电气设备的直流局部放电测量

本文探讨了电气设备的直流局部放电测量方法,提出了几种测量系统。文中还给出了葛洲坝换流站部分设备的直流局部放电测量结果。     

直流滤波器电容器的直流局部放电测量

为了配合葛州坝换流站直流滤波器电容器的损坏事故分析,进行了电容器常温和高温状态,直流电压作用下的局部放电试验。在常温和高温状态下,分别用双臂式抗干扰回路,和微窗口电路,有效地抑制了外部干扰。测量结果表明,电容器在高温状态下的直流局部放电量较常温下没有显著增加。文中还对电容器直流局部放电测量时所应注意的问题进行了讨论。     

直流滤波器电容器的直流局部放电测量

为了配合葛洲坝换流站直流滤波器电容器的损坏事故分析,进行了电容器在常温和高温下的直流局部收电试验。在常温状态下,采用脉冲极性鉴别原理,利用双臂式抗干扰回路;在高温状态下,利用微窗口电路,并采用多种抗干扰措施,有效地抑制了外部干扰。测量结果表明,电容器在高温下的直流局郎放电最较常温下并没有显著增加。还对电容器直流局郎放电测量时所应注意的问题进行了讨论。     

GIS内部局部放电的超高频测量方法

本文就ＧＩＳ内部局部放电的超高频响应特性进行了试验研究，并进行了理论计算。本文还就获取信号方式进行了探索，提出了两个可供带电监测的获取信号的方法。     

局部放电测量方法及其测量回路的抗干扰研究

现有的局部放电测量技术主要有窄带测量和超宽带测量两种。超宽带测量可以获得更多更真实的有用信息并能提高测量的信噪比 ;而窄带测量因其应用和研究的广泛性已积累了丰富的经验 ,提出了许多诊断和分析的方法 ,因此同时进行窄带和超宽带测量有助于获得更多的信息 ,更好地利用已有研究成果。而消除和抑制测量现场的干扰是有效测量的前提 ,本文总结了试验中采取的回路抗干扰的措施     

直流下局部放电序列信号检测与特性分析

介绍了用于分析直流下局部放电序列信号的时间等待恢复模型及其假设,总结了基于基本参数放电幅值q和放电时间点t用于分析直流局部放电序列信号的多种放电谱图。利用自行研制的直流局部放电宽带检测系统获取了缺陷模型(空气中电晕、油纸绝缘的尖板、内部缺陷和沿面放电)在直流电压下的大量局部放电脉冲波形-时间序列。并对获取的脉冲波形-时间序列,使用脉冲群快速分类技术进行随机干扰脉冲剔除。在上述工作基础之上,进行了直流局部放电幅值-时间序列信号的相关性统计分析,给出了各缺陷模型对应的典型q-t、n-q、n-Δt和qsuc-q等多种直流局放谱图。试验结果分析表明,四种典型缺陷具有各自的放电特性,直流下局部放电发展过程符合时间等待恢复模型及其假设。这为基于幅值-时间序列的直流局放检测、识别提供了理论和试验依据。     

直流局部放电干扰源研究

局部放电作为影响绝缘老化的主要原因之一,是评估电气设备绝缘性能,研究绝缘老化趋势的重要手段。为掌握直流下局部放电波形的特性,笔者结合直流换流阀试验,对悬浮电位、高压尖端放电、地尖端放电3种典型缺陷的直流局部放电典型干扰源进行模拟研究。在直流电压逐步升高的情况下,从放电脉冲的极性、放电脉冲的位置、放电脉冲的幅值、放电脉冲的根数4个方面对特征进行总结、归纳,为直流下缺陷类型的识别奠定了基础。     

XLPE电缆及接头局部放电的超高频测量与分析

超高频的局部放电测量是目前国外电力设备绝缘检测研究的焦点问题之一。本文建立了一套超高频局部放电的测量系统，设计了XLPE电力电缆及其接头局部放电超高频测量的电容耦合传感器，分析了传感器的等效电路，测量了其频率响应，对电缆以及接头中的实际放电进行了测量分析。     

