红外热成像技术在500kV繁昌变电站的应用

文中阐述了500 kV繁昌变电站应用红外热成像技术检测运行电气设备缺陷的经验,采用红外热像仪可以直接检测变电站内变压器绕组及油冷系统、闸刀、高压断路器、电流互感器、电压互感器、避雷器、高低压电抗器、电容器、耦合电容器、高压导线的接头、电力电缆、母线、导线、绝缘子串、设备二次配线端子箱及照明配电盘等设备的电流、电压致热现象。根据电流致热设备缺陷诊断判据和电压致热设备缺陷诊断判据分析,可及时发现设备缺陷,提高运行人员的设备巡视效率。     

一起35 kV开关柜局部放电缺陷检测及分析

文中分析了一起35 kV开关柜局部放电缺陷案例,采用暂态地电压、超声波及特高频等多种局部放电带电检测技术进行分析诊断,利用电磁波时差法对局部放电源进行定位,结合开关柜内部结构给出局部放电源位置范围,停电检查发现A相避雷器引线与绝缘板间存在明显放电痕迹,验证了缺陷分析诊断及定位的正确性。结果表明,局部放电带电检测技术可以有效发现开关柜内绝缘缺陷,案例为类似开关柜缺陷处理提供经验。     

基于多源感知的开关柜绝缘缺陷检测技术

绝缘故障在电气设备故障中占很大比例,在缺陷潜伏阶段将其检测并消除是防止故障发生的重要策略。绝缘缺陷通常伴随温升或局部放电现象,因此可将其作为判断设备绝缘状态的重要依据。红外光电传感器可检测设备的温度,紫外光电传感器可检测设备局放产生的紫外脉冲信号。以开关柜内电缆终端缺陷为例,构建了一个红外和紫外光电传感同步采集装置,基于自适应模糊神经网络,探索了一种融合了温升与局部放电2种信息源的智能检测手段。试验结果表明,相比于单传感器下的信息检测,基于多源感知的诊断算法,对设备缺陷诊断的准确性得到了显著提高。该检测技术为开关柜绝缘缺陷的识别和诊断提供了新的研究思路。     

Application of dielectric response measurement on power cable systems

Water treeing is one of the factors leading to failure of medium voltage XLPE cables in long-term service. Increased moisture content inside oil-paper insulated cable is not desirable. To identify water tree degraded XLPE cables or oil-paper cables with high moisture content, diagnostic tests based on dielectric response (DR) measurement in time and frequency domain are used. Review of individual DR measurement techniques in the time and frequency domains indicates that measurement of one parameter in either domain may not be sufficient to reveal the status of the cable insulation. But a combination of several DR parameters can improve diagnostic results with respect to water trees present in XLPE cables or increased moisture content in oil-paper cables. DR measurement is a very useful tool that reveals average condition of cable systems. However, it is unlikely that DR measurement will detect few, but long water trees. In addition, DR cannot locate the defect or water tree site within the cable system. Combination of DR and partial discharge (PD) measurements can improve diagnostic results with respect to global and local defects. However, it is doubtful whether PD test can identify the presence of water trees inside a cable in a nondestructive manner. Further research is needed for more detailed conclusions regarding the status of a particular insulation and for predicting the remaining life of the insulation system.     

Arc-fault protection of branch circuits, cords, and connected equipment

In electrical power systems, the fault frequently involves arcing and burning of wiring exposed to mechanical damage and other insulation stresses including wiring not fixed and connected by flexible cords and cables. IEC Standard 60364 ends the design of electric power systems at the outlets of branch circuits or at the fixed equipment. A complete design should include the connections of portable equipment and of extension cords (as requested by NFPA 70) that are exposed to arc faults and may cause fire and/or electric shock hazards. Since cords supplying Class II equipment are without a grounding protection conductor, the failure of the double insulation, caused by external damage, is unlikely to be easily detected as a ground fault. Protection must be provided to prevent the fault from extinguishing itself without being detected and remaining energized, thus presenting an electric shock hazard by direct contact with a live part, rendered accessible after local insulation failure. The authors highlight this worst case and suggest the protection achieved by wiring the circuits, particularly extension cords, with special power cables. Ground-fault forced cables (GFFCs) convert a line-to-line fault into a line-to-ground fault, that will be detected and protected by ordinary ground-fault protective devices. By adopting the GFFC type of cables internally to Class II equipment, the disconnecting protection could also be extended to equipment.     

