直流GIL绝缘子表面附着金属颗粒局部放电发展过程及严重程度评估

直流气体绝缘线路(gas insulated line,GIL)绝缘子表面附着金属颗粒会显著降低绝缘子表面的闪络电压,是GIL设备内一种常见的故障。为研究直流GIL绝缘子表面附着金属颗粒所引发局部放电的发展过程并进行严重程度判断,建立了一套220 kV GIL设备局部放电测试平台,在逐步升压时利用紫外观测仪观察了绝缘子表面局部放电的整个发展过程,对不同发展阶段局部放电脉冲电流信号的局部放电量、局部放电间隔时间图谱进行了分析。结果表明:GIL绝缘子表面附着金属颗粒导致的局部放电严重程度可以划分为3个阶段:轻微放电、中度放电和严重放电;随着放电过程的加剧,局部放电信号的局部放电量、局部放电间隔时间图谱跟随出现变化。利用局部放电信号的局部放电量、局部放电间隔时间图谱统计参数Sk、Ku值可以对GIL绝缘子表面附着金属颗粒缺陷引发局部放电的严重程度进行评估。     

GIL中金属尖端缺陷的PD 频率特性及传播特性研究

气体绝缘输电线路(GIL)是现代电网中的一种重要设备,其内部局部放电会导致电网严重中断,因此对其 内部局放进行检测具有重要意义.采用一个220kV单相GIL实验平台,研究金属尖端缺陷产生的特高频局放信号的 频率特性及传播特性,实验结果表明特高频信号在GIL中穿透能力很强,在L型拐角处虽然有衰减,但仍然能够获 得较高的检测灵敏度.该实验结果为特高频局放传感器的布置规则提供了实验依据.     

新型局部放电检测技术研究

受到噪声信号的干扰,实际检测局部放电时,检测得到的放电量数值过小.针对该问题,研究了一种新型局部放电检测技术.根据局部放电产生能量信号,采集放电信号特征,根据不同变化特征的放电信号特征,运用不同处理算法,去除噪声干扰,设定不同识别模式的放电参数,最终完成放电检测技术的研究.选用试验器材,连接局部放电检测装置,采集局部放电参数,并作为标准对比值,分别使用2种传统检测技术与设计的检测技术进行试验,结果表明设计的检测技术得到的放电量数值最准确.     

基于机电联合的 GIL 局部放电趋势预测研究

为研究气体绝缘输电线路(GIL)设备局部放电引发的GIL壳体异常振动机理与特征,并对GIL局部放电趋势进行预测.首先,以尖端放电为例建立了GIL设备尖端放电模型与实验平台;其次,通过测取不同电压等级下尖端放电的脉冲电流信号与异常振动信号,联合机电信号研究GIL异常振动行为的特征与机理;最后,建立鲸鱼优化算法·极限学习机(WOA-ELM)模型对GIL局部放电趋势进行预测,并与ELM模型进行对比.结果 表明,GIL尖端放电脉冲电流重复频率与异常振动信号频率一致,GIL局部放电与GIL壳体异常振动直接相关,且异常振动能量多集中在1600～2800 Hz且以20 Hz倍频分布为主;相较于传统ELM模型,WOA-ELM具有更为优越的预测能力,可以实现对GIL局部放电趋势的精确预测,为GIL局部放电趋势预测提供了新的方法.     

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。     

不同缺陷局部放电光学信号传播特性的仿真研究

局部放电光学检测是检测电力设备内部局部放电的有效途径之一,是局部放电检测技术中重要的研究方向。本文建立了气体绝缘全封闭组合电器(GIS)的腔体模型和局部放电缺陷模型,利用光学仿真观察并分析了GIS中不同缺陷模型的局部放电光学信号的传播特性。仿真结果表明,不同缺陷模型的光学信号传播有相似的变化趋势和不同的减弱幅度;在检测面上留下不同特征的光斑;横向传播距离到达1 m左右时,检测到的辐射通量不到缺陷模型原始辐射通量的10%。仿真结论有助于了解局部放电光学信号的传播特征,也能为相关检测装置的设计提供参考。     

基于不同放电模型的变压器局部放电光学特性研究

基于建立的真实变压器故障模型模拟变压器内部不同放电类型,同时为捕捉局部放电时的光学效应,建立基于光学传感器的局部放电光局放检测系统。研究中通过外施电压对沿面放电和悬浮放电缺陷模型进行加压产生局部放电信号,研究结果表明:局部放电的光学信号能够有效反应变压器内部局部放电的产生和发展过程。放电图谱中放电点的密集度,可直观评估放电的强烈程度。当放电趋于稳定时,沿面放电点的光学放电信号相位主要分布在60°~150°和240°~330°之间,悬浮放电点相位主要集中在260°~320°之间,根据光局放信号的相位特性,可以明确区分变压器内部的沿面放电和悬浮放电现象,为变压器光局放检测技术的应用奠定了基础。     

