配网超声波带电检测技术及缺陷分类识别方法

配网超声波带电检测技术及缺陷分类识别方法

邹陈龙

广西电网公司柳州供电局     广西柳州市545003

摘要：近年来，受社会发展的影响，经济水平提升，科学技术水平得到进步，其中电力工程中的配电网技术的信息化也不断的提高，这也就促成了自动化技术的快速发展。在对配网进行带电检测的环节中，常规的方法对于开关柜等复杂设备的处理效果不佳，因此，提出配网超声波带电检测技术及缺陷分类识别方法。首先，计算超声波带电检测的均值，进一步构造音频中循环放电处的特征向量，分析音频数据的重复性特征，完成配网缺陷基础信息数据的处理，提取数据特征。然后，在此基础上，建立缺陷分类数据库，构建仿真模型，调整训练规则，消除二次回路缺陷信号中的噪声。

关键词：超声波，带电检测技术，缺陷分类识别，配网

引言

配网架空线路局部放电问题会对线路造成缓慢性和持续性的损坏,是架空线路的主要安全隐患;持续性放电则会造成架空线路故障、绝缘击穿等故障,为降低架空线路故障发生概率,需要对架空线路进行全面检测。超声波技术检测范围广且可实现带电检测,本文主要对超声波技术在配网架空线路检测中的应用进行研究和分析,旨在提高配网架空线线路的安全性。

1配网开关柜的局部放电带电检测工作重要性分析

对于电力系统运行来说，开关柜目前已经运用到电力系统电能转换、输电、配电与发电工作之中，对于电力企业整体发展而言，开关柜是具有关键性价值意义的。但是，开展开关柜检测工作的时候，一般要基于断电条件下完成，有关局部放电的带电检测是非常少的。因为开关柜的预防试验周期是6年。所以，试验周期当中难以及时了解开关柜问题与状况，而这会导致开关柜检测工作难以有效落实，无法及时针对其中出现的问题开展维修检测工作，从而造成故障问题。并且开关柜都要安装到安装箱中，电力装置运行当中如果出现故障问题，工作人员进行巡检的时候是难以发现相应问题的，而这就为电力系统的稳定安全运行埋下了严重的隐患问题。所以，强化配网开关柜局部放电的带电检测工作可以有效了解开关柜中的装置放电状况，而且可以对应做好防范工作，最终保证电力系统能够稳定安全运行。

2配网超声波带电检测技术及缺陷分类识别方法

2.1超声波干扰技术

通常情况下,配网架空线路存在较多干扰信号,且超声波检测设备对机械振动敏感度较强,因此干扰信号会影响超声波技术检验结果的准确性和真实性。在确定架空线路绝缘子劣化故障超声波频率范围情况下,选取合适的传感器可降低检测距离、检测温湿度及电磁干扰等情况,以此来保证检测结果的真实性和有效性。在架空线路故障检测作业开展前,利用机器学习算法和分析平台,分析架空线路各影响因素,并对其进行补偿,可进一步提高检测结果准确性。

2.2现场联合检测法

超声波检测法与暂态地电压检测法进行运用的时候是有一些不足的，无法对开关柜的局部放电展开全方位细致化检测。而这种条件下，我们在进行带电检测的时候，就能够结合多种检测手段来实现全方位检测。而现场联合检测技术就是结合暂态地电压检测法和超声波检测法，实现对不同检测技术的结合运用。

比如：当采取现场联合检测技术开展10kV开关柜的带电检测工作之时，首先借助暂态地电压检测法来完成带电检测，将环境中的干扰因素排除掉。而为了确保检测数据足够精准，我们将局部放电检测设备安装到开关柜已经出现局部放电现象的位置。经过检测之后，将开关柜与金属门信号检测均值视作信号参考数值。如果暂态地电压检测发现开关柜存在异常问题，就要运用超声波检测法重新确认，最后确定开关柜的局部放电部位。进行超声波检测之时，应当将超声波传感器安装到开关柜的缝隙位置，这样能够有效接收到相应信号。完成检测工作以后，要针对所检测数据展开具体研究，对开关柜的局部放电问题作出相应判断。

2.3检测系统硬件设计

由于配网架空线路三相之间距离较大,因此需在三相电路上设置电流互感器,以此对线路电流瞬时值进行实时采集,并采用电流瞬时值叠加方式计算线路三相电流矢量之和,即零序电流。检测系统传感器三个为一组,即A、B、C三相传感器,其中B和C相传感器采集到的信息会传递至A相传感器,A相传感器负责对信息进行分析,并判断架空线路是否存在故障,然后利用无线通信模块将三相传感器零序电流、瞬时电流和故障信息传输至中心站,进而为架空线线路故障检测和定位提供数据依据。另外,系统终端还负责故障电流分析、在线取电和远距离数据传输等,其中在线取电时终端系统需持续向电路板芯片提供持续稳定的电源,以此来保证系统运行平稳性;远距离数据传输主要实现中心站和终端数据传输,同时在故障判断过程中为其提供数据参考;故障电流分析是架空线路故障分析的核心,可为线路故障定位提供参考依据。

2.4建立缺陷分类数据库

通过缺陷处放电的循环周期，完成对特征向量的自动化提取，基于此，建立缺陷分类数据库。通过自动化的方式采集配网中的超声波信号，确保数据的准确性和及时性。采用多级放大电路超声波信号，保证自动采集的超声波信息数据能够被人工处理。此外，由于配网实际运行中的实时环境会增加噪音，所以，还需对放大后的信号进行滤波处理。图1为超声波检测法电路原理流程图。由图1可知，超声波检测法电路原理流程分2路进行。一路通过超声传感器、前置放大器进行降频、音量调节、功率放大等处理，得到人耳可识别的音频信号，从而判断信号是否异常，实现人工辅助判断；另一路经由超声传感器、前置放大器、主放大器、滤波处理和单片机后期处理后作分析备用，判断信号是否异常，完成超声波电路检测。

图1超声波检测法电路原理流程图

2.5暂态地电压检测法

基于开关柜的局部放电条件，一般会形成变化电场，变化电场进而造成磁场变化，而反之变化磁场再一次形成电场。如此一来，由于交叉变化的磁场以及电场会相互激发不断传播，从而生成电磁波。如果电力系统电气装置发生局部放电，所生成电磁波便依靠金属箱体间缝完成传播，之后再从开关柜装置表面向地表传播，进而生成电压脉，这也称作暂态地电压。借助相应的电容耦合传感设备就可以对此种信号完成检测，进而可以确定开关柜的局部放电幅值以及频率。暂态地电压检测法所受到外界信号的影响非常少。所以，实际开展开关柜放电带电检测工作之时，也不会很大程度上受到外界因素影响，这样就可以大大增强开关柜局部放电带电检测灵敏性以及可靠性。然而，也正是因为暂态地电压检测具备较强的灵敏性，所以空气当中低电压衰减非常强。

结束语

配网超声波带电检测技术是一种用于电力配网系统故障检测与评估的重要手段，本文围绕配网超声波带电检测技术及缺陷分类识别问题展开探究，分析超声波检测技术，并设计缺陷分类识别方法。经验证，本文方法的精确度较高，但该技术仍面临一些挑战，需要进一步完善。未来的工作将注重对大规模超声波带电检测数据的分析和挖掘，借助云计算和大数据技术，对海量的超声波信号数据进行实时处理和深度学习，以发现潜在的设备故障模式和趋势。

参考文献

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