基于紫外光脉冲检测技术的绝缘子电晕特性研究1

首先介绍了利用光电倍增管检测绝缘子电晕产生的紫外光来研究绝缘子电晕特征的研究方法。检测实验表明，电晕紫外光脉冲与电流脉冲有着很好的对应关系，可以采用紫外光作为电晕放电检测特征量。利用该方法检测绝缘子电晕时发现，对于干燥的绝缘子，绝缘子电晕光脉冲中仅含有正电晕脉冲，而当绝缘子表面存在水珠时，光脉冲中明显检测到了负电晕脉冲的存在。该文同时开发了一个自动判断负电晕的时间间隔程序，它能反映负电晕脉冲在电晕中的分布情况。大量的试验证明，如果水珠电晕存在时，绝缘子将会产生大量的负电晕，这也说明水珠将会加剧负电晕，引发负脉冲幅值更快的增长。     

电晕线串并联的脉冲电晕放电特性

在线板结构脉冲电晕放电试验模型上 ,测试了不同长度电晕线串并联时的 ns脉冲电晕放电伏安特性 ,研究了电晕线串并联时脉冲电晕放电的不同特点。研究表明 ns脉冲电晕放电伏安特性呈指数函数上升趋势 ,串联电晕线的电晕电流随其长度的增长为自然对数函数上升趋势 ,并联电晕线的电晕电流随其长度的增长为线形函数上升趋势。根据研究 ,实际设计脉冲电晕放电反应器时 ,为提高反应器效率 ,多根电晕线应并联而不宜串联 ,且电晕线不宜过长     

变压器电晕放电紫外脉冲检测法

变压器局部放电常用检测方法包括脉冲电流法、油中溶解气体分析(DGA)法、超声波法、无线电干扰电压(RIV)法、光测法、射频检测法及化学方法等.在上述方法分析的基础上,根据电晕放电的紫外光特性提出了用紫外脉冲检测变压器内部放电的新方法.分析了变压器电晕放电与紫外光特性的关系、紫外光在变压器内部的传播特性,论证了电晕放电的紫外脉冲法检测原理,提出了变压器内部电晕放电故障定位方法,设计了紫外脉冲监测方法并进行了实验验证.结果表明,紫外脉冲法可用于变压器电晕放电的在线监测.     

脉冲电晕放电系统能量注入特性的实验研究

研究了脉冲电源以脉冲电晕放电方式向反应器注入能量时的时间不均匀特性,阐述有效时间、有效平均功率等概念后分析了单针型针板式反应器中脉冲电晕放电功率与电流保持一致的时间特性。实验测得脉冲电源的单次脉冲时间为0.01～0.1s,平均功率为5～30W;有效时间约10μs,有效平均功率为15～60kW,比平均功率大3个数量级。有效时间内脉冲电晕放电过程以较大功率向反应器注入能量,有效平均功率是表征有效时间内脉冲电晕能量有效注入过程的平均量,这是脉冲电晕放电过程中较普遍存在的一种特征。     

不同海拔高度交流电晕电流脉冲特性实验研究

不同海拔高度下交流电晕特性的变化规律是高海拔地区线路设计的基础。文章利用可移动式小电晕笼和高频电流测量系统在20m-4320m范围内的5个海拔高度点进行实验,采集了1mm直径细铜丝在不同施加电压下的电晕电流脉冲、无线电干扰和可听噪声水平数据;通过对实测数据的统计分析及拟合,得到了海拔高度对电晕电流脉冲特性的影响规律,并分析了不同海拔高度下电晕电流同无线电干扰和可听噪声水平的关联关系。研究表明,随着海拔高度增加,交流电晕电流脉冲的幅值增大,幅值概率分布逐渐分散,一个周期内交流电晕电流脉冲的数量增加,脉冲形成时间变得更加均匀;将电晕电流有效值作为中间变量,研究海拔高度对交流线路电晕效应的影响,得到电晕电流有效值与导线施加电压呈线性函数关系,该线性函数的斜率k、截距b均为海拔高度h的三次函数;无线电干扰和可听噪声水平均与电晕电流有效值呈对数增长关系,其中可听噪声与电流有效值的函数关系随海拔高度变化而改变。     

