超高频技术在电力设备局部放电在线检测中的应用

从传感器、超高频信号的采集处理、信号的模式识别及超高频信号的标定等几个关键技术出发,对超高频法在电力设备局部放电在线检测中的应用现状进行了综述,并对超高频法在实际应用中存在的问题进行了探讨。最后,展望了超高频局部放电在线检测技术的发展前景。     

GIS局部放电超高频检测方法分析

随着电力设备电压等级的提高和各种有机绝缘材料的广泛应用,封闭的电力设备内部局部放电问题越来越突出,既是设备绝缘劣化的征兆,也是造成绝缘劣化的重要原因。因此,对电力设备局部放电进行在线检测具有重要的意义。GIS（气体绝缘组合电器）局部放电检测是诊断GIS绝缘故障的有效方法。下面利用超高频法对GIS中的局部放电检测技术进行分析。     

局部发电检测系统中的信号消噪方法研究

正局部放电通常发生在电力设备内部绝缘比较薄弱的部位,它既是绝缘劣化的征兆和表现形式,又是绝缘进一步劣化的原因,严重时甚至造成绝缘闪络和击穿。通过局部放电在线(或离线)检测可以及早发现电力设备内部绝缘缺陷,预防潜伏性和突发性事故的发生。超高频局部放电检测技术抗干扰性好,利于在线检测,近年来发展较快,成为国内外研究热点。由于电力设备内部结构复杂,电磁波在其中传播时会发生多次折反     

XLPE电缆及接头局部放电的超高频测量与分析

超高频的局部放电测量是目前国外电力设备绝缘检测研究的焦点问题之一。本文建立了一套超高频局部放电的测量系统，设计了XLPE电力电缆及其接头局部放电超高频测量的电容耦合传感器，分析了传感器的等效电路，测量了其频率响应，对电缆以及接头中的实际放电进行了测量分析。     

超高频方法在变压器局部放电检测中的应用

为了探讨局部放电超高频检测技术的应用,将数字化测量和超高频检测技术相结合,分析了局部放电超高频检测技术的原理。在简要介绍了局部放电超高频检测系统硬件和软件的组成后,实测并分析了检测系统的抗干扰性能。通过变电站电力变压器的现场局部放电测量,及时发现了设备的局部放电水平异常,避免了事故的发生。分析和实测表明,超高频方法较其它方法相比能有效避开电晕干扰,更易于发现设备绝缘系统早期绝缘缺陷,检测结果能准确反映设备绝缘状况,适用于电力变压器局部放电在线监测。     

GIS局部放电监测系统设计与实验研究

为研究利用超高频法进行GIS局部放电在线监测,研制了局部放电在线监测系统。系统由现场主机完成局部放电检波信号的实时采集与单次放电超高频信号采集,并提取放电信号的幅值和相位信息。远程主机实现放电分析的功能,通过在GIS模型设置不同放电源,进行在线监测实验。结果表明系统可以有效地检测GIS局部放电信号,并进行放电分析,可据此进行放电类型的识别,系统的软硬件设计方案切实可行。     

直流电压下油纸绝缘中局部放电的超高频特性

为研究直流电压下油纸绝缘中局部放电的超高频特性,组建了一套直流电压下局部放电试验系统以及由局放超高频检测和超宽带检测组成的测量系统,其中脉冲电流超宽带检测的作用是确保超高频检测获取的信号来自于试品自身的局部放电。试验设计了6种油纸绝缘局放模型以模拟换流变压器的典型缺陷,并引入毫瓦分贝(DBM)频谱分析对超高频信号进行了统一化处理,以比较不同缺陷模型对应的超高频信号。直流下试验结果表明:局部放电电流脉冲具有极快的上升沿,能激励起大于300MHz的超高频电磁波,它可以通过超高频传感器加以耦合接收。各种缺陷模型局部放电的DBM频谱分布各异,超高频段能量幅值最大处也不一样。因此若想以高信噪比实现直流下局部放电超高频信号的在线监测,需要使用中心频率可调的窄带滤波器。这些特性为直流输电系统中使用油纸绝缘的电工设备进行局部放电超高频信号在线监测提供了试验依据。     

