高压开关柜局部放电传输及外部干扰特性研究

受开关柜工作现场外部电磁波干扰的影响,开关柜局部放电的检测精度将受到限制。为实现开关柜局部放电传输和外部干扰特性的区分,基于有限元分析软件(COMSOL)建立开关柜局部放电的仿真模型,并对开关柜内部放电和外部干扰的脉冲特性进行仿真分析,仿真分析表明:开关柜内部放电的波形呈现多次振荡,而外部干扰波形则几乎无振荡现象;为验证仿真分析的正确性,基于小波变换理论以内部空穴放电缺陷为例在试验室组建开关柜局部放电TEV检测系统,根据内部空穴内外部脉冲时频谱图分析结果可验证内部放电存在明显的振荡现象,而外部放电未出现明显振荡。文中的研究成果可作为区分内部放电脉冲和外部放电脉冲的依据之一。     

特征图谱时频信号放电识别算法研究与现场应用

高压电气设备局部放电检测通常夹杂干扰信号,造成分析与判断困难,干扰信号抑制是局部放电识别和故障判断的前提。基于局部放电信号时频分布特征,采用等效持续时间T和等效频率带宽F来表征局部放电宽带脉冲波形的时频特征,构建等效时频特征图谱(T-F谱图),再进行聚类分析即可实现不同放电类型和噪声的分离。利用特征图谱分类法对高压开关柜局部放电信号进行噪声抑制与脉冲分类,验证该方法对局部放电混合信号分离的有效性。     

开关柜局部放电检测定位技术的应用研究

介绍了对开关柜局部放电暂态对地电压法和超高频法检测定位技术,对超高频电磁波在开关柜中的传播特性进行了理论分析。在实际运行10 kV开关柜中研究了暂态对地电压法和超高频法局部放电定位技术的有效性和可行性。结果表明:采用暂态对地电压法,超高频检测幅值比较和时间差法的局部放电定位技术对开关柜局部放电缺陷的检测和定位是有效可行的。高压开关柜局部放电暂态对地电压法和超高频法检测定位技术可为现场应用提供实验基础。     

基于地电波检测法的非侵入式高压开关柜局部放电监测定位研究

在分析TEV技术原理的基础上,研制一套基于测量开关柜表面地电波来监测开关柜内部局部放电及定位局部放电源的非侵入式高压开关柜局部放电监测定位系统。使用该系统进行了实验室测试和现场变电站内开关柜的局放实测,并综合应用TEV技术对高压开关柜典型缺陷的局部放电进行了检测与分析,测试结果表明该系统功能完备、安全可靠、性能优良、操作方便,总体功能及性能参数满足高压开关柜非侵入在线局部放电监测的应用需求。     

基于时频相似度的油纸绝缘多局部放电源脉冲群分离与识别策略

由于变压器内部液-固绝缘结构和运行环境的复杂性,导致其内部往往是多个局部放电源同时存在,引起局部放电PRPD图谱交叉和重叠而无法识别。为解决多局部放电源的识别问题,本文提出了基于脉冲时频分析(TFA)结合近邻传播聚类(APC)的变压器油纸绝缘多局部放电源脉冲群分离与识别策略。首先,将基于S变换(ST)时频分布的脉冲相似度(时频相似度)矩阵输入近邻传播聚类(APC)分离多局部放电源脉冲群。然后,采用局部放电相位分布(PRPD)统计特征与粒子群优化支持向量机(PSO-SVM)识别ST+APC分离的子脉冲群,并验证分离的有效性。对实验室人工缺陷模型的局部放电数据进行分析,结果表明ST+APC算法可以有效去除脉冲型干扰(PSN)和分离油纸绝缘多局部放电源脉冲群。     

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.     

