非接触式中继装置用于长电缆局部放电定位研究EI北大核心CSCD

时域反射法(time domain reflectometry,TDR)被广泛应用于电力电缆局部放电(partial discharge,PD)定位,而长电缆中局部放电存在严重的衰减,难以有效识别反射波到来时刻,导致定位精度较低。为此,分析了高频局放信号的传播特征,提出了一种局部放电信号中继放大的思想。基于电缆的传递函数设计了符合注入脉冲有效频带的高频电流传感器(high frequency current transformer,HFCT),并研制了一种非接触式行波放大装置,进而利用标准校准脉冲模拟单次局部放电信号在电缆的中继放大效果,最后通过实测局部放电信号的验证了方法的可行性。实验结果表明:信号中继放大装置能够有效增加电缆中反射信号的幅值,延长局部放电在电缆中的传输距离,并有望发展成为一种能够实现超长电缆中局部放电精确定位的新方法。     

局部放电HF/UHF联合分析方法的现场电缆终端检测应用

使用局部放电检测方法检测高压电缆终端内的绝缘缺陷问题.根据高压电缆终端产生局部放电的不同信号传播特性,设计基于高频HF(High Frequencv)和超高频UHF(Ultra High Frequencv)检测原理的局部放电信号传感器以及便携式检测设备等,并开展现场电缆终端的局部放电在线检测.高频电流传感器可耦合接地线上流过的高频放电电流信号,而超高频传感器则感应空间传播电磁波信号.利用便携式检测设备实时采集数据结果,通过提取脉冲信号波形和多传感器信号联合比较分析等手段,对检测到的脉冲信号进行区分,排除外界干扰,分辨来自电缆终端内部的真实局部放电信号.现场检测结果表明,基于HF和UHF的局部放电联合分析方法,能够提高电缆局部放电辨别的准确性和有效性.     

一种用于电缆局放检测的高频电流传感器的设计

局部放电是造成交联聚乙烯(Cross Linked Polyethylene,XLPE)电缆绝缘劣化的主要原因。检测局部放电信号能减少电力绝缘击穿事故发生,提高供电可靠性。高频电流法是现场局放带电检测最为常用的方法之一。为了提高高频电流法检测准确度与效率,研制了一款新型高频电流传感器,介绍了传感器检测原理与结构设计。试验测试表明,传感器带宽、灵敏度以及抗干扰性能优秀,能够有效提取高频脉冲放电信号。     

局部放电信号在XLPE电缆中间接头中传播特性的研究

为提高电力电缆系统中局部放电(PD)测量和定位的准确性,考虑到半导电层和多层复合介质的频变特性,基于传输线理论和有限积分法(FIT)建立10 k V交联聚乙烯(XLPE)电缆中间接头的数学物理模型,仿真分析了局部放电信号在XLPE电缆中间接头中的传播特性。仿真结果表明:中间接头内部特征参数随结构和电磁波频率变化而变化,PD信号经过中间接头后,高频信号较低频信号衰减快,入射波衰减和畸变都较相同长度本体中严重,且反射波信号幅值较大,接头内部能量衰减主要集中在连接头附近。波阻抗在接头过渡段和连接头段变化较大,将对局放脉冲折、反射起主要作用;PD信号在中间接头中平均传播速度与电缆本体中基本相同。     

110kV三相交叉互联电缆的频变模型及局放仿真分析

由于技术上和经济上的优点,交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)电缆在高压和超高压领域的应用越来越多。局部放电检测是判断电缆绝缘状况的有效的方法,交叉互联电缆系统中的局部放电信号存在复杂的互扰问题,给实际带电检测带来很大的困难,有必要分析交叉互联电缆系统中局部放电的传播特性。研究表明,半导电层对局部放电信号的高频分量有着严重的衰减和色散作用,基于Blackburn等学者提出的改进型电缆模型的原理,经过适当调整参数,建立了三相交叉互联电缆系统的J-Marti频变模型,并对该系统中局部放电的传播特性进行了仿真分析和试验验证。试验结果表明:该模型能够合理地解释局部放电信号在三相交叉互联电缆系统中的传播规律。     

