绝缘子污秽放电超声检测及超声传感器的研究

绝缘子污秽放电对电力系统的危害极大,为了对绝缘子的污秽状况进行有效监测,在研究了绝缘子污秽放电产生超声波的机理的基础上,简要叙述了超声波声信号检测的原理,介绍了压电传感器的原理和结构,以及抛物面的特性和对球面波聚焦的效果。使用聚焦型传感器,可以有效接收放电产生的声信号并转换为电信号进行处理,以便对绝缘子污秽放电进行有效的监测。     

基于声发射技术的绝缘子污秽放电监测

在绝缘子污秽放电存在声发射现象的基础上,提出了一种基于声发射技术监测绝缘子污秽放电的方法,并研制出绝缘子污秽放电监测装置。进行了大量污秽试验,试验结果表明．随着绝缘子污秽放电强度的加强,放电产生的声波信号也随之加强,信号脉冲的幅值增大,脉冲出现的频率也增大。绝缘子污秽放电产生的声波信号可以真实反映绝缘子污秽放电过程．通过监测声波信号可以判断放电的发展趋势及对电力系统的危害性。     

声发射技术在绝缘子污秽放电监测中的应用

通过分析现行绝缘子污秽监测方法的一些弊端,在这个基础上,研究了绝缘子污秽放电存在的声发射现象,提出了一种基于声发射技术监测绝缘子污秽放电的方法。研制了污秽放电监测装置并进行了大量试验。通过分析绝缘子污秽放电过程以及伴随放电出现的声发射现象,揭示出污秽放电的严重程度和声信号之间的关系,证明了通过监测绝缘子污秽放电发出的声信号可以实现对绝缘子污秽的在线监测。     

悬式绝缘子污秽放电声发射试验研究与分析

为了获取悬式绝缘子污秽放电强度与声发射信号强度之间的关系,系统研究了不同材质悬式绝缘子污秽放电声发射现象。介绍了绝缘子污秽放电声发射监测原理、声信号监测装置以及污秽试验方法,进行了多组悬式绝缘子的污秽放电声发射试验。试验和分析结果表明:整个绝缘子污秽放电过程中,即从放电起始、发展、强烈至闪络,放电强度与声发射信号之间存在着对应关系;且污秽放电过程可粗略的划分为几个阶段,各个阶段各有不同的典型放电现象,均与一定的声发射信号相对应。并在大量污秽试验基础上,总结绝缘子污秽放电声发射波的共有特征。     

绝缘子污秽放电声发射监测方法研究

提出了绝缘子污秽放电的声发射现象,通过监测声发射信号可以监测污秽绝缘子。介绍了声发射信号的监测原理及由超声传感器和后续处理电路组成的监测装置,进行了绝缘子污秽试验,采集了实际的声发射信号。从采集的声信号中提取特征量,建立声信号的数学模型。利用模糊推理方法对声信号的特征量进行处理。分析结果表明综合声信号的几个特征量可以有效判断绝缘子表面的污闪放电强弱．实现对绝缘子污秽放电的监测和预警。     

一种基于聚焦型传感器的超声波技术在绝缘子污秽放电检测的应用

采用超声波技术来检测绝缘子是否存在污秽放电是当前国内外输电线路检修技术的发展方向,分析了一种新型的聚焦超声波传感器的结构原理及技术性能,介绍了基于该传感器的超声波技术在上海地区配电线路的现场应用情况,总结了一些经验并提出后续建议。     

GIS绝缘子表面固定金属颗粒放电特性研究

为研究气体绝缘开关设备中绝缘子表面固定金属颗粒的放电特性,在实验室建立了一套220kV电压等级的GIS局部放电检测平台,模拟GIS绝缘子表面固定金属颗粒放电模型,应用紫外成像技术、超声波检测技术和脉冲电流法对整个放电过程进行了检测。试验结果表明:光学检测法灵敏度很高,通过紫外光子数可以直观的反映放电的剧烈程度和放电位置;绝缘子表面固定金属颗粒的形状对放电剧烈程度有较大影响;在绝缘子缺陷处,随着放电的加剧,局部区域瞬间受热而膨胀,体积的剧烈变化引起了介质密度的瞬间变化,从而导致超声波信号不断增强。     