臭氧浓度检测技术在开关柜局部放电检测中的应用

高压开关柜的运行状态对电力系统运行可靠性具有重要影响,带电检测是反映开关柜绝缘缺陷的有效手段。超声波(AE)、特高频(UHF)及暂态地电压(TEV)等多种局部放电检测技术在开关柜内金属部件异常放电的定性、定位具有一定优势。由于开关柜穿墙套管内部发生局部放电产生的电磁波经过多次折反射,导致检测点的信号衰减幅度较大,使常规电类检测方法不能完成局部放电检测与故障诊断。本研究基于臭氧对253.7 nm紫外光的吸收性提出了一种泵吸式臭氧浓度检测与AE局部放电相结合的技术,对穿墙套管内局部放电源的放电类型及放电程度进行定性、定位分析。结果表明:泵吸式臭氧浓度检测方法在开关柜穿墙套管内部异常放电定性与定位方面具有一定的有效性。     

高压开关柜典型缺陷局部放电TEV特征的研究

高压开关柜局部放电会在其金属外壳上产生对地电位,称之为暂态对地电压(TEV),它是一种有效的局部放电检测手段,但是目前开关柜TEV信息只局限于平均幅值,缺少有效特性信息辨识开关柜的缺陷。为了得到更多的局部放电TEV特征信息,笔者研制了一套TEV传感器及检测系统,建立了开关柜TEV测量平台,采用TEV系统对3种典型开关柜放电模型进行了测量和分析,获取了典型缺陷放电情况下TEV的散点图和统计图谱。研究结果表明:所研制的TEV传感器(带宽为5 kHz~80 MHz)可以对放电脉冲信号具有良好的响应特性,经过与脉冲电流法对比得知,TEV作为检测手段可以有效地获取局部放电信息,同时保留了能够反映缺陷类型的放电特征;统计不同缺陷情况下局部放电TEV信息所得到的柱状图谱具有明显区别,TEV特征可以作为为开关柜缺陷识别的有效依据。     

局部放电超高频检测抗干扰与多源放电信号分离方法

变电站的电磁环境复杂,存在大量处于超高频(ultrahigh-frequency,UHF)段内的通讯干扰信号及设备外部的脉冲型干扰信号,导致难以对局部放电故障现场检测结果进行准确的诊断。针对局部放电UHF检测中的抗干扰问题,提出了一种基于波形互相关分析、噪声传感器及幅比聚类分析的局部放电UHF综合抗干扰技术,试验证明这种抗干扰技术可有效排除通讯干扰、设备外部脉冲型干扰,并实现设备内部多放电源辐射的超高频信号的分离与识别,提高局部放电检测与诊断的有效性与准确性。     

基于时频相似度的GIS多源局部放电信号分离方法

文中提出一种基于时频分析的GIS多源局部放电信号脉冲分离方法。首先,对记录的GIS局部放电脉冲波形序列进行S变换时频分析,以提取典型局部放电脉冲的时间—频率—幅值特征。然后,与由单一典型局部放电缺陷模型构造的时频数据库进行混合,基于时频相似度分析和仿射聚类方法对记录的脉冲群进行快速分类,最终实现多局部放电源脉冲群的分离。在局部放电源个数未知的情况下,文中方法可判断出局部放电源的个数和放电类型。且该方法可抑制随机干扰源的影响,并可分离典型的脉冲扰动波形。     

一起35 kV开关柜局部放电缺陷检测及分析

文中分析了一起35 kV开关柜局部放电缺陷案例,采用暂态地电压、超声波及特高频等多种局部放电带电检测技术进行分析诊断,利用电磁波时差法对局部放电源进行定位,结合开关柜内部结构给出局部放电源位置范围,停电检查发现A相避雷器引线与绝缘板间存在明显放电痕迹,验证了缺陷分析诊断及定位的正确性。结果表明,局部放电带电检测技术可以有效发现开关柜内绝缘缺陷,案例为类似开关柜缺陷处理提供经验。     

基于脉冲电流法的高压开关柜局部放电在线监测装置

脉冲电流法局部放电检测通常用于电气设备出厂时的型式试验以及其他离线测试中。在充分分析开关柜局部放电检测的现状与问题后,设计了基于开关柜高压带电显示装置的局部放电在线检测的电路原理和信号提取方法。搭建了基于脉冲电流法的高压开关柜局部放电在线检测回路,开发了具备实时监测、判断与分析功能的后台软件。并在10 kV开关柜真型局部放电缺陷仿真平台上进行了真实放电的模拟试验,验证了基于脉冲电流法的高压开关柜局部放电在线监测装置的灵敏度与有效性。该研究对开关柜状态检修以及脉冲电流法在线检测理论研究具有较大意义,为10 kV配网设备局部放电在线监测提供了良好的实现方法。     

