电力变压器结构对UHF局部放电在线检测的影响

研究了油中针-板放电模型在电力变压器模型内部不同位置放电时,铁芯和绕组模型对UHF局部放电在线检测系统的影响。结果表明,内部主要结构部件对UHF局放射频信号能量有明显衰减作用,对UHF检波信号幅值有一定程度的衰减作用,但并未发现对检测灵敏度有显著影响,也未发现存在检测“盲区“。     

基于波分时分复用技术的变压器局部放电光纤超声定位技术研究

相比于压电陶瓷,光纤布喇格光栅(fiber Bragg grating,FBG)对于变压器局部放电产生超声信号的检测灵敏度高、抗干扰性能好,然而,现有研究尚未考虑通过多点FBG复用以扩大FBG用于变压器局放检测范围的相关方法。为此,该文提出了一种基于波分时分复用技术的多点FBG变压器局放超声定位技术。通过波分复用技术,实现了FBG传感器位置的识别;通过时分复用技术,解决了仅靠单个FBG难以满足变压器内局放超声信号全范围检测的难题。本文建立了基于多点FBG超声传感系统的变压器油中局放检测试验平台,对不同FBG测点对油中局放超声信号的检测结果进行了对比,并基于多点FBG对变压器油中同一局放源进行了超声定位试验。试验结果表明:对于油中局放超声信号的检测,不同FBG测点的检测频带相近,传感器一致性好;多点FBG能够实现变压器油中局放超声信号的准分布式测量,且基于多点FBG的测量结果能够通过网格搜索算法实现局放源的定位。     

基于小波变换的绝缘油介质中放电声信号时频分析

绝缘油介质中放电为充油设备内部常见的放电现象,其放电时会伴随一定的声信号。可听声波相比超声波具有传播过程中衰减相对较小的特点。为此,笔者搭建了绝缘器油放电试验平台,设计了绝缘油中4种典型模拟放电模型,并利用可听声信号采集装置进行了绝缘油放电声信号测试。针对放电声信号幅值突变和衰减快的特点,采用了具有多分辨率特性的小波变换理论对不同形式的放电声信号进行时频分析。实例对比分析结果显示,不同放电类型下的声波信号特征频率区间不同。     

用于检测变压器局部放电的荧光光纤传感系统研制

基于局部放电产生光效应的物理现象和荧光光纤具有传感一定波长微光信号的特性,研制出一种检测局部放电信号的荧光光纤传感系统.阐述了荧光光纤检测局部放电光信号的原理,给出了传感器主要参数和系统组件,在实验室搭建的模拟变压器油中局部放电试验研究平台上,与超高频法的检测结果相比较表明,两种方法在检测油中针-板绝缘缺陷产生的局部放电时,得到的放电脉冲都集中在工频正负电压峰值附近,且在反映放电脉冲次数和放电发生相位上具有很好的一致性.超高频法检测局部放电信号大小主要反映脉冲幅值高低,即得到的是φ-u-n三维谱图;光测法检测局部放电信号大小主要反映脉冲能量大小,即得到的是φ-p-n三维谱图.由于荧光光纤传感器可方便埋设于变压器绕组绝缘中,对复杂绝缘结构内部的局部放电进行在线监测具有广泛的应用前景.     

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。     

非合成绝缘子内部放电声发射试验及分析

为了研究绝缘子放电声发射检测中不同放电形式的声发射识别问题,系统地研究绝缘子内部放电声发射现象。在大量试验基础上,总结绝缘子内部放电声发射波的共有特征绝缘子内部放电声发射波具有简单的周期性,正半周和负半周内之间的信号不对称决定于气隙的特征线尺度D。随传感器的安放位置变化,接收到信号的外形从箭头状向蛋状变化;引入量纲分析理论,研究了气体的初始密度、压力、放电能量、气隙的形状和特征线尺度等因素对内部放电声发射的影响;结合气体放电理论和波动理论探讨并解释了内部放电声发射现象的机理。     

运行中GIS局部放电检测技术的实用化研究

为了提高运行中GIS局部放电检测技术的应用水平,积累现场测试和数据分析的经验,结合深圳片区运行中GIS缺陷局部放电检测的3个典型案例,对现场运维策略、放电检测方法的有效性以及图谱特征进行分析。结果表明:超高频法对悬浮电位、SF_6气隙和金属尖刺类缺陷放电均有较高的检测灵敏度,超声波法难以发现较为微弱的金属尖刺类放电;GIS中悬浮放电信号的相位分布较集中,气隙放电信号的相位分布较广,金属尖刺类放电的信号幅值较不稳定。最后提出了运行中GIS局部放电检测的策略。     