Z接线站用变压器宜加强纵绝缘检测

通过分析发生的几起电气设备事故和Z接线变压器、树脂浇注变压器的结构特点,指出干式变压器由于制造工艺不佳可能造成运行过程中,局部放电。进而由于散热不好等原因,造成绝缘开裂损坏,引起匝间短路。例行试验时,基本上都以外施交流耐压来检验变压器的绝缘强度,纵绝缘即使已经发生损坏也检验不出。通过感应耐压试验、局部放电试验,可以及时发现干式变压器的绝缘隐患。     

变压器局部放电超声波信号处理方法研究

电力变压器由于绝缘内部可能存在缺陷,运行过程中缺陷部位会产生局部放电(PD),长期的局部放电将导致绝缘介质缺陷进一步扩大,加速绝缘劣化,严重时可能导致绝缘击穿.因此,开展电力变压器局部放电检测和信号处理研究,对于及时发现和掌握变压器的绝缘状况、保障其正常运行具有重要意义.局部放电发生时会伴随着超声波的产生,通过检测该超...     

干式空心电抗器匝间绝缘检测原理及试验分析

笔者利用有限元法分析计算了干式空心电抗器线圈的自感、互感及涡流损耗等电磁参数,分析了存在匝间绝缘短路的电抗器在不同频率电源作用下整体电感的变化规律。在分析的基础上,提出的脉冲振荡电压法是适用于干式空心电抗器匝间绝缘故障检测的一种有效试验方法,并设计和研制出一套电抗器匝间绝缘检测设备。通过对绝缘完好和存在匝间短路状况下的两组电抗器试验电压与电流的波形的比较,验证了电抗器匝间绝缘状况检测方法的有效性。     

面向FPGA部署的改进YOLO铝片表面缺陷检测系统

在工业生产中，产品缺陷的智能检测是至关重要的。现场可编程门阵列(FPGA)是一种具有算力强、功耗低等特点的嵌入式设备，能够将小型卷积神经网络部署其中。本文基于Xilinx Zynq系列FPGA设计了一套改进YOLOv2目标检测算法，在模型框架中增加重排序层，对切片图进行并行计算处理后再重组，完成铝片表面缺陷的检测。该算法经过高层次设计(HLS)后，进行RTL转换与IP核封装，并导入到工程项目中完成SoC设计。通过综合、布局布线后生成比特流文件，导入至PYNQ镜像中，完成对铝片表面的工业缺陷检测。实验结果表明，本系统能够准确地检测出缺陷，并将功耗降低至2.494 W。     

基于实时多任务流系统的高空自动化接线机器人研究

文中针对电网高空作业的检修需求进行高空全自动化接线机器人设计,从高空自动化接线机器人机械臂功能设计和接线功能实现方面进行了介绍。高空自动化接线机器人机械臂的结构设计分为机械臂和绝缘设计。采用嵌入“准时”(Just in Time, JIT)调度思想的基于优先级的立即抢先算法实时处理接线多任务,新增绝缘防护失效控制模块,目的是提高处理效率和人机交互的智能化。该系统包括机械臂控制系统、电动机驱动电路系统、移动平台系统等多个模块。通过现场实施测试,证实该系统可以根据任务程序有序、高效地执行实时维护。与传统人工接线相比,高空自动化接线装置具有效率高,安全性好等优越性。     

500kV变压器局部放电试验的分析处理

介绍了对出厂局部放电试验不合格的某500 kV变压器的多次处理和分析试验的情况,确定局部放电量偏大的原因是调压线圈内部固体绝缘存在大量封闭性气泡,解体验证也予以证实。实践表明,对于局部放电量较小,(仅为数百pC)的内部缺陷,难以定位,需要综合放电波形和放电特性各个要素,结合试验分析推理,才能找到缺陷部位。     

Digital signal processing applied to the detection of partialdischarge: an overview

This article is the first of a four-part series by the authors that treats various aspects of digital signal processing applied to partial discharge detection. It is shown that manufacturers and users of high-voltage apparatus are interested in on-site, off-line and on-line analysis of partial discharge to identify and locate defects in insulation systems     

A generalized approach to partial discharge modeling

An important tool for improving the reliability of HV insulation systems are partial discharge (PD) measurements. The interpretation of such measurements aims at extracting from the measured data information about insulation defects which then are used for estimating the risk of insulation failure of the equipment. Because the physical understanding of PD has made substantial progress in the last decade, it can now be exploited to support interpretation. In this paper a concept is presented which merges the available physical knowledge about various PD types into a generalized model which can be applied to arbitrary insulation defects. This approach will be restricted to PD of the streamer type in gases and at gas-insulator interfaces which cover a large fraction of the cases encountered in technical insulation systems. The generalized model allows us to derive approximate relations between defect characteristics, insulation design parameters and test conditions on one side, and measurable PD characteristics on the other. The inversion of these relations yields rules for extracting defect information from the PD data. The application of the generalized model is illustrated by two simple examples, namely, spherical voids in an insulator and electrode protrusions in SF₆     

