不容易进行排查。
随着GIS电压等级的提高和体积的缩小,GIS内部电场越来越高。
GIS内部主要绝缘介质有SF6气体和环氧绝缘构件等。
当绝缘存在缺陷时,内部场强分布便会发生畸变,导致局部放电而使内部绝缘受到破坏,同时往往伴随着超声信号的产生。
因此目前国内外广泛采用局部放电超声波检测技术等非电量测量法来检测GIS故障。
通过收集这些声信号,并根据实际经验加以分析,可以对GIS的运行状况进行评估。
局部放电超声波检测原理如下图在GIS的各类故障中,绝缘故障占有较大比例。
实际运行情况表明,故障发生时常常并没有进行系统操作,也不存在过电压。
导致这些绝缘故障的主要是一些晓得绝缘缺陷,如内部故障缺陷、自由颗粒、毛刺、接触不良、固体绝缘表面脏污等。
随着这些微小缺陷的逐渐扩大,会使放电所产生的电荷在固体绝缘表面逐渐积累,导致电场分布的严重畸变。
要及时发现这些潜在的绝缘缺陷,必须依靠局部放电超声波检测。
GIS可分为三相共体式和分相式两种。
尽管GIS在结构设计上不尽相同,但内部结构基本一致,主要有SF6气体、绝缘支座、拉杆、盘式绝缘子、导电体、气室外壳等。
GIS绝缘故障的发生,可能是在产品产生、现场安装以及运行操作等过程中。
如下图,导致GIS产生局部放电的原因具体分为以下几种:(1)气室内导体上和金属外壳上的异常凸起。
GIS在装配过程中留下的焊疤或较大的毛刺等,往往在老炼试验中无法清除,便在运行的气室内留下异常凸起点。
此类缺陷危害较大,会造成气室内局部场强不均匀。
当局部场强达到某一水平时,凸起点将出现尖端闪络。
GIS现场闪络故障定位关键技术应用
55为满足电气设备使用数量激增"电压等级和设备的集成度 要求进一步提高"7#> 被研发推广"7#> 的显著特点是占地面积 较小&密封性好&受环境影响较小&运行可靠性高&检修周期长& 维护工作量少&运行费用低等"现阶段"在全国范围内变电站建 设工作中广泛被应用# 在应用过程中发现 7#> 设备受恶劣天 气& 电力系统故障& 设备自身制造工艺缺陷等各方面的影响" 导致在高电压作用下会产生闪络现象"造成内部绝缘击穿"严 重危害设备及人身安全# 为此"本文主要阐述 7#> 现场闪络故 障定位关键技术措施应用及注意事项#
"7#> 现场闪络定位关键技术应用 (&$ 7#> 现场闪络故障定位的操作流程 本次 7#> 交流耐压试验现场闪络故障定位技术的应用中" 主要是利用超声波检测闪络定位装置对 7#> 内部闪络故障点 进行定位"具体操作流程如' 下图为检测装置和操作现场( !