基于超高频检测技术研究GIS中的局部放电

根据气体绝缘的金属封闭式组合电器(GIS)的波导结构及局部放电脉冲所激发的电磁波的宽频带特征,建立了外部天线超高频局部放电检测系统。利用该系统对252kVGIS母线段中相同气压、不同电压超高频下固定微粒局部放电模型进行检测,并借助联合时频分析方法对信号进行处理。结果表明,外部天线超高频局部放电检测系统可以实现GIS局部放电检测,固定微粒局部放电频谱特征明显。     

35 kV开关柜母线异常放电分析

带电检测是发现电力设备潜伏性运行隐患的重要手段,对高压开关柜进行局部放电带电检测,可以有效发现开关柜内部放电缺陷,避免由于放电引发的电网事故。通过暂态地电压、超声波和特高频局部放电检测法成功发现一起开关柜放电缺陷,经3种方法综合分析,得出此放电类型为较严重的悬浮放电和一定程度的沿面放电。利用特高频局部放电检测定位仪和高速数字示波器准确定位放电信号。最后结合停电工作对该开关柜进行解体,证实柜内确实发生严重放电。     

基于脉冲电流法和TEV的开关柜局部放电检测研究

为研究高压开关柜内部局部放电检测方法的有效性,利用35 k V智能试验开关柜,在其内部设置高压导体尖端缺陷,运用脉冲电流法和暂态对地电压法(TEV)进行局部放电检测,并通过TEV法进行局部放电源的定位。经现场实际应用可知,脉冲电流法和TEV法是检测开关柜局部放电的有效方法,且两种方法需要配合来综合确认;脉冲电流法抗干扰能力差,TEV法抗干扰能力强,对局部放电源准确定位和能够不停电检测局部放电。     

高压开关柜内部缺陷的局部放电信号特征研究

为实现内部缺陷模拟与局部放电信号特征研究,搭建高压开关柜内部缺陷的局部放电信号模拟试验平台,实现了金属尖端、悬浮电极、自由金属颗粒和绝缘气隙4种内部缺陷的实验室模拟。分析4种缺陷的暂态地电压、超声波和特高频局部放电信号特征,为开关柜内部缺陷的局部放电信号检测和诊断提供了参考。     

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。     

高压开关柜局部放电诊断定位技术研究与运用

高压开关柜局部放电通常伴随着声、热、光、电、磁等多种形式的物理现象和气体电离等化学反应现象,局部放电检测是目前高压开关柜状态检修中最有效的检测手段。局部放电采用的检测方法有超声波法、暂态地电压法(TEV)、特高频法(UHF)等检测方法,对3种局部放电检测方法进行了研究分析。通过一起35 kV高压开关柜局部放电缺陷,介绍了局部放电的诊断方法和定位过程。     

基于多通道检测技术的侵入式开关柜局部放电在线监测系统的设计

局部放电极易导致开关柜内部绝缘器件老化。通过检测局部放电产生的地电波(TEV)和超声波信号来判断开关柜的绝缘状况,是一种比较有效的检测手段。文章设计了一种基于多通道检测技术的侵入式开关柜局部放电监测系统。系统在每一面开关柜内部设计多路传感器,靠近被测对象安装,多通道监测开关柜内部多个位置局部放电信号,实现开关柜绝缘状态实时监测。实际应用效果表明:该系统可以在多个通道检测出开关柜内部的局部放电状况,准确判断开关柜绝缘状况,同时具备局部放电故障辅助定位能力。     

高压开关柜局部放电暂态地电压与放电源特性的关系研究

暂态地电压法已广泛应用于高压开关柜的局部放电检测中,主要是通过检测获得局部放电幅值和脉冲数。然而,在缺陷严重程度和缺陷性质的诊断以及缺陷定位方面的效果及实用性还有待进一步评估。通过建立开关柜模型以及放电模型,仿真研究了开关柜外表面不同位置的暂态地电压幅值与放电源脉冲宽度和强度的关系。结果表明暂态地电压法适宜于诊断缺陷的严重程度,而对于缺陷性质诊断及缺陷定位却效果较差。