一種針對gis局放缺陷識別和定位的聯(lián)合檢測方法
【專利摘要】一種針對GIS局放缺陷識別和定位的聯(lián)合檢測方法，該方法綜合局放檢測技術(shù)和X射線數(shù)字成像技術(shù)對GIS進行缺陷的識別和定位，兩種檢測手段取長補短，能及時、準確早發(fā)現(xiàn)起絕緣故障，有效提高了GIS檢測效率和精確度，能夠合理制定檢修策略。本發(fā)明通過綜合利用各種數(shù)字信號處理技術(shù)對采集到的局放信號和X射線圖像信號分別進行處理，在不拆卸設(shè)備的前提下，及時快速的對缺陷進行識別和定位。
【專利說明】—種針對GIS局放缺陷識別和定位的聯(lián)合檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力設(shè)備檢測方法，特別涉及一種針對GIS局放缺陷識別和定位的檢測方法【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]GIS(氣體絕緣封閉式組合電器)以其體積小，可靠性高等優(yōu)點越來越多的應用于電力系統(tǒng)當中。GIS本質(zhì)上來說是設(shè)計成不需維護的設(shè)備，然而，一旦發(fā)生故障，其修復時間將更長，對電力系統(tǒng)的危害也更大。
[0003]GIS絕緣故障通常的特征是在完全擊穿前發(fā)生局部放電。局部放電如果長期存在，則將引起絕緣的老化、劣化，甚至造成整個絕緣擊穿或沿面閃絡(luò)，導致設(shè)備在運行時出現(xiàn)故障，甚至造成大面積停電，造成的直接和間接損失是巨大的。局部放電是引發(fā)絕緣故障的主要原因，也是存在絕緣缺陷的重要特征。因此對GIS的局部放電情況監(jiān)測，能夠很好的發(fā)現(xiàn)缺陷的部位和性質(zhì)。然而現(xiàn)場存在各種各樣的電磁干擾，這些噪聲信號與局方信號一起被傳感器接收，從而影響了局放信號的模式識別與定位。
[0004]局放信號是一種非平穩(wěn)的具有短時突變性的電磁信號，然而傅立葉分析的方法在時空域只有固定的分辨率在去除干擾信號的同時，常常會將心中的特征點(信號)中的突起部分也一并作為告辭諧波分量消除掉，因此其僅適用于平穩(wěn)、緩變信號的分析，無法反映持續(xù)時間遠小于時窗寬度的短時突變信號?？焖俑道锶~(FFT)閾值濾波器存在著通帶選擇的不確定性，閾值大小影響著濾波效果等問題。近年來隨著對傅立葉分析的發(fā)展和深入研究出現(xiàn)了聯(lián)合時域頻域分析的思想，如短時傅立葉變換、Wigner分析及小波變換,聯(lián)合時頻分析的特點是對信號分析提供了時頻局部化的能力，特別適用于非平穩(wěn)信號的分析和處理這很符合局部放電信號的非平穩(wěn)性，因而，聯(lián)合時頻分析被廣泛用來去除局部放電在線監(jiān)測的去干擾，尤其是小波分析被廣泛用于去除局放的干擾信號。
[0005]模式識別是隨著計算機技術(shù)的研究和應用而發(fā)展起來的一種重要的診斷手段，于90年代應用于電力設(shè)備的放電識別，代替放電譜圖的目測判斷，顯著提高了識別的科學性和有效性。通過局部放電檢測設(shè)備而獲得局部放電信號，經(jīng)過去噪處理后，對信號進行分析，提取其特征信息；再進行放電分類，確定其模式。因而特征提取和模式分類是局部放電模式識別的兩個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其中局放的特征提取顯得尤為重要它將直接影響最終的識別效果，在局放特征的參數(shù)提出中，應用最為廣泛的是統(tǒng)計特征法和和分形特征法，統(tǒng)計特征法針對局放PRro譜圖將統(tǒng)計算子分為兩類:一類是描述Φ -q、Φ-η譜圖的形狀差異，包括偏斜度Sk、陡峭度Ku、局部峰點數(shù)Pe;另一類是描述φ—q譜圖正負半周的輪廓差異，包括互相關(guān)系數(shù)Ce、放電量因數(shù)Q、相位不對稱度必以及修正的互相關(guān)系數(shù)Mcc。