线路绝缘子表面泄漏电流及局部放电监测应用研究

绝缘子表面泄漏电流是绝缘子表面积污程度的反应,线路绝缘子表面局部放电是绝缘子闪络发生概率的体现。初步提出了500kV漫昆Ⅰ回线楚雄段污闪极限预警值。     

复合绝缘子表面不同状态时的放电特征

复合绝缘子不同表面状态会出现不同放电现象,为此根据复合绝缘子表面放电的剧烈程度将复合绝缘子表面放电分为微弱性放电、间隙性电弧放电、持续性电弧放电3种类型。经过大量试验,统计分析了不同放电类型下泄漏电流的谐波特征和相角特征,建立了放电类型与泄漏电流谐波和相角的关系,并研究了复合绝缘子不同污秽和憎水性对表面放电类型的影响。结果表明:通过分析泄漏电流的谐波特性和相角特性,可以得出绝缘子不同表面状态所对应的放电类型及其特征。复合绝缘子表面憎水性变差时,微弱放电比例略有减少,部分间隙性电弧放电转变成持续电弧放电,持续电弧放电比例增加;复合绝缘子表面污秽度变高时,部分微弱性放电转变成间隙性电弧放电及持续性电弧放电,间隙性电弧放电及持续电弧放电比例增大。通过对泄漏电流的特性分析,可以判断出复合绝缘子表面的状态。     

小波变换在绝缘子泄漏电流检测中的应用

为了掌握运行中绝缘子的污秽程度,介绍了一种基于小波变换的绝缘子泄漏电流检测方法。通过正交小波分解含有噪声的泄漏电流信号,利用噪声信号主要表现的高频特性,对分解后的高频系数进行阈值量化处理,并重构处理后的泄漏电流信号以消除噪声。对在此基础上设计的基于DSP的绝缘子在线监测系统仿真和实验的结果表明,采用这种算法可提高对绝缘子污秽程度的预测效果。     

基于远程耦合法的绝缘子泄漏电流监测及局部放电识别

电缆终端绝缘子的实时状态监测可以有效保证电力电缆线路的安全运行。为了解决电缆终端绝缘子泄漏电流监测和放电识别的问题,本文提出了一种远程探测泄漏电流并且识别局部放电状态的方法。这种方法基于远程耦合磁场来探测泄漏电流,首先在实验室中测试典型临近干扰对电力电缆绝缘子监测的影响,并讨论了检测系统的鲁棒特性。试验是为了获取和分析五支不同清洁绝缘子(陶瓷、玻璃和硅橡胶三种材料制作)在盐雾条件下的泄漏电流,其中盐雾等级为10 g/L和40 g/L,电压等级为50%~300%的标称电压。本文还测试了通过清洁雾进行现场染污的绝缘子,为了证明检测系统和方法的有效性,在所有检测试验中都直接检测泄漏电流的数值。将直接检测得到的泄漏电流分为三类:正弦型泄漏电流、非正弦泄漏电流和放电。同时基于峰态分析远程感应得到的泄漏电流也可以分为三类。本文讨论了利用远程感应的泄漏电流峰态进行绝缘子放电识别的有效性,并证明了在典型干扰效应下检测系统是鲁棒的。     

绝缘子泄漏电流去噪研究

为了去除绝缘子泄漏电流中的噪声,提出了傅里叶变换和小波变换相结合的去噪方法。解决了采用该方法去噪时涉及的关键问题,包括周期分量的选择、母小波的选择、小波分解层数的确定、小波阈值的选择。根据对泄漏电流中各成分的频谱分析,给出了提取周期分量的阈值;根据提取泄漏电流突变值的效果,确定了最佳母小波;根据提取周期分量后剩下成分的频率分布,提出了小波分解层数的计算公式;根据绝缘子泄漏电流波形的多样性,给出了不同情况下的阈值选择。以现场绝缘子泄漏电流和高压试验数据为处理对象,采用所提的方法进行了去噪。去噪结果表明,所提方法既能平滑泄漏电流,又能有效保留特征数据,具有重要的实用价值。     

绝缘子泄漏电流去噪研究

为了去除绝缘子泄漏电流中的噪声,提出了傅里叶变换和小波变换相结合的去噪方法。解决了采用该方法去噪时涉及的关键问题,包括周期分量的选择、母小波的选择、小波分解层数的确定、小波阈值的选择。根据对泄漏电流中各成分的频谱分析,给出了提取周期分量的阈值;根据提取泄漏电流突变值的效果,确定了最佳母小波;根据提取周期分量后剩下成分的频率分布,提出了小波分解层数的计算公式;根据绝缘子泄漏电流波形的多样性,给出了不同情况下的阈值选择。以现场绝缘子泄漏电流和高压试验数据为处理对象,采用所提的方法进行了去噪。去噪结果表明,所提方法既能平滑泄漏电流,又能有效保留特征数据,具有重要的实用价值。     