应用于绝缘子污秽放电监测方法中聚焦声传感器装置的研究

采用基于声发射技术的绝缘子污秽放电在线监测方法来实现对绝缘子污闪的预测是当前国内外输电线路检修技术新的发展方向,文章在绝缘子污秽放电声发射信号的产生及传播特性的基础上,研制出一套运用于此监测方法的聚焦声传感器装置,并经过现场安装调试及运行,证明了装置的有效性及实用性。     

基于紫外脉冲法的陶瓷绝缘子污秽状态检测及评估方法

基于紫外脉冲检测法,搭建了污秽绝缘子放电紫外脉冲检测系统,在人工雾室内进行了不同污秽分布下陶瓷绝缘子放电紫外脉冲检测与泄漏电流检测试验。试验结果表明:全污秽绝缘子泄漏电流明显大于其他污秽分布绝缘子;存在非连续污秽分布时,污秽绝缘子泄漏电流与洁净绝缘子相近,此时通过泄漏电流检测绝缘子污秽状态将产生较大误差;紫外脉冲检测系统具有较好的放电检测性能,能有效检测不同污秽分布绝缘子放电状态。构建了包含紫外脉冲数、污秽分布、温度与湿度、气象环境、绝缘子类型与材质、运行电压等影响因素的绝缘子状态评估指标体系,基于评价指标层次结构建立关系矩阵及模糊一致矩阵,获取项目层及指标层各因素权值;按照绝缘子状态安全等级构建各指标隶属度函数,采用模糊综合评估法判断被测绝缘子样品的安全等级。     

特高压GIS局部放电超声波传播特性仿真

超声波法是一种非破坏性的电力设备局部放电检测方法,运用数值计算方法可以有效地分析超声波的声场特性。为明确特高压GIS局部放电超声波信号的传播特性,采用有限元计算方法仿真研究了特高压GIS不同位置发生局部放电时超声波信号的传播特性。按照某1 100 k V特高压GIS实际尺寸,建立了特高压GIS三维仿真模型,设置单极子声源分别位于GIS中心导体和盆式绝缘子处,布置多个超声波传感器位于GIS外壳不同位置用于接收局部放电产生的超声波信号。仿真得到了GIS壁面上接收的来自不同位置单极子声源产生的超声波声压分布图,以及传感器上超声波信号的时频域特性。分析了超声波信号不同传播路径之间的博弈过程,通过对比不同传感器接收到的超声波信号的先后顺序确定了单极子声源在不同位置时超声波信号的传播路径。仿真结果表明,当单极子声源位于中心导体远离盆式绝缘子时,超声波率先到达距离单极子声源直线距离最近的GIS外壳,然后向两侧传播;当单极子声源位于中心导体靠近盆式绝缘子或者单极子声源位于盆式绝缘子时,超声波将沿着盆式绝缘子传播至GIS外壳,然后向两侧传播。传感器接收到的超声波频谱主要集中在30~40 k Hz,在更高的频率范围内(60~80 k Hz),超声波信号迅速衰减。随着传感器到局放源距离的增加,超声波信号近似以指数规律衰减,在经过盆式绝缘子时,衰减更为严重。     

220kV合成绝缘子闪络特性的仿真计算分析

针对用复合绝缘子代替玻璃绝缘子对线路的闪络特性存在争议的问题,从绝缘子闪络特性及放电机理着手,通过计算机仿真软件对加载的正极性直流电压绝缘子电场进行仿真,研究分析闪络电弧动态变化,结合气体放电理论推导绝缘子直流闪络过程.通过研究合成绝缘子不同区段电场大小和随时间变化的态势,对合成绝缘子各自闪络路径进行预测.在此基础上,建立电弧-空气闪络电路模型,进行微分计算求解最小闪络电压,最后结合试验进行验证.     

电晕放电对声发射式绝缘子污秽放电监测影响的研究

对电晕放电和污秽放电声发射信号的特征进行了分析研究。利用两者放电声发射在相位与强度上的差别,提出了识别电晕放电和污秽放电声发射信号的新方法,消除了电晕放电对污秽放电声发射信号的干扰,解决了基于声发射技术的绝缘子污闪在线监测受电晕放电影响的技术难题。     

