XLPE电缆交叉互联系统中的局放脉冲传播特性

为了更好地认识电缆及其附件中的局部放电脉冲在电缆交叉互联系统中的传播规律,对一个真实的XLPE电缆交叉互联系统进行了试验研究。通过在一相上加电压,激发出精确预制在电缆附件中缺陷的局部放电,采用差分法和宽频带脉冲检测器等方法检测了系统内设计好各测点的局放脉冲,并分析了此放电脉冲在不同频带下的传播特性,得出了局放脉冲在交叉互联系统中的传播规律和特点。结果表明,现场实测中可通过分析探讨出的局放脉冲在电缆交叉互联系统中的传播规律,并结合现场检测的局放的其他参数,来综合判断局放脉冲传播的方位和测点局放的真伪。     

油纸绝缘中局部放电的典型波形及其频谱特性

根据对变压器油纸绝缘内部常见缺陷的分析，进行了局部放电模型试验。通过考察不同类型放电的发展过程和电流脉冲的波形特征，发现油纸绝缘中产生的局部放电与空气中的放电过程表现出相似的发展规律。对应于不同的放电阶段，放电波形有较大差异，因而不同类型的放电脉冲具有不同的频谱特性。所得结果为深入研究绝缘介质中的局部放电的机理、放电脉冲在变压器绕组中的传播规律、局放检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。     

110kV三相交叉互联电缆的频变模型及局放仿真分析

由于技术上和经济上的优点,交联聚乙烯(cross-linked polyethylene,XLPE)电缆在高压和超高压领域的应用越来越多。局部放电检测是判断电缆绝缘状况的有效的方法,交叉互联电缆系统中的局部放电信号存在复杂的互扰问题,给实际带电检测带来很大的困难,有必要分析交叉互联电缆系统中局部放电的传播特性。研究表明,半导电层对局部放电信号的高频分量有着严重的衰减和色散作用,基于Blackburn等学者提出的改进型电缆模型的原理,经过适当调整参数,建立了三相交叉互联电缆系统的J-Marti频变模型,并对该系统中局部放电的传播特性进行了仿真分析和试验验证。试验结果表明:该模型能够合理地解释局部放电信号在三相交叉互联电缆系统中的传播规律。     

交叉互联接地电缆系统局放检测的仿真研究

高压XLPE电缆系统缺陷大多发生在电缆附件部位,因此电缆的局部放电检测集中在电缆附件上。由于长距离电缆系统通常采用交叉互联的接地方式以减少屏蔽层损耗和降低电缆末端的电压升高,这样三相系统之间就存在放电信号互扰问题,放电相的脉冲信号就可以在其他相被检测到。本文针对此种电缆系统局部放电现场检测情况,设计了应用于电缆中间接头的VHF宽频带电容型传感器,并应用ATP软件对具有交叉互联接地方式的XLPE电缆系统进行仿真研究,通过对各种典型放电情况的仿真结果分析,掌握了此系统的局部放电信号互扰规律,为局部放电检测系统应用于现场在线检测提供了理论依据。     

用于提取局放脉冲的波形匹配识别方法初探

针对现场采集的局部放电信号中经常混杂白噪声和窄带周期干扰现象,本文首次提出使用Laplace小波按照波形匹配的原则来提取局部放电脉冲信号的方法.利用该小波波形与局部放电脉冲波形相吻合程度较好的特点,根据波形匹配的原则对含噪信号在一个由该小波构成的小波基函数空间中进行模式识别,进而去除噪声,提取局部放电脉冲信号.该方法不仅能够用于去噪,而且可以确定脉冲的放电主频率、衰减度、放电时刻及放电个数,从而为故障识别和定位奠定良好的基础.仿真和实验结果显示该算法具有良好的去噪性,同时可以获得更多的局放脉冲信息.     

Cohen类时频分布比较及其在局部放电信号处理中的应用

系统地以参函数的角度介绍了6种典型的Cohen类时频分布。从理论和应用效果上分析了各分布的交叉干扰项衰减和时频分辨率性能。针对局部放电信号的非平稳性,展现了各分布在处理仿真和实际脉冲信号的应用效果。试验结果表明,平滑伪Choi-Williams分布(SPCWD)对局放脉冲非平稳信号引发的短时变化具有高度的敏感性,更为适合表征局放脉冲信号的时变信息。据此,可提取单个脉冲波形的时频特征参数、分析多个连续放电脉冲的时频变化,从而用于放电类型的模式识别以及深入研究绝缘系统中的局部放电机理。     