局部放电电磁波在GIS中的衰减特性

局部放电电磁波信号在气体绝缘开关设备(GIS)中传播时受GIS结构影响而产生衰减变化,使得难以从超高频(UHF)检测信号实现对局部放电源信号的有效评估。为分析GIS不同结构部件对电磁波信号的影响,本文采用时域有限差分(FDTD)法对GIS中局部放电电磁波的衰减特性进行建模分析,研究了电磁波信号在GIS中不同部件传播时幅值、能量等参数的变化特性。对局部放电电磁波信号经过绝缘子前后的变化进行试验研究,验证了仿真分析的有效性。研究结果表明,电磁波信号在同轴波导中传播时信号能量衰减很小,但是由于高次模波的色散效应使得信号幅值发生较大程度的减弱;邻近局部放电源的绝缘子对于电磁波信号的衰减作用比其他绝缘子更大;经过L分支的电磁波信号能量衰减和幅值降低程度均较大,但其横电磁波(TEM)分量衰减很小;电磁波经过T分支的垂直部分比直线部分衰减更为严重。     

局部放电HF/UHF联合分析方法的现场电缆终端检测应用

使用局部放电检测方法检测高压电缆终端内的绝缘缺陷问题.根据高压电缆终端产生局部放电的不同信号传播特性,设计基于高频HF(High Frequencv)和超高频UHF(Ultra High Frequencv)检测原理的局部放电信号传感器以及便携式检测设备等,并开展现场电缆终端的局部放电在线检测.高频电流传感器可耦合接地线上流过的高频放电电流信号,而超高频传感器则感应空间传播电磁波信号.利用便携式检测设备实时采集数据结果,通过提取脉冲信号波形和多传感器信号联合比较分析等手段,对检测到的脉冲信号进行区分,排除外界干扰,分辨来自电缆终端内部的真实局部放电信号.现场检测结果表明,基于HF和UHF的局部放电联合分析方法,能够提高电缆局部放电辨别的准确性和有效性.     

基于矢量拟合模型的交联聚乙烯电缆中局部放电传播特性仿真研究

近些年来交联聚乙烯电缆由于诸多优点在配电网中的用量越来越大。局部放电信号的检测及定位技术是电力电缆中绝缘状态监测的重要环节,因此研究局部放电信号在电缆中的传播特性是十分必要的。文中给出了考虑导体集肤效应和半导体层特性的单芯交联聚乙烯电缆模型,为了分析局部放电脉冲在时域中的传播特性,首先使用矢量拟合的方法对频域模型进行有理逼近,并在拟合结果的基础上,提出了电力电缆π单元集总参数模型。最后基于该模型对局部放电脉冲在两种具有不同半导体层特性的交联聚乙烯电缆中的传播进行了仿真。计算结果表明:电缆中的高频局部放电脉冲幅值具有较强的衰减;所述模型能够对电缆中的局部放电传播特性进行分析,为电力电缆的局部放电检测和故障诊断提供指导。     

基于LSTM算法的电力电缆局部放电检测方法

传统的局部放电检测方法在分析过程中忽略了噪声信号的影响,导致放电检测结果的准确性偏低.为此, 提出基于LSTM 算法的电力电缆局部放电检测方法.首先,提取电缆放电信号特征,由于线路运行信号和干扰信号 众多,因此通过分析其特征,得到典型的局部放电信号特征向量.然后,去除特征信号中噪声量的干扰,更准确地接 收电力电缆中的放电信号.最后,基于LSTM 算法检测与处理放电信号,对局部放电信号探测的速率进行控制,从 而提高局部放电信号探测的准确率.实验表明:使用此方法检测电缆局部放电所得的电压与实验所设定的电压较一 致,最大误差为0.9kV;2种传统方法相较于此方法的误差分别超出4.1kV、5.3kV.     

电力设备局部放电信号的在线检测系统研究

主要研究了以光学信号为基础的电力设备局部放电的在线检测系统.由于电力设备发生局部放电时会辐射频带很宽的光谱信号,通过检测电力设备辐射的太阳光谱的紫外盲区信号,可以推断电力设备绝缘是否发生破损,并配合USB光学摄像头可实现电力设备内部局部放电状况的视频检查.实验研究表明:本系统对检测电力设备局部放电信号具有快速直观、灵敏度高、抗干扰性强等优点.     

局部放电光脉冲测量法及与电测法的比较

利用所建立的局部放电光学测量装置 ,研究了几种典型放电源的光脉冲信号在不同媒质中的传播衰减特性 ;比较了不同放电类型光脉冲信号与电信号之间的关系。实验结果表明 ,放电产生的光信号与视在放电电荷量及放电能量有关。光脉冲测量法已被用于防爆电机局部放电的测量。     

基于振动信号的气体绝缘金属封闭输电线路局部放电诊断方法

为对气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)局部放电缺陷进行识别与诊断,本文提出一种基于1.5维能量谱与粒子群优化极限学习机(PSO-ELM)的局部放电缺陷诊断方法.首先,通过计算局部放电引起的GIL异常振动信号的1.5维能量谱,得到不同类型放电情况的能量波动特征;其次,构建PSO-ELM模型,以1.5维能量谱作为特征量对GIL局部放电故障进行识别与诊断;最后,通过不同方法的对比,验证该方法的优越性,为GIL在输配电系统中的安全、稳定运行提供依据.     

