高压开关设备特高频局部放电信号仿真特性研究

局部放电电磁波信号在通过开关柜缝隙处向外传播时受缝隙的影响而产生衰减变化。在开关柜缝隙处放置传感器是分析局部放电特性的一种方法,它可以接收开关柜中辐射出来的电磁波信号。为研究开关柜缝隙对UHF信号传播的影响,本文采用时域有限差分法对UHF信号的衰减特性进行了建模分析,研究了UHF信号在开关柜缝隙处的辐射场强时域参数变化特性;研究了UHF信号通过开关柜缝隙过程前后辐射场强时域参数变化特性。研究结果表明,电磁波通过开关柜缝隙时各个方向的场强分量是不同的;当电磁波通过开关柜缝隙向外传播时衰减幅度很大。     

开关柜载流过热缺陷的模拟与检测方法研究

针对开关柜设备导电回路接触不良所导致的载流、过热缺陷难以直接被检测发现的问题,研究采用当前主流的局部放电检测技术测量此类缺陷。首先,试制了开关柜缺陷模拟装置,验证导电回路存在接触不良现象时将产生可测的局部放电信号。其次,设置开关柜放电缺陷,并利用电磁波法、声波法、脉冲电流法、暂态对地电压法等局部放电检测技术分别测量其内部的放电情况。在通过综合比较所测的放电幅值、检测波形后,认为电磁波法、脉冲电流法、暂态对地电压法能够检测因导电回路接触不良而产生的放电信号,可直接用于发现、预防设备载流过热异常。     

臭氧浓度检测技术在开关柜局部放电检测中的应用

高压开关柜的运行状态对电力系统运行可靠性具有重要影响,带电检测是反映开关柜绝缘缺陷的有效手段。超声波(AE)、特高频(UHF)及暂态地电压(TEV)等多种局部放电检测技术在开关柜内金属部件异常放电的定性、定位具有一定优势。由于开关柜穿墙套管内部发生局部放电产生的电磁波经过多次折反射,导致检测点的信号衰减幅度较大,使常规电类检测方法不能完成局部放电检测与故障诊断。本研究基于臭氧对253.7 nm紫外光的吸收性提出了一种泵吸式臭氧浓度检测与AE局部放电相结合的技术,对穿墙套管内局部放电源的放电类型及放电程度进行定性、定位分析。结果表明:泵吸式臭氧浓度检测方法在开关柜穿墙套管内部异常放电定性与定位方面具有一定的有效性。     

真空开关选相操作特性在线检测消除电感性电流开断的操作过电压

真空开关开断电感性负载时,电弧重燃是产生严重操作过电压的根本原因。真空开关选相操作可以消除电弧重燃,避免严重的操作过电压。选相真空开关的机械稳定性是保证可靠选相操作的关键,对选相真空开关的机械稳定性进行在线检测,可及时发现和避免选相失效。文中提出两种选相特性在线检测方法:在选相真空开关的操动机构上设置一个和主触头动作稳定同步的辅助接点,用于触头刚分时刻的信号传感,可实现选相特性的在线检测和选相操作的自适应控制,及时发现选相特性劣化,避免选相失效;通过检测真空开关开断过程中的空间电磁波,识别电弧重燃产生的电磁波脉冲,可以实现电弧重燃的在线检测,及时发现选相失效。     

基于空间电磁波检测的车载式变电站电气设备局部放电定位系统

变电站内的电气设备发生局部放电时会辐射出电磁波信号,针对敞开式变电站全站电气设备局部放电的检测和定位,研究了基于空间电磁波信号的车载式变电站电气设备局部放电定位系统,对系统的组成及定位原理进行了阐述,对时延信号的求取方法进行了研究,通过实验室试验对该系统的定位效果进行了验证,结果表明,该系统能够准确地对变电站设备发生的局部放电进行检测和定位。     

采用时域有限差分法分析开关柜中超高频信号传播特性

为研究开关柜内部各部件对超高频信号传播的具体影响,优化开关柜内超高频传感器的安装位置,运用时域有限差分(finite-difference time-domain,FDTD)法,建立了开关柜1:1精确模型,并对不同部件对电磁波传播的影响进行了仿真分析。仿真结果得出:电流传感器(current transformer,TA)和母线对电磁波信号有较强的衰减作用,绝缘子会引起明显的波形畸变,而断路器对电磁波信号的影响有限。通过在仿真模型中不同位置设置放电点和检测点,综合考虑不同放电情况下各检测点的总体检测效果及检测波动性,并通过试验验证,最终确定了开关柜前柜底板右侧为传感器最佳安装位置。     

