高压测试高压储能电容器直流局部放电测试分析系统

通过测量直流下局部放电可剔除有绝缘缺陷的电容器以保证脉冲功率系统的可靠性,为此根据实际制造过程中绝缘缺陷状况设计了高压脉冲储能电容器的缺陷模型并定制了含有人工缺陷的电容器.研制了相应的直流局放测试系统.该测试系统的数据采集系统中利用Delta(t)方法把交流下局部放电的统计分析方法引入到直流电容器下的测量过程,且利用高速数据采集卡的触发采集功能捕捉局部放电的脉冲形状,大大将低了局部放电高速数据采集的冗余数据.电容器直流局部放电测试分析系统基于客户/服务器(C/S)模式构建,集数据的采集、上传、下载、分析功能于一体,通过在C/S模式中引入关系数据库,解决了直流局部放电高速数据采集和有限数据存储能力的矛盾,且达到了多人共享统计分析局部放电数据的目的.对含人工缺陷电容器的测试结果证明测试系统满足预定的要求.     

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。     

高灵敏度储能电容器直流局部放电测试分析系统

直流局部放电测试能有效判断高压储能电容器的绝缘性能状态.对于较大容量的高压储能电容器,要求研制具有高灵敏度的测试分析系统.系统的测试部分由并联RLC型电桥平衡回路.窄带、增益稳定的放大单元和带通滤波器构成,具有信噪比高、抑制干扰能力强的特点.通过触发采集方式将提取到的直流局部放电信号送入计算机,并基于△t(相邻两脉冲的时间间隔)对数据进行处理,以统计分析谱图形式反映局部放电信号的特征参数.经过标准脉冲发生器校验,测试分析系统的灵敏度可达2 pC.基于该测试分析系统,对具有典型缺陷的高压储能电容器进行直流局部放电测试,测试结果有效反映了局部放电参量之间的关系,为故障类型识别、老化程度评估奠定基础.     

储能电容器直流局部放电检测装置

储能电容器的工作过程是在高压直流条件下较长时间的充电后在很短的时间放电,从而在负载上形成高电压、大电流的脉冲,这种脉冲电流是电容器绝缘老化的主要原因。为了检测该电容器的性能,开发了一套在高压直流条件下进行储能电容器局部放电检测的装置,并给出了初步试验结果。为提高大电容测量系统的灵敏度,采用并联RLC型电桥平衡回路提取放电信号,并经窄带、增益稳定的放大单元和带通滤波器、数据采集卡得到试验数据。试验表明,该系统可获得不同缺陷电容器发生局部放电时放电幅值的时间分布谱图。利用Delta(t)方法进行统计分析,可提取到不同缺陷的Qmax-Δt-、Q-Δt、n-Δt和n-Q曲线,这为直流局部放电的统计分析和模式识别、判断故障类型和介质老化程度打下了良好的基础。     

高压脉冲电容器的直流局部放电绝缘检测

高压脉冲电容器的绝缘性能直接关系到其在放电单元中工作的可靠性,直流局部放电测试能够为评估高压脉冲电容器绝缘性能状况提供有效信息。在分析油浸膜—纸绝缘电容器的绝缘特性的基础上,利用所研制的直流局部放电测试系统在一般屏蔽实验室条件下应用平衡法对油浸膜—纸绝缘电容器进行了直流局部放电实验研究,结果表明,可以用放电量—局部放电次数来表征电容器的绝缘状况。通过一批同型号、同批次电容器的直流局部放电试验研究,证明电容器绝缘劣化严重时,其局部放电水平随电压增加而剧烈变化。     

