基于紫外成像的电晕放电检测技术改进研究

针对当前电晕放电检测存在检测精度低的问题,提出一种基于紫外成像的电晕放电检测方法。该方法将基于紫外成像的电晕放电检测效果的干扰因素划分为距离、增益、温度和湿度检测等;构建了紫外线成像电晕放电检测体系,采用物镜系统解决电晕放电目标成像问题,利用光传感器将电晕放电图像进行光电转换,结合紫外滤光片滤除日盲区之外的光波,采用控制分析体系将光的强度量进行统计并分析,同时控制整个检测体系。利用图像显示体系将电晕放电图像信息融合、显示。在紫外线成像电晕放电检测体系基础上,分别对检测干扰因素逐一处理,设计基于紫外成像的电晕放电检测流程图,完成电晕放电高质量检测。实验表明,文章所提方法不仅有效处理了电晕放电检测干扰因素,还提高了放电源检测的检测精度。     

考虑空间电荷分布的旋转风机叶尖电晕放电特性

雷击灾害严重威胁风电机组的稳定运行，目前尚缺乏针对旋转风机叶尖电晕特性的研究。为此，搭建了缩比旋转风机叶尖电晕观测实验平台，开展了风机叶尖的电晕模拟实验，分析了正负雷电极性下旋转叶尖的电晕平均电流、放电重复率以及占空比等电晕特征量，获得了正、负雷电极性下旋转风机的叶尖电晕放电特性；同时，建立了叶尖电晕的流体-等离子体化学混合的数值模型，从微观角度研究了不同极性叶尖电晕演化的差异。分析结果表明：与静止风机的电晕随机脉冲模式相比，旋转风机的叶尖电晕呈周期性间隔放电簇模式，且随着转速增加，电晕放电电流和重复率呈上升趋势；风机叶尖的正负电晕具有明显的极性效应，对叶尖正负电晕放电图谱进行分析发现，相较于正电晕呈分离特征明显的间隔放电簇模式，负电晕呈间隔的放电簇与连续的微弱放电叠加的模式。所得结论可以为旋转风机雷击防护技术提供理论依据。     

电晕线串并联的脉冲电晕放电特性

在线板结构脉冲电晕放电试验模型上 ,测试了不同长度电晕线串并联时的 ns脉冲电晕放电伏安特性 ,研究了电晕线串并联时脉冲电晕放电的不同特点。研究表明 ns脉冲电晕放电伏安特性呈指数函数上升趋势 ,串联电晕线的电晕电流随其长度的增长为自然对数函数上升趋势 ,并联电晕线的电晕电流随其长度的增长为线形函数上升趋势。根据研究 ,实际设计脉冲电晕放电反应器时 ,为提高反应器效率 ,多根电晕线应并联而不宜串联 ,且电晕线不宜过长     

雾水电导率对交流输电线路电晕放电量的影响

目前有关雾水电导率对导线电晕放电量的研究还很少,为了进一步了解导线电晕特性,利用紫外成像仪、局部放电检测仪、超声波雾发生装置和示波器,在电晕笼中进行了试验,通过脉冲电流法来研究不同电场强度、雾水电导率和导线表面粗糙程度对导线电晕放电量的影响,并揭示了它们对电晕放电特性的影响。研究结果表明：当导线表面饱和受潮出现水滴附着时,雾水电导率会对导线的电晕放电量产生很大的影响;在同等电场强度下,导线的电晕放电量随着雾水电导率的增加而增大;电晕放电量随着电场强度的增大而增加,但在电场强度增大到一定值后,放电量将趋于饱和;放电量与导线表面的粗糙度密切相关,导线表面越粗糙,导线的电晕放电量就越大。根据研究结果,建议在研究雾天导线电晕放电量时考虑雾水电导率的影响。     

直流单点电晕放电可听噪声时域特性实验研究

为了研究直流电晕放电产生的可听噪声时域特性,基于实验室搭建的电晕放电测试平台,获得了正负极性直流单点电晕放电产生的可听噪声的时域波形,并对放电产生的可听噪声的时域特性进行了分析。同时,基于该实验平台,也获得了可听噪声脉冲与电晕电流脉冲在时间上的关联特性。实验结果表明:直流电晕放电产生的可听噪声时域波形具有双极性脉冲性质,正极性电晕放电产生的噪声脉冲幅值和脉冲上升时间比负极性电晕放电产生的噪声的相应值大;在时域上可听噪声脉冲与电晕电流脉冲具有一一对应关系。结合实验结果与正负极性电晕放电通道的发展过程,定性地解释了正负极性电晕放电噪声特性的差异及电晕放电噪声与电晕电流在时间上存在一一对应的原因。     