分形特征法采用分形維數(shù)和二階廣義分形維數(shù)對局放灰度圖像進行識別。發(fā)生在GIS絕緣內(nèi)部的局部放電是復雜的物理過程，極高準確度的放電識別幾乎是難以實現(xiàn)的，對此將局放類型識別的準確性降低到一個可接受的程度并將不同缺陷看作不同的模糊集合，需識別的放電以一定的程度屬于這三個集合，并建立隸屬度加以表示；另一方面，“某次放電屬于某種缺陷”看作是一個模糊判斷，可以用模糊真值來表示該判斷的真實程度。通過提取的特征建立特征數(shù)據(jù)庫，建立隸屬度判別函數(shù)以實現(xiàn)局放的模糊識別。但是對于局放部位的具體缺陷形式只能通過局放譜圖和模式識別進行分析，不能直觀的觀測到設(shè)備內(nèi)部的具體情況。
[0006]X射線檢測技術(shù)能夠在GIS不停電、不解體的情況下對其內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行透視檢測。但是由于X射線產(chǎn)生及照相設(shè)備，掃描儀等輸入裝置造成圖像信號弱，信噪比低，對比度差，清晰度低，影響了對圖像的缺陷的分析，為此對X射線采取去除背景的X射線剪影方法檢測X射線掃描圖像中的缺陷。在工業(yè)射線檢測中，待檢測圖像在檢測過程中常會出現(xiàn)位移或傾斜的情況，如果傾斜的角度很小，可能對特征提取過程不會造成較大的影響，但如果傾斜的角度過大，就會嚴重影響構(gòu)件圖像的檢測結(jié)果，為了解決在實際檢測中遇到的這類問題，采用基于矩不變特征進行位置檢測的方法，通過計算待檢復雜構(gòu)件輪廓的二階中心矩，計算出傾斜角度，從而完成對傾斜構(gòu)件的圖像位置的標準化處理。但是X射線數(shù)字檢測技術(shù)不能確定Gis的局放位置，由于成像板尺寸的限制，也不能對GIS整體進行透視檢測，只能針對出現(xiàn)局放的特定部位進行透視檢測。
[0007]基于以上檢測方法的優(yōu)缺點，本發(fā)明提出了一種針對GIS的缺陷識別和定位的綜合檢測方法，首先利用局放檢測裝置，對GIS的局放信號進行采集，利用小波變換進行信號去噪，再利用局放譜圖的模式識別對缺陷的位置和性質(zhì)進行分析判斷。最后利用X射線數(shù)字檢測技術(shù)，對通過局放譜圖檢測得到的局放異常位置進行透視檢測，利用X射線剪影方法和基于矩不變特征的方法對采集到的圖像進行標準化處理，以觀察GIS內(nèi)部的缺陷是否符合局放譜圖判斷的缺陷形式。兩種檢測方法相輔相成，相互補充，能夠快速準確的診斷出缺陷的位置和性質(zhì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明提供了一種針對GIS的局放缺陷識別和定位的聯(lián)合檢測方法，以解決上述問題。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種針對GIS局放缺陷識別和定位的聯(lián)合檢測方法，本發(fā)明特征在于:針對GIS的缺陷識別與定位，綜合利用局放檢測技術(shù)的和X射線數(shù)字成像技術(shù)，在GIS內(nèi)部絕緣故障出現(xiàn)的前夕能夠?qū)θ毕莸男再|(zhì)和部位進行診斷，以預防絕緣事故帶來的突發(fā)性事故的發(fā)生；該方法首先對GIS的局放量進行測量，由于GIS運行現(xiàn)場存在的各種電磁干擾，對采集到的信號進行聯(lián)合時頻分析及小波變換去除噪聲干擾，然后對采集到的局放譜圖進行模式識別，以判斷缺陷的局部放電的性質(zhì)、位置及絕緣劣化的程度。