GIS局部放电检测的微带单极子特高频天线研究

由于传统的脉冲电流检测法的监测范围较小,无法适用于大型电力设备的在线监测,因此对GIS局部放电检测的微带单极子特高频天线展开研究。阐述了特高频天线安装原理,选取了微带单极子特高频天线基础材料,最后优化了天线结构参数,实现了单极子特高频天线综合设计。仿真测试结果表明,设计的微带单极子特高频天线的性能良好,检测辐射强度差别较小,具有有效性,有一定的应用价值。     

GIS局部放电检测用特高频天线研究现状及发展

因抗干扰能力强、灵敏度高等优点,目前特高频法检测GIS局部放电在电力系统中获得广泛应用,其中天线是特高频检测系统中的关键组件之一。笔者在介绍特高频接收天线基本工作原理的基础上,分别综述了多种不同类型的内置及外置特高频天线的性能及结构特点,分析了用于GIS局部放电检测中各种天线的优缺点,并讨论了其发展的趋势。论文对天线的性能优化及新型天线的研制有重要指导意义,并可为GIS局部放电特高频检测系统中天线的选择提供依据。     

组合电器局部放电特高频检测的气压影响分析

特高频检测法以其高灵敏度和抗干扰能力,广泛应用于组合电器绝缘状态的现场检测。为研究局部放电特高频信号与视在放电量之间的关系,文中建立了基于特高频和脉冲电流法的局部放电联合检测系统,分别采集0.3~0.5 MPa气压下金属突出物缺陷模型的放电数据,提取UHF信号累积能量,并与视在放电量进行了相关分析。研究结果表明,各个气压下的UHF信号累积能量与放电量平方始终呈现线性函数关系,其线性斜率与气体压力相对应,这为特高频信号标定研究奠定了基础。     

基于曲流技术的超宽带单极子局部放电检测天线设计

电气设备局部放电是衡量电气设备绝缘性能的重要指标,电气设备发生局部放电过程中会产生超高频(UHF)电磁波信号(频率范围0.3～3 GHz),而该UHF信号能量集中于0.5～1.5 GHz频段。为检测该信号,受到通信上UWB天线广泛使用的单极子贴片天线启发,研发了超宽带单极子贴片天线。该天线主要使用了曲流技术,从而获得了超宽带特性。使用HFSS软件对天线的几何形状参数进行优化仿真。仿真结果表明:该单极子贴片天线的回波损耗S11<-10dB的频带范围为0.5～1.57 GHz,在频带内具有良好的方向性;天线具有良好的增益,在0.5～1.57 GHz范围内的增益能够达到1.5～2 dB;天线的制作工艺简单,空间占用小,不需要使用额外的阻抗变换器进行阻抗匹配。搭建了模拟电气设备局部放电国产的实验平台,对天线的实际使用效果进行测试,结果表明天线能够有效检测到电气设备局部放电伴随产生的超高频信号。     

基于特高频法检测电气设备局部放电的改进Vivaldi天线

为提高检测变电站电气设备局部放电产生的特高频(UHF)信号的有效性,基于超宽带渐变槽线天线理论,在传统Vivaldi天线的侧边增加渐变槽线和谐振腔后,通过仿真及实测发现,改进后的天线工作频段由1.2~3GHz扩展至0.5~3GHz。同时提高了天线的指向性,而保持工作频段上天线相位中心不变。改进后的天线在工作频段上具有更高的增益和灵敏度,在2GHz时增益达到7.9d Bi,平均灵敏度大于12mm。为验证所设计天线效果,在实验室搭建了基于预制缺陷变压器的试验平台,结果表明所设计的天线可以有效检测到局部放电的UHF信号。与传统Vivaldi天线、加脊TEM喇叭天线和螺旋天线相比,改进Vivaldi天线检测灵敏度较高,脉冲时域响应特性更好,利于进一步的信号分析。     

一种用于GIS局部放电检测的新型特高频传感器

研制了一种用于GIS局部放电检测的宽带特高频外部传感器,其有效带宽为300～3000MHz。用天线理论对该传感器的特性加以分析,并在实验室进行了性能实测,结果表明,该传感器有良好的特性。     