一种交联聚乙烯电缆局部放电检测装置的研制

文章介绍了一种便携式交联聚乙烯XLPE电缆局部放电装置,这种装置利用电磁耦合、超高频电磁波和声发射检测电力电缆中的局部放电信号。通过分析局放信号能够判断XLPE电缆的绝缘状态。这种检测装置能够实现对运行中的电缆进行局放检测或者长期监测,能够有效地发现设备存在的局放缺陷。在实际应用中,应进一步提高检测装置的抗干扰能力。     

110 kV电缆中间接头半导电层缺陷局部放电测试技术研究

高频电流耦合法(HFCT法)和检测阻抗法是高压电缆局部放电检测重要手段,两种方法局部放电检测装置以及数据分析方法均不相同,致检测数据难以横向比对,给运维和检修带来困难。为比较两种检测手段的局部放电特性和检测性能,本文建立基于高频电流耦合法(HFCT法)和检测阻抗法的电缆中间接头气隙缺陷试验系统,设置了110kV电缆中间接头外半导层气隙缺陷模型,逐级升压激发缺陷的局部放电信号,利用PD-check采集和分析两种方法得到的放电谱图、单次脉冲的时频域特征。实验结果显示,在相同的局部放电测试环境下,检测阻抗法的抗干扰能力及测试灵敏度优于高频电流耦合法。     

SPWM变频调速电动机线圈局部放电的测量

讨论了脉冲波在电缆中的传播过程以及电缆长度对线圈端的过电压和脉冲上升时间的影响.由于线圈电压的升高和电压分布极不均匀,在线圈中产生了局部放电,导致绝缘老化严重时会使绝缘击穿.为了有效提取局部放电信号,设计了一个高频脉冲电流传感器,构建了一套类似于电桥的专门用于SPWM变频电动机线圈局部放电测试电路,测试结果表明该局部放电测试系统可以在强干扰下(SPWM)检出局部放电信号.     

基于EEMD与边际谱能量的电缆局部放电定位方法

振荡波局部放电试验在电缆绝缘缺陷检测中得到了越来越多的研究和应用,但背景噪声干扰和放电脉冲匹配的问题会影响局部放电定位的准确度。为实现振荡波电压下电缆绝缘缺陷的准确定位,提出一种基于集合经验模态分解与Hilbert边际谱能量的局部放电定位方法。首先采用移动窗口阈值法提取出局部放电脉冲信号,采用集合经验模态分解算法对信号进行分解,对得到的各分量进行Hilbert变换获得其边际谱能量值;然后选择不同本征模态函数分量在原始信号边际谱能量值的占比作为特征量,计算信号相似度进行入射脉冲信号和反射脉冲信号的匹配,最终采用时域反射法进行局部放电定位;最后对35 kV电缆进行振荡波耐压试验,对检测到的局部放电信号进行定位计算。结果表明,提出的方法可以在高斯白噪声较强的情况下实现电缆绝缘缺陷定位,定位平均误差可以达到1.15%。     

变频电机绝缘的局部放电检测技术

为解决陡上升/下降沿脉冲方波电压下变频电机绝缘局部放电(PD)检测的信号提取问题,对比研究了高频电流传感器和超高频法测试中局部放电和脉冲电源干扰的时域和频域特性。针对2种信号的不同特征,提出了抑制脉冲电源干扰、提高信噪比的方法。研究结论认为,依据IEC标准进行变频电机局部放电检测时,超高频法在局部放电起始放电电压测试和脉冲信号提取中表现出较高信噪比(S/N)性能,可优先选用。相关系数分析方法可作为局部放电脉冲是否淹没在脉冲电源干扰中的有效判据,联合采用相关系数分析和sym2小波提取技术后,宽频电流测试法仍可在需要的场合作为变频电机绝缘局部放电检测的有效补充。     

