[发明专利]GIS局部放电实验室有效模拟和多源检测系统及方法

说明书

本发明公开了一种GIS局部放电实验室有效模拟和多源检测系统及方法，利用加压电路模块将试验电压升至为起始局放电压，同时输出脉冲电流信号和工频周期信号；采集GIS内部局部放电产生的脉冲电流信号、高频电磁波信号、超声波信号和光信号，判断GIS内部局部放电的发生，通过脉冲电流法得到局部放电的放电量以及放电状态；同时，通过所述工频周期信号得出局部放电产生的时间和相位信息；在完成局部放电实验后，通过检测分解所述气体的组成成分和浓度，获取GIS内部绝缘故障信息。本发明能实现在不破坏GIS本体的情况下在实验室内对真型GIS实现局部放电的有效模拟。

技术领域

本发明涉及电力装备绝缘状态检测技术领域，具体地指一种真型GIS放电实验室有效模拟和光、电、声、磁、化学多源检测系统及方法。

背景技术

建设特高压电网可以解决因电力发展而引起的能源配置矛盾、电源协调矛盾、土地资源矛盾，减缓因国民经济发展引起的能源与环境压力。设备对于特高压电网的顺利发展十分重要。GIS(Gas Insulated Switchgear，简称GIS)因占地面积小、技术特性佳，在特高压电网中属于重要的配电装置。但在GIS设备的制造、安装、调试和运行过程中，仍不可避免地出现绝缘缺陷，诸如高压导体金属尖刺、壳体内表面上金属突起物、绝缘子表面附着微粒等，这些绝缘缺陷可能引起GIS内部局部电场畸变，从而诱发放电事故。

目前常用的GIS局部放电检测方法包括超声波法、特高频法、光学检测法和特征气体检测法。超声波法是检测局部放电辐射的超声波信号，特高频法是检测局部放电辐射的高频电磁波信号，光学检测法是检测局部放电产生的光信号，特征气体检测法是检测局部放电导致SF6等绝缘气体分解产生的微量特征气体。同时利用脉冲电流法标定局部放电的强度，即放电量pC。

在实验室利用光、电、声、磁、化学等检测开展GIS局部放电特征的研究是有效获取GIS内部放电特征的基础，尤其是如果能在真型GIS(和现场GIS一样尺寸和结构的GIS)进行局部放电试验的有效模拟和放电特征的多源检测研究。但是，局部放电本身具有一定的破坏性，每次试验都会导致真型GIS腔体内同一个位置无法再进行相同试验，导致真型GIS能做局部放电试验的区域越来越少，最终导致整个真型GIS无法再开展局部放电试验的研究。而真型GIS价格昂贵，例如220kV GIS售价达到上百万元，对大多数高校实验室来说负担较重，如果能在不破坏真型GIS的情况下，能在真型GIS上重复开展局部放电模拟研究，将大幅降低高校实验室的负担。

除此之外，真型GIS为全封闭金属结构，没有安装特高频法中天线传感器、光学检测法中光纤传感器位置和化学检测法中获取SF6气体的路径，导致在不破坏真型GIS结构和破坏GIS内部电场均衡分布的条件下无法在真型GIS上在实验室开展光、电、声、磁、化学多源检测方法研究。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种GIS局部放电实验室有效模拟和多源检测系统及方法，利用该发明可有效实现真型GIS在不破坏其结构的情况下实现放电缺陷的有效模拟和模拟放电缺陷的光、电、声、磁和化学分解组分的有效检测，为真型GIS放电缺陷有效模拟和多源放电特征在实验室中的有效研究提供新的解决方案。