輸變電設備放電強度測定系統及測定方法

2023-12-10 10:09:17

輸變電設備放電強度測定系統及測定方法
【專利摘要】本發明提供的一種輸變電設備放電強度測定系統及測定方法，包括：放電裝置，用於模擬放電；脈衝電壓發生器，用於向放電裝置輸出不同電荷量的脈衝電壓並使放電裝置放電；電壓發生器，用於向放電裝置輸出不同電壓並使放電裝置進行不同放電強度的放電；紫外放電檢測儀，用於檢測放電裝置在不同放電強度下的紫外光子數量以及輸變電設備放電的紫外光子數量並輸出；示波器，用於採集在放電裝置放電時採集脈衝電壓波形以及電壓發生器輸出的電壓使放電裝置放電時的放電脈衝電壓波形並輸出；處理器，用於判斷輸變電設備的放電強度及放電量，能夠對輸變電設備的放電量及放電強度進行準確量化測定，為技術人員提供客觀的判斷依據，指導技術人員對輸變電設備的運行狀態進行準確的分析。
【專利說明】輸變電設備放電強度測定系統及測定方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及電力設備的放電檢測領域，尤其涉及一種輸變電設備放電強度測定系統及測定方法。

【背景技術】
[0002]輸變電設備在強電場以及磁場的作用下，輸變電設備的局部將發生放電現象，包括電暈放電、電弧放電以及火花放電，嚴重影響輸變電設備的運行安全，而且對電力系統的穩定運行產生巨大影響，比如電暈噪聲、電磁幹擾等，因此，為保障電網和輸變電設備的安全運行，需要對輸變電設備的放電進行檢測。
[0003]現有技術中，對於輸變電設備的放電通過盲型紫外放電檢測儀對高壓帶電設備的放電紫外光連續的頂點檢測，通過計算紫外光子數，並結合檢測的環境參數以及測量距離對輸變電設備的放電狀態以及趨勢進行分析，但是上述的方法及設備無法對輸變電設備的放電量、放電強度以及放電類型進行量化測量，技術人員僅僅通過感性的分析來判斷輸變電設備的放電狀態，往往出現誤判致使誤檢、漏檢，從而導致輸變電設備發生事故。
[0004]因此，需要提出一種新的測量系統以及測量方法，能夠對輸變電設備放電強度進行準確量化測定，為技術人員提供客觀的判斷依據，指導技術人員對輸變電設備的運行狀態進行準確的分析，從而保證輸變電設備以及電力系統持續穩定地運行。


【發明內容】

[0005]有鑑於此，本發明的目的是提供一種輸變電設備放電強度測定系統，能夠對輸變電設備放電強度進行準確量化測定，為技術人員提供客觀的判斷依據，指導技術人員對輸變電設備的運行狀態進行準確的分析，從而保證輸變電設備以及電力系統持續穩定地運行。
[0006]本發明提供的一種輸變電設備放電強度測定系統，包括:
[0007]放電裝置，用於模擬放電；
[0008]脈衝電壓發生器，用於向放電裝置輸出不同電荷量的脈衝電壓並使放電裝置放電；
[0009]電壓發生器，用於向放電裝置輸出不同電壓並使放電裝置進行不同放電強度的放電，使放電裝置放電時放電脈衝電壓與脈衝電壓發生器產生的所有脈衝電壓相等；
[0010]紫外放電檢測儀，用於檢測放電裝置在不同放電強度下的紫外光子數量以及輸變電設備放電的紫外光子數量並輸出；
[0011 ] 示波器，用於採集在針板裝置放電時採集脈衝電壓波形以及電壓發生器輸出的電壓使放電裝置放電時的放電脈衝電壓波形並輸出；
[0012]處理器，用於獲取示波器採集的波形以及紫外放電檢測儀輸出的紫外光子數量，並將放電裝置不同放電強度下的放電量以及紫外光子數量進行擬合形成曲線；然後將輸變電設備放電的紫外光子數量與放電裝置在不同放電強度下的放電量以及紫外光子數量進行對比，判斷輸變電設備的放電強度及放電量。
[0013]進一步，所述紫外放電檢測儀在測量放電裝置在不同放電強度下的紫外光子數量時，與所述放電裝置保持設定的距離；或者
[0014]所述紫外放電檢測儀在測量放電裝置在不同放電強度下的紫外光子數量時，與所述放電裝置在不同距離下測量紫外光子數量並記錄該距離。