检测装置和操作现场 第一步"升压前在 7#> 设备气室各选定检测点"并安装上 检测装置, 第二步"耐压开 始 即 启 动 闪 络 定 位 装 置" 接 收 各 检 测 点 检 测信号, 第三步"耐压过程中通过超声波传感器所接收到的声波信 号强弱"结合装置系统绘制的检测图谱所显示的声波脉冲信号 幅值&时刻等特征比较分析, 第四步"通过声波脉冲信号幅值和脉冲 下转第 $3H 页
参考文献 $$% 陈贵亮&输电线路运行维护问题探讨$ c% &电子制作! )%$1!&$4' (4$24)& $)% 李香彪&输电线路运行维护中的技术问题探究$ c% &南 方农机!)%$1!34&%4' (4( j$(3& $(% 姜龙&浅谈电力输电线路的运行维护及故障排除$ c% & 电子制作!)%$1!&%4' ((( j)H& 作者简介王海东&$'1$2' ! 男!河北承德人! 高级技师& 助 理工程师'! 从事高压输电线路运检技术工作 "
GIS局放在线监测系统运维导则
北京领翼中翔科技有限公司GIS设备局放在线监测及故障诊断系统安装、运行、维护导则北京领翼中翔科技有限公司2011年6月1、总则GIS(气体绝缘全封闭组合电器)具有较高的安全可靠性,但由于加工、运输、现场装配等多种原因,使得GIS不可避免地存在绝缘缺陷而影响其长期稳定、可靠运行。
这些缺陷通常比较微小和隐蔽,不足以导致在工频耐压试验时立即击穿,但投入运行后在正常运行电压作用下会发生局部放电,使缺陷逐渐发展扩大,甚至造成整个绝缘击穿或沿面闪络,从而对设备的安全运行造成威胁。
GIS局部放电在线监测能够帮助及时发现GIS的绝缘缺陷,避免绝缘故障,提高GIS的安全运行水平。
基于GIS局部放电在线监测,可以实现GIS绝缘的状态维修,减少停电时间和节省维修费用。
鉴于此,GIS局放在线监测系统的正确安装以及安装后运行的稳定、可靠性,数据采集的准确性等将直接影响到对GIS设备运行情况的正确判断,为了更好的维护GIS局放在线监测系统,保证该系统的稳定、可靠运行特制定本运维导则。
2、范围本导则规定了GIS局放在线监测及故障诊断系统在安装、运行过程中相关技术人员对设备操作、异常及故障处理的行为准则。
本导则适用于GIS局放在线监测及故障诊断系统的安装、运行、维护。
3、系统相关标准GB/T 7354-2003 《局部放电测量》DL/T 417-2006 《电力设备局部放电现场测量导则》GB/T16927.1—1997 《高电压试验技术第一部分:一般定义和试验要求》GB/T16927.2—1997 《高电压试验技术第二部分:测量系统》GB/T 4208-1993 《外壳防护等级的分类(IP代码)》GB/T19862-2005 《工业自动化仪表绝缘电阻、绝缘强度技术要求和试验方》DL/T 720/2000 《电力系统继电保护柜、屏通用技术条件》DL/T 595 《电力设备预防性试验规程》GB/T 6388 《运输包装收发货标志》GB 191 《包装储运图示标志》4、系统结构系统采用分级分层的体系结构。
gis定位原理
gis定位原理宝子!今天咱们来唠唠GIS定位原理呀,这可超有趣的呢。
GIS,也就是地理信息系统,它的定位就像是一场超级智能的捉迷藏游戏。
你想啊,咱们在这个大大的世界里,怎么找到一个东西或者一个人的位置呢?这就需要GIS来大展身手啦。
咱先说说最常见的GPS定位,这就像是天空中有好多好多超级小的小精灵在时刻盯着咱们呢。
这些小精灵呀,就是卫星。
卫星在高高的天空中,它们可厉害了,不停地发送信号。
咱们的手机或者那些定位设备呢,就像一个个小耳朵,在那等着接收卫星发出来的信号。
卫星说:“嗨,我在这儿呢,我给你发个信号,你快接住呀。
”然后设备就接收到了这些信号。
不过呢,这信号可不是那么简单就能确定位置的。
因为卫星离咱们老远老远了,就像你和远方的朋友喊话一样,信号传来传去会有一点点小偏差。
但是呢,没关系呀,因为不是只有一颗卫星在发信号呢,好多颗卫星一起发信号,就像是好多朋友从不同的方向告诉你他们在哪,然后咱们的设备就可以根据这些信号的时间差、强度啥的来算出自己的位置啦。
这就好比你知道好几个朋友离你的距离和方向,你就能在心里大概确定自己在啥地方啦。
