基于TDS示波器的高压纳秒脉冲信号的测量

在进行重复频率脉冲下气体绝缘放电试验过程中,高压纳秒级的脉冲电压及电流信号的测量是分析气体绝缘特性的关键之一,同时重复频率下击穿所需时间也值得关注。利用TDS684A和TDS3054B实现了高压纳秒级的脉冲电压、电流信号的测量,及电压电流包络线的测量,同时利用这两种型号的示波器实现了重频下击穿的耐受时间的测量,并基于Wavestar软件对波形再处理,及导出波形数据实现数字信号处理。     

基于频率响应法的变压器故障检测仿真

为检测变压器的绕组变形等故障,根据方波信号具有检测频率宽、幅值高、操作简单等优点,提出了一种利用方波脉冲作为注入信号检测绕组故障的方法。首先利用PSPICE软件建立了变压器绕组的高频模型,通过改变绕组对地电容模拟轴向变形故障。然后将不同方波波形作为激励信号,通过改变方波类型、脉冲宽度及前沿时间来检测方波信号参数差异对检测绕组变形灵敏度的影响。结果表明:脉冲宽度和前沿上升时间对方波检测绕组微小变形的灵敏度有影响,脉冲宽度和前沿上升时间越小,检测绕组微小变形的灵敏度越高;纳秒方波脉冲更能反映故障绕组在高频区域的谐振信息。     

外场高速数据采集系统的研制

使用PCI-9820高速A/D卡和LabVIEW图形化编程语言研制出用于外场的高速数据采集系统,实现了对窄脉冲(纳秒级)的数据采集、海量存储和实验室波形回放。应用该系统已完成对外场高频设备的数据采集和信号的事后分析。     

一种用于电缆局放检测的高频电流传感器的设计

局部放电是造成交联聚乙烯(Cross Linked Polyethylene,XLPE)电缆绝缘劣化的主要原因。检测局部放电信号能减少电力绝缘击穿事故发生,提高供电可靠性。高频电流法是现场局放带电检测最为常用的方法之一。为了提高高频电流法检测准确度与效率,研制了一款新型高频电流传感器,介绍了传感器检测原理与结构设计。试验测试表明,传感器带宽、灵敏度以及抗干扰性能优秀,能够有效提取高频脉冲放电信号。     

纳秒级高斯脉冲源的研制及其在GIS局部放电研究中的应用

为了更好了解局部放电UHF信号在GIS中的传播和衰减特性,研制了一种纳秒级脉冲源,用于模拟GIS中局部放电信号,并采用实验和XFDTD仿真相结合的方法分析了此纳秒级脉冲信号在GIS内的衰减特性。实验结果和仿真结果综合表明,研制的纳秒级陡脉冲源完全可以模拟GIS内部的局部放电,利用XFDTD仿真软件建立的GIS局部放电模型是正确的、可行的。     

高频纳秒脉冲串作用下活体兔肌肉收缩剂量效应研究

为探究不同参数高频纳秒脉冲串作用下动物肌肉收缩的剂量效应,研究了不同电场强度(1 kV/cm、4 kV/cm和8 kV/cm)、串内频率(10 kHz、100 kHz和1 MHz)和串内脉冲个数(1个、10个和100个)的10串单极性高频纳秒脉冲串对活体兔肌肉收缩的影响。将不同参数组合的高频纳秒脉冲串通过平板电极施加至新西兰大白兔大腿股二头肌表面皮肤处,采用贴敷于该肌肉表面皮肤上的三轴加速度传感器测得的加速度信号来评估肌肉收缩的强度。对合加速度模值信号的时域和频域分析结果表明,随着脉冲串各参数强度的增加,信号峰值也会增加,但信号频谱分布均相似,主要分布在60 Hz以下。对实验结果进行多元非线性回归分析发现,信号峰值可以表示成3参数的函数关系,进而说明当施加的脉冲串内频率相对较低时,适当增加串内脉冲个数不会引起肌肉收缩强度的大幅增加;然而当施加的脉冲串内频率相对较高时,串内脉冲个数应该尽量减少以尽可能限制肌肉收缩强度。     