[0015]進一步，所述放電裝置為針板放電裝置，包括金屬板和金屬針，所述金屬針以垂直與金屬板的板面的方式設置於金屬板上方並且金屬針的下端端部與金屬板之間具有放電間隙，所述金屬板接地。
[0016]進一步，所述針板放電裝置還包括絕緣板以及絕緣螺杆，所述絕緣板用於固定安裝所述金屬針且所述絕緣板以平行於金屬板的方式設置於金屬板的上方，所述絕緣板與金屬板之間通過絕緣螺杆連接。
[0017]進一步，當電壓發生器向放電裝置輸出電壓使放電裝置在不同強度下放電，並根據放電強度判斷放電類型，其中:放電強度與電壓發生器的電壓值對應，放電類型包括電暈放電、火花放電以及電弧放電。
[0018]進一步，所述處理器通過如下步驟對輸變電設備的進行放電類型及放電量的進行判定:
[0019]a.處理器獲取示波器所監測的脈衝電壓發生器輸出的不同放電量使放電裝置放電時的脈衝電壓值，並將脈衝電壓與放電量擬合生成放電量-電壓曲線。
[0020]b.處理器獲取示波器所檢測的電壓發生器輸出的不同電壓使放電裝置放電時的放電脈衝電壓值以及獲取紫外放電檢測儀採集的不同放電強度的紫外光子數，並將電壓值與紫外光子數擬合生成紫外光子數-電壓曲線。
[0021]c.處理器根據放電量-電壓曲線以及紫外光子數-電壓曲線進行擬合，使相同電壓的放電量與紫外光子數對應並擬合成放電量-紫外光子數曲線。
[0022]d.處理器獲取紫外放電檢測儀所採集的輸變電設備的紫外光子數，並且將紫外光子數與放電量-紫外光子曲線以及紫外光子數-電壓曲線進行對比，確定輸變電設備的放電量及放電強度。
[0023]相應地，本發明提供了一種輸變電設備放電強度測定方法，包括如下步驟:
[0024]S1.控制脈衝電壓發生器向針板放電裝置輸出不同放電量的脈衝電壓使針板放電裝置放電，並且由示波器檢測脈衝電壓值波形，然後控制處理器獲取脈衝電壓波形並與放電量擬合生成放電量-電壓曲線；
[0025]S2.控制電壓發生器向針板放電裝置輸出不同的電壓使針板放電裝置進行不同強度的放電，並且控制紫外放電檢測儀檢測針板放電裝置的放電紫外光子數，以及示波器檢測針板放電裝置的放電脈衝電壓的波形，處理器獲取示波器輸出的電壓波形以及紫外放電光子數並擬合生成紫外光子數-電壓曲線；
[0026]S3.處理器根據放電量-電壓曲線以及紫外光子數-電壓曲線進行擬合，使相同電壓的放電量與紫外光子數對應並擬合成放電量-紫外光子數曲線；
[0027]S4.處理器獲取紫外放電檢測儀所採集的輸變電設備的紫外光子數，並且將紫外光子數與放電量-紫外光子數曲線以及紫外光子數-電壓曲線進行對比，確定輸變電設備的放電量及放電強度。
[0028]進一步，所述紫外放電檢測儀與針板放電裝置之間距離等於紫外放電檢測儀與輸變電設備之間的距離；或者
[0029]所述紫外放電檢測儀在不同的距離條件下檢測針板放電裝置放電時的紫外光子數；紫外放電檢測儀根據實際需要與輸變電設備設定檢測距離，然後將該距離的紫外光子數與紫外放電檢測儀和針板放電裝置的不同距離條件下的紫外光子數對應，確定紫外光子數最接近的放電量-紫外光子數曲線進行對比。
[0030]本發明的有益效果:本發明提供的輸變電設備放電強度測定系統及測定方法，能夠對輸變電設備的放電強度進行準確量化測定，為技術人員提供客觀的判斷依據，指導技術人員對輸變電設備的運行狀態進行準確的分析，從而保證輸變電設備以及電力系統持續穩定地運行。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述:
[0032]圖1為本發明的原理框圖。
[0033]圖2為本發明的脈衝電壓的放電模型圖。
[0034]圖3為本發明的電壓發生器電壓的放電模型圖。
[0035]圖4為本發明的針板放電裝置結構示意圖。
[0036]圖5為本發明的方法流程圖。

【具體實施方式】
[0037]圖1為本發明的原理框圖，圖2為本發明的脈衝電壓的放電模型圖，圖3為本發明的電壓發生器電壓的放電模型圖，圖4為本發明的針板放電裝置結構示意圖，圖5為本發明的方法流程圖，圖1至圖3中的R為檢測阻抗，圖2和圖3中，C為耦合器，圖3中，F為分壓器，Rl為保護電阻，如圖所示，本發明提供的一種輸變電設備放電強度測定系統，包括:
[0038]放電裝置，用於模擬放電，為了在測量過程中進行準確標定放電量-紫外光子數曲線，本發明優先採用針板放電裝置；
[0039]脈衝電壓發生器，用於向放電裝置輸出不同電荷量的脈衝電壓並使放電裝置放電；
[0040]電壓發生器，用於向放電裝置輸出不同電壓並使放電裝置進行不同放電強度的放電，其中，電壓發生器輸出不是脈衝電壓，並且電壓發生器工作時，脈衝電壓發生器不工作，脈衝電壓發生器工作時，電壓發生器不工作，電壓發生器輸出不同的電壓，使放電裝置放電時放電脈衝電壓與脈衝電壓發生器產生的所有脈衝電壓一一相等，並且記錄每個放電脈衝電壓所對應的紫外光子數；
[0041 ] 紫外放電檢測儀，用於檢測放電裝置在不同放電強度下的紫外光子數量以及輸變電設備放電的紫外光子數量並輸出；其中，紫外放電檢測儀為紫外成像儀；
[0042]示波器，用於採集在針板裝置放電時採集脈衝電壓波形以及電壓發生器輸出的電壓使放電裝置放電時的放電脈衝電壓波形並輸出；
[0043]處理器，用於獲取示波器採集的波形以及紫外放電檢測儀輸出的紫外光子數量，並將放電裝置不同放電強度下的放電量以及紫外光子數量進行擬合形成曲線；然後將輸變電設備放電的紫外光子數量與放電裝置在不同放電強度下的放電量以及紫外光子數量進行對比，判斷輸變電設備的放電強度及放電量；
[0044]其中處理器，採用現有的設備，比如現有的單片機。
[0045]本實施例中，所述紫外放電檢測儀在測量放電裝置在不同放電強度下的紫外光子數量時，與所述放電裝置保持設定的距離；也就是說紫外放電檢測儀在測量放電裝置放電以及輸變電設備放電時的紫外光子數時，紫外放電檢測儀和放電裝置之間的距離應該等於紫外放電檢測儀和輸變電設備之間的距離，該距離即為設定距離，可通過實際測量需要進行設定，以保證對輸變電設備的放電檢測的準確性；
[0046]或者所述紫外放電檢測儀在測量放電裝置在不同放電強度下的紫外光子數量時，與所述放電裝置在不同距離下測量紫外光子數量並記錄該距離，也就是說:紫外放電檢測儀可以在一個確定距離下測量放電裝置在某一個放電強度下的紫外光子數，然後改變測量距離，然後再在該放電強度下測量放電裝置放電時的紫外光子數，這樣可以形成同一放電強度下的不同測量距離的紫外光子數，然後再改變放電強度，依據上面的步驟測量改變放電強度的不同距離的紫外光子數，然後可以生成多個放電強度(放電脈衝電壓)_紫外光子數曲線，這種方式可以解決現場中，由於輸變電設備的特殊性，某些設備不能在一個特定的距離進行測量，可以增強本發明的適應性，那麼通過上述的方式，最終可以生成多條標定的放電量-紫外光子數曲線，然後檢測到輸變電設備放電的紫外光子數與放電量-紫外光子數曲線進行對比，以輸變電設備放電的紫外光子數與標定曲線上的紫外光子數最為接近的曲線進行放電量以及放電強度的判定。
[0047]本實施例中，所述放電裝置為針板放電裝置，包括金屬板和金屬針，所述金屬針以垂直與金屬板的板面的方式設置於金屬板上方並且金屬針的下端端部與金屬板之間具有放電間隙，所述金屬板接地，所述針板放電裝置還包括絕緣板以及絕緣螺杆，所述絕緣板用於固定安裝所述金屬針且所述絕緣板以平行於金屬板的方式設置於金屬板的上方，所述絕緣板與金屬板之間通過絕緣螺杆連接，通過上述結構，可以方便地模擬放電試驗，並且最終得出準確的標定放電量-紫外光子數曲線，並且還可以根據需要對放電間隙進行調整，通過調整絕緣螺杆既可以完成放電間隙的調整。
[0048]本實施例中，當電壓發生器向放電裝置輸出電壓使放電裝置在不同強度下放電，也就是說:電壓發生器輸出的某個電壓值與某一放電強度唯一對應，並根據放電強度判斷放電類型，其中:放電強度與電壓發生器的電壓值對應，放電類型包括電暈放電、火花放電以及電弧放電；當然，本檢測測定系統還包括分壓器F、保護電阻R1、檢測阻抗R以及耦合器C，其具體的連接關係如圖2和圖3所示，在圖3中，分壓器F的作用為測定針板放電裝置放電時的放電電壓。
