GIS监测与定位型局放监测技术说明

视听融合：通过传声器阵列同步接收到多个通道的声音信号，依据相控阵波束形成原理计算得到设备基准发射面上的声场分布云图。测量中同步记录设备的可见光图像，以其为背景，通过几何配准将声场分布云图与可见光图像叠加显示，获得声学成像结果。声学成像结果中直观显示了声源空间位置、强度和频谱等特征。波束形成根据麦克风阵列结构和接收的数据，在某一准则下滤出感兴趣方向或位置的信号，并抑制来自其他方向的信号干扰。延迟求和是波束形成一种常用的处理算法，可以使用在任意阵型上。通过对每个通道麦克风进行延时补偿接收过程中产生的时间差，使得各个通道的声信号同步，然后再经过加权求和输出最大值。在随后的发展中，时域波束形成逐渐被频域波束形成取代，从时域的延时补偿变成频域的相移。波束形成算法实现简单、计算快速，在麦克风阵列传感器的声学成像中发挥重要作用。35kV高压电缆耐压试验同步局部放电监测案例。GIS监测与定位型局放监测技术说明

系统构成及功能参数2.1系统构成GZPD-4D型分布式高压电缆局部放电监测与评价系统构成如上页示意图所示，主要包括下列5类单元：Ø传感器单元：采用开合式钳形高频电流传感器(HFCT)，结构紧凑，安装拆卸方便，无需停电；Ø同步单元：罗氏线圈多档可调，适用于不同电压等级电缆局部放电监测的工频相位同步；Ø采样及通信单元：具备信号放大、滤波、A/D转换功能，支持多通道同步采集；具备边缘计算能力，内置4G/5G传输模块，实时传输原始数据及本地分析结果；Ø云服务器（ECS）：实现客户端及采集单元分布式组网，实时转发客户端控制指令，接收采集单元上传数据，支持高网络包收发及海量数据存储；Ø客户端(上位机)：具备采集单元控制(采样脉冲数、时长、数字滤波器等)、数据接收及智能分析功能，支持脉冲波形、波形频谱、PRPD图谱、等效时频图谱(TF-Map)、放电基本参数显示，可实现地图筛选、分组筛选、放电类型识别、趋势分析、自动保存等功能。GIS监测与定位型局放监测技术说明SD-WAN型智能组网联网系统功能特点。

5、采集结束及保存采集脉冲数达到预设值时，软件自动跳出采集结束界面，可选择“保存”、“返回设置”、“重新采集”三种模式。图14:信号采集结束及保存界面（以高频脉冲电流监测法为例）6、智能分析Ø文件导入；Ø图谱展示：等效时频图谱(TF-Map)、主PRPD图谱、子PRPD图谱、脉冲波形、波形频谱；Ø参数展示：脉冲数、平均幅值、比较大幅值、峰值频率等；Ø分组筛选：添加分组、删除分组、重置分析、合并分组；（如下图15、16的右上区域所示）Ø放电类型识别。（如下图15、16所示）

GZPD-3004ZX系列局放在线监测装置（以下简称GZPD-3004ZX）采用超高频（UHF）在线监测技术，用于监测并分析气体绝缘组合电器（以下简称GIS）、变压器、开关柜等设备的内部局部放电所产生的电磁波信号，进而监测并评估设备运行状态，能有效避免GIS、变压器等高压设备的突发性事故。系统采用了UHF超高频传感器信号探测技术、传感器优化布置技术、SQL数据库**分析技术。GZPD-3004ZX主要应用于智能GIS、变压器、开关柜等多种电力设备局部放电监测，装置由前端监测设备（过程层）与综合监测单元组成（间隔层）两部分组成，该项目系统包括内置式或外置式超高频天线传感器、滤波放大模块、数字采集比较模块、高性能工业控制计算机、高频光缆、专业机械附件以及**分析系统软件等。GZPD-234系列GIS局部放电监测与定位系统概述。

三、局部放电分析方法3.2相位图谱法(PhaseResolvedPartialDischarge，PRPD)相位图谱法通过累计交流工频电压下局部放电信号，得到放电的相位、幅值、次数分布特性，因此也称为φ-q-n图谱法，并由此引申出PRPS(PhaseResolvedPulseSequence)法。PRPD法是目前局部放电分析中**常用的一种分析方法，由于不同放电类型具有不同的相位分布，PRPD法也广泛应用于电力设备缺陷类型识别。下图为典型绝缘缺陷PRPD图谱。三、局部放电分析方法3.3时间图谱法(TimeResolvedPartialDischarge，TRPD)目前交流电压下局部放电的检测技术和分析技术已发展成熟，并得到广泛应用。由于直流电压缺少相位信息，并且在交流电压和直流电压下局部放电的再发生机理不同，交流电压下局部放电的分析方法不适用于直流电压下局部放电的分析。直流电压由于缺少工频相位，PRPD法无法应用，TRPD法基于放电幅值和脉冲时间差的统计特性，绘制放电量q与前一次放电时间差关系q(Δtpre)、放电量q与后一次放电时间差关系q(Δtsuc)、放电量q的分布H（q）、放电电流脉冲时间差△t的分布H（△t）特征图谱，并提取**大值、平均值、峰度、偏度、互相关系数、对称性等特征参量，实现直流电压下局部放电分析。GZPD-234系列GIS局部放电监测与定位系统分析定位功能。GIS监测与定位型局放监测技术说明

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二、局部放电检测方法2.1脉冲电流法局部放电发生时，电荷移动产生脉冲电流，用接在试验回路中的耦合装置或高频电流传感器可检测该脉冲电流。脉冲电流法是IEC60270和标准中***规定的适用于局部放电定量测量的方法，而其他方法主要用于局部放电的检测或定位。脉冲电流法具有灵敏度高的优点，但易受现场电磁干扰，需从检测到的信号中提取微弱的放电信号。表征局部放电大小的物理量为视在电荷q，可由下式求得。𝑞=𝑖𝑡𝑑𝑡=𝑈𝑚(𝑡)𝑅𝑚𝑑𝑡q=∫1▒〖i(t)dt=∫1▒〖(U_m(t))/R_mdt〗〗式中，𝑖(𝑡)i(t)为局部放电的脉冲电流，𝑈𝑚(𝑡)U_m(t)为脉冲电压，𝑅𝑚R_m为检测阻抗值，q为视在电荷，其单位为pC。基于耦合装置的脉冲电流法主要用于断路器的出厂试验、交接试验等局部放电非在线检测。局部放电基本测试回路如下图所示，主要由高压电源、滤波器、被试品、耦合电容、耦合装置和测量仪器构成。基于电流传感器的脉冲电流法适用于局部放电的在线检测。高频电流传感器的频率通常为16kHz～30MHz，采用钳形结构，方便安装于设备的接地端。GIS监测与定位型局放监测技术说明

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