高压储能缺陷电容器直流局部放电信号的统计分析

高压直流储能电容器(以下简称电容器)是脉冲功率系统中的常用器件,在武器设备中有着广泛应用,其特殊的应用场合要求其要具有较高的可靠性.但现行的绝缘评估方法不能有效地剔除缺陷产品,判别电容器内部绝缘缺陷的状态,致使有些电容器虽然通过了出厂检测,却在工作过程中过早的发生了击穿,严重影响了所在系统的工作可靠性.局部放电信号蕴涵丰富的绝缘性能渐变信息,其特征参量能有效表征绝缘内部的缺陷类型.对含有不同单一缺陷的电容器进行直流局部放电检测,在引入Delta(t)参量的基础上对测试结果进行统计分析,可以得到典型缺陷电容器直流局部放电信号的各种二维分布谱图和指纹图.通过统计分析结果可以较准确地实现对电容器绝缘缺陷类型的初步判定,同时得到的指纹图也为电容器缺陷的自动识别提供了丰富的特征参量.     

有机复合介质储能电容器直流局部放电检测系统的研究

储能电容器的工作过程是在高压直流条件下进行较长时间充电,然后在很短的时间放电,从而在负载上形成高电压、大电流的脉冲.为了检测该电容器的性能,开发了一套在高压直流条件下进行储能电容器局部放电检测的装置,并给出了初步试验结果.为提高大电容测量系统的灵敏度,该装置采用并联RLC型电桥平衡回路来提取放电信号,该信号经窄带、增益稳定的放大单元后,再经过带通滤波器、数据采集,最后得到所需试验数据.试验表明,该系统可以获得不同缺陷电容器发生局部放电时放电幅值的时间分布谱图,这为直流局部放电的统计分析和模式识别、判断故障类型和介质老化程度打下了良好的基础.     

有机复合介质储能电容器直流局部放电检测系统的研究

储能电容器的工作过程是在高压直流条件下进行较长时间充电，然后在很短的时间放电，从而在负载上形成高电压、大电流的脉冲。为了检测该电容器的性能，开发了一套在高压直流条件下进行储能电容器局部放电检测的装置，并给出了初步试验结果。为提高大电容测量系统的灵敏度，该装置采用并联RLC型电桥平衡回路来提取放电信号，该信号经窄带、增益稳定的放大单元后，再经过带通滤波器、数据采集，最后得到所需试验数据。试验表明，该系统可以获得不同缺陷电容器发生局部放电时放电幅值的时间分布谱图，这为直流局部放电的统计分析和模式识别、判断故障类型和介质老化程度打下了良好的基础。     

高压脉冲造成储能电容器老化的直流局部放电测试技术

高压储能电容器是脉冲功率系统的关键器件之一,应具有高的可靠性,但个别电容器在工作期间会发生过早击穿,给系统带来极大的隐患。如能准确评估其绝缘状态,对整个系统的工作稳定性有很大的提高。本文提出直流局部放电是检测试样绝缘老化的适宜方法,并研究了老化后的电容器绝缘在直流局部放电试验中的测试电压、测试方向和测试时间;按照上述标准划分了过渡区、平稳区,按照一定测量方向和顺序,得到了有效的直流局部放电数据;最后对击穿后的试样解剖并分析,认为直流局部放电参量变化可有效反映其绝缘状态。     

直流局部放电试验系统的研制及应用

随着中国特高压直流输电工程的发展,换流变压器等电力设备的安全可靠性问题显得尤为重要。由于直流局部放电试验能够提早发现绝缘缺陷、有效预防直流输电设备绝缘击穿事故的发生,根据直流局部放电机理,研制出一套可用于换流变压器直流耐压过程的局部放电检测的试验系统。该系统具有抗干扰能力强,高速、持续、实时采集的特点,能够保证系统检测的直流局部放电信号的有效性和完整性,并通过典型油纸复合绝缘模型验证了其性能。实践结果表明,它能有效、便捷地测量油纸绝缘直流局部放电的时域信号。对时域信号进行的时频分析和统计分析结果表明：同一电极模型中,统计特征参量的数值上随加压时间变化明显,可实现局部放电发展严重程度的预测;不同电极模型中,统计特征参量分布规律一致,可有效判断缺陷类型,该系统有望广泛地应用于直流输电设备检测。     

基于直流局部放电的高压储能电容器缺陷的模糊识别

为提高脉冲功率系统中高压储能电容器的可靠性,笔者利用直流下局部放电对电容器进行缺陷检测,得到直流局部放电测量数据的统计谱图,提出基于模糊数学理论识别电容器缺陷类型的方法.首先从22个统计算子中挑选出12个具有典型特征的统计算子组成特征向量,然后通过内部缺陷、接触缺陷、重叠缺陷、油质缺陷4种典型缺陷的测量,计算出每种缺陷...     