再说说基站定位。
你看咱们周围有好多高高的基站塔吧。
这些基站塔呀,就像一个个小灯塔。
当咱们的手机在它们的信号覆盖范围内的时候,基站就会和手机聊天。
基站说:“小手机,你在我这儿呢,我能感觉到你的信号强弱。
”手机就会回应它。
然后基站就根据手机信号的强弱来判断手机离它有多远。
如果有好几个基站都和手机聊过天了,就像好几个灯塔都发现了一艘小船,它们就可以一起商量商量,然后确定手机的大概位置啦。
不过呢,基站定位有时候没有GPS那么精确,就像你大概知道东西在一个房间里,但不太清楚具体在哪个角落一样。
还有一种是Wi - Fi定位呢。
你有没有发现,当你打开手机的Wi - Fi,有时候它就能知道你在啥地方。
这是为啥呢?其实呀,那些Wi - Fi路由器也能帮忙定位呢。
就像每个Wi - Fi路由器都有自己的小地盘,当你的手机连接上它或者能检测到它的信号的时候,它就会告诉周围的系统:“嗨,有个小手机在我附近哦。
GIS局部放电检测方法及原理
GIS局部放电检测方法及原理GIS(Gas Insulated Switchgear)是一种广泛应用于电力系统中的高压开关设备,其内部充满绝缘气体,具有良好的绝缘性能和小型化特点。
然而,在长期运行中,GIS设备可能会出现局部放电现象,这不仅会影响设备的安全可靠运行,还可能造成设备的损坏甚至事故。
因此,对GIS设备进行局部放电检测是非常重要的。
本文将介绍GIS局部放电检测的方法及原理。
1.离线检测离线检测是指在GIS设备停机维护时进行的放电检测。
常用的离线检测方法包括:超声波检测、红外热像检测、高频电压法等。
(1)超声波检测:利用超声波传感器接收放电信号的超声波波形,分析波形频谱特征来判断是否存在放电现象。
超声波检测可以发现放电位置,但只能检测到比较强的放电信号。
(2)红外热像检测:通过红外热像仪观察GIS设备表面的温度分布情况,当有局部放电时,放电部位会产生局部温升,从而形成热像。
红外热像检测可以直观地显示放电位置,但对放电信号强度的测量能力较弱。
(3)高频电压法:利用高频电压传感器检测GIS设备内部的高频信号,通过分析信号频谱特征来判断是否存在放电现象。
高频电压法可以检测到局部放电信号,但对信号的定位能力较弱。
离线检测方法具有操作简便、设备可靠等优点,但需要停机维护,无法对设备进行长期实时监测。
2.在线检测在线检测是指在GIS设备运行时通过安装传感器实时监测放电信号,常用的在线检测方法包括:超声波检测、电磁波检测、紫外光检测等。
(1)超声波检测:通过在GIS设备周围安装超声波传感器,实时监测放电信号的超声波波形,通过分析波形频谱特征来判断是否存在放电现象。
超声波检测具有实时性强的优点,可以对设备进行长期监测。
(2)电磁波检测:通过在GIS设备周围安装电磁波传感器,实时监测放电信号的电磁波信号,通过分析信号频谱特征来判断是否存在放电现象。
电磁波检测可以对设备进行长期实时监测,对放电信号的定位能力较强。
GIS局部放电检测方法及原理
GIS局部放电在线检测特点:实时在线,对设备重点部位进行不间断监测。
系统结构:传感器(天线),放大器,信号过滤器,采集卡,工频信号触发器,工业控制计算机,机柜,局部放电故障分析软件,高精度数字示波器(选配),高频电缆,机械附件。
方法:1.超高频检测法(UHF法)原理:GIS发生绝缘故障的原因是其内部电场的畸变,往往伴随着局部放电现象,产生脉冲电流,电流脉冲上升时间及持续时间仅为纳秒( nS ) 级,该电流脉冲将激发出高频电磁波,其主要频段为0.3—3GHz,该电磁波可以从GIS上的盘式绝缘子处泄露出来,采用超高频传感器(频段为0.3—3GHz )测量绝缘缝隙处的电磁波,然后根据接收的信号强度来分析局部放电的严重程度。
优点:可以带电测量,测量方法不改变设备的运行方式,并且可以实现在线连续监测。
可有效地抑制背景噪声,如空气电晕等产生的电磁干扰频率一般均较低,超高频方法可对其进行有效抑制。
抗干扰能力强。
缺点:仅仅能知道发生了故障,但不能对发生故障的点进行准确的定位。
而且目前没有相应的国际及国内标准,不能给出一个放电量大小的结果。
目前难点:主要问题在于如何进一步提高灵敏度,解决各种干扰问题,进一步实现准确的定位。