[0049]本實施例中，所述處理器通過如下步驟對輸變電設備的進行放電類型及放電量的進行判定:
[0050]a.處理器獲取示波器所監測的脈衝電壓發生器輸出的不同放電量使放電裝置放電時的脈衝電壓值，並將脈衝電壓與放電量擬合生成放電量-電壓曲線。
[0051]b.處理器獲取示波器所檢測的電壓發生器輸出的不同電壓使放電裝置放電時的放電脈衝電壓值以及獲取紫外放電檢測儀採集的不同放電強度的紫外光子數，並將電壓值與紫外光子數擬合生成紫外光子數-電壓曲線。
[0052]c.處理器根據放電量-電壓曲線以及紫外光子數-放電脈衝電壓曲線進行擬合，使相同電壓的放電量與紫外光子數對應並擬合成放電量-紫外光子數曲線，當然，只有脈衝電壓發生器的電壓峰值與放電裝置的放電脈衝電壓峰值相等的點才能進行對應擬合，確保測量的準確性。
[0053]d.處理器獲取紫外放電檢測儀所採集的輸變電設備的紫外光子數，並且將紫外光子數與放電量-紫外光子數曲線以及紫外光子數-電壓曲線進行對比，確定輸變電設備的放電量及放電強度。
[0054]相應地，本發明還提供了一種輸變電設備放電強度測定方法，包括如下步驟:
[0055]S1.控制脈衝電壓發生器向針板放電裝置輸出不同放電量的脈衝電壓使針板放電裝置放電，並且由示波器檢測脈衝電壓值波形，然後控制處理器獲取脈衝電壓波形並與放電量擬合生成放電量-電壓曲線；
[0056]S2.控制電壓發生器向針板放電裝置輸出不同的電壓使針板放電裝置進行不同強度的放電，並且控制紫外放電檢測儀檢測針板放電裝置的放電紫外光子數，以及示波器檢測針板放電裝置的放電脈衝電壓的波形，處理器獲取示波器輸出的電壓波形以及紫外放電光子數並擬合生成紫外光子數-電壓曲線；
[0057]S3.處理器根據放電量-電壓曲線以及紫外光子數-電壓曲線進行擬合，使相同電壓的放電量與紫外光子數對應並擬合成放電量-紫外光子數曲線；
[0058]S4.處理器獲取紫外放電檢測儀所採集的輸變電設備的紫外光子數，並且將紫外光子數與放電量-紫外光子數曲線以及紫外光子數-電壓曲線進行對比，確定輸變電設備的放電量及放電強度，由於放電強度的確定，也就可以確定放電類型。
[0059]本實施例中，所述紫外放電檢測儀與針板放電裝置之間距離等於紫外放電檢測儀與輸變電設備之間的距離；或者
[0060]所述紫外放電檢測儀在不同的距離條件下檢測針板放電裝置放電時的紫外光子數；紫外放電檢測儀根據實際需要與輸變電設備設定檢測距離，然後將該距離的紫外光子數與紫外放電檢測儀和針板放電裝置的不同距離條件下的紫外光子數對應，確定紫外光子數最接近的放電量-紫外光子數曲線進行對比。
[0061]最後說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的宗旨和範圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。
【權利要求】
1.一種輸變電設備放電強度測定系統，其特徵在於:包括: 放電裝置，用於模擬放電； 脈衝電壓發生器，用於向放電裝置輸出不同電荷量的脈衝電壓並使放電裝置放電； 電壓發生器，用於向放電裝置輸出不同電壓並使放電裝置進行不同放電強度的放電，使放電裝置放電時放電脈衝電壓與脈衝電壓發生器產生的所有脈衝電壓 相等； 紫外放電檢測儀，用於檢測放電裝置在不同放電強度下的紫外光子數量以及輸變電設備放電的紫外光子數量並輸出； 示波器，用於採集在放電裝置放電時採集脈衝電壓波形以及電壓發生器輸出的電壓使放電裝置放電時的放電脈衝電壓波形並輸出； 處理器，用於獲取示波器採集的波形以及紫外放電檢測儀輸出的紫外光子數量，並將放電裝置不同放電強度下的放電量以及紫外光子數量進行擬合形成曲線；然後將輸變電設備放電的紫外光子數量與放電裝置在不同放電強度下的放電量以及紫外光子數量進行對比，判斷輸變電設備的放電強度及放電量。