利用統(tǒng)計特征法和分型特征法對局放圖譜進行特征提取得到最反應分類本質(zhì)的特征，再利用模糊識別的方法，將提取的特征建立特征數(shù)據(jù)庫，建立隸屬度判別函數(shù)實現(xiàn)模糊識別；最后利用X射線檢測技術(shù)對采用局放譜圖檢測得到的缺陷位置和性質(zhì)進行驗證試驗，利用數(shù)字減影方法和基于矩不變特征的位置檢測方法對采集到的X射線圖像進行標準化處理，以驗證缺陷的形式和性質(zhì)是否和局放譜圖檢測結(jié)果相同。通過X射線數(shù)字成像技術(shù)和局放檢測的結(jié)果聯(lián)合檢測方法，能夠快速的檢測GIS內(nèi)部缺陷的位置和性質(zhì)，二者相互補充取長補短，有效的提聞了檢測精度并有利于制定合理的檢修策略。
[0010]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明提供了一種針對GIS的局放缺陷識別和定位的聯(lián)合檢測方法，首先利用對局放圖譜去噪，模式識別等處理找到缺陷的位置并對缺陷的形式和性質(zhì)進行分析，再利用X射線數(shù)字成像技術(shù)對局方部位進行透視檢測，以驗證局放譜圖檢測結(jié)果的正確性，兩種方法相互補充，能夠快速準確的對缺陷形式和位置進行分析判斷。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為針對GIS局放缺陷識別和定位的聯(lián)合檢測方法流程圖。
【具體實施方式】
[0012]該方法首先對GIS的局放量進行測量，由于GIS運行現(xiàn)場存在的各種電磁干擾，對采集到的信號進行聯(lián)合時頻分析及小波變換去除噪聲干擾，然后對采集到的局放譜圖進行模式識別，以判斷缺陷的局部放電的性質(zhì)、位置及絕緣劣化的程度；利用統(tǒng)計特征法和分型特征法對局放圖譜進行特征提取得到最反應分類本質(zhì)的特征，再利用模糊識別的方法，將提取的特征建立特征數(shù)據(jù)庫，建立隸屬度判別函數(shù)實現(xiàn)模糊識別。最后利用X射線檢測技術(shù)對采用局放譜圖檢測得到的缺陷位置和性質(zhì)進行驗證試驗，利用數(shù)字減影方法和基于矩不變特征的位置檢測方法對采集到的X射線圖像進行標準化處理，以驗證缺陷的形式和性質(zhì)是否和局放譜圖檢測結(jié)果相同；通過X射線數(shù)字成像技術(shù)和局放檢測的結(jié)果聯(lián)合檢測方法，能夠快速的檢測Gis內(nèi)部缺陷的位置和性質(zhì)，二者相互補充取長補短，有效的提高了檢測精度并有利于制定合理的檢修策略。
[0013]針對GIS局放缺陷識別和定位的聯(lián)合檢測方法流程圖如圖1所示:
[0014]1、利 用MPD600局放檢測儀對GIS設(shè)備的局放信號進行采集，得到局放譜圖；
[0015]2、利用小波去噪方法對采集到的局放信號進行處理，將噪聲信號清除；
[0016]3、利用信號二維譜圖的統(tǒng)計算子和灰度圖的分形特征兩種方法對局部放電信號進行特征提取；
[0017]4、利用模糊真值來表示缺陷判斷的真實程度。通過提取的特征建立特征數(shù)據(jù)庫，建立隸屬度判別函數(shù)以實現(xiàn)局放的模糊識別；
[0018]5、利用ERESC065MF4X便攜式X光射線機和DXR250V X射線平板探測器對局放譜圖檢測到的缺陷位置進行X射線數(shù)字成像透視檢測，將采集到了 GIS內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖像通過數(shù)字檢影法得到缺陷圖像，在采用基于矩不變特征進行位置檢測的方法計算構(gòu)件輪廓的二階中心距，將圖像標準化。驗證缺陷的形式和性質(zhì)是否和局放譜圖檢測結(jié)果相同。
