(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211345211.X (22)申请日 2022.10.31 (71)申请人 国网电力科 学研究院武汉南瑞 有限 责任公司 地址 430074 湖北省武汉市洪山区珞 瑜路 143号 申请人 国网电力科 学研究院有限公司 　 国网浙江省电力有限公司电力科 学 研究院　 国网浙江省电力有限公司 (72)发明人 杨旭　刘诣　程林　江翼　罗传仙　 张静　文豪　邱虎　程立丰　 黄勤清　周文　张国治　陈孝信　 (74)专利代理 机构 武汉开元知识产权代理有限 公司 42104 专利代理师 李满　潘杰(51)Int.Cl. G01R 31/12(2006.01) G01R 1/02(2006.01) G01N 30/02(2006.01) (54)发明名称 GIS局部放电实验室有效模拟和多源检测系 统及方法 (57)摘要 本发明公开了一种GIS局部放电实验室有效 模拟和多源检测系统及方法， 利用加压电路模块 将试验电压升至为起始局放电压， 同时输出脉冲 电流信号和工频周期信号； 采集GIS内部局部放 电产生的脉冲电流信号、 高频电磁波信号、 超声 波信号和光信号， 判断GIS内部局部放电的发生， 通过脉冲电流法得到局部放电的放电量 以及放 电状态； 同时， 通过所述工频周期信号得出局部 放电产生的时间和相位信息； 在完成局部放电实 验后， 通过检测分解所述气体的组成成分和浓 度， 获取GIS内部绝缘故障信息。 本发明能实现在 不破坏GIS本体的情况下在实验室内对真型GIS 实现局部放电的有效模拟。 权利要求书3页 说明书6页 附图2页 CN 115453299 A 2022.12.09 CN 115453299 A 1.一种GIS局部放电实验室有效模拟和多源检测系统， 其特征在于： 它包括加压电路模 块(1)、 检测阻抗(2)、 特高频传感器(8)、 超声波传感器(11)、 荧光光纤传感器(9)、 试验缺陷 模型(21)、 示波器(12)、 采气装置(10)和气相色谱仪(13)； 所述加压电路模块(1)用于将试验电压 升至起始局放电压Ui； 所述检测阻抗(2)用于标定脉冲电流法的放电量， 在试验加压过程中采集所述试验缺 陷模型(21)局部放电产生的脉冲电流信号； 所述加压电路模块(1)还用于输出所述脉冲电流信号和工频周期信号至所述示波器 (12)； 所述特高频传感器(8)用于检测所述试验缺陷模型(21)局部放电产生的高频电磁波信 号， 所述特高频传感器(8)通过同轴信号线将高频电磁波信号输出至所述 示波器(12)； 所述超声波传感器(11)用于检测所述试验缺陷模型(2 1)局部放电产 生的超声波信号， 所述超声 波传感器(1 1)通过同轴信号线将所述超声 波信号输出至所述 示波器(12)； 所述荧光光纤传感器(9)用于检测试验缺陷模型(21)局部放电产生的光信号， 所述荧 光光纤传感器(9)通过同轴信号线将所述 光信号输出至所述 示波器(12)； 所述示波器(12)用于显示所述脉冲电流信号、 所述高频电磁波信号、 所述超声波信号 和所述光信号， 判断GIS内部局部放电的发生， 通过脉冲电流法得到局部放电的放电量， 通 过所述高频电磁波信号、 所述超声波信号和所述光信号的幅值大小判断所述局部放电状 态； 同时， 通过 所述工频周期信号能得 出局部放电产生的时间和相位信息； 所述采气装置(10)用于采集放电试验后GIS试验腔体(14)内部的气体， 所述采气袋 (20)将采集到的局放试验后的气体传输至所述气相色谱仪(13)， 所述气相色谱仪(13)检测 分解所述气体的组成 成分和浓度， 获取GIS内部绝 缘故障信息 。 2.基于权利要求1所述的一种GIS局部放电实验室有效模拟和多源检测系统， 其特征在 于： 所述加压电路模块(1)包括耦合电容C1、 分压电容C2和分压电容C3， 所述耦合电容C1和 所述检测阻抗(2)用于 输出脉冲电流信号， 所述分压电容C2和C 3用于输出工频周期信号。 3.基于权利要求2所述的一种GIS局部放电实验室有效模拟和多源检测系统， 其特征在 于： 所述加压电路模块(1)中的高压端与GIS套管高压端连接， 所述耦合电容C1的一端与 GIS套管高压端连接， 所述耦合电容C1的另一端与所述检测阻抗(2)的一端连接， 所述耦合 电容C1的另一端输出脉冲电流信号至所述示波器(12)， 所述检测阻抗(2)的另一端与所述 分压电容C3的一端连接， 所述分压电容C3的另一端与所述分压电容C2的一端连接， 所述分 压电容C3的另一端输出工频周期信号至所述示波器(12)， 所述分压电容C2的另一端与GIS 套管高压端连接 。 