湿度对绞线正极性电晕电流脉冲及其无线电干扰影响的实验

为研究湿度对直流电晕无线电干扰的影响,搭建了直流绞线电晕放电实验平台,将相对湿度作为单一变化因素,使其在40%~85%范围内变化,采用试验导线终端匹配技术,通过准确测量直流绞线上的电晕电流脉冲,研究湿度对正极性电晕电流脉冲特性及其无线电干扰的影响。在湿度增加过程中,发现以下规律:新的放电点会形成,但它们产生的电晕电流脉冲峰值通常较小;电晕电流脉冲的平均峰值减小;电晕电流脉冲重复频率先增加后减小,在相对湿度60%~75%达到最大;在相对湿度40%~60%范围内,电晕电流脉冲上升时间、半峰值时间及持续时间显著减小,而在60%~80%范围内,无明显变化规律;电晕电流脉冲功率谱减小,这也说明了湿度增加会使电晕电流脉冲产生的无线电干扰减小。     

空气负电晕Trichel脉冲特性的实验研究

为得到Trichel脉冲放电的特征,采用针-板电极结构对空气中负电晕放电的特性进行了实验研究。利用示波器测试了放电电压、电流波形和脉冲频率,利用微安表测试了平均放电电流,并通过放电结构上并联电容的方法研究了外接电容对放电的影响。结果表明,空气负电晕Trichel脉冲非常稳定、规则;其脉冲频率随平均电流线性增大,针尖曲率影响频率上升的斜率,但电极间距、气压、并联电容对频率影响较小;不同放电条件下的Trichel脉冲波形基本相同,其上升沿几乎不随电流、间距、气压、针尖曲率和并联电容变化,但脉冲幅值随平均电流略有下降,同时与间距、气压、针尖曲率和并联电容等条件有关;Trichel脉冲是电晕区的特征放电,在给定电极条件下,其形成过程与平均电流(电压)、气压和外电路并联电容等无关。     

纳秒脉冲电晕放电衰减研究

建立了线－板结构脉冲电晕放电实验模型，研究了沿电晕线的纳秒脉冲电晕放电对其自身波头幅值、波头形状的衰减特性，用高灵敏度紫外光－可见光成像系统摄取了单次纳秒脉冲电晕波电图像并进行了分析。研究表明，纳秒脉冲电晕放电对其自身波头幅值的衰减在电晕线前段的下降具有指数型快速衰减的趋势，且首端所加电压幅值越高，这种衰减越严重。     

直流单点电晕放电可听噪声时域特性实验研究

为了研究直流电晕放电产生的可听噪声时域特性,基于实验室搭建的电晕放电测试平台,获得了正负极性直流单点电晕放电产生的可听噪声的时域波形,并对放电产生的可听噪声的时域特性进行了分析。同时,基于该实验平台,也获得了可听噪声脉冲与电晕电流脉冲在时间上的关联特性。实验结果表明:直流电晕放电产生的可听噪声时域波形具有双极性脉冲性质,正极性电晕放电产生的噪声脉冲幅值和脉冲上升时间比负极性电晕放电产生的噪声的相应值大;在时域上可听噪声脉冲与电晕电流脉冲具有一一对应关系。结合实验结果与正负极性电晕放电通道的发展过程,定性地解释了正负极性电晕放电噪声特性的差异及电晕放电噪声与电晕电流在时间上存在一一对应的原因。     

