GIS浇注孔传播内部局部放电UHF电磁波的特性

运行中的大多数气体绝缘关设备(gas insulated switchgear,GIS)上未安装内置式特高频(ultra-high-frequency,UHF)传感器,并且盆式绝缘子被金属环覆盖,因此,常规的检测方法无法检测其内部局部放电的UHF信号,检测金属环浇注孔处辐射出来的UHF信号成为实现GIS局部放电UHF检测的唯方法。在理论分析浇注孔对UHF电磁波的传播衰减特性的基础上,基于时域有限差分法(finitedifference-time-domain,FDTD)仿真了局部放电UHF信号在GIS中的传播过程,重点分析了浇注孔处的电场强度分布和频谱特性,并在GIS平台上进行了试验验证,取得了较好的致性。研究表明,浇注孔处UHF信号的电场强度主分量的方向平行于孔的窄边,其主要能量集中在0.7?2 GHz之间。此结论为改进UHF检测系统的性能提供了重要的指导方向和理论依据。     

GIS中典型局部放电的频谱特征及传播特性

局部放电水平是高压开关设备状态监测的关键指标,目前广泛采用特高频检测法监测气体绝缘组合开关中的局部放电。为此,利用整套GIS设备建立了试验平台,研究了GIS内部典型缺陷产生的局部放电在盆式绝缘子处泄露出特高频信号的频谱特征。利用多传感器同时测量,研究了特高频信号峰–峰值和累积能量经过GIS中盆式绝缘子、L形拐弯结构、隔离开关和电流互感器等结构的传播衰减特性。试验发现:悬浮金属体放电频谱分布在400 MHz~2 GHz之间,而金属尖端放电所泄露出频谱分布在600 MHz~1 GHz和1.4~1.7 GHz之间;GIS结构中快速隔离开关和电流互感器对局部放电信号累积能量衰减约7 dB,隔离开关打开时对特高频信号累积能量的衰减值比开关闭合时大5 dB。根据以上结论优化特高频检测的频带选择,可提高局部放电特高频检测的灵敏度,合理布置局部放电外置特高频在线传感器,提高监测效率。     

GIS中电磁波传播特性的试验研究

GIS内部的局部放电会在腔体中激励超高频（UHF）电磁波信号,局部放电信号可通过超高频传感器进行检测。为研究UHF信号在GIS中的传播特性,在GIS内设置了导体尖端和悬浮电位放电模型,内置式传感器的信号与用示波器在盆式绝缘子浇注孔测试到的UHF信号进行比较。试验结果表明,UHF信号在GIS内有一定的衰减,外置式传感器测得的信号比内置式的衰减大。     

GIS盆式绝缘子结构对局部放电特高频信号泄漏特性的影响研究

外置式特高频传感器是实现GIS局部放电带电检测的主要手段,分析GIS盆式绝缘子与浇筑孔结构对特高频信号泄漏特性的影响具有重要意义。文中基于端口系数法仿真与实测了特高频信号的泄漏特征,考察了敞开式与浇筑孔式盆式绝缘子泄漏特性的差异,分析了浇筑孔形状与尺寸的影响规律,并利用脉冲注入法测试了某特高压GIS内外置特高频信号的特性。结果表明,仿真的泄漏端口参数频带与实验结果一致,敞开式盆式绝缘子的泄漏频带与螺栓数目有关,随螺栓数增加而提高,绝缘子处电场分布情况为垂直于盆式绝缘子电场分量最大,且两个螺栓中间位置电场最大;屏蔽式绝缘子的泄漏频带与浇筑孔形状与尺寸有关,对于矩形浇筑孔,随着浇筑孔长度的增大,基本谐振频率会变小;对于圆形浇筑孔,随着半径的增加,泄漏出更多的电磁波,Sp曲线的谐振频率点更加密集,并且谐振的幅值也会变大。     

GIS金属法兰孔特高频信号传播特性研究与外置式发射天线开发

在未安装内置式特高频(ultra-high-frequency,UHF)传感器的情况下,如何向气体绝缘金属封闭开关设备(gas-insulated metal-enclosed switchgear,GIS)内部注入UHF电磁波标定信号是目前开展GIS局部放电UHF在线监测系统灵敏度现场校验时面临的关键问题之一。提出了GIS外置式UHF电磁波发射方法,即通过盆式绝缘子金属法兰小孔注入标定信号。通过仿真和理论分析研究了UHF电磁波经过小孔时的传播模式和电场结构,通过加脊降低了矩形波导天线的下限截止频率,研制了双脊波导发射天线,在GIS设备上检验了该发射方法及装置的应用效果。研究表明,UHF电磁波以TE10波型为主模经过小孔传播,双脊波导天线的下限截止频率降到了300 MHz,通过它能够向GIS内部发射300MHz 1.5GHz的UHF标定信号。GIS体外式UHF标定信号注入方法可以为GIS局部放电UHF检测仪器现场灵敏度校验提供标定信号源。     

