[发明专利]一种GIS局部放电信号源及模拟局部放电的方法

说明书

技术领域

本发明属于气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）局部放电监测领域，尤其涉及一种GIS局部放电信号源及模拟局部放电的方法。

背景技术

气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）是电网安全运行的关键部分，具有服役周期长、体积大、重量大和价格高昂的特点。但是，GIS制造时出现的毛刺、安装运输时部件松动引起接触不良、运行中固体绝缘老化、及各种情况下可能出现的各种缺陷，都可能导致设备内部电场发生畸变，使得局部电场加强从而产生局部放电（Partial Discharge，简称PD）。局部放电如电力设备中的“肿瘤”，如果不能提前发现，会导致绝缘老化并最终导致设备的崩溃和电网的瘫痪，造成巨大的经济损失，同时对人民的生活水平产生巨大的影响。

特高频检测法是一种检测GIS局部放电故障的有效方法，该方法通过检测局部放电产生的300MHz-3000MHz高频电磁波信号实现对局放故障的检测，具有抗干扰能力强、灵敏度高和可靠性好的优点，因此得到了业界的广泛关注和研究。

目前，多数电网公司都装配有大量GIS局部放电特高频检测系统，但是在使用过程中发现监测系统长期没有任何信号，无法判断其是否正常工作，因此需要一种能够模拟真实GIS局部放电信号源，来对特高频在线监测系统是否正常工作进行检测。传统的脉冲电流法的信号源由于频段太低，易被超高频的滤波器当成干扰被滤掉，而信号发生器一类的信号源则只能用于特高频局部放电传播特性和放电量标定等研究，无法满足模拟不同绝缘缺陷局部放电信号源的模拟需求。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种能够真实模拟不同GIS典型绝缘缺陷局部放电信号源，能够根据针对不同GIS典型绝缘缺陷局部放电信号任意调节不同相位脉冲位置、数量和幅值。

本发明的第二目的是提供一种利用局部放电信号源模拟局部放电的方法，能够真正实现对电网公司众多GIS特高检测系统是否在正常工作的校验。

为实现上述第一个目的，本发明采用的技术方案是：一种GIS局部放电信号源，包括示波器或采集装置；还包括计算机和局放信号源，计算机与局放信号源之间通信连接；局放信号源包括主控模块、以及与主控模块连接的存储模块、脉冲信号发射模块、显示模块和同步模块；同步模块连接示波器或采集装置。

在上述的GIS局部放电信号源中，计算机与局放信号源之间通过串口或网口进行通信；局放信号源既能单独工作也能与计算机配合工作。

为实现上述第二个目的，本发明采用的技术方案是：一种利用GIS局部放电信号源模拟局部放电的方法，包括以下步骤：首先获取GIS典型绝缘缺陷局部放电信号，提取信号包络图，对包络图进行360等分并以一维数组形式存储于计算机和存储模块中；主控模块收到计算机下发的GIS典型缺陷类型选择结果和缺陷对应的包络信号时，向脉冲信号发射模块和同步模块发出工作通知指令，且同时输出典型缺陷包络信号；典型缺陷包络信号对脉冲信号发射模块发出的脉冲信号进行截取并输出缺陷对应的局放信号；同时同步模块输出同步脉冲用于示波器或者采集装置同步采集；当主控模块收到显示模块下发的GIS典型缺陷类型选择结果时，从存储模块读取缺陷类型对应包络信号；然后向脉冲信号发射模块和同步模块发出工作通知指令，并同时输出典型缺陷包络信号；典型缺陷包络信号对脉冲信号发射模块发出的脉冲信号进行截取并输出缺陷对应的局放信号；同时同步模块输出同步脉冲用于示波器或者采集装置同步采集。

在上述的GIS局部放电信号源模拟局部放电的方法中，具体实现的步骤如下：获取GIS典型放电缺陷类型在一个工频周期内的相位-放电幅值信号，对相位-放电幅值信号进行包络图的提取，并存储在计算机内或者存储模块中；在使用局部放电信号源的时候，首先选取缺陷类型对应的相位-放电幅值包络图，所选择的相位-放电幅值包络图与脉冲信号发射模块产生的脉冲信号合成20ms对应缺陷局放信号的相位-放电幅值，从而模拟出与真实缺陷产生的局部放电类似的信号。

在上述的GIS局部放电信号源模拟局部放电的方法中，相位-放电幅值包络图360等分并进行一维数组的存储；相位-放电幅值包络图既可以存储在计算机上，也可以存储在存储模块中。

在上述的GIS局部放电信号源模拟局部放电的方法中，GIS典型缺陷类型包括金属突出物缺陷、自由金属微粒缺陷、绝缘子表面金属污秽缺陷和绝缘子气隙缺陷；且根据现场的需求会减少缺陷类型或者增加其他缺陷类型；

在上述的GIS局部放电信号源模拟局部放电的方法中，脉冲信号发射模块输出脉冲信号。