不同类型电源激励下HMDSO添加比例对Ar介质阻挡放电特性的影响

绝缘材料表面湿闪、污闪会对电力系统安全带来隐患.利用低温等离子进行疏水改性,可降低水滴在绝缘材料表面的浸润程度,抑制其吸附污渍、粉尘,进而提高耐湿闪、污闪等沿面耐压能力.为此,可在放电气体中添加疏水反应媒质,在材料表面引入相应疏水性基团,提高其疏水性.该文在Ar大气压介质阻挡放电(DBD)中添加六甲基二硅醚(Hexamethyldisiloxane,HMDSO)作为疏水反应媒质,研究高频、微秒脉冲和纳秒脉冲电源激励下HMDSO添加比例对DBD光学和电气特性影响规律.结果表明,不同电源激励下DBD均呈现丝状放电模式,尤其纳秒脉冲DBD放电区域中出现明亮的放电细丝,添加HMDSO后,DBD均匀性得到改善.高频和微秒脉冲激励下,HMDSO的添加会导致放电电流减小,发射光谱强度降低,放电减弱,而纳秒脉冲激励下放电电流和发射光谱强度先增加后减小,在添加比例为1.5％时,放电电流和发射光谱最大,放电最强.采用等效电路模型计算相应的能量效率,高频DBD能量效率最低,约为20％;纳秒脉冲DBD能量效率最高,约为70％,HMDSO添加对DBD能量效率影响不明显.三种类型电源相比,纳秒脉冲电源激励下放电强度和能量效率最大,在合适的HMDSO添加比例下产生活性粒子的能力更强,可为疏水改性提供更加有利的条件.     

纳秒级周期脉冲信号检测方法的研究

针对数字信号处理器(DSP)的高速低耗、实时性好的特点,运用混沌测量原理构建了一个特定的混沌系统用于检测纳秒级周期脉冲信号。此系统将不稳定的混沌状态到稳定的大尺度周期状态的跃迁作为检测周期性高速脉冲信号的依据,将待测信号作为影响Duffing振子周期的摄动源设计成混沌检测系统,并根据系统的运动状态(大尺度周期运动态或噪声混沌态)检测高速脉冲信号的幅值与频率。理论分析和实验均表明该检测系统能实时有效地检测出脉冲信号及其特性。     

基于UHF和HF的局部放电降噪方法的研究

采用基于阿基米德螺旋天线的特高频法与基于电流传感器的高频法对比测量的方法 ,发展了一种新型的降噪方法。其基本原理是 :高频法测得的脉冲信号中包括了油中放电信号和空气中电晕造成的脉冲干扰信号 ;特高频法测得的只有油中放电信号 ;故对高频法获得的信号 ,在仅对应于特高频法获得的信号处开窗时 ,可剔除脉冲干扰而获得油中放电信号。模拟实验以及现场变压器的实测结果证明这种降噪方法可有效抑制各种干扰特别是脉冲型干扰。     

基于励磁绕组高频信号注入的混合励磁开关磁链永磁电机位置估计

传统的零速或低速位置估计方法是将高频信号注入到永磁同步电机(PMSMs)的电枢绕组中,但该方法应用于具有低凸极比的混合励磁开关磁链永磁(HESFPM)电机时,位置检测精度较低.因此,该文提出将高频脉冲信号注入励磁绕组的转子位置估计方法.由于HESFPM电机中励磁绕组产生的磁链在d轴上,因此,励磁绕组中注入的高频脉冲信号可以在d轴上感应出高频电流信号.通过检测q轴高频电流信号,即当q轴高频电流信号为零时,判断转子的实际位置.为了验证所提出的位置估计方法,在一台HESFPM实验样机上进行实验验证.结果表明,所提出的HESFPM电机位置估计方法在稳态与动态响应方面均具有较高的精度.