基于紫外成像图像信息的绝缘子表面放电量化方法

紫外成像法是一种有效的非接触式放电检测方法,为采用紫外成像法量化绝缘子的表面放电电信号强度,论文以紫外图像中放电光斑面积的大小作为紫外成像量化参量,试验对比研究了绝缘子放电的紫外成像图像和电脉冲信号特征,分析得到了观测距离为9m和紫外成像仪在几种典型增益下的光斑面积与脉冲电流的峰值、脉冲电流平均值的关系。研究了可见光通道与紫外通道的图像参数随距离增加时的变化规律,研究发现两者具有近似相同的衰减特性,在此基础上提出了采用可见光通道的信息用于估计成像区域面积的方法,避免了不同距离下检测到的结果没有对比性的问题,论文最后采用了最小二乘回归支持向量机实现了对放电强度的估计。     

智能电网中污秽绝缘子泄漏电流的监测分析与研究

目前,绝缘子在线监测系统是通过分析绝缘子泄漏电流来估算绝缘子的污秽程度,而泄漏电流微弱且易受电磁场的干扰。为了准确获取泄漏电流,从泄漏电流采集、信号接入和信号数字处理三个方面对硬件和软件采取相应措施以保证信号的准确性。对于信号的数字处理,采用小波消噪的方案,通过选用不同组合的正弦波和白噪声作为干扰信号,仿真分析去噪算法的效果和信噪比的变化。实验证明,该算法可还原泄漏电流信号,对噪声有效过滤。     

悬式复合绝缘子电晕放电紫外图像光斑面积

笔者采用数字图像处理算法提取了紫外图像中的放电光斑区域并定义了光斑面积参数,试验研究了10、35、110 kV复合绝缘子高压侧电晕放电时的紫外图像和放电量的变化特性,得到了光斑面积与视在放电量之间的关系曲线。获得了光斑面积随仪器增益和观测距离变化时的试验数据并利用MATLAB的CFTOOL工具箱函数进行了拟合分析,研究表明光斑面积与增益之间近似满足于指数变化规律,光斑面积与距离之间近似满足于幂函数变化规律。在此基础上论文给出了50%、60%、70%、80%4种增益,不同放电强度下的光斑面积随距离的变化曲线,利用最小二乘支持向量机(least squares support vector machine,LS-SVM)回归算法建立了放电量强度预测模型,该模型具有良好的预测精度。     

一种高压绝缘子泄漏电流检测技术

介绍了一种利用电脑的声卡对高压绝缘子的泄漏电流进行采集的经济有效的新技术,并通过小波分析技术对所获得的信号进行消噪处理.与传统的信号分析方法相比,小波分析技术不仅能从噪声中准确提取待测泄漏电流信号,同时又可真实复现泄漏电流信号中的劣化特征,这对设备的早期故障诊断具有重要意义.显著提高了测量的准确度,增强了设备故障诊断的准确性.     

Modeling of the AC Arc Discharge on Snow-covered Insulators

A mathematical model for predicting the ac flashover voltage of snow-covered insulators is presented. The arc constant parameters in air gaps and inside snow, as well as the arc reignition condition are determined using a cylindrical model. The effects of the arc length on the arc constants parameters are also investigated. The model is then applied to an EPDM insulator artificially covered with natural snow. There is good concordance between the flashover results determined from the mathematical model and those obtained experimentally.     

基于声发射波关联维数的绝缘子放电识别研究

以绝缘子放电声发射波的时域主成分值作为特征量,进行常见3类放电的识别研究时,因放电间歇性、放电声波中数据坏点的影响,导致放电识别效果欠佳。故笔者将绝缘子放电声发射波看作一分形体,提取其分形维数作为识别特征量。具体选取了在绝缘子3类放电上分布差异较大的分形关联维数作为识别放电的特征量,通过研究测试,总结了各类放电关联维数的分布范围及规律。最后,设计BP网络,进行识别测试,结果表明,与时域主成分值相比,以关联位数作为识别特征量,更能准确、有效地识别绝缘子的放电类型,识别正确率达到89%左右。     

Mechanism of Arc Discharge in Vacuum Interrupter Based on PIC-MCC Method

With the raise of voltage level in electric power grid, the phenomena of high voltage gas insulation has re- ceived extensive attention from all over the world. The research on the breakdown mechanism ...     