气体绝缘开关设备局部放电特高频在线监测技术及应用

分析了各种气体绝缘开关(gas insulated switchgear,GIS)局部放电检测方法,认为特高频(ultra high frequency,UHF)法抗干扰能力较强,检测效率较高,可实现在线监测、故障模式识别及定位。以一起UHF在线监测系统发现的GIS设备缺陷为例,分析并总结运行经验。运行经验表明,对连续性的局部放电信号要重点关注,应监测24 h局部放电的发展情况,必要时利用便携式设备进行复测,排除现场干扰,确定故障位置,进行解体处理。通过安装GIS设备局部放电UHF在线监测系统,可发现GIS设备隐患,有效保证电力系统的安全稳定运行。     

气体绝缘组合电器局部放电分析

以某变电站现场检测为实例对气体绝缘组合电器（Gas Insulated Metal-enclosedSwitchgea）r内部局部放电检测进行简要分析,着重列举了利用超声局放测试的发现过程、图谱及处理过程,充分说明了超声定位的准确性和适用性,大大节省了检查处理时间。     

超小型内置柔性宽频带UHF单极子天线传感技术

特高频(ultra high frequency,UHF)法是电力设备局部放电(partial discharge,PD)绝缘缺陷常用的检测方法,在内置安装空间受限的情况下保证UHF天线具有良好的PD高频电磁波信号感知性能至关重要,基于聚亚酰胺(polyimide,PI)柔性基底设计了一种小型化UHF单极子天线,尺寸仅为58 mm×36.8 mm×0.3 mm,相较于传统单极子天线结构缩小了50.4%,并且通过对辐射区镂空和弯折处理改善了天线的低频性能。仿真和实测表明,设计的柔性天线在绝缘油和SF6绝缘气体中的有效带宽分别达到360 MHz～2.35 GHz与440 MHz～1.78 GHz,可全向接收PDUHF信号且弯曲形变后天线能保持良好的辐射性能。最后,搭建220kV真型气体绝缘组合电器和变压器PD模拟实验平台,对柔性天线在不同绝缘缺陷下的PD检测性能进行实测。结果表明,柔性天线内置后能有效检测到低放电量下的PD UHF信号,具有较高的灵敏度,可满足电力设备PD检测需求。     

基于特高频自感知的变压器局部放电检测方法

特高频法检测局部放电有灵敏度高、信噪比高的优点,但对于变压器外置传感器灵敏度低而内置传感器会影响到变压器的实际运行,为此提出将变压器内部器件作为特高频天线感知局部放电产生的特高频电磁信号的自感知检测方法.选取变压器铁芯、高压绕组、高压套管末屏作为特高频天线,对其进行建模并进行特高频自感知检测的仿真研究.对变压器部件的天...     

GIS局部放电在线检测系统开发

介绍了一种使用外部天线检测气体绝缘开关装置(GIS)局部放电的方法,这种天线紧贴在绝缘支撑物的表面安装,可接受局部放电产生的电磁波信号。实验结果表明,该天线具有足够的带宽和较高的灵敏度．可用于局部放电的检测。     

局部放电检测用超高频天线的设计与性能对比

根据高压电力设备局部放电信号检测的需要,基于PCB技术设计并制作了四种不同原理和结构尺寸的超高频天线,仿真分析了其性能参数,检验所设计天线用于局部放电超高频检测法的可行性。利用矢量网络分析仪测试天线的端口特性,验证了天线的电压驻波比等参数。基于GTEM小室提供标准场,在不同工作频率下分别对四种天线样机的天线系数进行了标定,得到各天线系数的拟合公式与曲线。采用针-板放电模型作为局部放电源,基于脉冲电流法测量参考放电量,对所设计的天线进行了局部放电测试实验,采集天线接收到的局放信号波形。仿真和实验结果表明微带天线与缝隙天线工作带宽和增益较低;偶极子天线与螺旋天线在工作频带内损耗低、增益高、阻抗匹配效果较好,检测局部放电信号的效果良好。     

