一种高压套管局部放电缺陷检测与定位方法和系统与流程

本发明涉及放电检测的领域，尤其涉及一种高压套管局部放电缺陷检测与定位方法和系统。

背景技术：

1、变压器高压套管是变压器的核心设备，其作为变压器与外界的绝缘隔离器件，能够确保变压器的工作安全性。高压套管在工作过程中要承受来自变压器的高电压作用，当高压套管长时间使用后，其不可避免会发生绝缘老化等问题，导致高压套管容易被来自变压器的高电压击穿而发生局部放电的情况。高压套管的局部放电包含高频电流成分，这些高频电流成分会对邻近的电子器件产生不可逆的损害，从而影响整个变压系统的正常工作。此外，高压套管局部放电形成的高频电场会击穿周围空气，从而形成一定的安全风险。为了确保变压器的正常安全运行，需要对高压套管的局部放电缺陷进行准确的检测，从而及时发现高压套管存在的安全隐患。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供高压套管局部放电缺陷检测与定位方法和系统，其对高压套管的末屏接地回路进行周期性高频电流检测，得到若干高频电流脉冲信号，并筛选部分高频电流脉冲信号进行相位检测，得到相位特征信息，对高压套管产生的高频电流信号进行变化状态表征；还基于相位特征信息，确定高压套管的局部放电信号特征参数，以此构建高压套管的局部放电表征模型，得到高压套管在未来时间段的预测局部放电特征信息，对高压套管的局部放电状态进行准确预测，为后续识别局部放电缺陷提供参照；再基于高压套管的实时高频电流脉冲信号，确定高压套管的实时局部放电特征信息，并与预测局部放电特征信息对比，确定高压套管的局部放电异常区域存在状态信息，通过高频电流检测和模型构建的方式对高压套管的局部放电状态进行准确检测，及时定位局部放电缺陷及其程度，有效排查高压套管的安全隐患。

2、本发明是通过以下技术方案实现：

3、一种高压套管局部放电缺陷检测与定位方法，包括：

4、对高压套管的末屏接地回路进行周期性高频电流检测，得到所述高压套管在若干时间区间各自对应的高频电流脉冲信号；筛选部分高频电流脉冲信号进行相位检测，得到高频电流脉冲信号的相位特征信息；

5、基于所述相位特征信息，确定所述高压套管的局部放电信号特征参数；基于所述局部放电信号特征参数，构建所述高压套管的局部放电表征模型，并基于所述局部放电表征模型，得到所述高压套管在未来时间段的预测局部放电特征信息；

6、基于所述高压套管的实时高频电流脉冲信号，确定所述高压套管的实时局部放电特征信息；基于所述实时局部放电特征信息和所述预测局部放电特征信息，确定所述高压套管的局部放电异常区域存在状态信息。

7、可选地，对高压套管的末屏接地回路进行周期性高频电流检测，得到所述高压套管在若干时间区间各自对应的高频电流脉冲信号；筛选部分高频电流脉冲信号进行相位检测，得到高频电流脉冲信号的相位特征信息，包括：

8、对高压套管的末屏接地回路进行连续高频电流检测，得到所述高压套管的高频电流信号连续变化数据；对所述高频电流信号连续变化数据进行分析，估计所述高压套管的高频电流成分出现时间分布特征信息；

9、基于所述高频电流成分出现时间分布特征信息，确定对所述末屏接地回路进行周期性高频电流检测的检测周期，以此对所述末屏接地回路进行周期性高频电流检测，得到所述高压套管在若干时间区间各自对应的高频电流脉冲信号；

10、获取每个时间区间对应的高频电流脉冲信号的预设频率范围内的高频电流成分占比，若所述高频电流成分占比超过预设占比阈值，则判断所述高频电流脉冲信号为有效高频电流脉冲信号；对所有有效高频电流脉冲信号进行相位检测，得到高频电流脉冲信号的相位特征信息；其中，所述相位特征信息包含高频电流脉冲信号的电学参量随信号相位的变化关联特征信息。

11、可选地，基于所述相位特征信息，确定所述高压套管的局部放电信号特征参数；基于所述局部放电信号特征参数，构建所述高压套管的局部放电表征模型，并基于所述局部放电表征模型，得到所述高压套管在未来时间段的预测局部放电特征信息，包括：

