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氣體絕緣金屬封閉輸電線路（gas insulated transmission line, GIL）是我國跨區(qū)域長距離電能輸送的重要輸電設備，已先后應用在天生橋水電站、溪洛渡水電站和蘇通GIL綜合管廊等重要輸變電建設之中。局部放電（partial discharge, PD）是造成GIL內部絕緣裂化、影響GIL設備絕緣性能的主要原因，有研究表明金屬顆粒污染物的存在會使GIL內部絕緣性能降低50%以上。

目前，針對GIL設備內部局部放電的常用診斷方法有脈沖電流法、特高頻檢測法和超聲波檢測法。脈沖電流法受外界環(huán)境影響（如電磁干擾）較大且不適用于在線監(jiān)測；特高頻檢測法主要檢測0.3～3GHz的電磁信號，易受到窄帶噪聲的干擾，影響診斷結果；超聲波檢測法雖不受電磁干擾的影響，但聲信號衰減較大等問題會給檢測造成阻礙。

振動信號作為GIL設備運行時的固有信號，具有直接、及時、準確等優(yōu)點。有研究表明利用氣體絕緣金屬封閉開關設備（gas insulated switchgear, GIS）局部放電引起的設備異常振動信號可以實現對GIS局部放電故障的診斷；有學者研究了尖端放電引起GIS殼體振動的規(guī)律，表明放電程度與GIS殼體異常振動加速度成正比。

國網江蘇省電力有限公司檢修分公司等單位的研究人員搭建110kV GIL局部放電實驗平臺，模擬GIL尖端放電與金屬顆粒放電兩種局部放電工況，以GIL設備的異常振動信號為研究對象，從振動信號的能量波動角度出發(fā)，提出一種基于1.5維能量譜與粒子群優(yōu)化極限學習機（particle swarm optimization-extreme learning machine, PSO-ELM）的GIL局部放電缺陷診斷方法。

圖1 實驗平臺

他們首先，利用能量算子與1.5維譜對異常振動信號能量波動進行分析，得到尖端放電與金屬顆粒放電的能量波動特征；其次，構建PSO-ELM模型，以1.5維能量譜作為特征量對GIL局部放電故障進行識別與診斷。

研究人員指出，尖端放電能量波動呈“尖刺”狀，金屬顆粒放電能量波動呈“波浪”狀，二者的1.5維能量譜的變化特征區(qū)別明顯，可以作為故障診斷的特征依據。他們通過實驗結果與診斷方法結果對比，證明了基于1.5維能量譜與PSO-ELM的局部放電缺陷診斷方法的準確性，為GIL局部放電診斷提供了理論依據。

本文編自2021年第12期《電氣技術》，論文標題為“基于振動信號的氣體絕緣金屬封閉輸電線路局部放電診斷方法”，作者為陳軒、王立憲 等。