4.基于权利要求1所述的一种GIS局部放电实验室有效模拟和多源检测系统， 其特征在 于： 所述特高频传感器(8)放置于有机玻璃法兰盘(7)前， 所述超声波传感器(11)贴于GIS 外壳上方， 所述荧光光纤传感器(9)放置在有机玻璃法兰盘(7)外表面， 用不透光布对所述 荧光光纤传感器(9)进行遮盖 。 5.基于权利要求1所述的一种GIS局部放电实验室有效模拟和多源检测系统， 其特征在权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115453299 A 2于： 所述试验缺陷模型(21)包括金属导杆(5)、 高压电极(6)和地电极(16)， 用于模拟试验 缺陷， 所述金属导杆(5)的一端与盆式绝缘子(4)高压端 连接， 所述金属导杆(5)的另一端与 所述高压电极(6)相连接， 所述 地电极(16)通过 金属法兰盘连接 到地线； 所述试验缺陷模型(21)包括电晕放电试验缺陷模型、 气隙放电试验缺陷模型、 悬浮电 极放电试验缺陷模型、 沿面 放电试验缺陷模型和自由金属颗粒放电试验缺陷模型。 6.基于权利要求1所述的一种GIS局部放电实验室有效模拟和多源检测系统， 其特征在 于： 所述采气装置(10)用于将所述气体通过软管(19)传输至采气袋(20)， 所述采气袋(20) 将采集到的局放试验后的气体传输至所述气相色谱仪(13)， 所述采气装置(10)还包括阀门 (17)， 所述阀门(17)用于缓慢打开所述采气装置(10)。 7.基于权利要求1所述的一种GIS局部放电实验室有效模拟和多源检测系统， 其特征在 于： 所述气相色谱仪(13)获取GIS内部绝缘故障信息的具体方式为： 所述气相色谱仪(13) 检测分解所述气体的组成成分和浓度， 通过判断SF6气体由局部放电后分解特征气体组成 成分和浓度来判断局部放电的状态。 8.一种GIS局部放电实验室有效模拟和多源检测方法， 其特 征在于： 它包括以下步骤： 步骤1， 标定脉冲电流法的放电量； 步骤2， 将试验电压升至为起始局放电压Ui， 同时输出脉冲电流信号和工频周期信号至 示波器(12)； 步骤3， 采集GIS内部局部放电产生的脉冲电流信号， 若所述示波器(12)上存在明显的 脉冲电流信号， 则加压电路模块(1)停止加压； 若 所述示波器(12)上没有明显的局部放电的 信号， 则所述加压电路模块(1)继续加压直到所述 示波器(12)上存在明显的脉冲电流信号； 步骤4， 当所述示波器(12)上存在明显的脉冲电流信号后， 将所述特高频传感器(8)与 所述示波器(12)连接， 所述特高频传感器(8)检测局部放电产生的高频电磁波信号， 并将高 频电磁波信号输出至所述示波器(12)； 将所述超声波传感器(11)与所述示波器(12)连接， 所述超声波传感器(11)检测局部放电产生的超声波信号， 并将所述超声波信号输出至所述 示波器(12)； 将所述荧光光纤传感器(9)与所述示波器(12)连接， 所述荧光光纤传感器(9) 检测局部放电产生的光信号， 并将所述光信号输出至所述示波器(12)； 所述示波器(12)显 示所述脉冲电流信号、 所述高频电磁波信号、 所述超声波信号和所述光信号， 判断GIS内部 局部放电的发生， 通过脉冲电流法得到局部放电的放电量， 通过所述高频电磁波信号、 所述 超声波信号和所述光信号的幅值大小判断所述局部放电状态； 同时， 通过所述工频周期信 号能得出局部放电产生的时间和相位信息； 步骤5， 在完成局部放电实验后， 所述采气装置(10)采集放电试验后GIS试验腔体(14) 内部的气体， 采气袋(20)将采集到的局放试验后的气体传输至气相色谱仪(13)， 所述气相 色谱仪(13)检测分解所述气体的组成 成分和浓度， 获取GIS内部绝 缘故障信息 。 9.一种GIS局部放电实验室有效模拟和多源检测方法， 其特 征在于： 所述步骤5中的采气装置(10)通过软管(19)将所述气体传输至采气袋(20)， 所述采气 袋(20)将采集到的局放试验后的气体传输至所述气相色谱仪(13)， 所述采气装置(10)还包权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115453299 A 3