GIS局部放电特高频在线监测系统传感器配置方案研究

笔者通过在一个220 kV GIS线变间隔断路器气室、母线气室和进线气室安装尖刺故障模型,在盆式绝缘子和绝缘衬垫上进行检测,验证了特高频传感器的灵敏度及衰减特性。结果表明:在外加电压7 kV、视在放电量为5 pC的试验条件下,UHF传感器就可以准确地检测放电信号,并准确判断放电类型及故障位置。试验发现局部放电产生的电磁波经过L型、T型、断路器仓、CT等结构,发生了明显衰减。不带金属屏蔽环的盆式绝缘子和绝缘衬垫,更有利于检测放电产生的电磁波信号。根据测试结果提出了合理的GIS局部放电特高频在线监测系统传感器配置方案。     

绝缘子对GIS中电磁波传播特性影响的仿真研究

特高频检测方法是GIS局部放电的有效检测方法。特高频电磁波信号在GIS中的传播会影响到其检测精度、检测结果的分析等。以220 kV GIS为基础,构建了无绝缘子和含有不同厚度绝缘子的仿真模型,基于时域有限差分算法(FDTD)仿真研究了绝缘子对GIS中电磁波传播特性的影响。研究结果表明电磁波信号经过绝缘子时会有约60%的衰减,绝缘子厚度则对GIS内电磁波信号的传播影响不大。     

GIS中局部放电UHF信号传播特性研究

在绝缘子金属法兰浇注孔处放置传感器可以用来接收GIS中辐射出来的电磁波,这是测量局部放电(以下简称局放)信号的一种方法。为研究局放UHF信号在通过绝缘子金属法兰浇注孔时的传播特性,笔者采用时域有限差分法进行了建模分析,研究了UHF信号在通过不同尺寸的金属法兰浇注孔时的场强峰峰值和频谱变化特性;试验研究了高压导体尖刺故障下的UHF信号传播特性,验证了仿真分析的有效性。研究结果表明,沿导杆方向的场强分量远大于另外两个方向的;当绝缘子法兰浇注孔尺寸增大时,从该孔中能辐射出能量更强的信号,而且信号中较低频率(500~900 MHz)的分量占较大比例。     

基于FDTD的GIS局部放电UHF信号传播特性仿真研究

为研究GIS内部局部放电传播特性,通过外置式UHF传感器接收从绝缘子金属法兰浇注孔表面发射出的电磁波信号,并利用有限时域差分法(FDTD),借助XFDTD仿真软件建模一段GIS腔体,对其内部局部放电信号的传播特性进行分析。结果表明:从金属法兰浇注孔发射出的超高频局部放电信号沿GIS腔体轴线方向的电场分量最大;浇注孔长边中线处电场强度的模值大于两侧模值,且两侧对称分布;金属法兰表面局部放电信号短边侧磁场强度模值大于长边中线磁场强度。     

内置式特高频传感器在GIS设备上安装布点方案研究

在气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)中安装内置式特高频传感器(UHFS),虽然可有效检测局部放电,但受GIS结构的影响,局部放电激励的电磁波信号传播至内置UHFS时,其波形与幅值等参数都发生变化,从而增加了对GIS局部放电进行评估的复杂性。为解决此问题,通过Ansys仿真研究局部放电产生的特高频电磁波在GIS典型结构中传播特性,包括电磁波信号与局部放电源的关系特性、电磁波信号与检测点角度之间的关系特性及电磁波信号在GIS各部件中的传播特性等,提出内置式UHFS在GIS设备上的安装布点原则,并最终在实际工程中进行了试点应用,应用结果表明了该布点方案的合理性及有效性。     

铜铝过渡设备线夹断裂原因分析

对某110 kV输电线路断裂的铜铝过渡设备线夹进行了分析.利用光学显微镜和扫描电镜对铜铝过渡设备线夹的开裂位置进行宏观和微观形貌及成分检测,借助X射线对铜铝过渡设备线夹焊接面进行了检测.结果表明线夹元素成分正常,断裂的主要原因是焊接缺陷,因此焊接过程中要严格控制焊接工艺,保证焊接质量,对进入电网的铜铝过渡线夹进行严格检验.     