2.根據權利要求1所述輸變電設備放電強度測定系統，其特徵在於:所述紫外放電檢測儀在測量放電裝置在不同放電強度下的紫外光子數量時，與所述放電裝置保持設定的距離；或者 所述紫外放電檢測儀在測量放電裝置在不同放電強度下的紫外光子數量時，與所述放電裝置在不同距離下測量紫外光子數量並記錄該距離。
3.根據權利要求1所述輸變電設備放電強度測定系統，其特徵在於:所述放電裝置為針板放電裝置，包括金屬板和金屬針，所述金屬針以垂直與金屬板的板面的方式設置於金屬板上方並且金屬針的下端端部與金屬板之間具有放電間隙，所述金屬板接地。
4.根據權利要求3所述輸變電設備放電強度測定系統，其特徵在於:所述針板放電裝置還包括絕緣板以及絕緣螺杆，所述絕緣板用於固定安裝所述金屬針且所述絕緣板以平行於金屬板的方式設置於金屬板的上方，所述絕緣板與金屬板之間通過絕緣螺杆連接。
5.根據權利要求2所述輸變電設備放電強度測定系統，其特徵在於:當電壓發生器向放電裝置輸出電壓使放電裝置在不同強度下放電，並根據放電強度判斷放電類型，其中:放電強度與電壓發生器的電壓值對應，放電類型包括電暈放電、火花放電以及電弧放電。
6.根據權利要求5所述輸變電設備放電強度測定系統，其特徵在於:所述處理器通過如下步驟對輸變電設備的進行放電類型及放電量的進行判定: a.處理器獲取示波器所監測的脈衝電壓發生器輸出的不同放電量使放電裝置放電時的脈衝電壓值，並將脈衝電壓與放電量擬合生成放電量-電壓曲線。 b.處理器獲取示波器所檢測的電壓發生器輸出的不同電壓使放電裝置放電時的放電脈衝電壓值以及獲取紫外放電檢測儀採集的不同放電強度的紫外光子數，並將電壓值與紫外光子數擬合生成紫外光子數-電壓曲線。 c.處理器根據放電量-電壓曲線以及紫外光子數-電壓曲線進行擬合，使相同電壓的放電量與紫外光子數對應並擬合成放電量-紫外光子數曲線。 d.處理器獲取紫外放電檢測儀所採集的輸變電設備的紫外光子數，並且將紫外光子數與放電量-紫外光子數曲線以及紫外光子數-電壓曲線進行對比，確定輸變電設備的放電量及放電強度。
7.一種輸變電設備放電強度測定方法，其特徵在於:包括如下步驟: 51.控制脈衝電壓發生器向針板放電裝置輸出不同放電量的脈衝電壓使針板放電裝置放電，並且由示波器檢測脈衝電壓值波形，然後控制處理器獲取脈衝電壓波形並與放電量擬合生成放電量-電壓曲線； 52.控制電壓發生器向針板放電裝置輸出不同的電壓使針板放電裝置進行不同強度的放電，並且控制紫外放電檢測儀檢測針板放電裝置的放電紫外光子數，以及示波器檢測針板放電裝置的放電脈衝電壓的波形，處理器獲取示波器輸出的電壓波形以及紫外放電光子數並擬合生成紫外光子數-電壓曲線； 53.處理器根據放電量-電壓曲線以及紫外光子數-電壓曲線進行擬合，使相同電壓的放電量與紫外光子數對應並擬合成放電量-紫外光子數曲線； 54.處理器獲取紫外放電檢測儀所採集的輸變電設備的紫外光子數，並且將紫外光子數與放電量-紫外光子數曲線以及紫外光子數-電壓曲線進行對比，確定輸變電設備的放電量及放電強度。
8.根據權利要求7所述輸變電設備放電強度測定方法，其特徵在於:所述紫外放電檢測儀與針板放電裝置之間距離等於紫外放電檢測儀與輸變電設備之間的距離；或者 所述紫外放電檢測儀在不同的距離條件下檢測針板放電裝置放電時的紫外光子數；紫外放電檢測儀根據實際需要與輸變電設備設定檢測距離，然後將該距離的紫外光子數與紫外放電檢測儀和針板放電裝置的不同距離條件下的紫外光子數對應，確定紫外光子數最接近的放電量-紫外光子數曲線進行對比。
【文檔編號】G01R31/12GK104237759SQ201410567056
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年10月22日 優先權日:2014年10月22日
【發明者】肖遙, 張志勁, 鄧軍, 蔣興良, 夏谷林, 黎振宇, 張偉 申請人:中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司檢修試驗中心, 重慶大學