高压直流滤波电容器直流局部放电的试验研究

高压直流滤波电容器在高压系统中应用广泛,是高压设备中的关键元件,同时作为直流输电工程中的重要设备,其绝缘性能直接关系到整个直流输电系统的可靠性。由于其本身的绝缘性能可能存在先天缺陷和运行过程中受到腐蚀、振动或受潮等原因而受到损坏,导致局部放电,而局部放电信号包含了很多绝缘性能的变化信息,所以通过局部放电测试对高压电容器的绝缘性能的优劣进行评估是很有效的手段。笔者主要针对大电容试品的直流局部放电测试系统而展开工作,从局部放电的原理出发,针对不同缺陷类型的模拟电容器进行直流局部放电试验,通过测量系统的数据采集和对数据的后续处理,作出不同模拟试品在直流电压下的局部放电的特征参量图谱,通过对图谱来分析对比不同缺陷的放电特点。     

直流和交流电压下典型缺陷模型局部放电波形比较分析

在直流电压和工频交流电压下分别测量了3种典型放电模型的局部放电波形,并对放电脉冲波形进行快速傅立叶变化处理得到频谱分析图。通过比较3种放电模型在两种电压条件下的放电波形,发现对于同种放电模型在两种电压条件下的放电脉冲波形均很相似,且放电能量频率分布范围相同。但在相同的电压条件下,3种放电模型的放电波形形状与频谱分析谱图存在区别,在相同的检测系统中,可以通过比较波形区分3种典型放电。     

直流局部放电检测技术综述

局部放电检测技术作为一种重要的绝缘性能评估手段,在交流电气设备的绝缘检测领域发挥了重要作用,而直流局部放电检测研究尚处于初级阶段。由于直流局部放电相比交流没有相角概念,交流下常用的局部放电分析手段无法直接套用于直流当中。综述了国内外直流局部放电检测的研究现状,介绍了直流局部放电的物理模型以及温度等因素对局部放电的影响机理,总结了目前国内外直流局部放电研究常用的分析方法,并对直流电缆局部放电测试的典型案例进行了分析。     

超高频技术在电力设备局部放电在线检测中的应用

从传感器、超高频信号的采集处理、信号的模式识别及超高频信号的标定等几个关键技术出发,对超高频法在电力设备局部放电在线检测中的应用现状进行了综述,并对超高频法在实际应用中存在的问题进行了探讨。最后,展望了超高频局部放电在线检测技术的发展前景。     

GIS局部放电外置超高频检测系统

研制了宽带和窄带两种超高频外置天线传感器,两种传感器增益均大于1,驻波比在其有效带宽范围内均小于2,均能用于GIS局部放电超高频检测。设计了高性能放大器和半分布参数超高频滤波器,工作频带为300～1000MHz,完全覆盖了两种传感器的工作频带。性能测试表明,传感器和滤波放大器性能优良,频率匹配,能满足超高频信号检测预处理的要求。通过对绝缘子表面金属污染缺陷产生的局部放电信号进行检测研究表明,超高频检测系统能够检测到超高频段微弱的局部放电信号,并能抑制低频段干扰,为后续模式识别的研究打下了基础。     

浮电位类型局部放电的高频传感特性的试验研究

为了了解局部放电类型对UHF传感方法灵敏度的影响,笔者采用10～80MHz、150～250MHz、300～800MHz3种频段的高频放大器对浮电位局部放电进行测量。试验选择了0.2、0.8、1.4mm3种浮电位放电间隙。随着放电间隙的增大,局部放电量增大,但300～800MHz频段检测信号的幅值减小。结果表明,UHF检测信号的幅值并不能准确反映局部放电的严重程度,建议采用多频段信号传感,根据多频段检测信号幅值的相对关系进行局部放电严重程度判别。     

