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GIL放电性故障的振动检测法研究

徐爱华 胡红波 臧春艳 李海蓉 曾卓 许昊 崔陈希

徐爱华,胡红波,臧春艳,等. GIL放电性故障的振动检测法研究[J]. 计量科学与技术,2024, 68(4): 31-36 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0329
引用本文: 徐爱华,胡红波,臧春艳,等. GIL放电性故障的振动检测法研究[J]. 计量科学与技术,2024, 68(4): 31-36 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0329
XU Aihua, HU Hongbo, ZANG Chunyan, LI Hairong, ZENG Zhuo, XU Hao, CUI Chenxi. Research on the Vibration Detection Method for Discharge Faults in Gas-Insulated Transmission Lines (GIL)[J]. Metrology Science and Technology, 2024, 68(4): 31-36. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0329
Citation: XU Aihua, HU Hongbo, ZANG Chunyan, LI Hairong, ZENG Zhuo, XU Hao, CUI Chenxi. Research on the Vibration Detection Method for Discharge Faults in Gas-Insulated Transmission Lines (GIL)[J]. Metrology Science and Technology, 2024, 68(4): 31-36. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0329

GIL放电性故障的振动检测法研究

doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0329
基金项目: 国家市场监督管理总局科技计划项目(2022MK083)。
详细信息
    作者简介:

    徐爱华(1981-),湖北省计量测试技术研究院高级工程师,研究方向:振动计量,邮箱:40244720@qq.com

  • 中图分类号: TB973

Research on the Vibration Detection Method for Discharge Faults in Gas-Insulated Transmission Lines (GIL)

  • 摘要: 由于GIL在生产制作及运输的过程中,内部会产生部分缺陷,导致运行时局部放电故障,并伴随一定的振动和声音信号异常。当GIL出现故障时,不仅会对设备本身产生严重的损坏,还会对电力系统的稳定运行带来威胁。研究了一种基于振动信号进行GIL放电性故障的检测方法,该方法能够较精确地检测GIL放电性故障具体单元及部位。分析了GIL局部放电故障状态时振动信号的特征,通过对模拟实验和现场试验中采集的信号进行处理与识别,优化了识别方法,能够实现对GIL是否发生了局部放电故障进行准确有效的判断。
  • 图  1  GIL管道正常运行时外壳的振动信号

    Figure  1.  Vibration signals of the casing during normal operation of the GIL pipeline

    图  2  GIL管道出现局部放电故障时外壳的振动信号

    Figure  2.  Vibration signals of the casing when a partial discharge fault occurs in the GIL pipeline

    图  3  模拟实验中无放电时振动信号频谱图

    Figure  3.  Frequency spectrum of vibration signals of the pipe wall in the absence of discharge in simulated experiments

    图  4  模拟实验中有放电时振动信号频谱图

    Figure  4.  Frequency spectrum of vibration signals in simulated experiments with discharge

    图  5  GIL正常运行时的振动信号频谱图

    Figure  5.  Frequency spectrum of vibration signals during normal operation of GIL

    图  6  GIL出现局部放电故障时的频谱图

    Figure  6.  Frequency spectrum of vibration signals when partial discharge fault occurs in GIL

    图  7  两种状态下的振动信号特征值$ {\mathit{K}}_{2}' $分布情况

    Figure  7.  Distribution of the characteristic value $ {\mathit{K}}_{2}' $ of the vibration signals in both states

    表  1  模拟实验振动信号低频与高频能量占比

    Table  1.   Percentage of low-frequency and high-frequency energy of vibration signals in simulated experiments

    状态$ {K}_{1} $$ {K}_{2} $
    无放电99.9969%0.0031%
    有放电99.7178%0.2822%
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    表  2  两种状态下的振动信号在低频与高频的能量占比

    Table  2.   Percentage of energy in low-frequency and high-frequency of vibration signals in both states

    状态组号$ {K}_{1} $$ {K}_{2} $
    正常运行199.6295%0.3705%
    299.5965%0.4035%
    399.4472%0.5528%
    499.4681%0.5319%
    599.6916%0.3084%
    局部放电故障131.9184%68.0816%
    239.1837%60.8163%
    398.5464%1.4536%
    497.9685%2.0315%
    56.7474%93.2526%
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    表  3  两种状态下的振动信号在低频与高频的能量占比

    Table  3.   Percentage of energy in low-frequency and high-frequency of vibration signals in both states

    状态 组号 $ {K}_{1}' $ $ {K}_{2}\text{'} $
    正常运行 1 99.6226% 0.3774%
    2 99.5873% 0.4127%
    3 99.2913% 0.7087%
    4 99.2943% 0.7057%
    5 99.4507% 0.5493%
    局部放电故障 1 4.1836% 95.8164%
    2 2.2339% 97.7661%
    3 0.9375% 99.0625%
    4 1.8624% 98.1376%
    5 1.5245% 98.4755%
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    表  4  使用优化后方法计算的模拟实验振动信号低频与高频的能量占比

    Table  4.   Percentage of low-frequency and high-frequency energy of vibration signals in simulated experiments calculated using the optimized method

    状态 $ {K}_{1}'$ $ {K}_{2}' $
    无放电 99.5700% 0.4300%
    有放电 56.9405% 43.0595%
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-12-04
  • 录用日期:  2023-12-18
  • 修回日期:  2023-12-20
  • 网络出版日期:  2023-12-27

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