电气设备局部放电的超声波检测方法分析

传统的超声波法是用固定在变压器油箱壁上的超声波传感器接收变压器内部局部放电产生的超声脉冲,由此来检测局部放电的大小和位置。由于此方法受电气干扰的影响比较小以及它在局部放电定位中的广泛应用,人们对超声波法的研究比较深入。超声波法用于变压器局部放电检测最早始于上世纪40年代,但因为灵敏度低,易于受到外界干扰等原因一直没有得到广泛的应用。本文主要论述了局部放电的种类及特点、超声波检测常见的干扰信号及其特性、超声波检测系统结构、放大电路的设计及电源设计。     

高压电缆附件局部放电超高频检测与分析

随着时代经济的快速发展以及社会的进步,高压电缆附件局部放电超高频的检测不仅仅局限于对常规电力电缆的检测技术的使用,同时为了使得电力电缆日常工作能够正常运行,越来越多的新技术广泛应用于高压电缆附件局部放电超高频的检测中。本文主要对高压电缆局部放电检测的目的和意义作了主要的说明,进而分析了高压电缆附件局部放电的基本原理以及产生的原因,进而阐述了高压电缆附件局部放电超高频检测的方法和系统设计,最后分析了影响高压电缆附件局部放电超高检测的因素。     

外部传感器超高频GIS局部放电检测技术

针对GIS同轴结构中局部放电脉冲所激发电磁波的宽频带特征，设计出一种新型局部放电超高频检测非频变超宽带天线，用无限巴伦实现天线和传输线之间的阻抗匹配．由超宽带天线、宽带放大器、数字存储示波器和计算机组成外部传感器超高频局部放电检测系统，利用该系统对所建立的GIS固定微粒局部放电模型进行检测，并对局部放电源进行定位，实验结果表明，设计的天线满足GIS局部放电超高频检测要求，建立的系统可以方便地实现GIS局部放电检测和局部放电源的定位。     

GIS局部放电超高频信号特征的仿真研究

超高频检测法与传统的脉冲电流法存在本质上的差别。仿真计算表明，超高频信号幅值与局部放电脉冲电流幅值呈线性关系，超高频信号与放电源的位置有关；单纯的超高频信号不能反映出局部放电量的大小。     

气体绝缘组合电器局部放电的超高频检测

为了有效抑制气体绝缘组合电器GIS局部放电中出现的低频段干扰,在理论上分析了超高频检测GIS局部放电可行性的情况下,进一步研究了GIS局部放电超高频传感器、模拟无源滤波器以及相应的宽带和窄带检测方法.在实验室GIS模拟装置中,运用研制的内置圆环传感器检测系统进行超高频法检测.实验结果表明该检测系统可有效地避开空间的电晕及周期性脉冲干扰信号等低频段干扰.同时,窄带检测法能够避开超高频微波干扰信号,是一种有效的局部放电检测方法.     

一种用于在线检测局部放电的数字滤波技术

研究局部放电在线检测技术中的干扰问题，针对在线检测过程中比较严重的连续周期性干扰信号提出一种数字滤波的抗干扰措施。实验室和现场试验表明数字滤波方法对各种频率的周期性干扰信号具有自适应性。     

超高频技术在变压器局部放电监测中的应用

本文简述了电力变压器在电网中的重要地位,以及局部放电对变压器造成的危害。引出当前局部放电的常规检测方法,并对几种检测方法进行了对比。重点对超高频检测局部放电的原理和超高频检测局放的实现进行了介绍,分析了超高频检测局放在应用中的体现以及存在的技术问题。     

用于电力变压器局部放电定位的超声波相控阵传感器的研制

针对电力变压器中局部放电的准确定位问题,将超声波相控阵技术引入局部放电定位中.基于超声波相控阵理论,考虑在运行变压器中的应用环境,在对传感器各个组成部分的材料及特性进行综合分析的基础上,研制成功了16×16阵元的平面超声波相控阵传感器.该传感器具有阵元数多、尺寸小、定位精度高及可适用于高温液体中的优点,适合于放入变压器内部进行信号的接收,传感器单个阵元中心频率为150kHz,带宽为100kHz.使用压电声源和油间隙放电等模拟实验对阵元的性能进行了实测,结果表明,该传感器能够对局部放电产生的超声波信号进行灵敏接收.实验室中的模拟定位实验结果表明,该传感器适用于对变压器中局部放电的定位.     