贴片式熔断器耐焊接热失效原因分析及改善工艺

为适应电子元器件装配自动化、电子产品小型化的发展趋势,贴片式高密度元件逐渐成为电子行业的首选,作为保护性元器件的贴片式熔断器以其小型化、贴片化、耐高温、耐高压、成本低等特点得到了越来越广泛的应用.本文通过对贴片式熔断器经过耐焊接热可靠性测试后失效,产品出现阻值变化率异常的原因,根据贴片式熔断器的生产制造、使用的原理进行分析,找出造成失效的原因,并根据原因,提出具体改善方案能解决耐焊接热可靠性失效,从而提高电子产品的可靠性.     

利用锅炉排污水余热取暖初探

分析了火电厂锅炉连续排污的废水热能浪费及其利用价值，介绍了末阳火电厂利用排污水余热取暖的设计和使用效果。说明在火电厂利用废水余热节能有着得天独厚的条件，大有潜力可挖。     

迷宫堰频率群分析

本文应用有限元方法对迷宫堰的振动特性进行分析 ,发现迷宫堰整体模型中出现了频率群的现象。从工程实用角度出发 ,我们由迷宫堰单宫的频率值和单片堰墙模态相似推出整体模型有限元计算结果中频率群的每群个数 ,并且取频率群的均值作为代表值。通过与水弹实验数据的对比 ,认为该代表值在结构的低阶频率区域是可用的。     

励磁变压器电流不对称原因分析

在详细分析励磁系统中励磁变压器三相电流不对称原因的基础上,对比了由励磁电压源不对称和同步回路故障引起的励磁变压器输出电流不对称的异同,并用仿真的方法进行了验证,即当励磁电压源不对称时,励磁变压器输出电流一相变大,而其他两相变小;而同步回路不正常时,励磁变压器输出电流是一相变小,其他两相或者都变大或者一相变大而另一相几乎不变。这一结论对于分析励磁系统电流不对称原因具有实际的指导意义。     

浅谈城市供水调度管理现代化

本文以长沙市自来水公司为例，论述了实现城市供水调度管理现代化不仅是必要的，而且是可行的，同时可产生很大的经济效益和社会效益。     

优化辅助装置的控制对冰箱耗电量的影响

根据最新的GB 12021.2-2015《家用电冰箱耗电量限定值及能效等级》,无霜风冷冰箱标准耗电量由稳态耗电量和辅助装置耗电量组成,因为稳态耗电量在整个耗电量结果中占比较大,一般我们研究节能降耗均从稳态耗电量入手,比如降低冰箱内外的热传递、提高两器的换热效率、提高压缩机效率等.本文着重介绍带有辅助装置的冰箱,通过优化辅助装置的控制降低冰箱的耗电量.     

调度端二次系统安全防护及变电站自动化系统安全综述

结合华东电力调度中心安全防护的实施,分析了调度中心生产控制大区内不同系统的安全问题及防护要点;通过对华东电网500 kV站内自动化系统主要设备的安全测试所发现问题的分析,强调了纵向认证加密防护的必要性.      

华中电网主网变压器类设备运行情况分析

系统地总结了2007年华中电网主网变压器类设备的在运情况、预度工作情况,检测工作情况,统计和分析了变压器非计划停运、变压器类设备事故和障碍情况,介绍了华中电网新教术、新设备的应用现状,并指出了变压器类设备存在的主要问题。     

某系统燃气涡轮发电机组参数检测仪的设计

文中基于一种广泛使用的高性能单片机数据处理系统,针对某武器系统中燃气涡轮发电机组电压检测装置落后,无频率检测和燃气轮机排气温度检查装置。设计中充分考虑机组的实际工作环境和武器系统的现有检测水平,选用一些高精度、高性能的测量转换器件组成系统的硬件测量环节,并结合硬件电路给出了该检测仪的软件流程。该检测仪经过在部队的实际使用,实现了实时检测机组的输出电参数和燃气轮机排气温度的功能,并对各参数出现异常时能及时给予报警提示,其测量结果具有可靠性高、速度快、直观性强的特点。