基于外壳暂态电位测量的GIS隔离开关操作过程中绝缘放电辨识方法与流程

本发明涉及电气设备，具体而言，涉及一种基于外壳暂态电位测量的gis隔离开关操作过程中绝缘放电辨识方法。

背景技术：

1、气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear，简称：gis)的隔离开关作为gis的重要设备，主要作用是完成空载短母线的投切。由于gis隔离开关触头运动速度慢，而且灭弧性能差，导致在操作过程中，触头间隙将发生多次击穿，形成特快速暂态过电压(veryfast transient voltage，简称：vfto)。vfto瞬时频率很高，可接近2倍额定电压，对gis设备主体绝缘带来严重威胁，尤其是绝缘裕度较小的特高压gis设备。gis隔离开关动静触头在被击穿前后，对地电场将发生较大变化，击穿电弧对地存在电场畸变区域。gis隔离开关可能由于动静触头设计缺陷导致在分合过程中，断口直接对地击穿。

2、因此，为考核gis隔离开关在开合短母线时的电气性能，gis隔离开关需要按照国家标准gb/t 1985-2014《高压交流隔离开关和接地开关》进行方式1试验。在方式1试验中gis隔离开关试品，以及外部加压系统均有可能在隔离开关操作时发生对地击穿，因此在试验中确定隔离开关试品绝缘发生对地击穿至关重要。对此，亟需一种在基于暂态电位测量的gis隔离开关方式1试验中绝缘放电辨识方法。

技术实现思路

1、本发明的目的包括提供了一种基于外壳暂态电位测量的gis隔离开关操作过程中绝缘放电辨识方法，其能够在试验中确定gis隔离开关是否发生了对地绝缘击穿。

2、本发明的实施例可以这样实现：

3、本发明提供一种基于外壳暂态电位测量的gis隔离开关操作过程中绝缘放电辨识方法，方法包括：

4、s1：采用电阻分压器固定在gis隔离开关的外壳螺栓处；

5、s2：利用电阻分压器测量gis隔离开关在试验中触头间击穿时在gis外壳上产生的暂态电位信号；

6、s3：对暂态电位信号的时频分布特征解析，判断gis隔离开关操作过程中是否发生了对地绝缘击穿。

7、在可选的实施方式中，在s1中，电阻分压器的分压比为1000：1，电阻分压器的高压臂电阻采用油介质进行散热和绝缘。

8、在可选的实施方式中，在s1中，电阻分压器接入光电转换单元，通过光纤与测量后台连接。

9、在可选的实施方式中，在s1中，测量后台的采样率为50ms/s，模拟带宽为25mhz。

10、在可选的实施方式中，s3包括：

11、采用连续小波变换方法分析暂态电位信号的时频分布特征。

12、在可选的实施方式中，采用连续小波变换方法分析暂态电位信号的时频分布特征的步骤，包括：

13、将暂态电压信号的波形u(t)，根据公式(1)进行连续小波变换，得到其中，母小波函数为mexican hat函数，暂态电位信号的时频分布特征；

14、在可选的实施方式中，s3还包括：

15、

16、

17、式中，f表示频率，τ表示时间积分变量，t表示时间变量，u(τ)表示暂态电位波形，表示的共轭函数，是对进行了变量替换，cwt(f,t)表示小波变换系数。

18、如果gis隔离开关合闸时首次击穿产生的暂态电位信号的瞬时频率为第一预设高频，持续第一时长，便转入衰减，则判定gis隔离开关合闸正常，不存在对地绝缘放电。

19、在可选的实施方式中，第一预设高频：18mhz～22mhz，第一时长：0.8us～1.2us。

20、在可选的实施方式中，s3还包括：

21、如果gis隔离开关合闸时首次击穿产生的暂态电位信号的瞬时频率为第二预设高频，持续第二时长，其中，预设高频分量持续第三时长，而且，在出现暂态电位信号第四时长后，出现了第三预设高频，并持续了第五时长，则判定gis隔离开关合闸异常，存在对地绝缘放电。