棒—板模型交流电晕放电紫外数字图像处理及其应用判据

设计了紫外光谱成像仪CoroCAMⅣ+与虚拟仪器编程环境Labview 8.0相结合的电晕放电测试和分析平台。选用适当的数字图像处理算法和流程,通过对实时记录的电晕放电紫外视频图像处理,定义成像仪观测范围内“放电区域紫外成像面积百分比”作为量化电晕放电强度的表征参数。在近似标准大气条件下,研究了基于紫外图像处理的棒 — 板间隙工频电压作用下的电晕放电,结果表明,文中所述紫外数字图像处理流程可对紫外成像仪观测到的电晕放电图像真实还原,从而保证所选电晕放电量化表征参数的有效性;表征参数可明确反映起晕情况和电晕放电发展的阶段;得到电晕放电紫外成像随观测距离的衰减规律,提出电晕放电紫外成像检测法的应用判据。     

椭球电极负电晕放电的数值仿真研究

电晕放电的研究对深入理解高压电气设备内部各种缺陷的电晕放电机理有着重要的意义。耦合流体动力学方程和泊松方程,建立了椭球电极的负电晕放电模型,应用有限元方法分析了放电电流脉冲和正离子数密度分布,首次通过数值仿真分析了椭球电极环模式放电。研究了不同施加电压及电极形状对椭球电极负电晕放电的影响机理。结果表明,施加的电压、电极形状对椭球电极负电晕放电电流脉冲数、脉冲波形特性及放电脉冲模式等有很大的影响。     

基于直流电晕放电和催化剂反电晕的等离子体发生法

为实现等离子体和催化材料的紧密结合,构建了电晕放电极、辅助电极、催化材料和接地极组成的反电晕放电体系。采用伏安特性、图像分析、发射光谱和粒子成像测速技术研究反电晕放电过程和等离子体特性。结果表明:基于直流电晕放电,在颗粒层或蜂窝表面和孔道中发生二次放电,产生了反电晕等离子体;发生反电晕时,电流显著增大,在相同电压条件下,反电晕电流是典型的电晕放电电流的2倍以上;反电晕放电区域主要是N2的第二正系激发态物质,波长为337.13 nm和357.69 nm的发射光谱强度较大;反电晕改变了放电区域的流场,产生的离子风速度超过1.0 m/s;辅助网电极限制了蜂窝表面和孔道的流光向火花放电发展,实现稳定的反电晕放电。     

无人机技术在输电线路电晕放电检测中的实际应用

电晕放电对高压输电线路的运行安全构成重大威胁,是当前电网输电管理部门最重要的巡检工作之一.为提高输电线路电晕放电的检测水平,提升电网线路运行的安全可靠性,文章对输电线路电晕放电检测现状进行了分析和探讨,提出了基于无人机技术的高压输电线路电晕放电检测方法.根据云南某地高压输电线路电晕放电实时检测困难的实情,研制了基于无人机技术的高压输电线路电晕放电检测系统.通过实际应用取得了良好效果,为高压输电线路电晕放电缺陷的预防和治理提供了有效技术支撑。     

水中脉冲电晕放电的声学特性研究

为研究水中脉冲电晕放电的声学特性,由水听器测量了放电产生的压力信号,在以放电电极为圆心、电极到水听器的距离为半径的球面对压力信号积分,得到放电的声能和放电的声效率;利用快速傅立叶变换(FFT)得到同轴电极下电晕放电的频谱分布;比较尖—尖电极下电弧放电晕放电的频谱发现电晕放电声信号的主频比电弧放电的高。     

基于紫外成像技术的电气设备放电故障定位

夜间型紫外成像仪获得的放电图像往往因其拍摄条件及其设备的限制,不能很好的实现电晕放电位置的定位,为此在对紫外图像进行降噪预处理的基础上,分别依据紫外图像灰度值的不同、放电部分的灰度值均高于环境部分灰度值、放电部分与环境部分灰度值相差明显且人眼对黑色敏感习惯以及放电部分边界梯度变化大的原理,采用等位图法、阈值法、反转法和边缘法研究了基于紫外成像技术的电气设备放电故障定位。实验结果表明4种方法均可实现放电定位。通过对结果的对比分析,确定了各种方法的适用情况,此研究有利于基于紫外成像技术的电气设备放电故障诊断的实现。     

电晕放电辐射信号特征实验

为得到放电针电晕放电辐射场的时域和频域特征,利用组建的静电放电测试系统在室外背景噪声研究的基础上实验研究了电晕放电辐射信号,分析了不同极性和大小的电压、天线极化方向、接收距离、放电针形状、温湿度对电晕放电辐射信号波形和频谱的影响。实验表明,电晕放电信号波形陡峭,上升时间从几ns到20几ns;频谱成钟型连续谱,集中在20～100MHz;不同极性,信号波形不同,且正电晕信号幅值高于负电晕;电晕放电辐射场一般为垂直极化,强度反比于接收距离;相对湿度较大时测到的信号幅值较大。     