XLPE高压电缆本体中局部放电信号的传输特性

局部放电信号在电缆中的传输特性对于放电水平的确定、局部放电定位及干扰区分有着重要的意义。以珠海拱澳线路110 k V电缆为研究对象,在不同长度的电缆上进行单一频率正弦信号的现场实测。运用均匀传输线理论计算得到单一频率正弦信号在该电缆中的单频衰减系数。通过Fourier变换计算高斯函数模拟的局部放电脉冲在电缆本体中的传输衰减特性,对脉冲的幅值、宽度、面积随传播距离变化规律进行了计算,并在不同长度的电缆上对局部放电校正脉冲的传输进行了实验验证。研究结果表明:单一频率高频正弦信号在电缆中的单频衰减系数与频率成正比,高斯函数模拟的局部放电脉冲在电缆本体中的传输服从指数函数与余补误差函数成积的规律,上升时间10 ns的高斯模拟脉冲幅值衰减到10%的传播距离为490 m;脉冲面积在一定范围内为放电量Q与电缆特性阻抗Z的乘积。     

电力电缆局部放电的高频与特高频联合检测

为了对已敷设的电力电缆进行局部放电在线检测,并抑制现场测量时的干扰,采用高频(HF)与特高频(UHF)联合检测的方法,建立一套局部放电在线检测系统。该系统主要由HF和UHF传感器、信号调理单元、数据采集系统和上位机软件组成,通过HF信号和UHF信号的相互鉴别来去除脉冲型干扰信号。同时根据干扰信号和局部放电信号在频带及工频相位上的分布特点,提出基于复小波的多周期叠加干扰抑制算法。对缺陷电缆的试验结果表明,该系统能有效检测到局部放电的HF信号和UHF信号,局部放电检测灵敏度小于10 pc;对局部放电采集数据的处理结果表明,所提出的干扰抑制策略可很好地消除测量时的干扰信号。     

串联谐振下电缆局部放电的双传感器检测技术

为了实现电力电缆耐压与局部放电(partial discharge,PD)同步测试,提出了变频串联谐振下电缆局部放电的双传感器检测技术,并在实验室搭建测试平台对该技术进行了验证。首先,基于电缆局部放电信号传播特性,利用高频电流传感器(high frequency current transformer,HFCT)检测流经电缆接地线上的脉冲信号(包括干扰信号与局放信号)做主信号,利用超高频传感器(the ultra high frequency,UHF)检测变频电源产生的脉冲干扰信号作参考信号。然后,采用基于阈值窗的时域滑动能量搜索方法对两路信号进行脉冲提取,并根据HFCT中干扰信号和UHF信号在时域上发生重叠的特点,采用交集判别算法实现HFCT信号中局放信号的分离识别。最后,构造局放相位分布(phaseresolvedpartial discharge,PRPD)谱图确定局放源的类型。实验结果表明,该技术能在变频电源强干扰下实现PD信号的分离识别。该方法可实现耐压与PD测试,对实际工程有一定的指导意义。     

110kV电缆中间接头局部放电高频电磁检测与优化

电缆中间接头局部放电是导致交联聚乙烯(XLPE)电力电缆事故的主要原因,因此必须进行电缆中间接头局部放电的研究。电缆接头屏蔽层对高频电磁波信号有屏蔽作用,高频电磁波信号在空间传播过程中还会产生较大衰减,针对用于三相交叉互联的电缆中间接头屏蔽层是断开的这一特征,进行了电缆接头局部放电的建模、仿真和现场检测。首先,利用高频结构仿真器(High Frequency Structure Simulator,简称HFSS)建立了电缆接头的三维仿真模型,分析了在电缆接头内部发生局部放电时,高频电磁波信号通过屏蔽层断开处辐射出来的强度及其分布特点,验证了采用外置式微带传感器进行电缆接头局部放电检测的可行性。然后设置了电磁场探测线,生成了此线上不同位置处的电磁场变化曲线,分析了不同曲线的幅值情况,得到了信号最强的传感器最佳安装位置。最后,根据微带贴片天线理论,制作了外置式微带传感器,在某电缆线路投运前的交流耐压试验中进行了电磁波检测,验证了仿真结果。     