局部放电信号在电力变压器绕组传播过程中的畸变

由于变压器是绕组类设备，变压器内部的局部放电信号将经绕组向两端传播至监测装置，从而导致作为故障诊断基础信息的放电脉冲信号发生一定程度的畸变，该文根据对脉冲信号在绕组中传播过程的实际测量结果，获得了绕组的基本冲击响应特性，利用典型模型放电的纳秒级快速变化波形测量结果，研究了不同情况（不同放电类型、不同放电部位以及不同的测量点）下放电脉冲信号在绕组中的传播规律，并提出了一种从实际测量波形中有效分析原始放电波形的方法，为实际的局部放电脉冲波形监测提供了试验依据。     

局部放电脉冲在单绕组变压器中传播过程的仿真分析

变压器所特有的绕组结构对局部放电脉冲的传播过程有重要影响。对传播过程的深入研究有助于正确理解测得信号所包含的信息。文章建立了局部放电脉冲在单绕组变压器绕组中传播过程的仿真计算模型，并结合不同放电位置计算了脉冲传播途径的传递函数。不同位置发生放电时，可利用同一测量点所测信号根据其幅频特性的不同来确定放电位置。     

基于三相幅值相位关系分析的交叉互联电缆局部放电宽频检测和分析

电力电缆是电力系统中重要的输电设备之一。为减小屏蔽层损耗和降低电缆末端的电压升高,长距离三相输电电缆通常采用交叉互联接地方式。所以,现场检测交叉互联电缆的局部放电时,即会受到外界电磁干扰信号的影响,又会受到三相电缆之间的串扰信号的影响,导致检测结果难以分析判断。为提高现场交叉电缆系统局部放电的有效检测和准确分析,文中采用宽频带检测传感器现场检测了交叉互联电缆局部放电信号,基于放电脉冲波形图、放电PRPD谱图和3PARD谱图,通过分离分类的方法对现场检测结果进行了识别分析。研究结果表明,利用宽频带传感器可获得更多的局部放电信息,有效抑制外界干扰信号;三相幅值相位分析法可有效区分不同相的局部放电信号,排除三相放电信号串扰的影响,从而实现对放电源的识别。     

长段电缆中局部放电脉冲信号的传输特性及耦合研究

局部放电测量广泛应用于各种电力设备的绝缘状况诊断中,对于XLPE电缆,局部放电可以检测到各种绝缘缺陷,例如电缆加工、运行以及安装过程中的人为缺陷,以及绝缘层中的气隙和电树枝老化。然而,当局部放电脉冲在电缆中传播时,由于衰减的原因,脉冲波形发生了变化。因此,对于电缆局部放电测量,了解局部放电脉冲在电缆中传播时的变化规律是非常关键的,因此本文针对电缆局部放电脉冲传播时,脉冲波形的变化进行了深入分析,并且讨论的了不同耦合带宽对信号检测的影响,得出：当电缆发生局部放电时,脉冲信号幅值随着传播距离的增加迅速衰减,但脉冲视在放电量衰减幅度相对较小;同时,宽带耦合具有较高的灵敏度,但是其电荷校准曲线误差较大,并且会导致信噪比降低,缺陷检出度下降;窄带耦合虽然能够获得较为准确地电荷校准曲线,却会导致脉冲波形发生叠加,影响故障点定位;所以,在实际应用中,需要根据实际需求,确定检测带宽。     

超声局放测量在电缆分支箱局放检测中应用

局部放电(简称局放)试验是验证交联聚乙烯绝缘电力电缆(简称交联电缆)及电缆附件质量的重要环节。脉冲电流法一直是目前实验室内进行局放检测的主要方法,该方法在技术上已经较为成熟,且由于实验室内屏蔽效果好,背景干扰低,因此对电缆或电缆附件进行出厂试验之一局放检测效果较好,但是对于运行的电缆或电缆附件进行局放检测,或对已经发现存在局放的电缆回路中进行局放定位,往往需要复杂的波形分析或数学计算。通过利用超声局放测量仪器,对运行前和运行中10 kV交联电缆和电缆分支箱等电缆附件分别进行了局放测量,方法简单易行,取得了较好的效果。     

Discrimination between internal PD and other pulses usingdirectional coupling sensors on HV cable systems

On-site partial discharge (PD) measurement is required to ensure proper installation of extra high voltage (EHV) cable systems accessories. To achieve high sensitivity and good localization, two problems have to be overcome. First, the strong high frequency in long XLPE cables requires that the sensors be located along the cable, preferably directly at the accessories. Secondly, the detection system must be able to distinguish internal PD from other pulses. This paper describes a solution based on directional coupling sensors and a data visualization system, which displays phase-amplitude diagrams for individual PD sources which are identified by the direction of pulse propagation. It has been applied to on-site measurements, type and routine testing of HV cable joints and stress cones. Due to the reliable discrimination between internal PD from the accessory measured and from other pulses, testing can be done in unshielded rooms even using terminations with internal PD and corona. The method works independently well on line voltage, resonance sources, oscillating voltages and 0.1 Hz cosine-square voltage. It has been used to verify the cable accessories installed in the 6.3 km long 380 kV cable system in Berlin, Germany     