基于光电复合传感器的GIS局放检测方法研究

气体绝缘组合开关(gasinsulatedswitchgear,GIS)设备内部发生局部放电时,会产生并向外辐射光和电磁波信号,通过测量产生的光和电磁波信号可以实现对局部放电的检测。局部放电特高频法目前已被广泛应用于GIS中局部放电的检测。光测法具有灵敏度高、对电磁干扰完全免疫等优点,拥有广阔的应用前景,但由于未解决传感器安全植入GIS内部的问题,目前尚无现场应用。将荧光光纤和GIS内置特高频传感器相结合,研制出用于GIS内部局部放电检测的新型光电复合传感器。仿真结果表明,复合传感器在不影响GIS内部电场分布以及内置特高频传感器性能的基础上,实现了荧光光纤的植入;实体GIS局部放电检测试验显示复合传感器可同时检测局部放电中光和特高频信号,对于金属尖刺缺陷,荧光光纤法具有更高的检测灵敏度。光测法的检测幅值和放电量近似为线性关系。随着缺陷和传感器距离的增加,光信号幅值呈现每厘米约2.2%的衰减。研究结果为GIS中局部放电检测提供了一种更加灵敏、可靠的检测方法。     

基于光纤Bragg光栅的局放检测技术

为研究光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,FBG)技术用于检测局部放电(简称局放)超声信号的灵敏度和抗干扰性能,在实验室搭建了基于FBG的局放检测系统,对自由微粒放电和悬浮放电2种类型的局放信号进行了检测,并将检测结果与基于压电陶瓷(piezoelectric,PZT)传感器的局放系统进行了对比。此外,针对变电站存在的振动干扰和强电磁干扰,对系统的抗干扰能力进行了对比实验研究。实验结果显示:对于25 p C的自由微粒放电及130 p C的悬浮放电,基于FBG的局放检测系统和传统PZT局放检测系统均可测得明显的信号,前者可以取得与后者接近相同的灵敏度;对于振动干扰的情况,FBG及PZT局放检测系统均会测得明显的干扰信号,但信号的形状完全不同;对于强电磁干扰的情况,PZT局放检测系统会受到明显的影响,但FBG局放检测系统则能完全避开强电磁干扰。综合各项实验结果可得,相较传统PZT局放检测系统,FBG局放检测系统的检测灵敏度几乎一致,但抗干扰性能较优。     

变压器局部放电超高频电磁波的传播特性

分析了变压器中局部放电激发的超高频电磁波在油 -隔板复合绝缘中的传播特性 ,讨论了变压器箱体对电磁波传播的影响 ,实验室研究结果表明 ,超高频局放电磁波在油 -隔板复合绝缘中传播时会产生一定的衰减 ,但对电磁波的接收影响不大 ;变压器箱体可引起电磁波的严重衰减 ,大大降低检测灵敏度 ,因此实测时超高频传感器应内置     

基于电磁耦合法XLPE电缆局部放电传感器的研制

局部放电是反映XLPE电力电缆绝缘状况的重要参量。电磁耦合法是目前检测XLPE电缆局部放电最有效的方法,基于电磁耦合法,设计并研制了用于XLPE电缆的局部放电传感器,根据局放信号的特点选择合适的磁芯材料,通过数学模型分析及试验对比,研究了积分电阻及线圈匝数等参数对电流传感器幅频特性的影响,确定了最优的积分电阻及线圈匝数等传感器关键参数。实验室测试及现场安装运行情况显示,研制的高频局放传感器安装方便、工作频带宽、灵敏度高,能满足XLPE电缆局部放电检测的要求。     

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。     

小波变换在局部放电声信号提取中的应用

在电力设备外表面设置的声传感器可以获取局部放电的声信号,文中使用高精度的声信号采集装置来采集局部放电声信号,并对实测信号的特性进行分析。由于局部放电信号具有突出的局部瞬变特征,可通过这一特性从含有噪声的原始信号中有效的提取出局部放电信号。本文采用小波变换在时域和频域具有局部瞬变特征的特点,用基于小波变换的消噪算法来提取局放信号。通过对仿真信号和实测信号的处理,表明该算法行之有效。     