12、对所述相位特征信息包含的高频电流脉冲信号的电学参量随信号相位的变化关联特征信息进行相应电学参量的区分提取，确定所述高压套管的局部放电信号特征参数；其中，所述局部放电信号特征参数包括局部放电峰值、局部放电变化率、局部放电因数、局部放电干扰系数；

13、对所述局部放电信号特征参数进行神经网络学习，构建所述高压套管的局部放电表征模型，并利用所述局部放电表征模型对未被筛选进行相位检测的所有高频电流脉冲信号进行分析，得到所述高压套管在未来时间段的预测局部放电特征信息；其中，所述预测局部放电特征信息包括所述高压套管在未来时间段的局部放电强度和发生位置信息。

14、可选地，对高压套管的末屏接地回路进行周期性高频电流检测，得到所述高压套管在若干时间区间各自对应的高频电流脉冲信号，包括：

15、步骤s1，利用下面公式（1），根据在单位时间区间内模块检测到的实时电流值进行模拟整合，得到所述高压套管在对应单位时间区间内的高频电流脉冲信号幅值，

16、    （1）

17、在上述公式（1）中，表示所述高压套管在对应单位时间区间内的高频电流脉冲信号幅值；表示在单位时间区间内模块检测到的第个电流值；表示高频电流的临界阈值；表示在单位时间区间内模块检测到的电流值总个数；表示若则整体输出值为1，若则整体输出值为0；

18、步骤s2，利用下面公式（2），根据在单位时间区间内模块检测到的实时电流值进行模拟整合，得到所述高压套管在对应单位时间区间内的高频电流脉冲信号的信号宽度，

19、  （2）

20、在上述公式（2）中，表示所述高压套管在对应单位时间区间内的高频电流脉冲信号的信号宽度；表示在单位时间区间内模块检测实时电流值的频率值；

21、步骤s3，利用下面公式（3），根据在单位时间区间内模块检测到的实时电流值对所述高压套管在对应单位时间区间内的高频电流脉冲信号的信号宽度进行分割，得到多个高频电流脉冲信号，

22、  （3）

23、在上述公式（3）中，表示分割得到多个高频电流脉冲信号的数量；表示若括号内的算式成立，则整体输出值为1，若括号内的算式不成立，则整体输出值为0。

24、可选地，基于所述高压套管的实时高频电流脉冲信号，确定所述高压套管的实时局部放电特征信息；基于所述实时局部放电特征信息和所述预测局部放电特征信息，确定所述高压套管的局部放电异常区域存在状态信息，包括：

25、获取所述高压套管对应的高压线路在持续输电情况下的实时高频电流脉冲信号，对所述实时高频电流脉冲信号进行建模处理，得到所述高压套管的实时局部放电场分布信息，从而确定所述高压套管的实时局部放电强度和发生位置信息，以此作为所述实时局部放电特征信息；

26、将所述实时局部放电特征信息包含的实时局部放电强度和发生位置信息与所述预测局部放电特征信息包含的未来时间段的局部放电强度和发生位置信息进行对比，确定所述高压套管的局部放电异常区域发生位置信息和局部放电异常区域的放电强度。

27、一种高压套管局部放电缺陷检测与定位系统，包括：

28、高频电流脉冲信号检测模块，用于对高压套管的末屏接地回路进行周期性高频电流检测，得到所述高压套管在若干时间区间各自对应的高频电流脉冲信号；

29、高频电流相位特征确定模块，用于筛选部分高频电流脉冲信号进行相位检测，得到高频电流脉冲信号的相位特征信息；

30、局部放电信号特征确定模块，用于基于所述相位特征信息，确定所述高压套管的局部放电信号特征参数；

31、局部放电状态预测模块，用于基于所述局部放电信号特征参数，构建所述高压套管的局部放电表征模型，并基于所述局部放电表征模型，得到所述高压套管在未来时间段的预测局部放电特征信息；