检测GIS局部放电的超高频微带贴片天线设计

设计了一种可提取局部放电超高频信号的微带天线,测试了天线的频率响应,并搭建了一套基于脉冲电流法和超高频法的局部放电检测系统,提取了SF6气体在针板间隙和绝缘介质内部空穴中的放电信号,比较分析了微带天线与高频罗戈夫式线圈的检测性能。结果表明：这种新型超高频天线能够有效提取局部放电信号,并且小型轻便,现场安装无需改变电气回路,抗干扰能力优于高频罗氏线圈,且能为放电类型的识别和干扰信号的排除提供参考,适于变电站GIS类设备的局部放电在线监测。     

非接触式局部放电检测天线的设计和优化研究

为实现基于超高频（UHF）法非接触式检测一定范围内电气设备局部放电（PD）,需要研制合适的天线作为超高频（UHF）传感器。锥形天线具有宽频带、高增益和水平面（H面）全向性的特点,文章选取该型天线进行分析,研究其尺寸参数对天线性能的影响,得出该天线的设计规律。通过天线性能分析再结合PD检测的要求,最终选择锥高30cm、锥角45°的锥形天线作为非接触式PD检测的UHF传感器。经测试该天线频带为200MHz~2GHz以上,在200MHz~2GHz频带内平均增益达4.5dB以上,在对较远距离外模拟放电信号的接收试验中表现出良好的UHF信号接收能力,完全达到设计要求。基于该天线可以开发出固定式或车载式PD监测系统,该系统可以监测整个变电站设备PD情况并且其工作时不与设备发生接触。     

GIS局部放电故障诊断试验研究

建立了模型GIS中局部放电在线检测的测量系统,采用特高频(UHF)电磁波测量、常规局部放电测试以及相位分析等方法,对GIS中典型的几种局部放电特征进行了研究,以求识别放电类型.通过常规局部放电测试与UHF特高频局部放电测量结果对比,可估计UHF信号的放电量,提高UHF特高频局部放电测试在工程中的实用性.     

基于超声波法的GIS局部放电测试及分析

介绍了引起气体绝缘开关设备(GIS)局部放电的主要缺陷,分析了基于超声波法的GIS局部放电测试的原理、试验接线及注意事项,对部分变电站GIS设备进行了超声波局部放电测试。经测试结果分析表明,若周期峰值小于15 mV,应以跟踪监测为主;若大于15 mV,应考虑进行分合闸操作,再进行复测,如果信号消失,信号由动静触头接触不良引发的可能性较大,若分合闸不能消除信号,建议停电检查。     

检测GIS局部放电的小型准TEM喇叭天线

为克服目前气体绝缘组合电器（GIS）局部放电检测外置传感器的缺点,设计了一种外置小型准TEM喇叭天线传感器,它采用介质填充、楔形立体微带和背腔结构优化等技术手段,既可使喇叭天线小型化,又能得到优良的驻波比特性,可方便地从盆式绝缘子处接收局部放电产生的电磁泄漏信号,并能有效抑制周围空间低频电磁干扰。理论计算和实验室实测特...     

检测GIS局部放电的矩形平面螺旋天线研究

相比脉冲电流法,超高频法更适用于在线监测中检测局部放电信号。为此,设计了一种用于气体绝缘组合电器(GIS)局部放电检测的外置矩形平面螺旋天线传感器。该传感器可方便地从盆式绝缘子处接收局部放电产生的电磁泄漏信号,并能有效抑制周围空间低频电磁干扰。同时,采用矩形平面螺旋、终端蝶形振子加载、金属背腔等技术手段,既满足了天线小型化的要求,又能得到较好的驻波比特性。理论计算和实验室实测特性数据表明,该宽带天线在超高频(UHF)频段内,有较好的检测性能,并具有多频段选择特性。     

开关柜局部放电超声波在线检测技术的应用

介绍开关柜局部放电的危害和检测方法,阐述超声波在线检测技术的基本原理及检测方法,结合超声波在线检测技术在220kV东田变电站35kV开关柜的应用,分析检测试验数据,验证开关柜带电检测的准确性。