专利名称：一种在线监测电力设备内部绝缘隐患的测试方法
技术领域：
本发明涉及输变电系统中的一种在线监测电力设备内部绝缘隐患的测试方法，适合于电力系统35kV-150kV变电站中电力设备(如变压器、互感器、避雷器、断路器)状态维修的在线监测。
背景技术：
目前，国内、外对电力设备内部绝缘隐患在线监测技术的研究工作已经进行了许多年，人们研发了多种技术方法用于电力设备内部绝缘隐患的在线检测，如温度法、压力法、色谱法、超声法、脉冲电流法、超高频法等。但是，目前已采用的方法都不能有效地防止电力设备突发性故障的产生。因此，人们为了提前发现电力设备的内部绝缘隐患，仍不得不采取停电检修的措施，从而严重地影响了正常的电力供应。
输变电系统中的电力设备主要是完成电力能量的传输，电力设备在设计制造完毕后，其各种参数值，如电阻、电感、电容已经确定，既电力设备的内部传递函数也就确定。电力设备在运行中，受各种因素的影响，内部绝缘性能发生变化，使得其参数值和传递函数也发生变化，因此只要检测电力设备内部传递函数的变化，就可以实时反映电力设备内部绝缘隐患的状况。

发明内容
本发明的目的是提供一种采用传递函数法来在线监测电力设备内部绝缘隐患的测试方法，就是在变电站运行过程中，采取不停电的办法，对电力设备内部绝缘性能进行在线监测和评估，电力部门的工程师可以根据监测的结果，决定电力设备是否停电检修。
本发明所采用的技术方案是一种在线监测电力设备内部绝缘隐患的测试方法，其特征是采用传感器从电力传输母线、接地套管的端口处采集冲击高频大电流信号，并根据所采集的冲击瞬态信号波形、幅值、时间的相互关系，选取电力设备传递函数的激励信号和响应信号，建立电力设备的内部传递函数曲线，并根据每次冲击时内部传递函数曲线的变化状况和记录的冲击波形状，来分析判断电力设备内部绝缘隐患状况。
本发明所采用的传感器为强磁致伸缩非晶合金传感器。强磁致伸缩非晶合金传感器采用非穿芯式安装方式安装在电力传输母线及接地套管上。其采集的信号采用光电转换方式，通过光纤电缆远距离地传输给计算机。
本发明在变电站不停电运行过程中，对实时采集的信号，利用计算机能自动进行传递函数曲线的计算。若传递函数曲线发生变化时，可采用电容传递电流示伤法、中性点电流示伤法在线分析电力设备遭受高频大电流冲击时输入输出波形的变化，根据波形的变化特征，可以定量分析电力设备内部绝缘损伤状况，确定电力设备内部绝缘的损伤对变电站运行危害的时间及程度范围，为电力工程师决定变电站是否停电进行维修，提供可靠的检测数据。本发明主要是通过在线测量对电力设备内部绝缘产生危害的冲击高频大电流的波形、幅值和测量工频负荷电流的有效值、峰值，满足在线分析电力设备内部绝缘隐患的功能和计量电力设备负荷电流大小的功能，并能为电力工程师提供真实的测量数据和快速的保护信号，因此能够有效地防范输变电系统中电力设备突发性故障的发生，对于维护电力系统中的电网安全运行，确保国民经济的高速发展，保障人民的正常生活秩序，将带来巨大的经济效益和社会效益。本发明也能有力的推动电力部门正在实施的输变电系统中电力设备状态维修机制的进程，它将为电力设备的维护和维修带来巨大的变革。


图1是本发明实施例1所述变压器在线监测接线图；图2是本发明实施例2所述互感器在线监测接线图；图3是本发明实施例3所述避雷器在线监测接线图；图4是本发明实施例4所述断路器在线监测接线图。
具体实施例方式
实施例1在线监测变压器内部绝缘隐患的测试方法。
如图1所示1、从采用非穿芯式安装方式安装在变压器高压套管上的强磁致伸缩非晶合金传感器K1、K2，中性点套管上的强磁致伸缩非晶合金传感器K3、K4，低压套管上的强磁致伸缩非晶合金传感器K5、K6，铁心接地套管上的强磁致伸缩非晶合金传感器K7、K8采集冲击高频大电流信号作为变压器传递函数的激励信号和响应信号，计算每一次高频大电流冲击变压器时波过程的传递函数曲线，根据传递函数曲线的变化，分析计算机数据库记录的冲击高频大电流波形数据，并且配合其它的常规测试，对变压器绝缘性能进行实时评估和绝缘隐患故障诊断。
2、从采用非穿芯式安装方式安装在变压器高压套管上的强磁致伸缩非晶合金传感器K1、K2，中性点套管上的强磁致伸缩非晶合金传感器K3、K4获取信号，在线监测变压器有载调压开关的切换时间和燃弧波形，根据切换时间和波形的变化，分析计算机数据库记录的时间和波形数据，对变压器有载调压开关的机械性能和电气性能进行实时评估及故障诊断。
3、从采用非穿芯式安装方式安装在变压器电容式套管接地末屏上的强磁致伸缩非晶合金传感器K9、K10、K11、K12采集冲击高频大电流信号作为电容式套管传递函数的激励信号和响应信号，计算每一次高频大电流冲击套管时波过程的传递函数曲线，根据传递函数曲线的变化，对采集的高频大电流波形进行研究分析，并且配合其它的常规测试，对变压器电容式套管绝缘性能进行实时评估及故障诊断。
