基于反卷积原理的一种信号恢复技术研究

由于声波在固体介质中传递存在衰减和色散,导致PEA空间电荷测量信号发生畸变。在分析PEA空间电荷分布信号的基础上,采用高斯函数模拟电极附近的空间电荷分布信号,对声波传递过程中不同频率信号衰减因子进行求取,利用反卷积技术实现了空间电荷分布曲线的恢复。利用该数据处理技术对不同老化时间的电缆绝缘材料的空间电荷分布信号进行恢复,结果表明:通过信号的恢复,绝缘体中的空间电荷分布更加明显;随着老化时间的增加,绝缘体中的缺陷增多,其空间电荷也越来越多。因此可采用空间电荷分布状态实现对绝缘老化状态的评估。     

应用改进脉冲电声法的空间电荷波形恢复技术

脉冲电声法(pulsed electro-acoustic,PEA)测量信号因压力波的衰减与色散,传感器与外电路的滤波作用而产生畸变。介质内部体电荷产生的相对较弱信号会受到电极–介质界面处面电荷的干扰。现有信号恢复技术由于无法得到可靠的高频区压力波衰减与色散因子,其只能处理低频范围内的PEA信号。采用频率幂函数规律和时间因果理论,得到了适用于较宽频带范围的衰减与色散因子;同时,构造出除去界面面电荷对体电荷信号干扰作用的新反卷积方程,采用结合后验停止规则的迭代正则化ν方法求解该反卷积方程。通过对低密度聚乙烯PEA信号的恢复处理,验证了该文提出的改进方法。     

PEA空间电荷波形恢复的数据处理法

分析声波在绝缘材料内传播过程中发生的色散和衰减现象对PEA测试结果的影响,建立相应的数学模型,编制相关软件计算损耗介质中的衰减系数,并对已畸变的输出信号进行恢复,重建空间电荷分布的波形。     

基于"Bennia-Riad”准则频域反卷积

文中首先简介了"Bennia-Riad”准则和扩展的"Bennia-Riad”准则;其次介绍了基于扩展的"Bennia-Riad”准则的高通系统的反卷积问题;最后介绍了基于"Bennia-Riad”准则的带通系统的反卷积问题     

确定迭代频域反卷积最佳滤波参数的一种新方法

文中针对Ａ．Ｂｅｎｎｉｗａ和Ｓ．Ｍ．Ｒｉａｄ提出的迭代频域反卷积最佳化技术,在信噪比较低时难以确定最佳滤波参数这一问题,提出了改进的方法。实验结果表明,与最佳化技术相比,这种方法大约改善６ｄＢ。     

全尺寸直流电缆脉冲电声法（PEA）空间电荷测量系统设计及声信号衰减与色散补偿

脉冲电声法（PEA）空间电荷测量是交联聚乙烯（XLPE）绝缘直流电缆材料选型与评价的主要技术手段,被广泛应用于直流电缆薄膜试样。但应用该方法测量厚尺寸平板试样和大尺寸同轴试样以研究材料体效应对空间电荷的影响时,声波信号在材料中传播时的衰减与色散将直接影响电荷密度测量的精度和空间分辨率。提出了在空间电荷校准过程中利用理论计算直流电场的方法确定内外电极表面的电容电荷密度,然后计算确定在绝缘介质中传播的脉冲声波信号传递函数（该函数含有衰减和色散系数）,再对原始信号进行反卷积分运算以去除系统响应。在频域利用测量信号乘以传递函数获得脉冲声波信号经过衰减、色散恢复后的信号,从而保证大尺寸直流电缆试样测量中电荷密度及空间分辨率的测量精度。同时,设计了全尺寸直流电缆空间电荷测量系统,并在LabVIEW环境下开发了数据采集与处理系统。     

