局部放电对油浸绝缘纸表面损伤特性研究

为了提高绝缘材料的耐局部放电能力,对局部放电损伤过程中油浸绝缘纸的表面形貌、表面粗糙度、表面电导率、表面生成物和气隙气体进行了研究.根据局部放电相位分布(phase-resolved partial discharge,PRPD)模式的变化将放电损伤过程划分为5个阶段,分别利用光学显微镜、扫面电镜、原了力显微镜和高阻仪对每一损伤阶段的绝缘表面情况进行分析,并用气质联动仪分析了其气隙气体组分.研究结果表明:在5个损伤阶段中,绝缘表面相继出现"烧蚀"、"剥皮"、"裂化分丝"、"回坑"和"树枝化"现象,且有"液滴"和品状"固体"相继生成,电负性气体含量交替下降上升;绝缘表面三维粗糙度先下降后上升:绝缘表面电导率总体呈现增长趋势并最终趋于稳定,但在不同损伤阶段其增长速率不同.提供了判断油浸绝缘纸表面状况及缺陷发展状况的参考信息.     

油浸绝缘纸局部放电损伤产物分析

文章对局部放电损伤过程中油浸绝缘纸的表面生成物及气隙气体进行了分析.利用显微镜和扫描电镜分析了绝缘表面形貌;利用红外光谱仪和X射线光电子能谱仪研究了绝缘表面生成物及其组分;同时分析了气隙气体体积变化,并利用气质联动仪研究了气体组分及其含量.研究结果表明:局部放电损伤过程中,气隙气体体积和电负性气体含量交替下降上升,放电...     

植物油-纸绝缘气隙放电形态及发展特征

气隙缺陷是油纸绝缘常见的局部放电缺陷模式。随着植物绝缘油变压器的推广应用,研究植物油-纸绝缘气隙放电及其特征具有重要的意义。论文采用气隙放电模型和模拟油箱,从放电机理的角度对比分析了植物油-纸绝缘与矿物油-纸绝缘气隙放电的起始放电参数,结合电流脉冲波形和RGB统计图谱,对比分析了整个气隙放电发展过程中的形态特征。结果表明,相比于矿物油-纸绝缘,植物油-纸绝缘气隙放电阶段特征更加明确,具有较低的起始放电电压,较小的初始相位,较少的气隙放电双峰脉冲,较小的放电量,较多的放电次数和更明显的"兔耳"谱图。实验结果为有效识别植物油-纸绝缘气隙放电及其发展特征提供了参考。     

基于气隙伏安特性研究大气压氦气辉光放电的模式和机理

进行了单脉冲和多脉冲辉光放电试验,通过拍摄放电空间的ICCD短时曝光图像,研究了大气压多脉冲辉光放电的模式;通过测量外加电压和回路电流,计算了气隙的放电电压、放电电流、介质表面电荷和气隙放电的伏安特性曲线,探讨了多脉冲辉光放电的物理过程,研究了伏安特性曲线诊断大气压介质阻挡放电模式的可行性。结果表明:外加电压及其造成的放电积聚在介质的表面电荷,使辉光放电具有多脉冲的电流波形,外加电压升高促进放电,表面电荷积累抑制放电,但是起主导作用的是外加电压升高抑制作用不会超过促进作用造成放电熄灭,脉冲之间辉光放电并未熄灭;伏安特性曲线只能诊断多脉冲辉光放电的第一个脉冲的放电模式,即具有正特性时为汤森放电,具有负特性时为辉光放电,对后续脉冲伏安特性曲线不能用来诊断放电模式。     

大气压氦气介质阻挡多脉冲辉光放电的光学演化过程

为研究大气压介质阻挡多脉冲辉光放电的模式转化规律及其放电机理,在6mm氦气中进行了3脉冲辉光放电试验,测量了相应的电气参数,并利用增强型电子耦合器件(intensified charge-coupled device,ICCD)拍摄了放电间隙侧面的短时曝光图像,提取放电图像的灰度值并绘制出光强在气隙间的分布曲线,按放电图像特征将放电分成不同阶段,系统研究了各个阶段的放电模式及其转化规律,并探讨了放电的机理。结果表明:放电起始阶段具有汤森放电的阳极发光结构;空间电荷的作用使得放电从开始的汤森放电转化为具有完整的正柱区、法拉第暗区和负辉区的辉光放电;放电电流脉冲之间微弱的发光特性仍具有辉光放电结构,有力证明了放电并未熄灭,而是维持着较弱的辉光放电。     

基于Lissajous图形研究大气压氦气介质阻挡放电

利用高频高压电源,进行大气压氦气介质阻挡放电试验,测量了辉光和多脉冲辉光放电的Lissajous图形,分析各段图形代表的放电过程。研究表明:介质阻挡高频放电的Lissajous图形由外电压向气隙、介质充电的直线部分和气隙放电的曲线部分交替出现组成;交替(气隙放电)的次数取决于外加电压的幅值;随着直线出现次序加大,直线斜率逐渐增大;随着放电次数增加,曲线电荷阶跃百分比减小;随着外电压幅值增加,起始放电电压减小,甚至其极性发生改变。     

