开关柜局部放电缺陷识别方法、系统、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及开关柜放电缺陷检测领域，尤其是涉及一种开关柜局部放电缺陷识别方法、系统、设备及存储介质。

背景技术

高压开关柜是面向用户供电的重要配网设备，在长期运行中开关柜内部绝缘部分必然会存在绝缘劣化，导致电气绝缘强度降低，甚至发生故障，威胁人员和设备安全。局部放电是造成绝缘劣化的主要原因，也是绝缘劣化的重要征兆和表现形式，与绝缘材料的劣化和绝缘体的击穿过程密切相关，能切实反映设备内部绝缘的潜伏性缺陷和故障。局部放电带电检测和识别技术可以很好地诊断开关柜的运行状态和绝缘水平，有效提高开关柜的运行可靠性，对于维持人民生产生活和电网的安全稳定运行具有重要意义。

基于特高频法(UHF)、超声波法(AE)及暂态地电压法(TEV)的局部放电检测技术已在局部放电在线监测领域展开了一定的应用，但由于不能覆盖开关柜局部放电的频段，且存在安装复杂、成本较高、环境噪声干扰较大等问题，实际运行中的检测准确率和灵敏度存疑。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供了一种开关柜局部放电缺陷识别方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

根据本发明的第一方面，提供了一种开关柜局部放电缺陷识别方法，该方法包括以下步骤：

步骤S1、将局部放电测量装置并联至高压开关柜内带电指示器的核相孔上，搭建局部放电测量电路，采集开关柜局部放电脉冲电流信号；

步骤S2、基于设定缺陷类型特征统计参数，对开关柜局部放电脉冲电流信号进行缺陷识别。

优选地，所述步骤S1中的局部放电测量电路，具体为：

每个高压开关柜中设置有一个带电指示器，所述带电指示器包括LED指示灯和核相孔，由安装在开关柜下方的一个具有分压电容功能的支撑绝缘子进行供电，实时显示开关的带电状况和核相使用情况；

所述支撑绝缘子一端接高压，一端接带电指示器，视为有设定电容量的绝缘子耦合电容器，实时耦合开关柜内局部放电脉冲信号；

将局部放电测量装置并联至高压开关柜内带电指示器的核相孔上，采集开关柜局部放电脉冲电流信号。

优选地，所述带电指示器的核相孔每一相连接一个绝缘子耦合电容器，以提供开关柜内部波形信息。

优选地，当带电指示器的核相孔某一相发生局部放电现象时，其产生的放电脉冲通过绝缘子电容传感器耦合到局部放电测量装置上，检测出当前的开关柜局部放电脉冲电流信号。

优选地，所述步骤S2中的设定缺陷类型特征统计参数包括每一组局部放电信号的最大强度值A

优选地，所述每一组局部放电信号具体为：以基于带电指示器核相孔获取的K个工频周期的脉冲电流波形为一组局部放电信号。

优选地，所述步骤S2中的缺陷识别方法包括基于雷达图谱的绘图法、聚类分析法、神经网络算法。

根据本发明的第二方面，提供了一种基于所述的开关柜局部放电缺陷识别方法的系统，所述系统把包括：

开关柜局部放电脉冲电流信号采集模块，用于将局部放电测量仪器并联至高压开关柜内带电指示器的核相孔上，搭建局部放电测量电路，采集开关柜局部放电脉冲电流信号；

缺陷识别模块，用于基于设定缺陷类型特征统计参数，对开关柜局部放电脉冲电流信号进行缺陷识别。

根据本发明的第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现任一项所述的方法。

根据本发明的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现任一项所述的方法。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1)本发明采用基于带电指示器核相孔检测脉冲电流的开关柜局部放电缺陷识别方法，利用高压开关柜配置的带电指示器，从带电指示器核相孔获取脉冲电流局部放电信息并根据此进行后续缺陷识别，能极大提升在运开关柜运行状态的诊断效率，有助于降低装置的故障率，进而提高设备的可靠性，有助于保障人员安全和设备正常平稳运行。

2)利用高压开关柜配置的带电指示器，从带电指示器核相孔获取脉冲电流局部放电信息并根据此进行后续缺陷识别，不需另行安装监测传感器，并可最终实现高压开关局部放电的在线监测，其具有成本低、可靠性高等的特点，有助于提升开关柜状态检修的效率，保障设备的安全稳定运行。

3)本发明给出了7个具有对应信号物理特征和能够反映阶段性放电整体特征的设定缺陷类型特征统计参数，提高了检修人员对高压开关柜诊断的准确性和效率，可节省大量的人力和物力。

附图说明

图1为本发明的方法流程图；

图2为脉冲电流法的检测回路；

图3为基于带电指示器核相孔的开关柜局部放电脉冲电流检测原理示意图；

图4为将局放检测装置与高压开关柜内的带电指示器核相孔进行并联电路原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示，本实施例给出了一种开关柜局部放电缺陷识别方法，该方法包括以下步骤：