上述强磁致伸缩非晶合金传感器K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8、K9、K10、K11、K12采集的信号采用光电转换方式，通过光纤电缆远距离地传输给计算机。
实施例2在线监测互感器内部绝缘隐患的测试方法。
如图2所示从采用非穿芯式安装方式安装在互感器高压套管上的强磁致伸缩非晶合金传感器K1、K2，接地套管上的强磁致伸缩非晶合金传感器K3、K4采集冲击高频大电流信号作为互感器设备传递函数的激励信号和响应信号，计算每一次高频大电流冲击互感器时波过程的传递函数曲线，根据传递函数曲线的变化，对采集的高频大电流波形进行研究分析，并且配合其它的常规测试，对互感器绝缘性能进行实时评估及故障诊断。
上述强磁致伸缩非晶合金传感器K1、K2、K3、K4采集的信号采用光电转换方式，通过光纤电缆远距离地传输给计算机。
实施例3在线监测避雷器内部绝缘隐患的测试方法。
如图3所示从采用非穿芯式安装方式安装在避雷器高压套管上的强磁致伸缩非晶合金传感器K1、K2，接地套管上的强磁致伸缩非晶合金传感器K3、K4采集高频大电流信号作为避雷器设备传递函数的激励信号和响应信号，计算每一次高频大电流冲击避雷器时波过程的传递函数曲线，根据传递函数曲线的变化，对采集的高频大电流波形进行研究分析，并且配合其它的常规测试，对避雷器绝缘性能进行实时评估及故障诊断。
上述强磁致伸缩非晶合金传感器K1、K2、K3、K4采集的信号采用光电转换方式，通过光纤电缆远距离地传输给计算机。
实施例4在线监测断路器内部绝缘隐患的测试方法。
如图4所示从采用非穿芯式安装方式安装在断路器高压套管上的强磁致伸缩非晶合金传感器K1、K2、K3、K4、K5、K6获取信号，采集断路器动作时的每次燃弧时间和波形，根据燃弧时间和波形的变化，分析计算机数据库记录的高频大电流波形，并且配合其它的常规测试，对断路器机械性能和电气性能进行实时评估及故障诊断。
上述强磁致伸缩非晶合金传感器K1、K2、K3、K4、K5、K6采集的信号采用光电转换方式，通过光纤电缆远距离地传输给计算机。
上述实施例中，传感器采用强磁致伸缩非晶合金传感器，在高频大电流交变磁场的作用下，其可以直接测量电力传输母线的磁场强度H，有效的实行电磁能的转换。
上述实施例中，传感器安装采用非穿芯式安装技术，传感器仅紧靠电力传输母线就可以获取雷电冲击波、操作冲击波、短路冲击波的高频大电流暂态信号和工频负荷电流的计量信号。
上述实施例中，传感器信号传输采用光电转换技术，通过光纤电缆远距离传输信号给计算机，能有效的解决电网中电力设备的高电压绝缘技术难题。
权利要求
1.一种在线监测电力设备内部绝缘隐患的测试方法，其特征是采用传感器从电力传输母线、接地套管的端口处采集冲击高频大电流信号，并根据所采集的冲击瞬态信号波形、幅值、时间的相互关系，选取电力设备传递函数的激励信号和响应信号，建立电力设备的内部传递函数曲线，并根据每次冲击时内部传递函数曲线的变化状况和记录的冲击波形状，分析判断电力设备内部绝缘隐患状况。
2.根据权利要求1所述的一种在线监测电力设备内部绝缘隐患的测试方法，其特征是所述的传感器为强磁致伸缩非晶合金传感器。
3.根据权利要求2所述的一种在线监测电力设备内部绝缘隐患的测试方法，其特征是强磁致伸缩非晶合金传感器采用非穿芯式安装方式安装在电力传输母线及接地套管上。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种在线监测电力设备内部绝缘隐患的测试方法，其特征是采集的信号采用光电转换方式，通过光纤电缆远距离地传输给计算机。
全文摘要
本发明公开的一种在线监测电力设备内部绝缘隐患的测试方法，其是采用传感器从电力传输母线、接地套管的端口处采集冲击高频大电流信号，并根据所采集的冲击瞬态信号波形、幅值、时间的相互关系，选取电力设备传递函数的激励信号和响应信号，建立电力设备的内部传递函数曲线，并根据每次冲击时内部传递函数曲线的变化状况和记录的冲击波形状，分析判断电力设备内部绝缘隐患状况。本发明在变电站不停电运行过程中，对实时采集的信号，计算机能自动进行传递函数曲线的计算。根据波形的变化特征，可以定量分析电力设备内部绝缘损伤状况，确定电力设备内部绝缘的损伤对变电站运行危害的时间及程度范围，为变电站是否停电进行维修，提供可靠的检测数据。
文档编号G01R31/12GK1605879SQ20031011042
公开日2005年4月13日 申请日期2003年10月11日 优先权日2003年10月11日
发明者欧阳南尼 申请人:欧阳南尼