油浸倒立式CT“三角区”绝缘纸松散缺陷局部放电检测

"三角区"绝缘纸松散为油浸倒立式CT典型绝缘缺陷之一。为探究局部放电特性,在实验室条件下,专门针对实体设备设置了此类故障。基于脉冲电流法测量了不同试验电压下的局部放电量,通过特征参量分析了从放电起始至预击穿过程中的PRPD谱图,进一步针对局部放电脉冲n-φ-q谱图,深入探讨了放电量、放电次数和相位间的关系。发现放电过程分为三个主要阶段:①放电起始阶段,脉冲簇集中,呈现悬浮电位放电特征;②当试验电压不断升高,放电幅值分散,相位稳定,有较明显的气隙放电特性;③接近预击穿时,气隙放电特征持续加强,但主要脉冲团簇向工频过零点偏移。研究结论为现场诊断油浸倒立式CT"三角区"绝缘纸松散故障积累了经验数据,提供了有效依据。     

不同气体介质下极不对称DBD放电模式转化研究

在大气压条件下,气隙距离为12 mm时,针—板DBD结构在不同的气体介质中会表现出不同的放电模式。当气体介质为氩气、放电电压为4 k V时,放电电压的正半周期表现为丝状放电模式,放电电压的负半周期为类辉光放电模式。当气体介质为氮气、放电电压为12 k V时,放电为电晕放电模式,但电压的正负半周期电晕放电模式也存在区别,在电压的负半周期,电流脉冲更加规则。当放电电压升高到15 k V,放电电压的正、负半周期会出现不同的放电模式,正半周期为丝状放电模式,负半周期呈现类辉光放电模式。在空气条件下,放电电压为12 k V时,存在和氮气条件下相似的电晕放电模式,而当放电电压为15 k V时,在整个周期只表现出丝状放电模式。     

气体绝缘组合电器多局部放电源的检测与识别

介绍了基于宽带检测的气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)多局放源检测与识别技术。该技术由脉冲群快速分类和基于最小二乘支持向量机(least square-support vector machine,LS-SVM)的基于相位分布的局部放电谱图(phase resolved partial discharge,PRPD)识别2个主要模块组成。其中脉冲群快速分类模块由基于脉冲波形的时频参数提取和竞争学习网络无监督聚类实现,它将脉冲群分为若干个由相同波形特征脉冲组成的子脉冲群。PRPD放电谱图识别模块对各子脉冲群对应的PRPD谱图进行放电指纹提取,并使用GIS绝缘缺陷特征数据库训练得到的LS-SVM判别函数对各子脉冲群进行识别。仿真和试验结果均验证了该技术的可行性和实用性。     

大气压介质阻挡高频放电三种模式的Lissajous图形

大气压介质阻挡放电存在多种放电模式。本文利用高频高压电源,分别进行了大气压氦气均匀的介质阻挡放电和大气压空气丝状介质阻挡放电的试验,通过测量外施电压、回路电流和拍摄ICCD短时曝光的放电图像,研究了氦气单脉冲辉光放电、多脉冲辉光放电和空气丝状放电的Lissajous图形特征。结果表明:两种辉光放电均起始于汤森放电,放电电流最大时为辉光放电;而丝状放电为流注放电。高频下辉光放电的Lissajous图形不同于工频的两条平行线,而是左右两边有一次曲线性阶跃的平行四边形;伪辉光放电的电流波形每半个周期内有几个电流脉冲,Lissajous图形中放电阶段对应的两条边就有几次曲线性阶跃;丝状放电的Lissajous图形近似为平行四边形。     

变压器内单一局放PRPD谱图统计参量的主成分分析

设计了4类由变压器油纸绝缘缺陷引起的"单一局放模式"模型:气隙放电模型、针板放电模型、介质表面金属杂质放电模型、油隙放电模型。通过标准化试验方法得到了不同模型局部放电相位分布模式(phase resolved partial discharge,PRPD模式)的二维谱图,并对谱图进行分析得到25个局部放电统计参量。采用主成分分析对统计参量的有效性进行了分析,得到了25个统计参量对不同类型放电信息表达的新特征参量组,以及对不同放电类型识别的贡献率。     

矿山电力变压器油纸绝缘老化的微观结构及放电特性研究*

文章对比分析了实际寿命周期中矿山电力变压器(矿山变)与普通电力变压器(普通变)油纸绝缘老化的微观结构及放电性能。利用粘度测试仪、光学显微镜及扫描电镜等现代测试手段,并根据放电相位分布(phase-resolved partial discharge,PRPD)模式,分析了油纸的聚合度、表面形态及微观形貌,以及放电起始电压、放电量及放电次数等。结果表明：温度、水分和生成物的协同作用导致了老化过程中油纸微观结构缺陷形成并进而引发电树枝,绝缘缺陷的分散性导致了放电相位分布中的“波浪”特征;运行过程中,矿山变油纸老化更加严重,局部放电现象更加激烈;矿区运行环境是造成矿山变油纸老化更严重的主要原因,矿山变油纸微观结构变化更加明显是导致其放电特征变化更加显著的直接原因;对矿山变绝缘状态的监测须从严执行电力标准,局部放电能更有效进行矿山变绝缘状态诊断。     