GIS电缆终端局放检测中电晕干扰特性的研究

架空线电晕对于变电站内的GIS(Gas Insulated Switchgear,气体绝缘组合电气设备)电缆终端局部放电检测干扰严重,为排除高频电流传感器耦合到的其他干扰信号,本文首先提出聚类分析法,以信号峰值、上升时间、下降时间、最大频率作为数据矩阵的变量,结果表明聚类分析法能够有效将高频电流信号进行分类,便于提取架空线电晕放电信号。其次,重点研究了电晕干扰信号的上升时间、极性特征、频谱特征和相间干扰,结果表明,电晕干扰表现为密集的脉冲形式,电晕脉冲的上升时间为25~175ns,下降时间为85~230ns,具有相对集中和对称分布的特点,电晕脉冲具有明显的极性特征,正负脉冲的上升下降时间变化趋势不同,同时正脉冲宽度略低于负脉冲宽度。电晕脉冲的频率为1.25~2.5MHz,电晕脉冲具有相间干扰的特性,被干扰相的幅值降低、频率增大、上升时间降低。     

采用光放大器的绝缘子微放电紫外光遥测系统

绝缘子出现电晕放电是其运行性能下降的一个重要征兆,电晕放电的发展将会加速绝缘子性能的恶化并最终可能导致绝缘子闪络等严重电力安全事故。为此介绍了一种利用微弱电晕产生的紫外光为特征量的远程在线检测绝缘子电晕放电程度的技术。该技术采用光放大器技术来检测绝缘子表面电晕产生的微弱紫外光,并能判别绝缘子运行状态。该系统中的光放大器首先将采集的微弱紫外光信号转化为与之对应的微弱电流信号,然后电流信号经过信号调理单元处理转化为可采集的电压信号,信号最后被采集卡采集进入计算机,PC机中的分析软件可以对采集信号结果进行分析与判断。系统软件基于虚拟仪器技术平台,既能减少硬件的成本又能很好的分析信号的特征。该系统在现场变电站进行了检测试验,绝缘子的放电检测结果验证了该检测技术的有效性。     

邻近直流导线时交流电晕电流脉冲特性试验

本文搭建交直流并行线路电晕放电试验平台,研究邻近直流电压时交流单点电晕放电下的电晕电流脉冲特性。并对交流电晕电流脉冲的分布模式、重复频率以及波形等特征参数进行统计分析。试验结果表明,邻近的正极性直流电压会促进交流负半周电晕放电而抑制交流正半周电晕放电,邻近的负极性直流电压作用正好相反。直流电压对交流负半周电晕电流脉冲波形参数无明显影响,而正半周电晕电流脉冲的幅值会随负极性直流电压的增加有所升高。同时发现,随着交流电压幅值的升高,促使其正半周发生电晕放电所需要的负极性直流电压幅值也相应地升高,并基于电晕放电的发展过程中电离强度的计算提出种子电子的缺失是造成该现象的原因。最后,在电晕放电离子云模型基础上,提出脉冲序列发展的过程中电离区域电场强度恒定不变的假设,从而对邻近直流电压影响下的交流电晕电流脉冲波形参数特性给出了合理的解释。     

基于UV检测的UHV输电线路起晕电压的试验研究(英文)

Corona discharge is being detected by UV imaging detection technology at home and abroad in recent years.This technology is used in the corona tests of conductor bundles in this paper.In order to further research the corona characteristic,optimize geometry parameters and diameter of sub-conductor,and increase corona onset voltage of transmission lines,corona tests of three model conductors which are placed inside the outdoor corona cage are conducted.Corona cage could be used to simulate the corona activities on transmission lines under a low voltage and different conditions in an effective and economical way.Photon which was created by UV light as a result of corona discharge on conductors is detected by the UV detection apparatus.The photon number within unit interval,namely photon counting rate is adopted as the parameter of quantifying the intensity of corona discharge.According to the apparent change of photon number,corona onset voltage can be judged.All tests are conducted under almost same atmosphere condition.Using the method,corona onset voltage is acquired.The results indicate that the tests have a good repeatability,in other words,repeating same test twice same result can be aquired.The corona onset voltage can be acquired exactly from the curve of applied voltage vs.photon counting rate.Therefore UV detection apparatus can not only used to find discharge point exactly,but also applied on corona discharge research and live detection for power equipments.The method using in this paper is proved that is a new available method.     