交流电场下XLPE绝缘空间电荷研究综述

XLPE电缆目前广泛地应用于电力系统中,如何评估和预测现场运行电缆的老化及早期劣化的程度,是电缆绝缘状态评估的重要内容,然而这项研究在国内仍是空白。XLPE电缆的制造工艺过程、运行中的过电压和温升以及耐压试验过程都可能造成XLPE电缆绝缘特性的改变,导致绝缘性能下降,形成陷阱,特别是空间电荷的形成,畸变原有电场分布,直接影响XLPE电缆的绝缘特性。大量研究表明,在直流电场下空间电荷危害XLPE电缆绝缘,关于交流电压下空间电荷对XLPE电缆绝缘影响的探索较少。综述了交流电场下空间电荷效应对XLPE电缆绝缘影响的相关研究成果,并介绍了测量固体介质空间电荷分布的电声脉冲法,为从空间电荷测量角度研究XLPE电缆绝缘老化程度和状态评估提供了参考。     

电缆中空间电荷的测量与特性研究

交联聚乙烯电力电缆因其优异的电气性能,现已广泛应用于电力系统输配电线路中,然而由于绝缘本体中空间电荷的存在,会畸变局部场强,进而导致绝缘老化和击穿,因此研究电缆本体绝缘中空间电荷的分布具有重大意义。目前针对固体绝缘电介质,电声脉冲法测量空间电荷由于无损和方便等优势,在国内外被广泛采用。鉴于此,介绍了电声脉冲法的测量原理,并且结合实际运行情况中电缆线芯和外半导体之间存在温度差,通过穿心升流变压器和接触式温度传感器控制线芯温度,改进测量下电极形状以适应不同厚度和半径的电缆本体绝缘,设计了一套能够用于电缆本体的空间电荷测量装置,并进行了不同温度下的实际测量,实验结果表明,温度对声信号在介质中的传播速度以及空间电荷的注入影响明显。     

基于脉冲电声法的同轴塑料电缆空间电荷测量技术的研究进展

空间电荷现象严重制约着高压直流塑料电缆的发展。目前,脉冲电声法（pulse electric acoustic,PEA）是国际上常用的测量固体电介质中空间电荷分布的非破坏性的方法之一。首先从高压脉冲的注入方式出发,简述了几种基于PEA法的同轴塑料电缆空间电荷测量技术;同时,提出了一种基于高压脉冲从测量电极注入电缆试样的改进测量装置,在该装置中通过蓄电池、环氧底座以及光电转换器等将采集数据的示波器进行对地隔离,从而提高了测量系统测量信号的频带宽度;然后,介绍了同轴塑料电缆空间电荷波形的恢复方法;最后,概述了空间电荷测量技术在评估电力电缆老化程度中的应用和未来在线测量空间电荷的可行性及发展方向。     

改进电声脉冲法的交流空间电荷测量新方法

提出一种交流电压下的电声脉冲法空间电荷测试新方法。采用电脉冲作为触发源,利用数字示波器的长存储功能同时获取空间电荷信号和高压交流电压信号,从而避免了传统交流空间电荷测试方法的硬件同步。通过调整脉冲发生器的频率可获取不同相位下的高压交流下的空间电荷响应,并通过平均若干个交流周期的空间电荷信号获得足够信噪比的相位相关的空间电荷信号。通过对低密度聚乙烯工频50 Hz下的空间电荷测量结果表明,在交流电场下,下电极附近区域会形成异号电荷;与传统的交流空间电荷测量系统相比,由于测量时间得到很大程度缩短空间电荷信息能够最大限度保存,并且新系统较老系统有更高的相位分辨率,空间电荷衰减图形更能逼真的反映电荷动态变化。     

电缆本体中空间电荷的测量与特性

交联聚乙烯(XLPE)电力电缆本体中的空间电荷在其绝缘的老化和击穿过程中扮演着重要角色,因此研究电缆本体绝缘中空间电荷的分布具有重要的意义。研制了一套电缆本体空间电荷电声脉冲法的测量装置,通过升流器实现了电缆线芯温度的控制,模拟了电缆在实际运行过程中线芯的温度随流通电流的大小而变化的状态。利用该套装置研究了常温和不同线芯温度下电缆本体中空间电荷的分布特性。研究发现:电缆本体中的空间电荷随着加压时间的增加而增多,随着温度的升高而减少且上电极与下电极之间的时间差随之增加。短路处理可以消除绝缘中空间电荷,但消除过程缓慢且不彻底。     