基于电磁波检测的局部放电检测技术探讨

高压开关柜是电力系统中重要的电气设备,随着传感器技术、信号处理技术、计算机技术、人工智能技术的发展,使得高压开关柜的运行状态进行检测,及时发现故障隐患,并对累计性故障预测成为可能,提出一种基于电磁波检测的暂态对地电压检测法,探讨了高压开关柜局部放电检测的方法及定位。     

开关柜局部放电综合在线检测装置的研究与应用

采用紫外光技术和超高频技术共同检测开关柜内设备局部放电的发生,研究了一种开关柜局部放电综合检测装置,该装置通过检测局部放电过程中辐射的紫外光脉冲和超高频信号,达到对电气设备局部放电的准确识别,且具有动作时间快、灵敏度高、抗干扰能力强、费用低等优点。研究了紫外脉冲法和超高频法的测量原理,分别给出了紫外部分和超高频部分的信号处理方法以及装置各硬件部分的设计。进行了电容型放电间隙棒-板电晕放电模拟检测试验,证明了该装置能够准确检测不同强度的放电,并能相对反映放电强度的大小。     

10kV开关柜局部放电检测与分析

首先介绍了开关柜局部放电超声波及特高频带电检测技术,然后介绍了一起10 kV开关柜局部放电带电检测实例,通过联合采用超声波信号幅值分析、频率成份分析和特高频信号相位特征分析、时间差定位,成功发现开关柜穿屏套管悬浮放电缺陷。通过解体检查找到了放电部位,与带电检测结果一致。最后采用COMSOL软件建立穿屏套管电场仿真模型,分析了穿屏套管悬浮放电发生过程及原因。     

基于EMD优化双谱的开关柜局部放电特高频信号时延计算方法研究

局部放电特高频信号的时延估计是对开关柜放电缺陷进行精确定位的基础,提出了一种基于经验模分解优化双谱的开关柜局部放电特高频信号时延计算方法。首先根据实验室的开关柜尺寸,采用Xfdtd软件立开关柜的模型,对其进行特高频电磁波传播仿真计算,在不同检测点获取局部放电特高频信号。然后在实室搭建开关柜局部放电特高频检测试验平台,在不同位置获取局部放电特高频信号。最后针对局部放电特高仿真和实测信号,采用所提的改进双谱法以及现有3种常用方法对不同信号的时延进行计算。结果表明所提法更适用于实际开关柜局部放电缺陷的精确定位。     

瓷柱式断路器分合闸过程中辐射电磁波信号特征提取及现场应用研究

介绍一种基于辐射电磁波信号实现断路器三相不同期时间带电检测方法,通过分析辐射电磁波闭合信号与开断信号的幅值特征和频谱特征,再结合现场应用实际测试,提出利用断路器开断和闭合过程中测得的辐射电磁波信号进行同期性判定的建议。     

开关柜局部放电检测定位技术的应用研究

介绍了对开关柜局部放电暂态对地电压法和超高频法检测定位技术,对超高频电磁波在开关柜中的传播特性进行了理论分析。在实际运行10 kV开关柜中研究了暂态对地电压法和超高频法局部放电定位技术的有效性和可行性。结果表明:采用暂态对地电压法,超高频检测幅值比较和时间差法的局部放电定位技术对开关柜局部放电缺陷的检测和定位是有效可行的。高压开关柜局部放电暂态对地电压法和超高频法检测定位技术可为现场应用提供实验基础。     

开关柜高频脉冲电流局部放电检测方法研究

开关柜内局部放电是引发开关柜绝缘故障的主要原因,局部放电检测能有效检测开关柜内局部放电缺陷,但暂态地电压法、超声波法及特高频检测方法受开关柜内本体结构及检测特征量影响,存在受干扰影响大且信号传输路径受限问题。本文研究开关柜高频脉冲电流局部放电检测方法,依据开关柜带电指示器结构设计微型高频传感器,建立开关柜不同类型局部放电检测方法对比平台,试验对比结果表明开关柜带电指示器引出线上采用高频脉冲电流法检测局部放电相对其他方法具有较高的灵敏度,开关柜高频脉冲电流法局部放电带电检测方法能够有效检测开关柜内不同类型的局部放电信号。     