应用:2.超声波法原理:GIS内部产生局部放电信号的时候,会产生冲击的振动及声音,GIS局部放电会产生声波,其类型包括纵波、横波和表面波。
纵波通过气体传到外壳、横波则需要通过固体介质(比如绝缘子等)传到外壳。
通过贴在GIS外壳表面的压电式传感器接收这些声波信号,以达到监测GIS局放的目的。
因此可以用在腔体外壁上安装的超声波传感器来测量局部放电信号。
优点:传感器与GIS设备的电气回路无任何联系,不受电气方面的干扰。
设备使用简便,技术相对比较成熟,现场应用经验比较丰富,可不改变设备的运行方式进行带电测量,由于测量的是超声波信号,因此对电磁干扰的抗干扰能力比较强,可以对缺陷进行定位。
缺点:声音信号在气体中的传输速率很低(约140m/s ),且信号中的高频部分衰减很快,信号通过不同介质的时候传播速率不同,且在不同材料的边界处会产生反射,因此信号模式变得很复杂。
GIS综合在线监测系统0810
一. 系统简介 ...............................................................................................................8 二. 系统原理 ...............................................................................................................9 三. 产品功能 ...............................................................................................................9 四. 技术指标 .............................................................................................................10 五. 系统组件 ............................................................................................................. 11 六. 产品特点 .............................................................................................................13
GIS设备现场交流耐压试验闪络定位技术分析
电力电子Power Electronic电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering G IS设备现场交流耐压试验闪络定位技术分析谢同平刘兴华孙鹏于洋何腾(国网淄博供电公司山东省淄博市255000 )摘要:本文就对G I S设备现场交流耐压试验中的闪络定位技术进行重点分析,以此来提升其闪络定位效果,让G I S设备在电力系统 中得以良好应用。
关键词:电力系统;G I S设备1G I S设备闪络问题的产生原因及其机理分析1.1产生原因通过分析G I S设备本身的组成部分可知,在现场应用的过程中,G I S设备闪络问题的主要原因是S F6气体在固体绝缘介质表层经过 的过程中会发生放电现象,而这种放电现象就很容易导致设备的绝 缘被击穿,进而出现闪络现象。
在S F6*,之所以会有放电现象出现在绝缘介质的表层,其主要原因是因为绝缘介质表层出现了电场 强度突变。
而导致这种电场强度突变的主要原因是在G I S设备制作 或安装过程中的工艺技术流程应用不够恰当,使得绝缘表面出现了 凹凸不平现象,或者是存在一些悬浮颗粒等的情况,这些现象都会 导致G丨S设备出现耐压闪络问题[11。
1.2产生机理在S F6气体内出现闪络的情况下,其闪络电压可通过以下公式 来表示:Uf =(1)在以上公式中,闪络电压用认表示:绝缘利用系数用ri表示;闪络情况下电场强度最大值用E f表示;气体间隙用d表示。
