[00034523]气体绝缘装备特高频局部放电监测关键技术及其应用

成果简介： 本成果属于能源领域里电气工程高电压与绝缘技术学科。在973计划、国家 自然科学基金和重庆市重点攻关课题等共同资助下，开展了SF6气体绝缘装备特 高频局部放电（PD）定量监测（检测）方法与技术研究，解决了最能反映设备内部绝 缘故障特征与程度的PD信号传感、提取、定位和标定等关键科学技术难题，建 立了相应的绝缘故障专家诊断系统，研发的SF6气体绝缘装备绝缘状态在线监测 装置得到广泛应用。其核心发明点为： 1.发明了特高频PD信号传感技术：创新了特高频传感器展频的附加阻抗匹 配网络、多层屏蔽谐振、非中心点馈电以及复合结构等关键技术，发明了强电磁 环境下采集微弱PD信号的微带与横电磁波喇叭超宽频带特高频复合传感器，检 测频带达到超宽范围（在驻波比为2、增益不小于3dB时，相对带宽为25. 6%）,且 中心频率在500MHz~ 1GHz内可选，并可调节多频谐振点的相对位置以形成抑制 窄带干扰频段的阻带，解决了特高频PD信号监测中的首要技术难题。 2.发明了抑制强电磁复合干扰方法与技术：率先提出复小波（包）变换需用 复阈值的科学思想，给出了选取复阈值的原则与方法，构建出用于抑制强电磁干 扰的最优复合信息WTRIn序列，发明了用复小波（包）变换抑制强电磁复合干扰的 算法与技术，解决了强电磁环境下监测（检测）PD信号需要抑制白噪声、电晕脉 冲、随机混频窄带及其复合干扰的技术难题，同时建立了抑制干扰效果的综合定 3.发爵了基于传感器阵列的泰勒遗传PD源定位方法与技术：创新了非平稳 脉冲信号多样本能量相关提取信号时间差的方法和全局搜索PD源最大概率位置 的遗传算法，提出了双曲面定位方程的泰勒优化方法，发明了利用阵列传感器多 样本冗余检测数据融合并逐次修正定位结果的逼近技术，使定位时间差求取误差 为皮秒级，距离误差在厘米级。 4.发明了特高频PD定量监测（检测）的标定原理与技术：创立了用波形参量 时频域等效定量监测（检测）PD量的标定方法，揭示了PD波形参量与PD量之间 的内在关联，获取了不同影响因素下标定PD量大小的校正实验曲线及解析表达 式，发明了可方便用于实验室和现场监测（检测）的人工注入特高频标准校正波形 与实测PD波形时频域等效定量标定PD量的关键技术。 成果授权发明专利18项、实用新型专利6项及软件著作权1项，发表论文 237篇（SCI收录49篇、EI收录185篇），被国内外同行正面引用2344次。科学 院程时杰、工程院李立涅和杨士中院士等多名同行专家对成果给出高度评价（见 nr 附件），成果获2013年重庆市科技进步一等奖、2009年重庆市自然科学二等奖。 市场及经济效益分析： 通过与电力行业签订成果应用科研经费达3000余万元，与数家高科技企业 和生产企业签订技术转让经费达2280万元，联合推广相关产品销售收入达10多 亿元，创造毛利3亿多元，上缴国家税收5000余万元。产品已在重庆、四川、 湖北、福建和广东等电网所属一百余个变电站中得到应用，并成功预警十多起因 内部出现较严重绝缘缺陷可能导致的设备故障，由此又创造直接经济效益数亿元 （详见应用证明），同时因避免多次故障停电带来了巨大的社会效益。