[0019]本發(fā)明針對GIS局放缺陷識別和定位的聯(lián)合檢測方法應用的裝置:
[0020]1、MPD600局放檢測儀，采集GIS的局放信號。
[0021]231?50)651^^(便攜式父光射線機，用于對613的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行透視檢測。
[0022]3、DXR250V X射線平板探測器，用于接收高能量的X射線，同時具備強大的專業(yè)NDT軟件，能夠?qū)Σ杉降腦射線圖像進行分析處理。
[0023]一種針對GIS局放缺陷識別和定位的聯(lián)合檢測方法:
[0024]1、利用MPD600局放檢測儀對GIS設(shè)備的局放信號進行采集，得到局放譜圖。
[0025]2、利用小波去噪方法對采集到的局放信號進行處理，將噪聲信號清除。
[0026]3、利用信號二維譜圖的統(tǒng)計算子和灰度圖的分形特征兩種方法對局部放電信號進行特征提取。
[0027]4、利用模糊真值來表示缺陷判斷的真實程度。通過提取的特征建立特征數(shù)據(jù)庫，建立隸屬度判別函數(shù)以實現(xiàn)局放的模糊識別。
[0028]5、利用ERESC065MF4X便攜式X光射線機和DXR250V X射線平板探測器對局放譜圖檢測到的缺陷位置進行X射線數(shù)字成像透視檢測，將采集到了 GIS內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖像通過數(shù)字檢影法得到缺陷圖像，在采用基于矩不變特征進行位置檢測的方法計算構(gòu)件輪廓的二階中心距，將圖像標準化。驗證缺陷的形式和性質(zhì)是否和局放譜圖檢測結(jié)果相同。
【權(quán)利要求】
1.一種針對Gis局放缺陷識別和定位的聯(lián)合檢測方法，其特征在于:針對GIS的缺陷識別與定位，綜合利用局放檢測技術(shù)的和X射線數(shù)字成像技術(shù)，在GIS內(nèi)部絕緣故障出現(xiàn)的前夕能夠?qū)θ毕莸男再|(zhì)和部位進行診斷，以預防絕緣事故帶來的突發(fā)性事故的發(fā)生；其中:該方法首先對GIS的局放量進行測量，由于GIS運行現(xiàn)場存在的各種電磁干擾，對采集到的信號進行聯(lián)合時頻分析及小波變換去除噪聲干擾，然后對采集到的局放譜圖進行模式識另O，以判斷缺陷的局部放電的性質(zhì)、位置及絕緣劣化的程度；利用統(tǒng)計特征法和分型特征法對局放圖譜進行特征提取得到最反應分類本質(zhì)的特征，再利用模糊識別的方法，將提取的特征建立特征數(shù)據(jù)庫，建立隸屬度判別函數(shù)實現(xiàn)模糊識別；最后利用X射線檢測技術(shù)對采用局放譜圖檢測得到的缺陷位置和性質(zhì)進行驗證試驗，利用數(shù)字減影方法和基于矩不變特征的位置檢測方法對采集到的X射線圖像進行標準化處理，以驗證缺陷的形式和性質(zhì)是否和局放譜圖檢測結(jié)果相同；通過X射線數(shù)字成像技術(shù)和局放檢測的結(jié)果聯(lián)合檢測方法，能夠快速的檢測GIS內(nèi)部缺陷的位置和性質(zhì)，二者相互補充取長補短，有效的提高了檢測精度并有利于制定合理的檢修策略。
【文檔編號】G01R31/12GK103543392SQ201310484476
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月16日
【發(fā)明者】于虹, 程志萬, 高闊, 董濤, 龐爾軍 申請人:云南電力試驗研究院（集團）有限公司電力研究院, 云南電網(wǎng)公司技術(shù)分公司