极不均匀场中电晕放电的紫外成像检测特性研究

目前,紫外检测技术在电力系统的应用已受到广泛关注,但其应用方法和标准都处在探索阶段。结合模拟试验方法,研究紫外光子数与增益、距离之间的关系,考虑极不均匀场下的电晕放电,研究光子数与放电强度量化参数(局部放电量、电晕电流)的对应关系。试验结果表明,增益、距离对光子数影响较大,在应用中需选择合适的增益;光子数与距离基本成反比的关系,且在一定程度上能反映出电晕放电强度变化趋势。     

基于紫外成像的电晕放电检测技术改进研究

针对当前电晕放电检测存在检测精度低的问题,提出一种基于紫外成像的电晕放电检测方法。该方法将基于紫外成像的电晕放电检测效果的干扰因素划分为距离、增益、温度和湿度检测等;构建了紫外线成像电晕放电检测体系,采用物镜系统解决电晕放电目标成像问题,利用光传感器将电晕放电图像进行光电转换,结合紫外滤光片滤除日盲区之外的光波,采用控制分析体系将光的强度量进行统计并分析,同时控制整个检测体系。利用图像显示体系将电晕放电图像信息融合、显示。在紫外线成像电晕放电检测体系基础上,分别对检测干扰因素逐一处理,设计基于紫外成像的电晕放电检测流程图,完成电晕放电高质量检测。实验表明,文章所提方法不仅有效处理了电晕放电检测干扰因素,还提高了放电源检测的检测精度。     

基于紫外脉冲法的非接触式低值(零值)绝缘子在线监测系统

目前低值(零值)绝缘子检测手段主要有电压分布法、电晕脉冲法、红外热像测温法及超声波法等,但均有一定的不足.文中提出了全新的紫外脉冲法:当线路上存在低值绝缘子时会造成绝缘子串电压分布改变,从而使绝缘子串的放电脉冲数目增加,并引起放电紫外光脉冲的相应变化.在线路杆塔上加装根据文中方法研制的监测装置,对绝缘子串放电脉冲引起的紫外光的185 nm～260 nm(日盲区)部分进行连续在线监测,分析紫外脉冲的变化,可以发现低值(零值)绝缘子.由紫外脉冲法构成的绝缘子监测系统,不需和绝缘子接触,检测距离可以远达4 m以上,适用于线路绝缘子在线监测.文中方法经过了110 kV线路的实验验证,证实了检测效果.     

基于紫外成像图像参量的交流电晕特性研究

针对传统电晕检测方法存在难以准确定位放电位置且在现场应用易受干扰等问题,笔者采用数字图像处理算法提取了电晕放电紫外图像的光斑面积,并将其作为量化放电强度的参数,在实验室利用棒-板间隙研究了极不均匀电场中的电晕放电的紫外成像特征.分析了正、负电晕放电时的最大脉冲幅值、累积放电量参数与光斑的面积之间的关系,并对上述关系进行...     

复合绝缘子沿面电晕放电特性的试验研究

为了研究复合绝缘子沿面电晕放电状况,以110kV复合绝缘子为试验对象,利用一种基于光电倍增管的紫外电晕检测装置来测量绝缘子电晕产生的紫外光,探讨复合绝缘子沿面电晕放电发展和分布特征。通过逐步升高施加电压的试验方法,检测得到复合绝缘子在不同表面条件下(干燥、清洁、潮湿、染污)沿面电晕放电发展和分布状况的脉冲量化特征数据。测量结果表明:当电压升高时,表面干燥条件下的复合绝缘子电晕放电沿串长发展和分布,而表面潮湿条件下的复合绝缘子电晕放电随机性较大。电晕紫外光脉冲个数以及脉冲平均峰值可以用作检测电晕放电的特征参数,以判定复合绝缘子电晕放电状态。