基于暂态地电压的开关柜局部放电仿真研究

分析了开关柜内部发生局部放电时,开关柜外表面暂态地电压的产生机理。基于有限积分方法,通过CST软件建立了开关柜仿真模型,研究了局部放电脉冲源的幅值、频率对TEV信号的影响。仿真结果显示:TEV信号的幅值与局部放电源的幅值成正比,局部放电源的频率越高,TEV信号越强;在开关柜表面传播时,不同探测点的TEV信号之间会有时延,提出了通过在开关柜表面布置多个TEV传感器,对开关柜内部局部放电源进行初步定位的方法。     

多面开关柜表面暂态对地电压的分布特性

根据暂态对地电压(transient earth voltage,TEV)的基本原理,运用时域有限差分法(finite-difference time-domain,FDTD),建立了三面并排连接的开关柜1:1精确模型,对三面并排开关柜外表面上分布的33个测量点的TEV分布特性进行仿真研究。结果表明,测量点靠近开关柜表面的缝隙处时可以获得较大的TEV幅值,TEV幅值随测量点与局部放电源之间距离的增大而减小。利用自制的TEV局部放电测试系统,对仿真结果进行验证,得到了较好的一致性,证明使用FDTD法仿真开关柜TEV信号分布特性的有效性。     

开关柜局部放电暂态对地电压的分布特性研究

暂态对地电压技术在高压开关柜局部放电带电检测中越来越重要,因此需要对如何更好应用TEV技术展开研究。在分析TEV技术原理的基础上,运用时域有限差分法对金属柜体的暂态对地电压进行了仿真分析,并通过开关柜局部放电TEV信号实测对仿真结果验证,两者具有较好的一致性,说明该方法仿真分析开关柜TEV幅值分布特性的可行性。基于上述方法,对典型高压开关柜外表面上布置的42个测试点的TEV信号进行仿真分析,结果表明:TEV幅值随着传感器与放电源之间距离的增大而减小;传感器靠近柜体表面电磁波的不连续处,可获取较大的TEV幅值;独立开关柜之间的相互电磁干扰小。为TEV法在开关柜局部放电带电检测中的更好运用提供了理论依据。     

基于时域有限差分法的开关柜表面TEV分布特性的研究

采用时域有限差分法(FDTD),建立了与实际高压开关柜尺寸比例为1∶1的精确模型,以场分布图的形式表现局部放电电磁波在开关柜复杂内部结构条件下的传播过程,并通过对比内部电气组件前后的信号特征,分析组件对电磁信号的衰减和畸变作用,从而实现对典型开关柜外表面测量点的TEV分布特性的仿真研究。结果表明:测量点靠近开关柜表面的缝隙处时可以获得较大的TEV幅值,TEV幅值随测量点与局部放电源之间距离的增大而减小。该精确仿真模型比传统的简化仿真模型更能体现出开关柜表面TEV信号的分布特性。     

开关柜局部放电检测技术的应用研究

在商用实体开关柜中对典型局部放电源的放电特征进行了分析研究。综合应用暂态对地电压(TEV)和超声波技术对高压开关柜典型缺陷的局部放电进行了检测与分析,对TEV和超声波法检测典型局部放电源有效性进行了综合分析。实验结果表明,不同典型缺陷的放电脉冲相位分布图各有其特征。放电能量不同,同一典型缺陷放电脉冲相位分布图也不尽相同。超声波法检测到信号频谱主要集中在40 kHz附近,放电越剧烈,出现倍频成分。超声波检测法对绝缘空穴放电的有效性差。TEV法检测到的信号的频谱主要集中在3~80 MHz之间,高频分量(150 MHz以上)较少。不同缺陷类型TEV检测信号的频谱存有差异,悬浮电极缺陷的频谱分量丰富。     

提高TEV法发现开关柜局部放电缺陷能力的研究

提出基于暂态地电压(TEV)原理的开关柜局部放电检测已开展多年,仍存在较大几率的缺陷漏检。特别是随着近一段时间临汾地区若干起开关柜严重事故的发生,阐述了在实践中如何更好地应用TEV法成为急需研究的问题。介绍了TEV的产生机理、方法特点,分析了TEV幅值与局部放电源的关系、开关柜表面TEV幅值的分布。同时,从检测方法、数据管理、缺陷判断等多个方面,探讨了TEV法在开关柜局电放电检测中的具体应用,达到提高发现缺陷能力的目的。     

采用TEV传感器的开关柜局部放电检测技术研究与实现

分析了开关柜内发生局部放电时柜体表面产生暂态地电压原理及TEV传感器设计原理。依据设计原理研制了一种TEV传感器,运用TEV传感器对3种典型开关柜缺陷模型进行了试验研究,并对放大检波前后的TEV信号进行了分析。基于所设计的TEV传感器、放大检波电路以及超声波法研制了一套开关柜局部放电检测装置,并运用该装置对多个变电站进行了实测。结果表明:TEV原始信号幅值低于100 m V,能量分布在3~200 MHz之间;所设计的放大检波电路提高了原始TEV信号的信噪比,降低了采集难度,试验研究和现场测试验证了该套检测装置的有效性。     

高压开关柜典型缺陷局部放电TEV特征的研究

高压开关柜局部放电会在其金属外壳上产生对地电位,称之为暂态对地电压(TEV),它是一种有效的局部放电检测手段,但是目前开关柜TEV信息只局限于平均幅值,缺少有效特性信息辨识开关柜的缺陷。为了得到更多的局部放电TEV特征信息,笔者研制了一套TEV传感器及检测系统,建立了开关柜TEV测量平台,采用TEV系统对3种典型开关柜放电模型进行了测量和分析,获取了典型缺陷放电情况下TEV的散点图和统计图谱。研究结果表明:所研制的TEV传感器(带宽为5 kHz~80 MHz)可以对放电脉冲信号具有良好的响应特性,经过与脉冲电流法对比得知,TEV作为检测手段可以有效地获取局部放电信息,同时保留了能够反映缺陷类型的放电特征;统计不同缺陷情况下局部放电TEV信息所得到的柱状图谱具有明显区别,TEV特征可以作为为开关柜缺陷识别的有效依据。     

开关柜局部放电在线检测新技术及新产品

国家电网公司发布的《电力设备带电检测技术规范（试行）》提出了以“暂态地电压（TEV）”检测作为开关柜的带电检测项目.介绍了暂态地电压及超声波开关柜局放检测原理、测试步骤、评估局放活动的类型、注意事项,以及EA Technology公司开关柜暂态地电压和超声波局放检测设备.     

基于多种检测技术的高压开关柜内部局部放电检测与分析

为实现高压开关柜的安全可靠运行,针对某开关柜内部局部放电的案例,采用暂态地电压(TEV)检测技术、超声波(AE)检测技术及特高频(UHF)检测技术对开关柜进行检测并发现存在局放信号;利用平分面法从横向、纵向及深度三维空间对局放源的位置进行了定位;依据相关的检测数据、讨论分析了局放的幅值、类型及原因,经处理后局放信号消失。研究表明:多种检测技术和超高频法定位技术对开关柜内部局部放电故障的检测和准确定位提供了现场应用基础。