通过相关研宄发现,E f和电极、绝缘介质表面所表现出的粗糙度之间有着很大的关联性,具体情况可通过以下公式来表示:E r=Kh K.rKsK c r l,(2)E cri, =P(EI p)cri,(3)在以上公式中,电极曲率用心表示:电极表面所呈现出的粗 糙度用K,•表示;固体介质表面所呈现出的粗糙度用K g表示;气体 压力用p表示。
将公式(2)带入到公式(1)中可以得出以下结果:u f=k hk f^g nEc r i,d(4)通过以上的计算分析可以发现,在G1S设备的具体应用中,如 果其绝缘介质所承受的电压值达到了公式(4)中的I V G I S设备 内部的绝缘子就会沿着介质表面出现闪络问题。
GIS局部放电检测与定位技术进展(1)
3.2模式识别技术
GIS中的绝缘缺陷主要有如下的几种:(1)高压导体上的突出物;(2)外壳上的微粒;(3)浮动微
粒;(4)自由微粒;(5)绝缘子上的微粒;(6)绝缘
靶_“∥粼 子中的裂缝;(7)绝缘中的气泡;(8)浮动电极c如
图l所爪.为GIS g。JI,种艘型的缺陷模型。
绝缘缺陷产生的局放在3D图谱上显示其放电 特征.依据放电特征可斟识别不同的绝缘缺陷类型。 将3D图谱通过不同的映射,可以得到若干个不同的 2D图谱.针时2D图谱可以提取if{局放分析巾经典 的相位分布特征参数。通过智能工具可以自动识
到的信号迸i,分析能更加有效地排除现场干扰,提高局部放电定位精度和缺陷娄型识别的准确性,有利
于发现并确定绝缘蚨陷,实现GIS的安全维护。
使用超高频和超声波进行局部放电联合检测的步骤: (I)在盆式绝缘于处放置传感器,进行超高频检测,判断是否存在电磁渡信号。使Ⅲ超声传感器逐
点进行声信号检测,判断是否存在声信号。之后根据出现的几种具体情况进行进一步的分析判断u (2)如果电信号和声信号都存在.则使用超高频法根据盆式绝缘于的位置进行粗略定位.同时使用
上海交通大学研究了GIS局部放电在线监技术,对GIS中电磁波的特性研究和局部放电信号模式 识别技术的研究取得了一定的进展,已完成移动式GIS局部放电在线监测系统的研制并在多个变电站 投入运行,现场应用情况表明该系统抗干扰能力强、绝缘缺陷定位精确度高,缺陷类型识别度好,为GIS 现场安全维护了提供有利保障。
1 引言
近年来,随着气体绝缘组合电器(Gas Insulated Switchgear,GIS)在电力系统中的大量使用,GIS运行 的安全维护工作也显得越来越重要。由于GIS设备内部绝缘距离的减少,设备内部电场强度大为提高。 如果GIS在生产或装配过程中留下一些小的缺陷,如金属微粒、绝缘气隙等,这些微小的缺陷在强电场 下会使得局部电场畸变、局部场强集中,从而导致绝缘介质局部范围内的放电,形成危险的放电通道,并 最终引起绝缘击穿事故的发生…。
地理信息系统GIS
一、地理信息系统GIS地理信息系统在国际上称为GIS,即 Geograhpic Information system的缩写。
在我国又称为资源与环境信息系统。
地理信息系统是利用计算机存贮、处理地理信息的一种技术与工具,是一种在计算机软、硬件支持下,把各种资源信息和环境参数按空间分布或地理坐标,以一定格式和分类编码输入、处理、存贮、输出,以满足应用需要的人-机交互信息系统。
它通过对多要素数据的操作和综合分析,方便快速地把所需要的信息以图形、图像、数字等多种形式输出,满足各应用领域或研究工作的需要。
地理信息系统在国民经济建设中得到了广泛运用,特别是在地域开发、环境保护、资源利用、城市管理、灾情预测、人口控制、交通运输等方面发挥着积极的作用。
二、全球定位系统GPS精确位署以求得地面点位置。
它能为用户提供全球性、全天候、连续、实时、高精度的三维坐标、三向速度和时间信GPS是全球定位系统英文名词Global Positioning System的缩写。
该系统是美国布设的第二代卫星无线电导航系统。
它是在地球上空布设24颗 GPS专用卫星,卫星轨道即每时刻的精确位置由地面监控站测定,并通过卫星用无线电波向地面发播;地面上用GPS接收机同时接收4颗以上卫星信号,根据卫星的息。
三、遥感(RS)遥感,顾名思义,就是从遥远处感知,泛指各种非接触的、远距离的探测技术。