直流电压下GIS内部缺陷检测

在传统脉冲电流法的基础上,设计了直流电压下脉冲电流检测系统。通过施加直流电压和交流电压,对气体绝缘金属封闭开关设备(gas insulated metal enclosed switchgear and controlgear,GIS)内部缺陷的局部放电信号进行检测。直流电压和交流电压下局部放电信号特征对比结果表明,直流电压下局部放电起始电压较交流电压下低,直流检测技术可以高效、准确地检测缺陷局部放电。     

直流滤波电容器试验问题研究

本文分析了高压直流输电用直流滤波电容器试验中的几个关键试验,通过对局部放电试验的分析,认为直流滤波电容器的局部放电性能应该以放电脉冲数来衡量,这与试验研究的结果是一致的;本文还提出了直流滤波电容器的热稳定性试验应该考虑的问题和交流热稳定性试验的试验电压确定方法;通过对极性反转试验和直流滤波电容器的耐久性试验进行分析,对极性反转试验方法提出了建设性的意见,建议对全膜电容器在直流电压下的老化问题进行深入研究.     

典型缺陷的直流局部放电波形测量与特性分析

为深入了解直流局部放电特性,在直流下分别测量了气隙、表面和电晕放电模型的局部放电,比较3种模型的放电脉冲波形和直流电压施加不同阶段的放电情况,并从放电机理角度分析了直流电压施加不同阶段局部放电特性的差异。结果表明,3种放电模型的直流局部放电能量分布频段多<10 MHz,放电脉冲波形与频谱分析图存在区别,可以此分辨3种放电类型。气隙放电模型在直流电压移除后,因空间电荷作用,绝缘介质中存在较强的内电场会引起较多的反极性放电;而表面放电模型与电晕放电模型在直流电压移除后无此现象。     

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。     

基于极间分压检测的VHF-EDM放电状态检测系统设计

针对甚高频脉冲谐振频率随回路阻抗变化而迁移导致脉冲电压幅值变化及甚高频脉冲双极性特点导致传统检测方法无法适用的问题,提出了基于极间分压检测的甚高频EDM放电状态检测方式。利用分压、整流、滤波多模块共同作用实现对极间高频高压双极性脉冲到低压单极性直流信号的转换,同时通过检测直流信号则可以直接表征出当前开路电压大小及极间放电状态的变化。在仿真及实验验证检测方法可行性的基础上,设计出基于该检测方案的放电状态检测系统及相应检测算法,成功验证了甚高频微纳电加工所需的脉冲频率自动寻优技术及甚高频放电状态检测的有效性,有利于提升甚高频电火花加工过程中放电状态检测精度。     

含电容单元的级联H桥七电平调制策略

针对传统三单元级联H桥直流电源电压利用率较低的问题,采用电容替代其中利用率较低的直流电源,构成含电容单元的级联H桥逆变器。围绕该型逆变器的调制策略及电容选择等问题,在载波层叠式脉宽调制策略的基础上,利用冗余开关状态改进现有调制策略。通过采集电容电压和输出电流,切换调制模式实现电容充放电控制。分析电容电荷量在不同调制度下的变化,得到电容电压稳定到参考值所需要满足的条件。考虑到电容纹波电压不超过参考值10%的要求,并结合最大连续放电区间,计算出最小参考电容,使逆变器达到最优配置。通过仿真和实验证明了新型调制策略可对电容充电并具有良好的稳压效果。