22、在可选的实施方式中，第二预设高频：18mhz～22mhz，第二时长：1.8us～2.2us，预设高频分量：4mhz～6mhz，第三时长：1.3us～1.7us，第四时长：1.3us～1.7us，第三预设高频：20mhz～25mhz，第五时长：0.8us～1.2us。

23、本发明实施例提供的基于外壳暂态电位测量的gis隔离开关操作过程中绝缘放电辨识方法的有益效果包括：

24、通过在gis隔离开关的外壳螺栓处，采用电阻分压器监测gis隔离开关分合闸过程中出现的暂态电位信号，分析暂态电位信号的时频分布特征，通过外壳的暂态电位信号的频率分量随时间的变化特征，提出了对地绝缘放电的辨识方法。该方法可有效区分gis隔离开关触头间击穿所激发的暂态电位信号的影响，准确判断gis隔离开关在方式1试验操作过程中是否发生了对地绝缘击穿，有助于判断gis隔离开关是否通过方式1试验。

技术特征：

1.一种基于外壳暂态电位测量的gis隔离开关操作过程中绝缘放电辨识方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的基于外壳暂态电位测量的gis隔离开关操作过程中绝缘放电辨识方法，其特征在于，在s1中，所述电阻分压器的分压比为1000：1，所述电阻分压器的高压臂电阻采用油介质进行散热和绝缘。

3.根据权利要求1所述的基于外壳暂态电位测量的gis隔离开关操作过程中绝缘放电辨识方法，其特征在于，在s1中，所述电阻分压器接入光电转换单元，通过光纤与测量后台连接。

4.根据权利要求3所述的基于外壳暂态电位测量的gis隔离开关操作过程中绝缘放电辨识方法，其特征在于，在s1中，所述测量后台的采样率为50ms/s，模拟带宽为25mhz。

5.根据权利要求1所述的基于外壳暂态电位测量的gis隔离开关操作过程中绝缘放电辨识方法，其特征在于，s3包括：

6.根据权利要求5所述的基于外壳暂态电位测量的gis隔离开关操作过程中绝缘放电辨识方法，其特征在于，所述采用连续小波变换方法分析所述暂态电位信号的所述时频分布特征的步骤，包括：

7.根据权利要求1所述的基于外壳暂态电位测量的gis隔离开关操作过程中绝缘放电辨识方法，其特征在于，s3还包括：

8.根据权利要求7所述的基于外壳暂态电位测量的gis隔离开关操作过程中绝缘放电辨识方法，其特征在于，所述第一预设高频：18mhz～22mhz，所述第一时长：0.8us～1.2us。

9.根据权利要求1所述的基于外壳暂态电位测量的gis隔离开关操作过程中绝缘放电辨识方法，其特征在于，s3还包括：

10.根据权利要求9所述的基于外壳暂态电位测量的gis隔离开关操作过程中绝缘放电辨识方法，其特征在于，所述第二预设高频：18mhz～22mhz，所述第二时长：1.8us～2.2us，所述预设高频分量：4mhz～6mhz，所述第三时长：1.3us～1.7us，所述第四时长：1.3us～1.7us，所述第三预设高频：20mhz～25mhz，所述第五时长：0.8us～1.2us。

技术总结
本发明的实施例提供了一种基于外壳暂态电位测量的GIS隔离开关操作过程中绝缘放电辨识方法，涉及电气设备技术领域。方法包括：S1：采用电阻分压器固定在GIS隔离开关的外壳螺栓处；S2：利用电阻分压器测量GIS隔离开关在试验中触头间击穿时在GIS外壳上产生的暂态电位信号；S3：对暂态电位信号的时频分布特征解析，判断GIS隔离开关操作过程中是否发生了对地绝缘击穿。该方法可有效区分GIS隔离开关触头间击穿所激发的暂态电位信号的影响，准确判断GIS隔离开关在方式1试验操作过程中是否发生了对地绝缘击穿，有助于判断GIS隔离开关是否通过方式1试验。

技术研发人员：丁登伟,刘卫东,陈允,崔博源,李星,何良
受保护的技术使用者：清华四川能源互联网研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13