变压器局部放电UHF信号传播特性的仿真分析

特高频(UHF)技术通过检测局部放电辐射电磁波信号来实现对设备局部放电的检测,抗干扰能力强,检测灵敏度高,是一种基于空间电磁场耦合的局部放电测试技术,能够实现真正意义上的局部放电在线检测,因此在变压器局部放电检测领域取得了日益广泛的关注及研究。由于变压器内部结构复杂,各种金属结构件都会对辐射电磁波的传播产生影响,因此变压器局部放电UHF检测技术有必要研究变压器内部电磁波的传播规律。为此在对变压器内部结构进行合理简化的基础上完成了变压器典型结构的计算机建模,以高斯电流元模拟局部放电源,合理设置各类仿真参数,利用时域有限差分法(FDTD)对特高频电磁波在变压器内部的传播特性进行了仿真分析。仿真结果给出辐射电磁波信号在铁心绕组之间的传播特点,铁心对电磁波传播造成的衰减和畸变作用,并通过时域及频域波形的对比给出不同脉宽、不同幅值电磁波信号在铁心绕组结构中传播的特点。     

声电联合检测技术在开关柜局部放电中的应用

针对多点放电现象,采用声电联合检测技术,运用TEV和超声波检测初步判断局部放电异常信号,随后应用UHF检测技术对局部放电进行进一步确认,通过UHF检测的特征图谱判断缺陷类型,最后利用时差定位法并结合高速示波器,实现对局部放电源定位。通过实际案例,验证了声电联合检测技术能有效检测开关柜内部局部放电,发现开关柜潜伏性缺陷,能在开关柜存在多点放电情况下,准确定位缺陷位置,有的放矢指导检修工作。     

110kV电缆中间接头局部放电高频电磁检测与优化

电缆中间接头局部放电是导致交联聚乙烯(XLPE)电力电缆事故的主要原因,因此必须进行电缆中间接头局部放电的研究。电缆接头屏蔽层对高频电磁波信号有屏蔽作用,高频电磁波信号在空间传播过程中还会产生较大衰减,针对用于三相交叉互联的电缆中间接头屏蔽层是断开的这一特征,进行了电缆接头局部放电的建模、仿真和现场检测。首先,利用高频结构仿真器(High Frequency Structure Simulator,简称HFSS)建立了电缆接头的三维仿真模型,分析了在电缆接头内部发生局部放电时,高频电磁波信号通过屏蔽层断开处辐射出来的强度及其分布特点,验证了采用外置式微带传感器进行电缆接头局部放电检测的可行性。然后设置了电磁场探测线,生成了此线上不同位置处的电磁场变化曲线,分析了不同曲线的幅值情况,得到了信号最强的传感器最佳安装位置。最后,根据微带贴片天线理论,制作了外置式微带传感器,在某电缆线路投运前的交流耐压试验中进行了电磁波检测,验证了仿真结果。     

雷电冲击耐压过程中GIS局部放电特高频检测有效性研究

笔者对气体绝缘金属封闭式开关设备(GIS)在雷电冲击耐压过程中局部放电特高频检测有效性进行了试验研究。1号UHF传感器检测冲击电压发生器及其周围空间中的电磁波信号作为参考信号,2号UHF传感器检测GIS盆式绝缘子辐射出来的电磁波信号。通过对比两个传感器检测波形,可以明显分辨出干扰信号与GIS内部的局部放电信号。当GIS内部存在局部放电时,2号UHF传感器检测到的脉冲信号存在3个明显的脉冲族群,且各脉冲族群脉冲信号幅值、疏密及分布规律不同。局放信号出现在脉冲信号起始4μs之后,持续时间较长,约5μs左右。试验结果表明,采用UHF法进行雷电冲击耐压过程中的局部放电信号检测有效可靠。     

超声波及暂态地电压法在高压开关柜局放检测中的应用

<正>高压开关柜是配网的主要电力设备,在电力系统中得到了广泛应用,其内部绝缘部件有穿柜套管、支柱绝缘子及断路器、互感器的绝缘部分等,起到隔离高电压和地电位的作用。由于高压开关柜内部空间狭窄,绝缘部件距离较近,当高压开关柜内部出现早期绝缘缺陷时,会发生局部放电现象。局部放电往往伴随着声、光、电等信号,目前开关柜局放检测所使用的方法有超声波、暂态地电压、特高频等。某日,检测人员利用便携式局部放电测试仪进     

一起35 kV开关柜局部放电缺陷检测及分析

文中分析了一起35 kV开关柜局部放电缺陷案例,采用暂态地电压、超声波及特高频等多种局部放电带电检测技术进行分析诊断,利用电磁波时差法对局部放电源进行定位,结合开关柜内部结构给出局部放电源位置范围,停电检查发现A相避雷器引线与绝缘板间存在明显放电痕迹,验证了缺陷分析诊断及定位的正确性。结果表明,局部放电带电检测技术可以有效发现开关柜内绝缘缺陷,案例为类似开关柜缺陷处理提供经验。     

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。