基于超宽频电压测量的1100 kV GIL绝缘子闪络电压时频特征试验研究

特高压GIL设备是特高压输电工程的重要组成单元,故障精确定位是缩短GIL设备绝缘击穿故障抢修时间,提高特高压输电可靠性的关键。为满足特高压GIL故障精确定位需求,研究特高压GIL设备内部绝缘击穿时所产生暂态电压的波形时频特征是基础。文中利用真型1100 kV GIL设备构建试验平台,通过模拟盆式绝缘子表面缺陷诱发GIL设备内部绝缘闪络。采用超宽频带的电压测量系统准确测量盆式绝缘子闪络过程中电压突变,通过分析击穿过程暂态电压波形的时域和频域特征,揭示特高压GIL设备盆式绝缘子闪络的电磁波激发机理。同时还对比分析了不同极性电压下,闪络诱发暂态电压波形时频特征的变化规律。通过试验分析发现,特高压GIL设备盆式绝缘子击穿时暂态电压的上升沿低于110 ns,陡度大于5 kV/ns,激发电磁波的高频分量可达4 MHz。因此通过准确测量击穿电压,可大幅提升电压行波定位的精度,为实现特高压GIL设备10 m级故障精确定位奠定坚实基础。

基于DOA估计的GIL击穿放电定位方法研究

针对传统的GIL击穿定位方式测试过程复杂、定位精度较差的问题,采用基于传声器阵列的空间谱估计技术对GIL击穿信号源的位置进行了识别研究。通过连续小波变换对击穿信号进行时频域的联合分析,构建多分辨率时频阵列信号模型并引入到传统MUSIC算法中以提高对GIL击穿信号的DOA估计精度,通过数值模拟对算法的定位效果进行了分析,仿真结果表明结合连续小波变换的MUSIC算法对于瞬态击穿信号有更好的定位效果。采用8阵元的直线阵列在某高压大厅的GIS模型上代替GIL进行耐压击穿定位试验研究,基于连续小波变换的MUSIC算法结合双阵列平台交叉定位对GIL击穿信号源的定位误差小于10 cm,试验结果表明该方法可应用于GIL的击穿定位。