热氧老化EPR电缆绝缘局部放电特性及劣化机理

为了探究热氧老化后乙丙橡胶电缆绝缘的局部放电特性及劣化机理,文中通过典型柱-板电极对不同老化程度的乙丙橡胶试样进行了局部放电试验,并对其放电发展特性和材料理化性质进行了分析.结果表明:放电起始电压和闪络电压均随绝缘老化程度的提高而降低;根据放电过程中放电特征量的变化规律,可将放电过程划分为4个阶段:起始阶段、发展阶段、...     

温度对油纸绝缘扁平气隙缺陷局部放电特性的影响

Partial discharge based risk assessment method has rapidly developed as an effective diagnosis method in oil/pressboard insulation system.The temperature in field power transformer is variable according to loading and the PD properties in insulation are also variable in different temperature.In order to assess the influence of temperature on partial discharge properties in oil/pressboard insulation system,a partial discharge testing system with temperature adjusting function was adopted in this paper.The partial discharge data obtained from the experimental work were presented in phase-resolved PD(PRPD) pattern analysis and pulse sequence analysis(PSA).The single pulse in time domain at different temperature is also analysed in this paper.     

热机联合应力对油浸纸板绝缘及机械特性影响研究

油纸绝缘系统在热、机械等应力共同作用下所发生的绝缘老化与破坏是电力变压器发生故障的主要原因之一。本文对热机联合应力对油纸绝缘的影响开展了实验研究。对油浸纸板进行不同时间的热老化后施加不同形式的机械应力，测量纸板产生的应变，分析了不同条件对油浸纸板的耐压时间、局部放电相位分布（Phase resolved partial discharge, PRPD）谱图、平均放电量等局放特征的影响。对未经老化的油浸纸板，机械应力加载时间越长、应力幅值越高或者应力频率越低，油浸纸板受到的破坏作用越严重，机械性能和绝缘性能越差。油浸纸板经过热老化处理后，机械应力对其绝缘性能和机械性能的影响趋势与未老化时类似，但热老化后PRPD谱图形态多呈现“兔耳状”。随着热老化时间的增加，纸板的绝缘寿命先有所上升，然后一直下降。本文的研究结果可为热机联合应力下油浸纸板老化模型建立提供试验依据。     

PD recognition with knowledge-based preprocessing and neuralnetworks

Partial discharge (PD) patterns are an important tool for the diagnosis of HV insulation systems. Human experts can discover possible insulation defects in various representations of the PD data. One of the most widely used representations is phase-resolved PD (PRPD) patterns. We present a method for the automated recognition of PRPD patterns using a neural network (NN) for the actual classification task. At the core of our method lies a preprocessing scheme that extracts relevant features from the raw PRPD data in a knowledge-based way, i.e. according to physical properties of PD gained from PD modeling. This allows a very small NN to be used for classification. In addition to the classification of single-type patterns (one defect) we present a method to separate superimposed patterns stemming from multiple defects. High recognition rates are achieved with a large number of single patterns generated by stochastic PD simulations. Our network architecture compares favorably with a more traditional network architecture used previously for PRPD classification. These results are confirmed by classification of patterns measured in laboratory experiments and power stations     

基于局部放电因子向量和BP神经网络的油纸绝缘老化状况诊断

模拟真实变压器的内绝缘运行环境,设计了一种单因子加速热老化试验。提取了局部放电脉冲相位分布(PRPD)模式的四个图谱及其对应的27个特征量,利用因子分析方法从27个特征量中提取了10个主成分因子。在局部放电10个主成分因子的基础上,选择BP神经网络对油纸绝缘的老化状况进行诊断。输入训练样本数据分别采用BP标准算法和四种改进算法对网络进行了训练,并对测试样本进行了老化诊断。基于10个主成分因子的BP网络在一定程度上能够诊断油纸绝缘的老化状况。各种算法的诊断结果表明L-M算法是比较合理的油纸绝缘老化诊断的BP网络算法。     

XLPE电力电缆附件局部放电测量与分析

为研究XLPE电力电缆附件现场常见典型缺陷的放电特征,在3根电缆实体上分别设计制作了中间接头尖刺、主绝缘划伤和终端头应力锥错位3种放电模型,建立了基于PDBase的局部放电测量分析系统。对比研究了3种典型缺陷的局部放电特征,分析了放电次数相位分布谱图H_n(φ)、放电最大幅值相位分布谱图H_(qmax)(φ)和放电幅值分布谱图H(q)3种统计特征。试验结果表明,不同缺陷类型其放电发展过程不尽相同,呈现的PRPD谱图、单个脉冲波形、相位分布趋势及统计特征区别明显;而同一缺陷在相同条件下其放电特征呈现出相似规律且重复性好;这些特征为进一步开展电缆附件放电机理研究及放电类型的模式识别提供了有力的试验依据。