变压器局部放电超高频检测影响因素分析

采用仿真分析与试验研究相结合的方法,探索安装位置、变压器油和球形放油阀对超高频天线传感器驻波特性和检测能力的影响.分析表明,不同安装位置天线的谐振频率会有一定差异,但对检测到的信号幅值影响不大;变压器油使天线的谐振频率有所降低,改变了天线的驻波特性,但不影响天线的检测能力;将天线安装在球形放油阀入口处会严重影响单极子类天线的驻波特性,导致天线接收信号能力下降.     

检测电缆附件局部放电内置传感器的特性分析

针对高压交联聚乙烯(cross-linked polyethylen,XLPE)电缆的结构及其附件内部易出现绝缘缺陷而导致放电的特点,基于电容耦合原理研制出用于电缆附件局部放电(partialdischarge,PD)信号检测的宽频带电容型内置传感器,通过建立传感器特性分析的电路模型,全面分析了影响传感器性能的各个因素,对其响应的频率特性进行了实测,并在实验室110 kV XLPE电缆PD试验平台上对电缆接头内部沿固体复合介质表面产生的放电进行试验研究。测试结果表明:研制的内置电容型传感器频率响应特性优异,能传感纳秒级暂态脉冲信号,其有效频带达500 MHz,可以用于XLPE电缆及附件PD超高频(Ultra-high frequency,UHF)信号的检测。     

UHF局部放电信号包络检波电路设计与实现

气体绝缘组合电器局部放电产生的特高频信号频率大多分布在300 MHz～1.5 GHz,直接对特高频原始信号进行采样和分析,要求系统必须具备较高的采样率,导致需要处理传输的数据量巨大,成本高昂,工程应用困难.而气体绝缘组合电器局部放电产生的特高频信号的包络波形同样携带着大量的放电缺陷特征信息,对提取的包络波形进行采样处理,一方面可以大大降低对系统采样率的要求,另一方面也保留了局部放电缺陷大部分的特征信息.根据气体绝缘组合电器局部放电产生的特高频信号特性,设计实现了一种适用于气体绝缘组合电器局部放电产生的特高频信号的包络提取检波电路,实测结果表明,该检波电路响应速度快、惰性失真小,提取的包络波形与特高频原始信号的轮廓基本一致,较好地保留了气体绝缘组合电器局部放电所携带的特征信息.     

检测GIS局放的Hilbert分形天线及便携式监测系统

根据超高频分形天线设计的原理,采用平行传输线的电感等效方法分析了Hilbert分形天线阻抗特性,设计出了应用于检测气体绝缘组合电器(gas insulated substation,GIS)局部放电的3阶Hilbert分形天线;采用Hilbert分形天线和微带天线,对金属突出物缺陷产生的局部放电进行了测量,实测结果表明,该天线特性良好,可用于GIS局部放电在线监测;应用Hilbert分形天线和LabVIEW建立了便携式GIS局部放电在线检测及定位系统,进行的局部放电源定位精度满足现场定位要求.     

用荧光光纤技术检测局部放电信号传感器的研究

为探索利用放电光效应对局部放电进行检测的新方法 ,在分析荧光光纤和局部放电的光谱特性的基础上 ,提出了用来检测放电的三种荧光光纤传感器的结构。对 3种传感器特性进行了试验研究比较 ,并将其中一种传感器用于高压电机的局部放电检测。结果表明该传感器和其它检测手段相配合可以有效地提高电机定子绝缘状态监测与保护的可靠性。采用相关分析可以提高传感器的灵敏度。     

Correlation between geometrical parameters of electrical tree and corresponding partial discharge parameters in XLPE