基于上下表面电弧特性的交流绝缘子污秽闪络电压计算

根据上下湿污表面交流局部电弧特性的差异,建立了交流污闪电压双电弧计算模型。为获得模型参数,测量了三角形玻璃板上下表面的局部电弧,分别获得了上下表面局部电弧的静态伏安特性和重燃条件;利用高速摄像机对局部电弧进行观察,得到了上下表面弧道半径与泄漏电流峰值之间的关系;同时,研究了∏型玻璃板装置闪络过程中局部电弧延伸过程,发现上下表面局部电弧弧长均随泄漏电流峰值线性增加,弧长增量之比与表面盐密有关,由此获得了上下表面弧长之比与表面盐密的关系式。结果表明:该双电弧模型可以较为准确地计算交流绝缘子的污闪电压。     

基于小波近似熵的串联电弧故障识别方法

根据UL1699标准搭建了串联电弧故障发生装置,并针对不同类型负载进行实验,获得了供电线路正常工作状态和发生电弧故障状态时的电流信号实验数据。应用小波变换对电流信号进行分解重构,通过近似熵(Ap En)算法对分解重构后各频段信号的不规则程度进行量化,得到电流信号的特征向量,并将其输入到支持向量机(SVM)。通过SVM对电流信号特征向量进行分类,完成电弧故障的检测识别。结果表明,通过小波近似熵算法得到的电弧故障特征向量能够作为诊断识别电弧故障的有效依据。     

绝缘子放电声发射识别的试验研究

提出了声发射法检测绝缘子放电的方案,试验研究了该方案的可行性及不同放电形式的识别问题。具体内容包括试验装置、试验方法和试验结果,在大量试验的基础上,分别研究和总结了绝缘子内部放电、表面污秽放电和电晕放电时声发射波的特征,研究了声发射检测中的干扰和抗干扰措施。     

绝缘子表面电场与紫外脉冲关系以及在劣化绝缘子检测中的应用

通过仿真计算表明绝缘子串出现劣化绝缘子时,其表面以及周围空间电场分布变化明显,平均变化幅度超过10%,局部区域明显加强,因此导致电晕放电加强.绝缘子表面电场的变化将导致电晕放电中紫外脉冲的数量以及功率发生变化,基于此研制了UV-I型绝缘子检测仪,通过检测绝缘子串一段时间内电晕放电中的紫外脉冲数量的变化,判断是否存在劣化绝缘子.先后在高压大厅和现场进行了多次试验,试验结果表明:当绝缘子串中出现劣化绝缘子时,放电加强,放电中的紫外脉冲数量将增多,对于110kV和220kV的相对放电变化率分别超过10%和8%,与仿真电场变化比成正比,UV-I型绝缘子检测仪能有效检测劣化绝缘子.     

基于高斯过程分类的串联直流电弧故障检测

随着可再生能源和电力电子技术的飞速发展,直流系统在各个领域都得到了广泛应用。但由绝缘损坏、接头松动等原因引起的直流电弧故障是威胁直流系统正常运行的主要因素。为了解决直流电弧故障由于不存在过零点和平肩现象而难以检测的问题,文中将高斯过程模型引入电弧故障研究,进行不同负载下串联直流电弧故障试验。通过提取电流差均值、谐波能量和组成特征向量,利用高斯过程分类进行电弧故障训练、预测分类。试验结果表明,该检测方法能够准确识别电弧故障。     

基于高频特性的电弧故障识别方法的研究

提出了一种基于高频信号的电弧故障识别方法。通过天线接收电弧故障的高频信号,利用电弧故障发生时产生的高频信号的三阶累积量和四阶累积量发生的变化进行电弧故障识别。试验表明,电弧故障发生时辐射的高频信号的三阶累积量呈现明显的负偏态,四阶累积量呈现明显的正偏态,通过该方法可以很好地对电弧故障进行识别。     

基于放电紫外成像参量的绝缘子污秽状态评估

污秽绝缘子在一定的湿度条件下会形成放电并辐射出紫外光信号,本文提出了一种基于日盲紫外成像的污秽状态评估方法。首先在人工气候室中研究了几种不同污秽度的绝缘子在不同湿度下的放电现象,通过对放电视频信号的分析并结合图像处理算法提取了平稳紫外光斑面积、间歇性紫外光斑面积以及间歇性紫外光斑重复次数三个特征参数。由于污秽放电具有一定的随机性,而基于视频和图像分析法提取的特征参数具有模糊性,论文采用了模糊逻辑推理的方法建立了绝缘子的污秽状态评估模型,测试表明该推理模型具有较高的准确性和稳定性。