32、实时局部放电状态确定模块，用于基于所述高压套管的实时高频电流脉冲信号，确定所述高压套管的实时局部放电特征信息；

33、局部放电缺陷识别模块，用于基于所述实时局部放电特征信息和所述预测局部放电特征信息，确定所述高压套管的局部放电异常区域存在状态信息。

34、可选地，所述高频电流脉冲信号检测模块用于对高压套管的末屏接地回路进行周期性高频电流检测，得到所述高压套管在若干时间区间各自对应的高频电流脉冲信号，包括：

35、对高压套管的末屏接地回路进行连续高频电流检测，得到所述高压套管的高频电流信号连续变化数据；对所述高频电流信号连续变化数据进行分析，估计所述高压套管的高频电流成分出现时间分布特征信息；

36、基于所述高频电流成分出现时间分布特征信息，确定对所述末屏接地回路进行周期性高频电流检测的检测周期，以此对所述末屏接地回路进行周期性高频电流检测，得到所述高压套管在若干时间区间各自对应的高频电流脉冲信号；

37、所述高频电流相位特征确定模块用于筛选部分高频电流脉冲信号进行相位检测，得到高频电流脉冲信号的相位特征信息，包括：

38、获取每个时间区间对应的高频电流脉冲信号的预设频率范围内的高频电流成分占比，若所述高频电流成分占比超过预设占比阈值，则判断所述高频电流脉冲信号为有效高频电流脉冲信号；对所有有效高频电流脉冲信号进行相位检测，得到高频电流脉冲信号的相位特征信息；其中，所述相位特征信息包含高频电流脉冲信号的电学参量随信号相位的变化关联特征信息。

39、可选地，所述局部放电信号特征确定模块用于基于所述相位特征信息，确定所述高压套管的局部放电信号特征参数，包括：

40、对所述相位特征信息包含的高频电流脉冲信号的电学参量随信号相位的变化关联特征信息进行相应电学参量的区分提取，确定所述高压套管的局部放电信号特征参数；其中，所述局部放电信号特征参数包括局部放电峰值、局部放电变化率、局部放电因数、局部放电干扰系数；

41、所述局部放电状态预测模块用于基于所述局部放电信号特征参数，构建所述高压套管的局部放电表征模型，并基于所述局部放电表征模型，得到所述高压套管在未来时间段的预测局部放电特征信息，包括：

42、对所述局部放电信号特征参数进行神经网络学习，构建所述高压套管的局部放电表征模型，并利用所述局部放电表征模型对未被筛选进行相位检测的所有高频电流脉冲信号进行分析，得到所述高压套管在未来时间段的预测局部放电特征信息；其中，所述预测局部放电特征信息包括所述高压套管在未来时间段的局部放电强度和发生位置信息。

43、可选地，所述实时局部放电状态确定模块用于基于所述高压套管的实时高频电流脉冲信号，确定所述高压套管的实时局部放电特征信息，包括：

44、获取所述高压套管对应的高压线路在持续输电情况下的实时高频电流脉冲信号，对所述实时高频电流脉冲信号进行建模处理，得到所述高压套管的实时局部放电场分布信息，从而确定所述高压套管的实时局部放电强度和发生位置信息，以此作为所述实时局部放电特征信息；

45、所述局部放电缺陷识别模块用于基于所述实时局部放电特征信息和所述预测局部放电特征信息，确定所述高压套管的局部放电异常区域存在状态信息，包括：

46、将所述实时局部放电特征信息包含的实时局部放电强度和发生位置信息与所述预测局部放电特征信息包含的未来时间段的局部放电强度和发生位置信息进行对比，确定所述高压套管的局部放电异常区域发生位置信息和局部放电异常区域的放电强度。

47、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

48、本技术提供的高压套管局部放电缺陷检测与定位方法和系统对高压套管的末屏接地回路进行周期性高频电流检测，得到若干高频电流脉冲信号，并筛选部分高频电流脉冲信号进行相位检测，得到相位特征信息，对高压套管产生的高频电流信号进行变化状态表征；还基于相位特征信息，确定高压套管的局部放电信号特征参数，以此构建高压套管的局部放电表征模型，得到高压套管在未来时间段的预测局部放电特征信息，对高压套管的局部放电状态进行准确预测，为后续识别局部放电缺陷提供参照；再基于高压套管的实时高频电流脉冲信号，确定高压套管的实时局部放电特征信息，并与预测局部放电特征信息对比，确定高压套管的局部放电异常区域存在状态信息，通过高频电流检测和模型构建的方式对高压套管的局部放电状态进行准确检测，及时定位局部放电缺陷及其程度，有效排查高压套管的安全隐患。