局部放电检测方法对比

围绕典型的局部放电类型进行了试验平台的搭建,设计了空气及油中尖-板、板-板、沿面、气隙等多种常见放电模型,通过不同的检测方法对局部放电进行了测试。结合基于脉冲电流法的放电图谱,通过示波器多通道采集的方法,对脉冲电流法、特高频法、超声波法传感器的性能对比,得出了这三种不同的检测方法中测试灵敏度不同的特点。     

电力电容器局部放电声信号的分析

局部放电声信号对于检测电力电容器的绝缘特性有着重要意义。笔者采用声检测装置采集电力电容器局部放电声信号,并且分析了局部放电信号的特点,介绍了3类典型信号的特点和形成原因。同时应用了窄带滤波和小波降噪的方法来抑制噪声,取得了满意的效果。     

XLPE电缆附件局部放电UHF和VHF联合检测

介绍了电磁耦合法测量XLPE电缆局部放电故障原理以及应用方法,重点比较了基于VHF（甚高频）传感器和UHF（特高频）传感器的检测方法在XLPE电缆局部放电在线监测技术中的应用。结合2种检测方法各自的优点与存在的弊病(VHF:衰减慢,可标定放电量,抗干扰能力差;UHF:抗干扰能力强,衰减快,不可标定放电量),推荐了XLPE电缆附件局部放电的UHF和VHF联合检测方法。     

长段电缆中局部放电脉冲信号的传输特性及耦合研究

局部放电测量广泛应用于各种电力设备的绝缘状况诊断中,对于XLPE电缆,局部放电可以检测到各种绝缘缺陷,例如电缆加工、运行以及安装过程中的人为缺陷,以及绝缘层中的气隙和电树枝老化。然而,当局部放电脉冲在电缆中传播时,由于衰减的原因,脉冲波形发生了变化。因此,对于电缆局部放电测量,了解局部放电脉冲在电缆中传播时的变化规律是非常关键的,因此本文针对电缆局部放电脉冲传播时,脉冲波形的变化进行了深入分析,并且讨论的了不同耦合带宽对信号检测的影响,得出：当电缆发生局部放电时,脉冲信号幅值随着传播距离的增加迅速衰减,但脉冲视在放电量衰减幅度相对较小;同时,宽带耦合具有较高的灵敏度,但是其电荷校准曲线误差较大,并且会导致信噪比降低,缺陷检出度下降;窄带耦合虽然能够获得较为准确地电荷校准曲线,却会导致脉冲波形发生叠加,影响故障点定位;所以,在实际应用中,需要根据实际需求,确定检测带宽。     

小波包分析在变压器油中放电声信号检测中的应用

变压器油内放电是油浸式变压器内部的一种常见放电现象。本文搭建了变压器油放电试验平台,采用声学检测法采集变压器油放电声信号,并运用小波包分析理论对声信号进行分解,提取出各频带能量。分析结果表明,声检测法能够有效采集试验中变压器油放电声信号,各放电形式下变压器油放电声信号各频带能量分布存在一定差异。     

UVTRONR2862型紫外传感器检测交流电晕放电

为得到准确的放电信号,避免外界环境电磁干扰,针对高电压设备局部放电时伴随有紫外光产生的现象,选用UVTRONR2868型紫外传感器检测针—板电晕放电。该传感器光谱响应范围为185～260nm,可避开可见光干扰。通过实验选择合适的驱动电路以及紫外传感器的驱动电压;统计放电脉冲出现的相位分布;寻求反映电晕强弱的特征量。用脉冲电流传感器、紫外成像仪和紫外传感器同时检测针—板电晕放电,对比3者灵敏度。实验结果表明,该紫外传感器脉冲输出个数与放电强弱有明显关系;放电脉冲出现的相位与电流传感器所测结果基本一致;其灵敏度较高。     

GIS局部放电两种内置传感器响应特性分析

研制了气体绝缘组合电器(GIS)局部放电检测的圆板和圆环型两种内置传感器,分析了它的频率响应特性以及稳、暂态的输入输出特性。人工模拟缺陷下局放信号的实测结果表明,所研制的传感器性能可靠、灵敏度高,可用于GIS局部放电的测量。