高压开关柜局部放电UHF在线监测系统的研究

为了提高高压开关柜运行的安全性,笔者在介绍超高频法局部放电在线监测系统的基础上,设计制作了4种典型放电模型,并应用此在线监测系统对高压开关柜进行了局部放电试验研究,获取了大量放电谱图和放电脉冲波形,并对放电的相位特征进行了分析。结果表明:该系统具有抗干扰能力强、工作稳定性好等优点,满足高压开关柜局部放电在线监测的要求。     

基于超高频的直流电场下油纸绝缘局部放电检测与特性研究

为研究直流电场下的局部放电特性,开发了直流电场下局部放电的超高频信号测量系统,设计了针板、悬浮、沿面和气隙四种放电模型,通过对不同放电模型中局部放电产生的超高频信号进行测量和特性分析,研究了不同放电模型中超高频信号的频谱特性。结果表明:直流电场下不同放电模型中的局部放电可产生几百纳秒的超高频信号,其频谱分布中幅值较高的频段并不相同;在不同极性直流电场下,针板放电模型中超高频信号都存在300~500 MHz的超高频段,且负极性时还存在600~700 MHz的超高频段,除针板放电模型外的其他模型在不同极性直流电场作用下局部放电产生的超高频信号频谱较为相似;当外施直流电场升高时,局部放电产生的局部放电超高频信号的频谱幅值明显增大,但主要峰值的频率位置和频段并未发生明显变化,该特点可作为区分放电模式的有效依据。     

直流下油纸绝缘中局部放电脉冲典型波形及其参数提取

笔者介绍了直流下局部放电脉冲波形测量系统的组建以及测量电阻的校验。利用该试验系统对模拟换流变压器油纸绝缘的5种典型缺陷模型进行了局放脉冲波形测量。试验结果表明:直流下油纸绝缘中缺陷放电稳定,脉冲波形无振荡分量和过冲,且不随电压变化而发生畸变。在对典型脉冲波形进行预处理的前提下,使用形状参数法、自相关函数法、AR模型参数法以及Renvi信息量进行了波形特征参数提取。所得结果为深入研究直流下油纸绝缘中局部放电机理、局放在线监测系统的频率特性以及放电类型的波形识别提供了实验依据。     

冲击电压下典型局部放电信号的光电检测系统

脉冲高压下测量设备的局部放电是一种校验高压电气设备在冲击电压作用下绝缘性能与设备老化的有效方法。检测局部放电对于及时发现设备故障隐患、确保安全运行具有重要的实际意义。搭建了油纸绝缘气隙模型,利用光电检测方法,实现在高压端测量冲击电压下的局部放电,具有较高的响应特性。在试样高压端串入采样电阻,通过光学元件将采样电阻上的电流信号转换为光信号进行传输,降低了空间电磁干扰的影响,最后通过光电转换装置实现电流信号的采集。实验结果表明随着电压的升高,局部放电强度愈发剧烈,验证了光电检测方法在冲击电压下检测局部放电的可行性。     

直流电压下油纸绝缘中局部放电的超高频特性

为研究直流电压下油纸绝缘中局部放电的超高频特性,组建了一套直流电压下局部放电试验系统以及由局放超高频检测和超宽带检测组成的测量系统,其中脉冲电流超宽带检测的作用是确保超高频检测获取的信号来自于试品自身的局部放电。试验设计了6种油纸绝缘局放模型以模拟换流变压器的典型缺陷,并引入毫瓦分贝(DBM)频谱分析对超高频信号进行了统一化处理,以比较不同缺陷模型对应的超高频信号。直流下试验结果表明:局部放电电流脉冲具有极快的上升沿,能激励起大于300MHz的超高频电磁波,它可以通过超高频传感器加以耦合接收。各种缺陷模型局部放电的DBM频谱分布各异,超高频段能量幅值最大处也不一样。因此若想以高信噪比实现直流下局部放电超高频信号的在线监测,需要使用中心频率可调的窄带滤波器。这些特性为直流输电系统中使用油纸绝缘的电工设备进行局部放电超高频信号在线监测提供了试验依据。