平板模型沿面工频沙尘闪络特性的试验研究及放电机制分析

风沙对电力系统外绝缘放电的影响已引起广泛关注,由于污秽绝缘子的闪络与沉积在绝缘子表面的污秽性质有关,沙尘环境下的沙粒性质、状态、大气环境等均对绝缘子闪络特性有影响。因此以典型的平板模型为研究对象,在沙尘模拟实验室,对沙尘环境下外绝缘沿面工频放电特性进行了试验研究和机制分析。得到了风沙速度、风沙带电量、沙粒沉积量及沙粒含水量等因素对沿面放电的影响规律;在有风有沙和有风无沙时,平板模型沿面闪络电压Uf随风速的增大而增大,当风速达到4.5m/s后增大趋势变缓;Uf受沙尘的电荷量影响较小;当干沙粒沉积在绝缘表面时,随着沉积密度的增加,Uf存在着极小值;同时,平板模型的闪络电压还与沉积沙粒的含水量有关。在此基础上分析了风沙环境下绝缘子的沿面闪络过程和放电机制,得出了无沙区域在沿面闪络过程中起重要影响这一结论。     

污秽绝缘子闪络机理研究综述

文章综述了几十年来国内外对污秽绝缘子闪络机理的研究状况,包括电路模型、能量模型、动态模型、交流电弧重燃条件、电场模型以及低气压下的电弧特性等,并根据真型绝缘子串污闪放电过程的拍摄结果,提出了由剩余污层电阻、沿面电弧和空气间隙电弧串联组成的低气压下绝缘子长串直流放电数学模型,同时对未来绝缘子污秽闪络机理的研究方向进行了展望,指出真型绝缘子长串放电过程、绝缘子剩余污层电阻、低气压下局部电弧特性的测量等是今后研究的重点。     

持久性就地成型防污闪复合涂料对绝缘子覆冰及交流冰闪电压的影响

持久性就地成型防污闪复合涂料(permanent-room-temperature-vulcanized anti-contamination flashover composite coating,PRTV)具有优异的防污性能,但对绝缘子是否具有延缓覆冰和提高冰闪电压的作用国内外鲜有报道。根据人工气候室的试验结果,分析了PRTV涂料对绝缘子串覆冰及其冰闪电压的影响。结果表明：PRTV涂料在覆冰初期具有延缓覆冰的作用,但在严重覆冰过程中则没有明显效果;与未涂覆PRTV的绝缘子串相比,涂覆PRTV涂料的绝缘子串其冰闪电压约降低7%~15%;涂覆PRTV涂料后绝缘子串冰闪电压降低的主要原因是PRTV涂层的憎水性引起覆冰状态的改变,使得冰层内部形成高场强的"空腔",更易产生局部放电并烧伤涂层。     

风沙条件下的平板模型直流沿面放电特性(英文)

The influence of sand dust on discharge of external insulation has caused widespread concern.At present,the research results show wind-sand electricity has a remarkable effect on the discharge characteristics of insulator and has little influence on the discharge characteristics of air gap.The flashover of insulator strings occurs along the insulator surface and air gaps,and the sand dust deposited on the insulator surface may affect the flashover characteristics of insulator strings.This paper studies the flashover characteristics of flat plate model under DC voltage in wind-sand condition.The experimental results show that under positive polarity voltage,the flashover voltage of the flat plate model has a maximum value,while under negative polarity voltage,the flashover voltage of the flat plate model has a minimum value with a certain degree of sand dust deposition.The wind or sand in sand-dust weather has an important effect on the flashover characteristics of the flat plate model.In certain variation range of electric charge,electric charge of sand dust has little effect on the flashover voltage of flat plate model under DC voltage.The deposition of sand has significant influence on the flashover process of flat plate model,which is related to the deposition density and moisture content of sand particle.     

利用泄漏电流递归分析法研究绝缘子雾凇闪络

绝缘子的运行状态直接关系输变电线路的安全运行.由于泄漏电流贯穿于绝缘子运行始终,能够直接反映绝缘子表面状态及放电特征.在实验条件下模拟雾凇环境,以硅橡胶绝缘子为试样,将其悬挂于雾凇环境下不同时间,雾凇即在绝缘子表面凝结,然后分别施加电压至发生闪络.通过高速摄像机记录闪络现象和过程,采用递归分析法研究泄漏电流的非线性特征,将闪络发展过程中泄漏电流的内在变化在递归图及其定量指标中表征出来,结果表明泄漏电流的非线性特征变化与闪络过程中绝缘子表面放电现象具有很好的一致性,有效揭示了绝缘子雾凇闪络过程的发展以及闪络发生的机理,从而提高户外绝缘子运行的可靠性与准确性.