遥感是一门新兴的科学技术,主要指从远距离、高空或外层空间的平台上,利平可见光、红外、微波等探测仪器,通过摄影或扫描、信息感应、传输和处理,从而识别地面物质的性质和运动状态的现代化技术系统。
四、3S技术集成3S技术形象代表了测绘学科与其他相关学科的融合与交叉,其本身也在走向集成。
在3S技术集成中,GPS主要是实时、快速的提供目标的空间位置,RS用于实时、快速的提供大面积地表物体及其环境的几何与地理信息及各种变化,GIS则是多种来源时空数据的综合处理和应用分析的平台。
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XD50 GIS局放检测与闪络定位系统简介
1.概述
本系统是一套针对GIS耐压试验时,检测各部位局部放电状况、定位闪络击穿点的局放检测装置。
系统采用分布式检测、全程状态跟踪、高精度时基同步与相位同步、IP化高速组网等新技术,一体化全新设计研发。
局放的检出率和定位精度相对之前装置都有一个数量级的提升。
2. 功能特征
2.1灵敏度高
局放检测灵敏度可达到1PC,闪络定位准确率不低于95%。
2.2定位精度高
同时具备硬同步和软同步能力,所有信号测量时基偏差<1μs,不受网络速率影响,闪络定位精度可达到10cm。
2.3作业效率高
各单元之间可无线和有线自动组网,电池供电,专业软件一体化操控、分析;整个系统自动适配,无需繁杂调试。
2.4安全性高
检测人员和设备与高压隔离,绝对保证人员与设备安全。
2.5可靠性高
整个系统按工业级标准设计,重要功能采用多重备份。
2.6适应性强
可以支持32个前端,128个检测点以分布式布置同时工作,可以适配各种高压试验电源,可以兼容第三方内置传感器,可以单相、三相或单段、多段一起检测。
2.7全程跟踪
整个试验过程相关状态不间断跟踪检测与汇集,参量提取系统、完整,相互印证,检测有效性高。
3. 系统架构
本系统由局放检测单元(多个)、高压检测单元、时基同步单元和操控分析单元4大单元模块组成。
系统架构如下图所示:
系统架构图
1)局放检测单元:采集、处理被试设备的局放信号。
2)高压检测单元:采集、处理高压试验电源的电压、频率、相位和闪络时标。
3)时基同步单元:标定信号时刻值,实现各分布式单元之间的时基同步。
4)操控分析单元:协调控制整个系统的运行,汇集、处理被检设备的状态信息。
4. 组件与功能
4.1局放检测单元
4.1.1资源配置
局放检测单元主要资源表
配置 数量 功能 性能 备注
超声波局放检测通道 2~3个 信号检测 灵敏度≤5pc含传感器
特高频局放检测通道 1~2个 信号检测 灵敏度≤1pc含传感器
时标输入接口 1个 实时同步 ≤1μs
无线数据通信模块 1个 高速数据通信 ≤140Mbps 缺省WIFI,3G/4G备选无线相位接收模块 1个 零位信号接收 ≤1ms 在无时标信号时使用 有线通信模块 2个 与无线互为备份≤1000Mbps RJ45+USB
高速算法处理器 1个 信号处理 FPGA
嵌入式计算机 1套 综合管理 主频1G ARM
数据存储 1套 数据存储 4G SDRAM
内置电池 1组 电源供应 24V,2.6AH 锂电池
4.1.2功能说明
用于被测设备局放信号的收集、分析和处理,可进行联合检测、定位。
单元缺省配置为特高频检测通道+超声波检测通道,配置比例为1:2或1:3,检测方式为持续。
每组数据,根据否有时标信号或相位信号输入,分别标注相应的时刻参数。
单元采集的局放数据,经算法处理后先本地存储,然后根据操控单元指令向后台发送指定数据。
存储转发模式,可保证数据系统性不受通信状态稳定性的影响,可以追索整个过程所有信号。
局放检测单元
超声波传感器
特高频传感器
4.2高压检测单元
4.2.1资源配置
高压检测单元主要资源表
配置 数量 功能 性能 备注
电压监测通道 1个 高电压监测 采样速率1M
零位检测 1个 相位同步 ≤1ms
GPS授时单元 1个 实时同步 ≤1μs 也可使用北斗
无线数据通信模块 1个 高速数据通信 ≤140Mbps 缺省WIFI,3G/4G备选无线相位发送模块 1个 零位信号发送 ≤1ms 在无时标信号时使用 有线通信模块 2个 与无线互为备份≤1000Mbps RJ45+USB