局部放电检测用D-dot探头的可行性研究

为了对开关柜等电气设备中产生的局部放电进行检测和模式识别,研制了一种用于局部放电检测的Ddot探头,并搭建了三种典型的局部放电实验模型,采用该探头和脉冲电流法同时对局部放电进行测量,通过比较两者信号之间的幅值能量关系,验证了探头的可靠性。此外还研究了不同距离下的局放信号频谱图,分析了信号高低频分量衰减与其传播距离之间的关系。试验结果表明:(1)D-dot信号能很好的反应局部放电的相位分布;(2)局部放电D-dot信号幅值与脉冲电压峰峰值呈线性关系,信号能量与脉冲电压峰峰值呈二次相关,且针对不同放电模型比例系数有较大差别,可依此进行局放源放电类型分类;(3)D-dot信号中高频部分随距离增加衰减很快,只在短距离(10 cm)内能够测得,低频部分衰减缓慢,在1m范围内基本无衰减。     

（录用通知已邮寄） 适用于局部放电模拟的校正信号发生电路研究

针对局部放电检测装置在使用过程中的放电量校准环节,根据局部放电测量标准GB/T 7354-2003/IEC60270:2000,设计了一种局部放电模拟设备,作为局部放电的模拟信号。该模拟源主要由方波发生电路和信号控制发生电路两部分构成。其中,利用锁相环芯片HEF4046BP的方波发生电路产生脉冲信号;用移相电路、方波变换电路和方波占空比调节电路组成的控制电路对脉冲信号进行调节。经试验:该模拟源能有效的输出局部放电模拟信号,脉冲的相位、幅值和个数均可根据目标信号进行调节,能够模拟多种局部放电情况,改进了传统定量脉冲装置功能单一的情况。     

10kV电缆接头局部放电在线监测系统研究

介绍了一种基于LabVIEW的10 kV电缆接头局部放电在线监测系统。分析了电缆接头局部放电的产生机理,并对测量局部放电电流的宽频带电流互感器的传输特性进行了分析计算,确定了一种在测量过程的电磁感应环节就可有效抑制噪声信号的局部放电电流互感器。在线监测系统在现场安装后,设备运行良好,LabVIEW监控平台能够时刻监视局部放电信号,能够精确地对电缆接头进行在线监测。     

10 kV电缆接头局部放电在线监测系统研究

介绍了一种基于LabVIEW的10 kV电缆接头局部放电在线监测系统。分析了电缆接头局部放电的产生机理,并对测量局部放电电流的宽频带电流互感器的传输特性进行了分析计算,确定了一种在测量过程的电磁感应环节就可有效抑制噪声信号的局部放电电流互感器。在线监测系统在现场安装后,设备运行良好,LabVIEW监控平台能够时刻监视局部放电信号,能够精确地对电缆接头进行在线监测。     

电力电缆局部放电检测系统的应用研究

在介绍高压电力电缆局部放电的检测原理和信号提取方法的基础上,给出了电缆局部放电检测系统的组成,包括高频电流传感器、系统硬件电路和上位机3部分,其采用小波消噪实现了局部放电信号的信息提取,该系统在长春地区多条线路进行测试,试验表明该系统能够有效检测到局部放电信号。     

基于GTEM小室的特高频局部放电检测仪校验系统设计

不同厂家特高频局部放电监测装置的检测设备稳定性和可靠性存在较大差异,为此,基于吉赫兹横电磁波(giga hertz transverse electromagnetic,GTEM)小室设计了特高频校验系统。该系统将高频信号发生器产生的可调高频信号经过脉冲调制器转变成窄脉冲,再通过宽带天线在GTEM小室内发射,建立标准的脉冲电磁场,将被校验局部放电检测仪的传感器放置于测试窗口接收信号,通过分析局部放电检测仪的灵敏度、线性度、量程和幅频响应4个指标,实现仪器性能的考核。