Hysteresis effect of corona discharge in a narrow coaxial wire-pipedischarge tube with gas flow

An experimental investigation has been conducted to study corona discharge in a narrow tube. Narrow or capillary corona discharge (discharge tube diameter d≈1-20 mm) is used for many industrial applications such as flue gas cleaning corona-induced plasma reactors, ion sources, and electrohydrodynamic heat exchangers. In this work, corona discharge characteristics of a narrow coaxial wire-pipe discharge tube with gas flow are experimentally investigated. The results show that, unlike normal corona discharge, a hysteresis in the corona discharge current-voltage characteristic was observed for narrow tube discharges. The onset of the corona discharge was observed to be significantly dependent on the gas temperature and gas flow rates     

复合绝缘子沿面电晕放电特性的试验研究

为了研究复合绝缘子沿面电晕放电状况,以110kV复合绝缘子为试验对象,利用一种基于光电倍增管的紫外电晕检测装置来测量绝缘子电晕产生的紫外光,探讨复合绝缘子沿面电晕放电发展和分布特征。通过逐步升高施加电压的试验方法,检测得到复合绝缘子在不同表面条件下(干燥、清洁、潮湿、染污)沿面电晕放电发展和分布状况的脉冲量化特征数据。测量结果表明:当电压升高时,表面干燥条件下的复合绝缘子电晕放电沿串长发展和分布,而表面潮湿条件下的复合绝缘子电晕放电随机性较大。电晕紫外光脉冲个数以及脉冲平均峰值可以用作检测电晕放电的特征参数,以判定复合绝缘子电晕放电状态。     

气压对发电机定子线棒端部电晕放电特性的影响(英文)

According to the mechanism of corona discharge at the end of the generator stator bar,a model of stator bar end corona discharge is presented.In a closed corona cage at low atmospheric pressure,the corona discharge characteristics of the stator bar end model were observed using an ultraviolet imaging instrument and an oscilloscope.The influence of atmospheric pressure on the corona inception voltage and discharge intensity was analyzed.The results show that the corona inception voltage is lower under lower atmospheric pressure;the discharge intensity is stronger under lower atmospheric pressure.The particles swarm-optimized support vector machine was employed to analyze the impacts of air pressure and humidity on the corona inception voltage.Error between the calculated value of the established model and the experimental value is less than 5%.The established model can be used to calculate the corona inception voltage of the stator bar end model.     

基于小波降噪的电晕放电辐射信号时域特性分析

研究电晕放电辐射信号既有利于消除其危害又有助于加强对其利用,小波变换是分析电晕放电辐射信号的一种很好的方法。采用相关系数法选择最佳小波,以史坦无偏估计法来确定小波重构的阈值,并根据采样率来确定分解层,对电晕放电辐射信号进行降噪处理。在小波降噪的基础上,分析了电晕放电辐射信号时域波形的一阶形状参量,得出电晕放电辐射信号的脉冲变换时间随电压升高而减小、相同电压下正电晕放电辐射信号的脉冲变换时间要大于负电晕的脉冲变换时间等结论。     

电晕放电信号小波分析的综述

研究电晕放电信号可以为大型电力变压器的局部放电在线监测和实现有效的气体绝缘系统(GIS)放电性故障监测提供重要的理论依据,而电晕放电信号是一种突变信号,必须选择合适的方法来对其进行研究。本文综述了国内外学者以小波变换为基础对电晕放电信号分析的方法,从中得出基于小波变换对电晕放电信号分析的几种方法。     

多针对板电晕放电伏安特性研究

实验研究了多针对板电晕放电的放电极性、尖板间距D的变化对伏安特性的影响,近似算得其伏安关系式I=CU(U-US)并确定了正、负电晕放电中的C值,由C与D的关系得出随D的减小,放电功率和电流密度增加的结论,在一定条件下实验结果与推导得到的伏安关系式吻合。最后结合实验和有关文献中的结果讨论了多针对板电晕放电特性。     

静电喷涂中油液的电晕荷电及雾化试验研究

为了研究静电喷涂过程中油液的电晕荷电特性和雾化现象,利用静电涂油机为试验平台,分析了静电涂油机中梁板电极的电晕放电过程,得到了静电涂油机电晕放电的起晕电压;同时依据静电学原理,给出了液滴在高压静电场中的电晕荷电量和液滴破碎的理论临界场强;结合静电涂油机喷涂试验,从宏观和微观的角度分析了油液的雾化过程。研究表明,随着电压的增大,射流长度总的趋势是减小的,但在不同区域,电压对射流长度的作用不同;雾化角随电压增加而先增大到一定程度后开始减小,最后逐渐趋于稳定;电晕荷电电流随电压的增大而变大;雾滴粒径随电压的增加而减小,当电压在65kV左右时,粒径较小且分布最为均匀,此时油液达到较好的雾化效果。