XLPE电缆中间接头局部放电电磁波特性仿真分析

为研究XLPE电缆中间接头中局部放电激发的电磁波特性,建立了10 kV XLPE电缆接头模型,采用有限积分法对中间接头中超高频(UHF)电磁波的模式特性、衰减特性以及检测信号与局放脉冲波形之间的关系进行了仿真分析。仿真结果表明:在中间接头中,电磁波主要以准TEM模式传播,在其内部各处横向电场分量明显大于纵向分量;激励产生的电场强度和信号能量整体上随检测距离的增大迅速衰减,仅在导电硅胶附近由于电磁波反射增强而略有增大;UHF信号的能量由局放脉冲的波形决定,局放脉冲波形越陡,幅值越大,激发的UHF信号越强。     

电力电缆局放定位中波速确定方法研究

由于电缆中局放脉冲传播速度很快,对电缆局放定位误差影响很大。由于电缆参数不同导致其中局放脉冲的传播速度有所差别。波速微小的差别会使定位结果偏差较大。针对不同电缆,局放定位应该采用基于实验确定的波速。在分析了广泛应用的交联聚乙烯(XLPE)绝缘电缆中局放脉冲传播特性后,提出了电缆局放定位中波速确定方法。基于实验数据拟合,得到局放脉冲在电缆中的传播时间与电缆长度的表达式,为局放点精确定位打下基础。     

导电硅橡胶弹性体的性能与影响因素

介绍了在一定用途的绝缘聚合物上加适量导电填料(导电炭黑)生产导电塑料与导电硅橡胶弹体等导电聚合材料的方法。聚合材料的导电率随填料量的增加先缓慢上升,当填料量达到渗透极限后则以指数曲线快速上升。这种材料的机、电性能取决于原料和加工方法,与温度、拉伸、压力、电场状况等多种因素相关。此材料产品可应用于高电压及电子技术、医疗技术等领域。     

基于振荡波检测系统的电力电缆局部放电波形研究

介绍了局部放电电流法检测局部放电的基本原理,给出了振荡波局部放电测试电路,对基于这一检测原理的振荡波局部放电测试系统检测的波形信号进行分析。研究表明振荡波检测系统检测的局部放电信号会受电缆传播特性的影响产生衰减,且检测的信号波形基本上呈现脉冲型和脉冲振荡衰减型两种形态。     

海底高压动力电缆在线监测技术与实验研究

海底动力电缆经常出现故障,为探索寻找电缆监测技术方法,分析了胜利油田埕岛海域海底动力电缆多次出现短路故障的可能原因和产生故障的机理,并由此提出了采用基于BOTDR技术的分布式光纤传感系统监测电缆所受外力变化和监测电缆内部温度变化的技术,以及应用局部放电检测技术监测电缆绝缘破损后放电现象。电缆截面温度场和电缆外表受力的数值模拟分布式光纤传感监测电缆内部不同温度和外部受力变形的实验,以及电缆绝缘破损后的局部放电监测证明,所研究的方法可较好地在线监测动力电缆的工作状态,能有效监测和预测海底高压动力电缆运行中的主要故障,该研究可对海洋动力电缆的健康运行与维护提供一种技术方法。     

XLPE电缆中局部放电脉冲传播特性的实验研究

对模拟局部放电的窄脉冲和陡前沿脉冲沿电缆的传播特性进行了实验研究。在两段不同长度的电缆首端分别注入窄脉冲和陡前沿脉冲 ,同时记录首末端波形 ;分析了不同频率下脉冲在电缆中的传播和衰减情况 ,并提出了电缆局放检测用传感器频率的选择原则。     

The case for frequency domain PD testing in the context of distribution cable

Frequency domain PD testing offers a rich set of PD characterization tools, the most basic of which are described in the article. PD detection sensitivity under field conditions is one to two orders of magnitude greater than for time domain testing as a result of (i) no need to trigger on the first PD pulse above the broadband noise, and (ii) the filtering effect of the cable between the PD detection site and the terminations. As a result of this greatly increased sensitivity and the rich set of characterization tools, frequency domain PD testing has been developed into a highly sensitive and reliable tool for characterizing the condition of distribution cable during normal operation, the sensitivity and accuracy of which have been confirmed through independent testing.     

Partial discharge. VIII. PD testing of solid dielectric cable

For pt.VII see ibid., vol.7, no.4, p.9 (1991). The development of solid dielectric cable is discussed and its potential defects are described. Limitations to partial discharge (PD) measurement and testing are discussed, and its use for detecting cavities (also referred to as voids), which are probably the most common defect in solid dielectric cable and the primary defect detected by PD test, is discussed. PD test standards for solid dielectric cable are reviewed. Practical aspects of PD testing are addressed. Alternative, nonelectrical test methods are briefly described and assessed