嵌入式计算机 1套 综合管理 主频1G ARM
数据存储 1套 数据存储 4G SDRAM
内置电池 1组 电源供应 24V,2.6AH 锂电池
4.2.2功能说明
获取高压电源带有时标的电压、频率、相位、闪络参数,为操控分析系统鉴别局放性质、分析局放与高压的关系,准确定位闪络点提供参数依据。
高压检测单元
4.3.1资源配置
时基同步单元主要资源表
配置 数量 功能 性能 备注
GPS授时模块 1个 实时同步 ≤1μs 也可使用北斗
时标信号输出接口 1个 实时同步 ≤1μs
内置电池 1组 电源供应 24V,2.6AH 锂电池
4.3.2功能说明
局放定位需要高精度同步时基,引入统一的高精度标准时基信号作为基准,从而使分布式检测单元间的同步精度达到μs级。
时基同步单元
4.4.1资源配置
操控分析单元主要资源表
配置 数量 功能 性能 备注
高性能PC 1个 综合平台 主频3G Windows平台
高速路由器 1个 多终端通信 ≤140Mbps 无线、有线
操控分析软件 1套 操控分析
电池源 1组 电源供应 24V,2.6AH 锂电池
三角架 1个 现场平台支撑≥5kg
4.4.2功能说明
协调、控制各个单元的启动和运行,汇集、分析收集到的相关数据和信息,属于整个系统的核心部分。
具体功能详见操控分析软件说明。
操控分析单元
5. 操控分析软件
5.1设计理念
1)保证整个过程所有重要的特征信号不被漏失;
2)整个系统不因通信网络的波动,影响数据完整性和有效性;
3)系统启动免调试,参数设置基本自动化;
软件架构图
5.2单元操控
系统的通信管理、同步管理、电压检测、局放检测都由操控软件组织,系统运作流程包括以下主要步骤:
1)系统协调相关单元自检通信网络、同步信号、电池电量等状态并将相关参数显示在界面上;
2)系统根据指令开始工作,相关检测单元采集、接收、处理相关信号并将相关数据保存于本地存储器中。
3)高压单元将采集的试验电源电压值及频率、零位、闪络时刻参数,通过操控单元(后台)及时发送给局放单元;
4)局放单元根据试验电源零位及闪络时刻参数,对原始数据进行切段处理,形成以零位信号为起点的同步数据段,并将本段中的局放指标发给后台供分析系统描绘局放趋势曲线,其他数据再次本地存储待后台调用。
5)后台根据各检测点的局放指标趋势或人工指令,选择将需要重点关注的数据段优先发到后台;如果后台收到电源闪络信号,即通知局放单元停止信号采集,并让发生闪络时刻的前后时间段的原始数据,优先发送到后台供分析系统确定闪络位置。
5.3数据分析
特征信号测定:设置特征信号判定绝对阀值或增量阀值,自动识别阀值以上的特征信号,汇集特征信号图谱及相关检测单元信息。
信号分析识别:软件自带完整标准数据图库,可自动分析异常信号,识别区分放电信号和背景信号,判断局放信号的具体类型。
闪络击穿定位: 收集闪络瞬间的连续信号,确定闪络点邻近的单元信息;分析图谱时域特征,计算定位精确的闪络位置。
软件界面图
6. 产品规格
规格 配置 功能 应用场合
单机版 操控单元:1台;
检测单元:1个;
传感器:1UHF+2近AE+1远AE;
高压单元:1台;
三脚架平台:1个。
具备相位同步功能的局放
检测与闪络定位;
小型电站GIS局放
检测及闪络定位,
如:110kVGIS。
三机版 操控单元:1台;
检测单元:3个;
传感器:3组;
高压单元:1个;
时基单元:1个;
三脚架平台:1个。
具备时基同步能力和相位
同步能力的分布式局放检
测与闪络定位;
中型电站GIS局放
检测及闪络定位,
如:220kV及以下
GIS。
网络版 操控后台:1套;
检测单元:N个;
传感器:N组;
高压单元:1个;
时基单元:1套;
三脚架平台:1个。
具备时基同步能力和相位
同步能力的分布式局放检
测与闪络定位;
大型电站GIS局放
检测及闪络定位,
如:超高压及特高压
GIS。
XD50 GIS 局放检测与闪络定位系统简介
杭州西湖电子研究所
7.现场照片
浙南1000KV 特高站 GIS 耐压局放试验
宁波城北站500KV GIS 耐压局放试验。