复合电场针板模型下局部放电发展过程中相位的分布

换流变压器阀侧绕组复杂的工作电压环境及其绝缘优劣情况对电力系统运行可靠性的影响,决定了研究交、直流复合场下变压器油纸绝缘局部放电发展过程的实用价值。通过对复合电场针板模型下油纸绝缘系统放电发展过程的研究,经过多次重复性实验发现复合场下局部放电相位分布在各个时间段内存在明显差异。根据交、直流电压的自身特点,从外施电压提供电能、静电场力做功实现能量转换的角度构建数学模型,得出如下结论:交流电压是放电集中于45°和225°附近的根本原因;直流电压在放电发展过程中加强了外在电能和电势能的转化,从而为各相位发生放电提供了可能。     

谐波电场法带电检测直流绝缘子

挂网运行的直流绝缘子数量越来越多,其检测问题日益突出。分析认为,合成绝缘子内导通性故障及零值瓷绝缘子是最难发现、最危险的故障。文中研究了这类故障直流绝缘子的带电检测问题,提出利用直流绝缘子串周围谐波电场带电检测直流绝缘子的新方法,即谐波电场法,并进行了可行性试验与灵敏度分析。现场与实验室可行性试验表明,谐波电场法能够对直流绝缘子进行在线检测。理论分析表明,该方法灵敏度较高,能有效地给出低于一定阻值的零值瓷绝缘子和合成绝缘子内绝缘导通性故障信息。谐波电场法的提出为直流绝缘子带电检测提供了有力手段。     

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。     

冲击电压下CVT传递特性及其缺陷故障检测研究

电容式电压互感器（CVT）内部存在绝缘缺陷时,其整体运行状态不会出现明显变化,但CVT频率响应特性会发生改变。为准确检测出CVT内部的绝缘缺陷,通过获取CVT宽频电压传递函数进行CVT绝缘缺陷故障检测。搭建了冲击电压试验平台,通过雷电冲击、操作冲击和振荡操作冲击3种冲击波形,研究了不同类型冲击电压波形下的CVT频率响应特性。研究结果表明,由3种不同类型冲击电压获取的CVT电压传递函数主要参数特征基本一致,在主电容充电电压相同的情况下,振荡操作冲击电压可以提高输出电压,高效地获取CVT宽频电压传递函数。通过对比不同绝缘缺陷条件下由振荡操作冲击电压获取CVT电压传递函数的差异,为利用冲击电压频率响应特性检测CVT内部绝缘缺陷提供了支撑。     

局部放电下SF6分解组分检测与绝缘缺陷编码识别

用SF6分解气体组分含量大小来识别全封闭式组合电器内的绝缘缺陷,须先建立分解气体组分与绝缘缺陷之间的关联法则。利用建立的SF6绝缘气体局部放电分解试验平不同类型绝缘缺陷产生的局部放电下,SF6的分解特性存在台,对4种典型绝缘缺陷进行了大量局部放电试验,发现在明显差异,其组分含量及变化率有特定的规律,为此提出用气体组分含量编码树识别绝缘缺陷的思路和方法,并对SOF2/SO2F2、CF4/CO2和(SOF2+SO2F2)/(CO2+CF4)3组气体组分含量比值范围进行了编码,建立了相应的比值编码树,得到了识别4种绝缘缺陷类型的编码组合,并针对组分含量编码处于交叉无法确定的情况,给出了最终确定编码依据的辅助方法。     

采用OWTS检测10 kV交联聚乙烯电缆本体主绝缘损伤

对中低压交联聚乙烯电缆的故障类型及测试方法进行了分析和梳理,发现对电缆中间件和终端头的故障类型及测试相对较为成熟,而针对电缆本体的相对较少。针对电缆本体主绝缘损伤的故障类型进行了人工复现及测试,着重对电缆的主绝缘损伤并伴随金属铜屏蔽和半导电带损伤的故障类型进行试验。详细描述了采用振荡波局放测试系统（OWTS）的过程,并对测试结果进行了分析,对局部放电点进行定位。结果表明OWTS系统可以对电缆本体损伤进行有效的检测和定位,可为XLPE电缆的检修和试验提供方法和依据。     

使用非接触能量传输驱动IGBT的研究

介绍了使用非接触能量传输和无线信号传输来驱动IGBT的新型驱动方式;着重对用于能量传输的双磁芯高隔离变压器进行设计和制作;结合逆变电路进行测试,分析了主要的影响参数,并对单路和多路传输进行了试验。结果表明,该变压器绝缘电压等级高,制作简单,具有较大的应用价值。