步骤S1、基于带电指示器核相孔的开关柜局部放电脉冲电流检测：将局部放电测量装置并联至高压开关柜内带电指示器的核相孔上，搭建局部放电测量电路，采集开关柜局部放电脉冲电流信号；

当高压绝缘系统发生局部放电时，会有一定数量的电荷通过电介质，这一放电时间很短，表征出来就是一次陡峭的脉冲电流，脉冲电流在检测阻抗上形成脉冲电压并能够被仪器测量出来，脉冲电流法基本的检测回路如图2所示。当试品C

由于开关柜的结构，每一台开关柜都有一个带电显示装置。带电指示器主要结构包含LED指示灯和核相孔，它由安装在开关下方的一个具有分压电容功能的支撑绝缘子来供电，实时显示开关的带电状况和核相使用。支撑绝缘子一端接高压，一端接带电指示器，可以作为有一定电容量的耦合电容器。绝缘子电容耦合传感器实时耦合开关柜内局部放电脉冲信号，经脉冲采集模块初步处理后通过同轴电缆传输至集中监控主机。原理图如图3所示。

开关柜带电指示器的分压显示原理与上述传统实验室局部放电测量原理具有极高的相似性，可以利用开关柜带电显示器回路，通过绝缘子电容耦合传感器耦合一次回路局部放电脉冲信号。将局放检测装置与高压开关柜内的带电指示器核相孔进行并联，如图4所示。

由于带电指示器的核相孔每一相连接一个电容传感器,这个电容传感器可以作为耦合电容提供开关柜内部波形信息。只要某一相发生局部放电现象,其产生的放电脉冲就会通过电容传感器耦合到将局放检测装置上,从而检测出当前的局部放电信息，实现对开关柜内局部放电脉冲电流的检测。

步骤S2、基于设定缺陷类型特征统计参数，对开关柜局部放电脉冲电流信号进行缺陷识别。

本实施例定义并提出了7个具有对应信号物理特征和能够反映阶段性放电整体特征的缺陷类型特征统计参数。

首先，以基于带电指示器核相孔获取的100个工频周期的脉冲电流波形为一组局部放电信号，各特征量计算方法如下：

A

A

A

N：每一组局部放电信号的总放电次数，能够反映一定时间内放电的重复率；

r

r

std

这样，例如对于某一缺陷类别的20000组局部放电信号，可将其分为200组，获取共7*200＝1400个特征量作为缺陷类型识别的参数。这些统计特征量提能较好地描述缺陷的放电信号统计特征，具有一定的物理意义且与实际放电过程和机理相关，可以用来进行后续的缺陷类型识别，例如作为雷达图谱的绘图参数、聚类分析的输入参数、人工神经网络算法的输入量等。

实施例2

本实施例给出了一种基于上述开关柜局部放电缺陷识别方法的系统，系统包括：

开关柜局部放电脉冲电流信号采集模块，用于将局部放电测量仪器并联至高压开关柜内带电指示器的核相孔上，搭建局部放电测量电路，采集开关柜局部放电脉冲电流信号；

缺陷识别模块，用于基于设定缺陷类型特征统计参数，对开关柜局部放电脉冲电流信号进行缺陷识别。

本发明提出了一种基于带电指示器核相孔检测脉冲电流的开关柜局部放电缺陷识别方法，基于此可以获取开关柜缺陷的局部放电脉冲电流信号并进行后续的放电缺陷类型识别，能极大提升在运开关柜运行状态的诊断效率，有助于降低装置的故障率，进而提高设备的可靠性，有助于保障人员安全和设备正常平稳运行。

本发明不需要使用昂贵的传感器，而是通过从开关柜配置的带电指示器核相孔处取得信号，大大节约了装置成本。此外本发明还提出了局部放电特征量的提取计算方法，提高了检修人员对高压开关柜诊断的准确性和效率，可节省大量的人力和物力。

本发明电子设备包括中央处理单元(CPU)，其可以根据存储在只读存储器(ROM)中的计算机程序指令或者从存储单元加载到随机访问存储器(RAM)中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在RAM中，还可以存储设备操作所需的各种程序和数据。CPU、ROM以及RAM通过总线彼此相连。输入/输出(I/O)接口也连接至总线。

设备中的多个部件连接至I/O接口，包括：输入单元，例如键盘、鼠标等；输出单元，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元，例如磁盘、光盘等；以及通信单元，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元允许设备通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

处理单元执行上文所描述的各个方法和处理，例如方法S1～S2。例如，在一些实施例中，方法S1～S2可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM和/或通信单元而被载入和/或安装到设备上。当计算机程序加载到RAM并由CPU执行时，可以执行上文描述的方法S1～S2的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，CPU可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行方法S1～S2。

本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)等等。

用于实施本发明的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本发明的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。