This paper deals with the experimental study on the correlation between the geometrical parameters of electrical tree and corresponding partial discharge (PD) characteristic parameters in the course of electrical tree aging within cross linked polyethylene (XLPE) insulation. The electrical tree aging tests were performed on specimens removed from a section of 220 kV transmission cable. The PD macroscopic characteristic parameters were found to be significantly dependent on the corresponding geometrical parameters of electrical tree channels in the course of aging of XLPE, and different kind of electrical tree has different characteristics, and there is obvious correlation between the type of electrical tree and the pre-applied power-frequency stress. Beside, using regression analysis, the expression of the relation between them were obtained, and from which it can be seen that there is significant nonlinear correlation between geometrical parameters of electrical tree and corresponding PD characteristic parameters in the course of aging of XLPE. Therefore, the aging degree of XLPE can be effectively evaluated by recognizing the changing regularity of the PD rnacroscopic characteristic parameters.     

局部放电在线监测中的抗干扰技术

抑制干扰是在线监测电力设备局部放电的关键技术。文中论述了所研制的各种适用于在线监测电力设备局部放电的抗干扰技术，包括组合式滤波器、数字滤波技术、差动平衡系统和脉冲极性鉴别系统。指出了它们在在线监测局部放电中的实际效果。首次提出并研制了适用于在线监测局部放电的新的脉冲极性鉴别系统及其鉴别判据。最后提出了适用于在线监测电力设备局部放电的抗干扰系统。     

气体绝缘组合电器内绝缘缺陷超高频局部放电信号特性

为了分析各种不同缺陷在不同条件下的放电特点,根据气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)设备绝缘缺陷放电形式和特点,采用超高频法对模拟装置内所设计的4种GIS局部放电物理模型进行了大量的局部放电(partial discharge,PD)实验,获得了真实可靠的超高频(ultra-high-frequency,UHF)局部放电(partial discharge,PD)波形样本;深入研究了4种典型GIS缺陷的物理模型分别在不同尺寸规格下、置于不同位置处、在不同电压等级下的UHF PD波形特征,实验的结果表明,不管是那种缺陷类型引起的PD激发的超高频电磁波,在不太高的实验电压下,放电脉冲波形发生突变之前,放电脉冲的形状变化不大且比较稳定,放电脉冲的持续时间通常是ns级.     

局部放电脉冲波形数字测量与分析系统

为检测局部放电快速变化的脉冲电流波形及根据波形进行放电模式识别工作 ,研制了一套数字测量与分析系统。系统硬件部分包括宽带信号检测器件、高速数字示波器等。实测着重考虑了高压测量中的屏蔽 ,高速采集系统的带宽 ,以及放电实验样品的多样性等因素。结果证明该测量系统具有灵敏度高 ,测量准确 ,对脉冲波形畸变小等优点 ,可用于测量局部放电脉冲波形。系统软件的采样程序能够通过人机界面完成对示波器的通信与控制 ,数据的人工或自动采集 ,波形绘制与打印 ,数据的二进制、ASCII码、图形文件保存及文件间转化。系统软件的数据处理程序能够完成对波形的检出和特征量的提取。特征提取中应用了包括自回归模型在内的多种方法。采用前馈神经网络对不同的放电模式进行了识别。研究结果表明 ,利用局部放电的脉冲波形可以识别不同模式的放电     

变压器绕组局部放电脉冲响应的相关分析及电气定位

为了对电力变压器中的局部放电源进行电气定位,研究了局部放电脉冲在变压器绕组中的传播过程及其在变压器外部测量端引起的响应。该文采用模拟试验和仿真分析相结合的方法,组建了放电脉冲模拟电流的产生装置,据此在变压器绕组上进行了试验,并建立了相应绕组的等效电路进行了仿真分析。试验中在绕组端部检测点得到的实测响应和仿真中所得到的分析结果具有一定程度的相似性。提出了变压器绕组中局部放电的一种电气定位方法,通过局部放电信号和仿真响应的相关系数,来确定局部放电位置。