电力变压器超高频局部放电的在线检测

用超高频法模拟研究了油 /纸绝缘中局部放电并用内置超高频探头实现了电力变压器局部放电的在线检测。该法有望解决变压器局部放电在线检测中的抗干扰问题。     

在线检测电力设备局部放电信号传输系统的研究

在研制的用于电力设备局部放电在线检测装置的信号传输系统中,考虑到检测装置微机系统和控制室的安全,并加强抗干扰性能,采用光纤系统来传输信号。并选择频分复用和时分复用的方式,分别传送多路局部放电信号和控制信号,从而简化了系统并降低了费用。叙述了电子传输系统各个部件的设计和工作原理。该系统已用于局部放电的在线检测装置中,并成功地进行了多次现场电力设备局部放电的在线检测试验。     

外部传感器GIS局部放电超高频检测的研究

根据GIS局部放电脉冲所激发的电磁波传播特性的宽频带特征,设计出一种新型超宽带天线局部放电检测系统,利用该系统检测252 kV GIS母线段中不同气压下固定微粒局部放电模型的实验结果表明外部传感器超高频局部放电检测系统可在线检测GIS局部放电。     

变压器局部放电带电检测系统的应用

针对电力系统变压器局部放电带电检测的现状,提出了一种新的局部放电带电检测系统,即采用脉冲电流法、特高频法、超声法对变压器局部放电应进行综合带电检测.现场试验结果表明,该系统检测电力系统变压器局部放电结果准确,不会影响设备的正常运行,提高了变压器局部放电带电检测的可靠性和灵敏度.     

基于声电联合的开关柜局部放电在线监测系统研究

针对高压开关柜局部放电的在线监测,分析了多种局部放电类型和局部放电的检测方法,主要研究了用于高压开关柜的超高频检测法和超声波检测法的实现方法,设计了一种声电联合在线监测系统。该系统使用峰值检测芯片代替传统的检波降频电路,增加了系统的可控性。系统采用FPGA芯片处理超高频信号和超声波信号,实时性好,响应速度快。结果表明,系统能够独立进行信号的采集和处理,准确地识别出放电类型,完成放电信号的在线监测和定位,保障了开关柜的运行安全。     

基于超高频法的典型GIS局部放电检测

GIS局部放电检测是GIS绝缘状态监测的一种科学有效的方法。笔者构建了GIS实验模型以及基于超高频法的局部放电在线检测系统,对GIS中典型的几种局部放电特征进行了研究,采用基于相位的分析模式详细分析了不同放电类型在不同电压条件下的放电特征,并结合常规局部放电测试仪,对UHF信号的放电量进行估计,为进一步进行放电类型的智能模式识别及研究超高频信号与放电量关系提供了试验依据,以提高UHF局部放电检测的工程实用性。     

局部放电特高频检测校准影响因素研究

局部放电特高频(UHF)法广泛应用于电气设备在线监测,由于UHF信号传递函数的影响因素相当繁复,至今未能实现定量校准。为研究UHF检测技术定量校准的影响因素,分析了典型局部放电源的放电机理,通过试验研究了UHF信号的传播规律以及天线测量特性。研究表明,基于特征参量放电量的UHF检测校准可靠性与放电源有较大关联,电晕放电与悬浮放电的校准曲线更能准确表征设备绝缘缺陷的严重程度,内部气隙放电与沿面放电的准确性则相对较差。UHF信号能量衰减至平稳期所需距离随频率增高而变小,而UHF信号频率变化时不影响传感器在不同角度测量的信号能量衰减变化规律。因此,UHF信号校准必须综合考量具体的放电类型与测量条件。研究结果可为构建UHF校准体系的进一步研究提供参考,对推进UHF法在电力设备故障诊断和绝缘状态评估中的应用具有重要意义。     