局部放电电磁波在GIS中传播路径的分析

为进一步揭示GIS中局部放电电磁波的传播特性,采用FDTD方法仿真分析了GIS中局部放电产生的电磁波信号的传播路径及其与信号波形之间的关系并在真实GIS中进行了相关试验研究。仿真和试验结果均表明局部放电电磁波在GIS中的传播路径与局部放电源的位置相关,且检测的电磁波信号波形受电磁波传播路径的影响也不尽相同。局部放电源靠近GIS内导体时,检测位置φ不同时的电磁波信号波形相似,且各电磁波信号的初始脉冲均较大,其传播路径为直线路径。局部放电源靠近GIS外导体时,电磁波信号波形与检测位置φ相关,在φ=0和φ=180°处检测的信号中有大脉冲出现,其传播路径为沿GIS外壳内表面绕向传播路径。     

内置式特高频传感器在GIS设备上安装布点方案研究

在气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)中安装内置式特高频传感器(UHFS),虽然可有效检测局部放电,但受GIS结构的影响,局部放电激励的电磁波信号传播至内置UHFS时,其波形与幅值等参数都发生变化,从而增加了对GIS局部放电进行评估的复杂性。为解决此问题,通过Ansys仿真研究局部放电产生的特高频电磁波在GIS典型结构中传播特性,包括电磁波信号与局部放电源的关系特性、电磁波信号与检测点角度之间的关系特性及电磁波信号在GIS各部件中的传播特性等,提出内置式UHFS在GIS设备上的安装布点原则,并最终在实际工程中进行了试点应用,应用结果表明了该布点方案的合理性及有效性。     

基于宽频带脉冲电流法的变压器局部放电多端检测技术研究

为了多方面反映局部放电信号所含信息以及变压器绕组对局部放电信号传播的影响,文中在35 kV变压器构造悬浮放电和尖端放电缺陷,基于宽频带脉冲电流法测量局部放电发生时各检测点的脉冲信号,研究不同类型、不同位置的局部放电信号特征。研究表明,不同缺陷信号波形相似而统计特征不同;不同相放电时,套管末屏信号相较于铁心与中性点信号有明显变化;绕组对高频局放信号具有"选频"作用。     

基于雪崩面阵的气体绝缘放电光脉冲检测技术及传感性能研究

局部放电光测法是一种抗干扰能力较强的检测方法,具有极高的检测置信度,但由于局部放电光辐射强度较低,而传统单光子计数器件体积大、驱动电压高、寿命短,导致局部放电光学探测大多应用于放电实验研究。为解决光测法在电力设备局部放电检测中的实际应用问题,搭建了光电联合局部放电模拟实验系统,对空气和SF6气体中局部放电检测的信噪比、线性度、灵敏度、脉冲分辨率以及脉冲恢复时间等性能进行了对比验证和理论分析,论证了基于微型雪崩二极管面阵局部放电光学检测技术的优势。结果表明,传感器信噪比主要受外施偏压的影响,通过优化外施偏压其能够检测得到比脉冲电流出现更早的光脉冲信号;在2种气体中光脉冲信号幅值与视在放电量具有近似线性关系,并受放电类型和气体氛围的影响;传感器获得的脉冲统计特性与光电倍增管及脉冲电流法结果均具有较高一致性,并表现出比光电倍增管更优的抗电磁干扰能力。     

电力设备局部放电信号的在线检测系统研究

主要研究了以光学信号为基础的电力设备局部放电的在线检测系统。由于电力设备发生局部放电时会辐射频带很宽的光谱信号,通过检测电力设备辐射的太阳光谱的紫外盲区信号,可以推断电力设备绝缘是否发生破损,并配合USB光学摄像头可实现电力设备内部局部放电状况的视频检查。实验研究表明：本系统对检测电力设备局部放电信号具有快速直观、灵敏度高、抗干扰性强等优点。     

基于宽频等值电路的变压器局部放电电气定位研究

当变压器中发生局部放电时，脉冲电流信号会沿着绕组传播，检测绕组两端脉冲电流信号即可实现对变压器局部放电的检测。为此，建立变压器宽频等值电路模型，在可能发生局部放电的高压绕组处，于不同线饼与地之间施加局部放电脉冲，模拟高压绕组不同位置对地放电，在高压套管末屏及中性点处采集脉冲电流信号，研究不同位置局部放电脉冲电流信号在变压器绕组中的传播规律。通过计算可知，脉冲电流信号在两个不同频段能量占比的比值与脉冲电流传播的距离比呈线性关系，最大误差为9.80个线饼。该方法实现了变压器局部放电的电气定位，现场实验结果验证了该定位方法的有效性。