电声脉冲法中脉冲对空间电荷分布测量的影响

首先阐述了目前已广泛应用的电声脉冲法(PEA)测量电介质中空间电荷的原理,介绍了一台新型的PEA空间电荷测量装置(其电脉冲幅值和宽度可调),并利用此装置在相同的测试条件下测量了相同的试样。研究发现:对固定厚度的传感器来讲,空间电荷分布信号随脉冲幅值增加而增加,且其波形随脉冲宽度增加而展宽和增强。最后根据PEA测量空间电荷的原理合理分析了上述的现象。     

固体电介质中空间电荷测试系统的设计

介绍了自主制作的用于平板型试品的电声脉冲法(PEA)空间电荷测量原理和测试系统系统。着重介绍了系统的原理和硬件结构以及相应的重要参数。本套测量系统的优点是:结构紧凑,测量精度较高,对于PE类材料中的空间电荷分布可以很好的进行测量。     

Basic study on calibration using waveform variation in space charge measurement by pulsed electroacoustic method

The pulsed electroacoustic method determines the distribution of space charge in an insulation system by applying a pulse voltage and detecting the acoustic response. It estimates the location and magnitude of charges from time-domain signals. For quantitative analysis, a bias voltage is applied to a specimen with no space charge, and the acoustic signal generated from the electrodes only is used as a reference waveform for calibration. However, a full-scale, extra-high voltage insulation system often already contains space charges in it. Therefore, a method of acquiring a reference signal under such a condition was studied. We studied methods to compare voltage variations and response signal variations. We proposed a method that measures the signal difference at different voltages. In addition, we proposed a method of correlating voltage and signal variations that may allo for more rapid signal acquisition. The feasibility was proved using an 11 mm-thick mimic polyethylene specimen.     

伽马射线对低密度聚乙烯的空间电荷陷阱特征影响

为研究伽马射线辐照后的低密度聚乙烯材料在直流电场作用前后的空间电荷形成和衰减的陷阱特征,在60Co伽马射线的辐照源下得到最大辐照剂量为50 kGy的聚乙烯样品,利用电声脉冲法测量其空间电荷分布,进而提出了一种离散陷阱分布模型来解释射线辐照的空间电荷衰减特征。结果表明:在阴极附近出现异号的正电荷积累并随着辐照剂量增加而增加;分析认为射线辐照后样品出现的异号正电荷是由于材料发生了化学变化(氧化)而导致更深能级陷阱的产生;同时,利用所提出的模型计算了陷阱的能级深度和陷阱密度参数,并分析了它们与辐照氧化的微观机制。由陷阱能级和陷阱密度围成的曲线族变化可作为材料辐照老化的特征参量。     

固体电介质中空间电荷测试系统的设计

介绍了自主制作的用于平板型试品的电声脉冲法（PEA）空间电荷测量原理和测试系统系统。着重介绍了系统的原理和硬件结构以及相应的重要参数。本套测量系统的优点是：结构紧凑，测量精度较高，对于PE类材料中的空间电荷分布可以很好的进行测量。     

固体介质中空间电荷分布测量的频域分析电声脉冲法

本文在国内外电声脉冲测量方法发展的基础上，提出了频域分析电声脉冲法测量固体介质中空间电荷分布的思想，报导了测量系统的性能，解决了原电声脉冲法对薄试样计算中的困难，将测量试样厚度范围扩展到０．２～４ｍｍ之间，系统测量灵敏度可达到０．５Ｃ／ｍ３。此系统尤其适合于介质强场下空间电荷分布的动态研究。