局部放电UHF检测仪校准方法研究

针对GIS开展的UHF法局部放电检测是目前主流的带电检测方法之一,现阶段局部放电UHF检测仪偏重于对局部放电的定性判断,迫切需要建立量值溯源链并评价检测结果的可信度。本文参考IEEE推荐的电场强度校准方法,对局部放电UHF检测仪关键参量的量值溯源方法和平台进行了研究。对电气设备内部的电场信号采样,根据示值与场强的对应关系换算出被试品测得的电场强度。通过校准平台,将被试品与标准电场强度进行比对,得出被试品的测量误差为-3.74 d B~+2.98 d B。试验表明基于传递标准和稳态电场校准局部放电UHF检测仪主要参量的方法是可行的。     

超高频在线监测技术在GIS局部放电检测中的应用

鉴于超高频(UHF)法用于局部放电检测日渐增多,结合UHF用于广东电网变电站GIS局部放电检测案例,分析了UHF在线监测技术的优越性,并对PDM UHF局部放电在线监测系统的应用效果进行了试验研究。试验和实践表明,UHF在线监测技术能够提高变电站GIS局部放电的监测效果,具有很好的应用前景。提高监测灵敏度的关键在于选择合适的传感器安装位置。此外,对于全封闭的GIS设备UHF法宜结合超声波定位技术一起使用。     

电气设备长间歇性局部放电检测系统研究

为降低外界干扰在带电检测与在线监测中对电气设备内部发生的长间歇性、潜伏性局部放电的误判,避免因绝缘击穿而导致的设备故障停电.文中对长间歇性局部放电的放电特性进行研究,在现有带电检测与在线监测基础上,设计了一套便携式长间歇性局部放电监测系统.该系统不仅可以完成设备内部不同频带局部放电信号的采集与放电缺陷的初步定位,而且在云端可以完成局部放电缺陷发展状态的动态跟踪.试验及现场应用结果证明所设计长间歇性局部放电监测系统可以完成电气设备内部局部放电缺陷的长期跟踪,并通过实时的数据更新、在线数据分析,可以为异常设备绝缘状态进行评估.     

油中局部放电检测脉冲电流法与超高频法比较

为了研究局部放电检测中超高频法参量与脉冲电流法参量之间的关系,比较分析了局部放电检测中超高频法和脉冲电流法在原理上的区别。利用脉冲电流法和超高频法对油纸绝缘的几种典型模型下的局部放电活动同时进行测量,比较分析同一模型下的局部放电中超高频法参量与脉冲电流法参量之间的关系并探讨了局部放电检测中脉冲电流法对超高频法的标定问题。研究表明,在反映放电活动强弱上,超高频法的参量和脉冲电流法的参量之间有着相同的变化趋势,但是二者之间不存在直接的线性关系。     

局部放电检测用超高频天线的设计与性能对比

根据高压电力设备局部放电信号检测的需要,基于PCB技术设计并制作了四种不同原理和结构尺寸的超高频天线,仿真分析了其性能参数,检验所设计天线用于局部放电超高频检测法的可行性。利用矢量网络分析仪测试天线的端口特性,验证了天线的电压驻波比等参数。基于GTEM小室提供标准场,在不同工作频率下分别对四种天线样机的天线系数进行了标定,得到各天线系数的拟合公式与曲线。采用针-板放电模型作为局部放电源,基于脉冲电流法测量参考放电量,对所设计的天线进行了局部放电测试实验,采集天线接收到的局放信号波形。仿真和实验结果表明微带天线与缝隙天线工作带宽和增益较低;偶极子天线与螺旋天线在工作频带内损耗低、增益高、阻抗匹配效果较好,检测局部放电信号的效果良好。     

Partial discharge diagnostics for gas insulated substations

A defect such as a free metallic particle or stress-raising edge on an electrode could lead to breakdown in a gas insulated substation (GIS), but may be detected by the partial discharges it generates. Of the various detection means available, most success has been achieved with either acoustic transducers to detect sound waves from the discharge, or electrical couplers to pick up the ultra-high-frequency (UHF) signals generated inside the GIS chambers. All new GIS in the UK are fitted with internal couplers for UHF monitoring, and two examples of continuous monitoring schemes on 400 kV GIS at nuclear power stations are described. Further developments, which are already well advanced, include specifying and measuring the coupler characteristics, making use of expert systems to interpret the UHF discharge data, and extending the monitoring system to include the performance of circuit breakers and other equipment