唐炬教授团队：局部放电检测与绝缘状态评价
以气体绝缘封闭组合电器(gas insulated switchgear，GIS)为代表的气体绝缘装备在现代电网的各个电压等级系统中已被广泛使用，保障GIS 设备可靠运行对于超大规模复杂电网的整体安全愈加重要。实际运行中，由超/特高压GIS 设备内部绝缘故障导致的电网停电事故率长期居高不下。据不完全统计，特高压GIS 设备故障率约为0.649 次/(百间隔? 年)，而超高压GIS 设备故障率约为0.208 次/(百间隔? 年)，尤其是“高龄”设备的绝缘劣化问题更显突出，时刻危及设备自身与电网的安全运行。因此，需要对GIS 设备状态进行全面监测及准确的评估，特别是对设备的绝缘状态进行全面监测，这既是GIS 设备状态检修和全寿命周期管理的前提条件，也是智能电网运行的重要参考依据，对于保障电网安全可靠运行具有重要的现实意义。
▲ GIS 设备缺陷类型统计结果
目前，GIS 设备绝缘状态监测理论与技术有了长足的进步，能够获得较为准确的绝缘状态信息，加上常年运行与检修积累的大量预防性试验数据，为实现GIS设备绝缘状态综合评估奠定了技术与大数据基础。鉴于GIS 设备绝缘故障的复杂性、运行环境与监测手段的多样性、数据信息的不精确性等因素，多参量综合诊断可以充分、合理地挖掘GIS 设备状态的多种有效信息，进而提高设备运行状态评价的准确性。为此，需要根据GIS 设备运行的实际情况，构建基于带电检测、在线监测、巡检试验以及运行工况、环境气候、设备寿命及剩余价值等的多源大数据信息融合分析与评估指标体系，探寻与GIS 设备内部典型绝缘故障模式与危害程度高度关联的特征信息，提出表征特征参量重要性差异的权重系数赋权原则，利用改进DS(Dempster-Shafer)证据融合理论进行特征信息决策融合，建立考虑普适性与经济性指标的多类别特征信息综合评估模型和方法，实现对气体绝缘装备绝缘运行状态的科学评估，为保障电网安全运行提供理论和技术支撑。
▲ 气体绝缘装备绝缘状态评估流程
《局部放电检测与绝缘状态评价》（唐炬等著. 北京：科学出版社，2022.11）一书是作者及其研究团队多年来对GIS 局部放电检测技术和状态评价方法系统研究工作的结晶。本书围绕GIS 设备局部放电综合检测与状态评价方法展开论述，共四篇14章。
第一篇(第1～3 章)主要论述气体绝缘装备局部放电检测及噪声评价，内容包含绪论、气体绝缘装备局部放电主要检测方法、局部放电信号噪声特点与信噪比二阶估计；
第二篇(第4～7 章)主要论述GIS 设备多绝缘缺陷产生的混合局部放电信号分离，内容包含局部放电信号混合与分离基础知识、混合局部放电信号二阶统计量分离算法、混合局部放电信号卷积分离技术和局部放电特征参数与特征提取；
第三篇(第8～11 章)则集中阐述GIS 设备局部放电类型辨识，内容包含基于支持向量数据描述的局部放电类型辨识、基于深度学习的局部放电模式辨识、基于多信息融合的局部放电模式识别和描述局部放电发展过程的特征信息；
第四篇(第12～14 章)针对GIS 设备局部放电程度评估与状态评价技术进行论述，内容包含GIS 局部放电状态模糊综合评判方法、基于栈式自编码原理的局部放电程度评估和气体绝缘装备绝缘状态多源信息融合评价。
在研究过程当中，得到了国家自然科学基金重点项目“SF6气体绝缘装备分解组分分析的故障诊断理论与方法研究”(51537009)，国家重点研发计划项目“长期服役条件下特高压设备寿命预测与运行风险评估”(2017YFB0902705)，国家重点基础研究发展计划(973 计划)项目“防御输变电装备故障导致电网停电事故的基础研究”(2009CB724500)和“电气设备内绝缘故障机理与特征信息提取及安全评估的基础研究”(2006CB708411)，国家自然科学基金项目“组合电器中混合绝缘缺陷局部放电机理及模式识别研究”(50377045)、“用复小波(包)提取GIS 复杂电场中局部放电信号研究”(50577069)、“GIS 绝缘缺陷诱发突发性故障与绝缘状况评判的基础研究”(50777070)和“SF6 局部过热分解关键组份特征提取及其故障诊断方法研究”(51607127)，以及湖北省杰出青年基金项目“气体绝缘装备绝缘状态监测理论与关键技术”(2020CFA097)等持续资助。
本文摘编自《局部放电检测与绝缘状态评价》（唐炬等著. 北京：科学出版社，2022.11）一书“前言”，有删减修改，标题为编者所加。
ISBN 978-7-03-071025-3
责任编辑：张海娜 赵微微
本书主要介绍气体绝缘装备局部放电检测与绝缘状态评价所涉及的基础理论与关键技术，内容包括气体绝缘装备局部放电检测及噪声评价、混合局部放电信号分离、局部放电类型辨识、局部放电程度评估与状态评价技术等四篇，共14 章。本书适用于从事电气设备设计、制造、运维检修人员的理论与技术参考书，也可作为高等院校研究生和本科生相关专业课程的教学参考书。
（本文编辑：刘四旦）
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